DE1952211C

DE1952211C - Hot water generator

Info

Publication number: DE1952211C
Authority: DE
Inventors: Werner Winterthur Stiefel (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Publication date: 1972-11-09

Description

mündung befindlichen Rohre, sicher beherrschen, soMuzzle located pipes, safely master, so

daß eine Überhitzung dieser Rohre vermieden wird. 40 Eine solche Überhitzungsgefahr ist an sich gegeben,that overheating of these pipes is avoided. 40 Such a risk of overheating is inherent

Die Erfindung betrifft einen Heißwassererzeuger weil die Rauchgase mit mindestens 1700⁰C die mit mindestens einem Wirbelmuffelbrenner, der am Muffel verlassen und dabei lokale Verdampfung in Eintritt eines Rauchgaskanals angeordnet ist, der eine den Rohren der ersten Heizfläche auftreten könnte, durch Berührung beheizte, vom Wasser durchströmte Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung be-The invention relates to a hot water generator because the flue gases with at least 1700 ⁰ C are heated by the water with at least one vortex muffle burner that leaves the muffle and local evaporation is arranged in the inlet of a flue gas duct that could occur in the pipes of the first heating surface flowed through According to a further embodiment of the invention

Heizfläche aufweist. 45 trägt die den ersten Heizflächenabschnitt durch-Has heating surface. 45 carries the first heating surface section through

Bei den bekannten Heißwassererzeugern ist es strömende Teilwassermenge höchstens 60 % der Geüblich, die dem Heißwassererzeuger zuströmende Ge- samtwassermenge.With the known hot water generators, the partial flow of water is at most 60% of the usual, the total amount of water flowing into the hot water generator.

;amtwassermenge durch die Heizflächen zu schicken. Ein Ausführ&igsbeispiel der Erfindung wird an; to send the official amount of water through the heating surfaces. An embodiment of the invention is shown in FIG

Dabei ist darauf zu achten, daß die Außenwand- Hand der Zeichnung nachstehend beschrieben. Es temperatur der durch Berührung beheizten Heiz- 50 zeigtMake sure that the outer wall hand of the drawing is described below. It temperature of the touch heated heater 50 shows

flächen nicht unter den Taupunkt des Rauchgases Fig. 1 einen Horizontalschnit durch einen Heiß-areas not below the dew point of the flue gas Fig. 1 a horizontal section through a hot

von beispielsweise 140° C sinkt. Bei Unterschreiten wassererzeuger,of, for example, 140 ° C drops. If the water generator falls below,

dieser Temperatur können Schäden infolge Taupunkt- F i g. 2 ein Diagramm mit dem Verlauf der Wasserkorrosionen an den Heizflächen auftreten, was be- und der Gastemperaturen längs der wassersonders schlimm beim Verbrennen von schwefel- 55 beaufschlagten Heizflächen.this temperature can cause damage as a result of dew point F i g. 2 a diagram with the course of the water corrosion occur on the heating surfaces, which is and the gas temperatures along the water special bad when burning sulphurous heating surfaces.

haltigem Öl sein kann. Um solche Taupunktkorrosio- Gemäß Fig. 1 sind in einem quadratischen Quer-containing oil. To such dew point corrosion according to Fig. 1 are in a square transverse

