DE2111786A1

DE2111786A1 - Heizkessel

Info

Publication number: DE2111786A1
Application number: DE19712111786
Authority: DE
Inventors: Jean Carlier
Original assignee: D USINES METALLURG SOC D EXPL
Current assignee: D USINES METALLURG SOC D EXPL
Priority date: 1970-03-20
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1971-10-21
Also published as: FR2082586A5; BE763648A; ES195106U; ES195106Y

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL·. ING. W. EITLE · OR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE 4 1 1 1 /86

D-800,0 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 . TELEFON (08Π) 911087

SOCIETE. D'EXPLOITATION D¹USINES METALLURGIQUES, F 62 Corbehem / Prankreich

Heizkessel

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher, insbesondere Heizkessel zur Erzeugung von Heißwasser oder Dampf in Industrieanlagen.

Es sind bereits Heizkessel großer Produktionskapazität mit mehreren Feuerungsräumen bekannt, die miteinander in Verbindung stehen und jeweils mit einem oder mehreren Brennern ausgerüstet sind. Insbesondere werden zwei Feuerungsräumen zwei Brenner beigegeben. Der Wirkungsgrad und der Verwendungsbereich von zwei derartigen, gleichzeitig arbeitenden Brennern kommt etwa denen eines Brenners und einem einzigen Feuerungsraum mit doppelter Kapazität gleich. -

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Die Verwendung von zwei Brennern stellt jedoch im Betrieb technologische Probleme und erfordert insbesondere eine ziemlich genaue Regulierung der beiden Brenner, um im Inneren der Fe^uerungsräume ein Gleichgewicht der Drücke zu erreichen. Die beiden Brenner sind also praktisch so gekoppelt, daß sie zusammen unter denselben Bedingungen arbeiten und praktisch nicht unabhängig voneinander benutzt werden können.

Ziel der Erfindung ist es., einen Heizkessel zu schaffen, W der bequemer bedient werden kann und einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Heizkessel gekennzeichnet durch mindestens zwei Brenner, deren jeder mit einem Feuerungsraum und einem Heißgaskreis verbunden ist, wobei jeder Feuerungsraum und der ihm entsprechende und von einem Brenner bediente Heißgaskreis von dem anderen Feuerungsraum und dem von dem anderen Brenner bedienten Heißgaskreis unabhängig ist.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Heizkessel mit zwei Brennern versehen ist, deren jeder mit einem ersten, sich in Längsrichtung erstrekkenden, ein Faerungsrohr bildenden Durchgang verbunden ist, daß das Feuerungsrohr in einen hinteren Umlenkkasten mündet, der die Abgase einem zweiten Durchgang zuführt, der aus einem zum Feuerungsrohr parallelen Rohrbündel besteht, welches in eine mit einer Austrittsleitung in Verbindung stehende Rauchkammer mündet, und daß jeder aus einem Feuerungsrohr, einem Umlenkkasten, einem Rohrbündel und einer Rauchkammer bestehende und von einem Brenner bediente Kreis von dem anderen, von dem anderen Brenner bedienten Kreis unabhängig ist.

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Bei dieser Ausführungsform bestehen die hinteren, die Heißgase umlenkenden Umlenkkästen aus zwei voneinander unabhängigen Kammern und die im vorderen Teil des Heizkessels angeordneten, die Mündung des Feuerungsrohrs umgebenden Rauchkammern aus einer Kammer, die durch eine dichte senkrechte Wand in zwei voneinander unabhängige ' Abteile getrennt ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die den Rückweg der Abgase bildenden Rohre des RohrbundeIs in Ihrem in die Rauchkammer mündenden Endteil mit runden, im wesentlichen konzentrisch angeordneten Körpern bestückt sind.

Diese Anordnung ermöglicht eine Beschleunigung der Heißgase am Ende ihres Durchgangs, wobei sie gezwungen werden, an den Rohrwandungen entlang zu streichen und in einer für den Wärmeaustausch günstigeren turbulenten und nicht in einer laminaren Strömung zu fließen.

Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Heizkessels bringt gegenüber den bisher bekannten Aiordnungen beträchtliche "Vorteile mit sich.