nen zu vermeiden, hat man sich damit beholfen, aus schnitt aufweisenden Rauchgaskanal 4 eines Heißdem Heißwassererzeuger austretendes Wasser dem wassererzeugers zwei Heizflächenabschnitte 10 und abgekühlten, dem Heißwassererzeuger zuströmendem 15 vorgesehen, die im Rauchgasstrom,(Pfeil 9) hinterWasser zuzumischen, um die Zulauftemperatur zum 60 einander angeordnet sind. Der Rauchgaskanal 4 wird HeiÜwassererzeuger zu erhöhen. Diese Methode be- _Von wasserdurchflossenen Rohren 3 begrenzt, die, dingt jedoch relativ große Mengen an zuzumischen- _aus Flossenrohren bestehend, zu einem gasdichten dem Heißwasser, was nicht rationell ist. Andererseits Kasten zusammengeschweißt sind und mit einem ist bei Heißwassererzeugern auch dem Aufheizen des Sammler 1 und einem Verteiler 2 in Verbindung Wassers eine Grenze gesetzt, die dadurch gegeben ist, 6₅ stehen. Der Sammler 1 und der Verteiler 2 bilden daß das Wasser nicht die Verdampfungstemperatur entsprechend dem quadratischen Querschnitt des übersteigen darf. Rauchgaskanals 4 je einen Rahmen von quadrati-In order to avoid it, one has managed to provide water exiting from the flue gas duct 4 of a hot water generator to the water generator two heating surface sections 10 and cooled 15 flowing to the hot water generator, which in the flue gas flow (arrow 9) behind water to mix in order to raise the inlet temperature to 60 are arranged to each other. The flue gas duct 4 will increase the hot water generator. This method sawn _V on water-carrying tubes 3 limited, but dingt relatively large amounts of zuzumischen- fins _of pipes consisting, which is not rational to a gas-tight to the hot water. On the other hand, boxes are welded together and with a hot water generator there is also a limit to the heating of the collector 1 and a distributor 2 in connection with water, which is given by 6 ₅ . The collector 1 and the distributor 2 form that the water must not exceed the evaporation temperature corresponding to the square cross-section of the. Flue gas duct 4 each have a frame of square

Ai,s der französischen Patentschrift 1 369 096 ist schem Umriß. An den Verteiler 2 schließt sich un-Ai, s of French Patent 1,369,096 is a schematic outline. The distributor 2 is connected to another

mittelbar ein Rauchgasfuchs 7 . an, der in einen ganz geöffnete Ventil 22 in den ersten Heizflächen-Kamin 8 mündet In den vom Sammler 1 gebildeten abschnitt 10. Weitere 45 % der dem Heißwasser-Rahmen ist eine Wand 5 eingeschweißt, in die die erzeuger zuströmenden Wassermenge gelangen über Muffeln von vier Wirbelbrennern 6 münden, denen die Leitungen 28 und 29 und das in Drosselstellung über Leitungen 40 und 41 Brennstoff bzw. Luft zu- 5 befindliche Ventil 24 zur Verbindungsleitung 25, wo geführt wird. sich aas Wasser mit dem aus dem ersten Heizflächen-indirectly a smoke fox 7. on, which opens into a fully open valve 22 in the first heating surface chimney 8 In the section 10 formed by the collector 1. A further 45% of the hot water frame is welded into a wall 5, into which the amount of water flowing into the generator reaches via muffles from four vortex burners 6 open, to which the lines 28 and 29 and the valve 24, which is in the throttled position via lines 40 and 41 fuel or air, to the connecting line 25, where it is guided. aas water with the from the first heating surface

Die Wirbelmuffelbrenner 6 bestehen aus je einer abschnitt austretenden Wasser mischt Das Mischkeramisch ausgekleideten Muffel und einer Brenn- wasser, gelangt dann über den Verteiler 13 in die Stoffzuführvorrichtung, die von mindestens zwei ko- Rohrschlangen des zweiten Heizflächenabschnittes axialen Ringkanälen für die Verbrennungsluft um- io 15. Die restlichen 10% der über die Leitung 23 dem geben sind, in denec drallerzeugende Vorrichtungen Heißwassererzeuger zugeführten Wassermenge gelanangeordnet sind. Der über die Leitung 40 zugeführte gen über die Zweigleitung 28 und das Ventil 30 in Brennstoff, Gas und/oder öl; wird also in einem die Verbindungsleitung 26, wo sich dieses Wasier mit eine schraubenümenförmige Bewegung ausführenden dem' aus dem zweiten Heizflächenabschnitt kommen-Luftsirom verbrannt, wobei die Verbrennung am 15 denWässer mischt, wonach die gesamte Wassermenge Austritt der Muffel beendet istr Die Verbrennung von TOO⁰Zo über den Verteiler 2 die Rohre 3 duTchfindet mit minimalem Luftüberschuß statt und das strömt und über die Leif ng 32 den Heißwasserdie Muffel verlassende Rauchgas weist mindestens erzeuger verläßt,
eine Temperatur von 1700° C auf. Die sich bei diesem Betrieb einstellenden Tempera-The vortex muffle burners 6 each consist of a section of exiting water, which mixes the muffle, which is lined with mixed ceramics, and a combustion water, then reaches the material feed device via the distributor 13, which by at least two coiled pipes of the second heating surface section surrounds axial ring channels for the combustion air 15 The remaining 10% of the amount of water supplied via line 23 is arranged in the swirl-generating devices, hot water generators. The gene supplied via line 40 via branch line 28 and valve 30 in fuel, gas and / or oil; is therefore burned in one of the connecting line 26, where this washer with a helical movement executing the 'coming from the second heating surface section-Luftsirom, the combustion on 15 mixes the water, after which the entire amount of water exiting the muffle is ended. The combustion of TOO ⁰ Zo via the distributor 2 the pipes 3 duTch takes place with minimal excess air and that flows and via the pipe 32 the hot water leaving the muffle has at least the generator leaving
a temperature of 1700 ° C. The temperatures that arise during this operation

Der vom Rauchgas aus den Wirbelmuffelbren- ao türen des Rauchgases und des Wassers sind annern 6 zuerst angeströmte Heizflächenabschnitt 10 genähert in F i g. 2 dargestellt Das in den Wirbelbesteht aus mehreren Rohrschlangen, die gleichmäßig rr jffelbrennern 6 entstehende heiße Rauchgas tritt mit über den Querschnitt des Rauchgaskanals 4 verteilt etwa 1800° C in den Rauchgaskanal 4 ein und trifft angeordnet sind. Die Rohrschlangen gehen von einem dort auf die versetzt angeordneten Rohrschlangen des Verteiler 11 aus und münden in einen Sammler 12, »5 ersten Heizflächenabschnittes 10. Wegen der sehr dt η über eine Leitung 25 mit einem Verteiler 13 für hohen Wärmebelastung stellt sich an diesen Rohren die Rohrschlangen des im Rauchgasstrom zweiten außen eine über dem Taupunkt von beispielsweise Heizflächenabschnittes 15 verbunden ist. Die Rohr- 140° C liegende Temperatur ein. Mit der rasch abschlangen des Abschnittes 15 sind ebenfalls gleich- nehmenden Wärmebelastung steigt wegen der vermäßig über den Querschnitt des Rauchgaskanals 4 30 ringerten Wassermenge im Abschnitt 10 die Temperaverteilt. Die im Rauchgasstrom letzten Schlangen- tür des Wassers in den Rohren über den Taupunkt, windungen des Abschnittes 15 sind mit Rippen 16 so daß die Außentemperatur dieser Rohre den Taubesetzt. Außerdem sind zwischen den Bogen dieser punkt nicht unterschreitet. Das Wasser verläßt den Schlangenwindungen und der jeweils benachbarten ersten Heizflächt nabschnitt 10 mit einer Temperatur Wand des Rauchgaskanals den Rauchgasstrom dros- 35 von etwa 150° C, bei der noch keine Verdampfung sslnde B.cche 17 vorgesehen. Die Rohrschlangen des auftritt (Punkt A im Diagramm). Durch das ZuAbschnittes 15 münden in einen Sammler 14, der mischen von 45% Wasser von 85° C ergibt sich im über eine Leitung 26 mit dem Verteilen Z der Rohre 3 Verteiler 13 eine Mischtemperatur von 117,5° C verbunden ist. Für die Wasserzufuhr zum Heiß- (Punkt B im Diagramm). Obwohl die Wärmewassererzeuger ist eine eine Umwälzpumpe 21 auf- 40 belastung im zweiten Heizflächenabschnitt 15 beweisende Leitung 23 vorgesehen, die sich hinter der trächtlich niedriger ist als im ersten Heizflächen-Umwälzpumpe in eine Zweigleitung 27 und eine abschnitt 10, sinkt wegen der hohen Mischtemperatur Zweigleitung 28 gabelt. Die Zweigleitung 27 steht und der entsprechend gewählten Strömungsgeschwinüber ein Ventil 22 mit dem Verteiler 11 des ersten digkeit außen die Temperatur der Rohre des zweiten Heizflächenabschniti-. 10 in Verbindung. Von der 45 Heizflächenabschnittes 15 nicht unter den Taupunkt. Zweigleitung 28 führt eine Leitung 29 über ein Ventil In den Sammler 14 tritt das Wasser wiederum mit 24 7ur Verbindungsleirung 25 zwischen dem Samm- einer Temperatur von etwa 150° C (Punkt C im Dialer 12 und dem Verteiler 13. DL· Zweigleitung 28 i>ramm) ein und es erreicht in der Verbindungsleitung mündet über ein Ventil 30 in die Verbindungsleitung 26 durch das Zumischen der restlichen 10 % Wasser 26 zwischen dem Sammler 14 und dem Verteiler 2. 