Insbesondere kommt man erfindungsgemäß durch Verwendung zweier voneinander unabhängiger Feuerungsräume zu einem wesentlich weiteren Verwendungsbereich als bei Heizkesseln mit einem oder mit mehreren miteinander in Verbindung stehenden Feuerungsräumen. Die Kurve des Wirkungsgrades des erfindungsgemäßen Heizkessels weist nämlich zwei aufeinanderfolgende Spitzen auf, deren eine der Inbetriebnahme des einen und deren andere der Inbetriebnahme

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beider Brenner entspricht, so daß der Bereich des Heizkesselbetriebs mit hohem Wirkungsgrad erweitert wird. Der Heizkessel kann somit im niederen Bereich mit geringer Kalorienproduktion unter gleichzeitiger Ausnutzung eines sehr guten Wirkungsgisdes benutzt werden. Es ist verständlich, daß bei Verwendung eines einzigen Brenners noch ein guter Wirkungsgrad erzielt werden kann, da dieser Brenner einen spezifischen Abgaskreis speist, der für einen von einem einzigen Brenner kommenden Gasstrom berechnet ist, so daß der auf diesem Wärmetauschkreis erhaltene Wirkungsgrad in Nähe eines optimalen Werts bleibt.

Bei einem bekannten Heizkessel mit zwei Brennern, die einen einzigen Feuerungsraum oder zwei miteinander in Verbindung stehende Feuerungsräume bedienen, verteilen sich dagegen die von einem in Betrieb befindlichen Brenner kommenden Abgase, wenn der andere Brenner außer Betrieb ist, in einem Kreis oder Durchgang, dessen Abmessungen für einen größeren Gasfluß berechnet sind, so daß man einen niedrigen Wirkungsgrad erhält.

Bei einem erfindungsgemäßen Heizkessel mit zwei voneinander unabhängigen Feuerungsräumen kann ferner ein Brenner an dem Heizkessel kurzgeschlossen werden, ohne dß'aß hierzu der Betrieb des Kessels unterbrochen werden muß, da dieser weiterhin von dem anderen Brenner mit Kalorien gespeist wird. Der ausgeschaltete Brenner kann nun abgenommen werden und Wartungsarbeiten unterzogen werden, ohne daß das Personal, durch den Betrieb des anderen Brenners behindert oder gefährdet wird.

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Ferner werden bei dem erfindungsgemäßen Heizkessel die mit der Einstellung eines Gleichgewichts zwischen den beiden Brennern verbundenen Schwierigkeiten vermieden, wie sie bei bekannten Heizkesseln mit zwei Brennern auftreten.

Der erfindungsgemäße Heizkessel gestattet schließlich die Verwendung verschiedener Brennstoffe, wobei jeder Brenner so ausgebildet ist, daß er mit einem besonderen Brennstoff gespeist werden kann. Der erfindungsgemäße Heizkessel kann also im Normalbetrieb mit einem einzigen Brenner laufen und je nach besonderen Umständen, beispielsweise tariflichen Bedingungen, Versorgungsbedingungen und dergl., kann der Kessel abwechselnd mit einem der beiden Brenner und mit einem der beiden Brennstoffe beheizt werden, ohne daß hierzu ein Brenner geändert oder ausgebaut zu werden braucht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. Auf dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizkessels, wobei Teile weggebrochen sind,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Vorderseite des auf Fig. 1 dargestellten Heizkessels.

Der auf den Figuren dargestellte Heizkessel besitzt auf bekannte Weise eine Kammer. 1, die die zu erhitzende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, enthält und die für die gesamte Anlage dient. Der Heizkessel ist mit zwei an seiner Vorderseite sichtbaren Brennern 2 und 2^! (vgl. insbesondere Fig. 2) ausgerüstet. Jeder Brenner 2 und 2¹ ist an einen

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getrennten Wärmetauschkreis angeschlossen. Die von dem Brenner 2 kommenden Abgase entspannen sich in dem vom Wasser umgebenen Feuerungsrohr 3 und gelangen in den hinteren Umlenkkasten 4, von welchem sie in das Rohrbündel 5 umgeleitet werden und zur Rauchkammer 6 gelangen.

Die Rohre des Rohrbündels 5 können erfindungsgemäß innen mit geschlossenen zylindrischen Körpern bestückt sein, die konzentrisch so angeordnet sind, daß der Durchgang der Abgase auf den ringförmigen Raum zwischen den Wänden des in der Mitte vorgesehenen zylindrischen Körpers und den Rohrwandungen reduziert werden. Diese zylindrischen Körper sind in dem Endbereich der Rohre in Nähe der Rauchkammer 6 vorgesehen,

• Diese Anordnung gesittet einen besseren Wärmeaustausch und eine vollständigere Ausnutzung der von den &>gasen im letzten ibsehnitt ihres Durchgangs mitgeführten Kalorien. Dank dieser besseren Ausnutzung der Kalorien der Abgase kann an dem Heizkessel ein einziger Gashinweg und ein einziger Gasrückweg vorgesehen werden, so daß im Inneren desselben Heizkessels ohne Schwierigkeit zwei getrennte Durchgänge mit je einem Hinweg und einem Rückweg eingebaut werden können.

Auf dieselbe Weise entspannen sich die Abgase des Brenners 2¹ in einem Wärmetauschkreis, der von dem von den Abgasen des Brenners 2 durchströmten Kreis thermisch vollständig unabhängig und gegen diesen abgedichtet ist. Der Kreis des Brenners 2' besteht aus einem Feuerungsrohr 3', das zum hinteren Umlenkkasten V führt, von welchem aus die Abgase in einem zweiten entgegengesetzten Durchgang ein zum Rohrbündel 5 symmetrisch angeordnetes Rohrbündel (nicht darge-

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steilt) durchqueren. Die Abgase münden dann in die Rauchkammer 6',die zu der ähnlich ausgebildeten und von ihr durch die Wand 7 getrennten Rauchkammer 6 symmetrisch angeordnet ist.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt mehrere Abwandlungen oder Ausführungsformen zu.

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Claims

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-8-Patentansprüche

a\ Wärmetauscher, insbesondere Heizkessel zur Heißwasserder Dampferzeugung, gekennzeichnet, durch mindestens zwei Brenner (2,2'), deren jeder mit einem Feuerungsraum (3,3') und einem Heißgaskreis (3,4,5*6,3',4',5', 6¹) verbunden ist, wobei jeder Feuerungsraum und der ihm entsprechende und von einem Brenner bediente Heißgaskreis von dem anderen Feuerungsraum und dem von dem anderen Brenner bedienten Heißgäskreis unabhängig ist.
2. Heizkessel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens zwei ihn durchlaufende Heißgaskreise (3,4,5* 6,3',4',5',6'), deren jeder von einem Brenner (2,2') gespeisi und von dem bzw. den anderen Heißgaskreisen unabhängig ist.
3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η » zeichne t, daß er mit zwei Brennern (2,2') versehen ist, deren jeder mit einem ersten, sich in Längsrichtung erstreckenden, ein Feuerungsrohr (3,3') bildenden Durchgang verbunden ist, daß das Feuerungsrohr in einen hinteren Umlenkkasten (4,4') mündet, der die Abgase einem zweiten Durchgang zuführt, der aus einem zum Feuerungsrohr parallelen Rohrbündel (5,5') besteht, welches in eine mit einer Austrittsleitung in Verbindung stehende Rauchkammer (6,6') mündet, und daß jeder aus einem Feuerungsrohr (3), einem Umlenkkasten (4), einem Rohrbündel (5) und einer Rauchkammer (6) bestehende und von einem Brenner (2) bediente Kreis von dem anderen, von dem anderen Brenner (2') bedienten Kreis (3',4',5',6') unabhängig ist.
4. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß einerseits die im

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hinteren Teil des Heizkessels befindlichen, die Heißgase umlenkenden Umlenkkästen (4,4') und andererseits die im vorderen Teil des Heizkessels befindlichen, die Mündung des Feuerungsrohrs (j5,J5^T) umgebenden Rauchkammern (6,6') von einer gemeinsamen, durch eine dichte, senkrechte Wand in zwei voneinander unabhängige Abteile geteilten Kammer gebildet sind.
5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch g e k e η η ζ e 1 c h η e t, daß die den Rückweg der Abgase bildenden Rohre des Rohrbündels (5*5') In ihrem in die Rauchkammer (6,6') mündenden Endteil mit runden, im wesentlichen konzentrisch angeordneten Körpern bestückt sind. ·

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