50 von 85⁰C ungefähr eine Temperatur von 143,5° C An den Sammler 1 ist eine Leitung 32 angeschlossen, (Punkt D im Diagramm). Beim nachfolgenden Durchdie das erzeugte Heißwasser zu den Verbrauchern strömen der Rohre 3 wird das Wasser im Gegenstrom führt, das dann nach Wärmeabgabe in einem nicht zum Rauchgas wiederum auf 150° C erhitzt, mit weldargestellten Netz über eine Leitung 20 in die Zu- eher Temperatur es den Heißwassererzeuger über die führleitung 23 gelangt. Zwischen der Leitung 32 und 55 Leitung 32 verläßt.The heating surface section 10 first approached by the flue gas from the vortex muffle burner doors of the flue gas and the water are approximated in FIG. 2 shown The in the vortex consists of several coils, the hot flue gas produced evenly rr jffelbrennern 6 occurs with about 1800 ° C distributed over the cross section of the flue gas duct 4 into the flue gas duct 4 and meets. The pipe coils go from a pipe coils of the distributor 11, which are arranged offset there, and open into a collector 12, »5 first heating surface section 10 Coiled tubes of the second in the flue gas flow are connected outside one above the dew point of, for example, heating surface section 15. The tube temperature is 140 ° C. With the rapid winding down of section 15, the temperature distribution also rises due to the water volume in section 10, which is reduced over the cross-section of flue gas duct 4 30, which is also equal. The last snake door of the water in the pipes above the dew point in the flue gas flow, windings of the section 15 are with ribs 16 so that the outside temperature of these pipes occupies the pigeon. In addition, this point is not fallen below between the arches. The water leaves the coiled windings and the respectively adjacent first heating surface section 10 with a temperature wall of the flue gas duct, the flue gas flow dros- 35 of about 150 ° C, at which no evaporation sslnde B.cche 17 is provided. The coils of the occurs (point A in the diagram). Through the section 15 open into a collector 14, which mixes 45% water at 85 ° C, resulting in a mixing temperature of 117.5 ° C connected via a line 26 with the distribution Z of the pipes 3 distributor 13. For the water supply to the hot (point B in the diagram). Although the heat water generator is provided with a circulation pump 21 in the second heating surface section 15, which is considerably lower than in the first heating surface circulation pump in a branch line 27 and a section 10, the branch line 28 sinks because of the high mixed temperature forks. The branch line 27 is available and the correspondingly selected flow rate via a valve 22 with the manifold 11 of the first fluid outside the temperature of the pipes of the second heating surface section. 10 in connection. Of the 45 heating surface section 15 not below the dew point. Branch line 28 leads a line 29 via a valve. The water enters the collector 14 again with 24 7ur connecting line 25 between the collector and a temperature of about 150 ° C. (point C in the dialer 12 and the distributor 13. DL · branch line 28 i> ramm) and it reaches in the connecting line via a valve 30 into the connecting line 26 through the admixture of the remaining 10% water 26 between the collector 14 and the distributor 2. 50 of 85 ⁰ C approximately a temperature of 143.5 ° C A line 32 is connected to the collector 1 (point D in the diagram). When the hot water produced subsequently flows through the pipes 3 to the consumers, the water is carried in countercurrent, which after heat is then heated again to 150 ° C in a non-flue gas, with the network shown via a line 20 in the supply temperature The hot water generator reaches the guide line 23. Between the line 32 and 55 line 32 leaves.

der Leitung 20 ht eine Mischleitung 33 mit Ventil 34 An dem Sanmiler 12 kann ein Temperaturfühlerthe line 20 ht a mixing line 33 with valve 34. A temperature sensor can be attached to the Sanmiler 12

vorgesehen, uoer die Heißwasser dem über die Lei- 50 vorgesehen sein, der über einen Regler 51 dasprovided, uoer the hot water to be provided via the line 50, the via a controller 51 the

tung20 zurückströmenden abgekühltem Wasser zu- Ventil 24 in der Leitung 29 so verstellt, daß mitTung20 cooled water flowing back to valve 24 in line 29 adjusted so that with

gemischt wird, das eine Temperatur von etwa steigender Temperatur des Wassers im Sammler 12is mixed, which has a temperature of approximately increasing temperature of the water in the collector 12

60° C hat. 60 das Ventil 24 im schließenden Sinne verstellt wird,60 ° C. 60 the valve 24 is adjusted in the closing direction,

Im Betrieb der *>nlage ist das Ventil 34 in der so daß mehr Wasser als vorher dem ersten Heiz-During operation of the system, the valve 34 is in the so that more water than before the first heating

Mischleitung 33 etwas geöffnet, so daß das dem Heiß- flächenabschni't I^ zuströmt. In analoger Weise kannMixing line 33 opened somewhat so that it flows towards the hot surface section. In an analogous way can

wassererzeuger zuströmende Wasser in der Leitung eine der Regeleinrichtung 50, 51 entsprechende An-Water flowing into the water generator in the line of a control device 50, 51 corresponding to

23 eine Mischtempc/?.tur von ungefähr 85° C auf- Ordnung auch zwischen dem Sammler 14 und dem23 a mixing temperature of about 85 ° C on-order also between the collector 14 and the

weist. 45 % dieser Wassermenge gelangen über das 65 Ventil 30 vorgesehen sein.shows. 45% of this amount of water can be provided via valve 30.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

a device serving to generate steam be patent claims: known, in which in a combustion chamber a heated surface of the flue gas duct that is heated by contact

1. Hot water generator with at least one section connected in parallel on the water side Vortex muffle burner, which is divided at the entrance of a 5 isL taking into account the two Flue gas duct is arranged, the one by aspects, namely avoidance of dew point corrosive contact heated sion through which water flows and avoidance of evaporation is suitable Has heating surface, which means that this steam generator is not used for generating hot water, that the heating surface in at least supply.

two sections connected in series on the water side io From German Offenlegungsschrift 1 401 161 (10, 15) is divided, the vortex muffle is a hot water generator known, in which the burner (6) first heating surface burner located next to it in a section with radiant heating surfaces (10) only from an adjustable part opens the combustion chamber, to which a beder is attached Total amount of water flows through, and that flue gas duct having agitating heating surface in between a 15 closes the two sections (10, 15). About the formation of the contact heating connection line (25) is provided, the surface is not stated, a Ί; il of the residual water leading. The object of the invention is to provide a

Line (29) is connected. Hot water generator of the type mentioned above

2. Hot water generator according to claim 1, da- create in which despite the through the vortex sleeve 1-through characterized in that the high heat load caused by the first heating ao burner with a single surface section (10) partial water-times flowing through means that the amount of evaporation does not exceed 60% of the total water temperature and that the temperature falls below the dew point, temperature is avoided.

3. Hot water generator according to claim 1, this object is achieved according to the invention characterized in that the flue gas 35 by that the heating surface in at least two water channels (4) the bounding walls are divided into sections connected in series by calming sides, tion of heated pipes (3) exist, the first of which is closest to the vortex muffle burner Total amount of water flowed through. Heating surface section only from an adjustable part

4. Hot water generator according to claim 1, that the total amount of water flows through and daO characterized in that at the exit of the first 30 between the two sections a connecting heating surface section (10) a temperature sensor line is provided, which is connected to a part of the (50) is arranged, which is connected via a regulator (51) leading to the residual amount of water line. and a valve (24) dividing the water by dividing the touch heating surface and amount on the heating surface sections (10, 15) the supply of an adjustable partial amount of water adjusts. 35 for the first heating surface section IH is the wall temperature the pipes of the first heating surface, especially the one in the immediate vicinity of the muffle