DE2124584A1 - Regenerative air preheater with stationary cylindrical regenerative chamber - Google Patents
Regenerative air preheater with stationary cylindrical regenerative chamberInfo
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Description
52o2 Hennef, Sieg 1, den 14.5.1971 Mein Zeichens Pa η ^ ο1652o2 Hennef, Sieg 1, May 14th, 1971 My sign Pa η ^ ο16
Anmelder t Apparatebau RothemUhle Brandt * Kritisier Applicant t Apparatebau RothemUhle Brandt * Kritisier
5961 Rothemühle 5961 Rothemühle
Regenerativ-Luftvorwärmer adt stationärer zylindrischer Regenerativ-KamnerRegenerative air preheater adt stationary cylindrical regenerative chamber
Die Erfindung betrifft Regenerativ-Luf tvorwärmer wit stationärer zylindrischer Regenerativ-Kammer, die einen Dampferzeuger nachge*chaltet sind und bei denen die Rauchgase in bekannter Weise die Stationire Regenerativ-Kaaueer Über koaxial an ihren Stirnflächen synchron rotierenden Drehhaben durchströmen, von denen die eine vom LuftzufUhrungskanal und die andere vom Luftabführungekanal allseitig umschlossen ist.The invention relates to regenerative air preheaters wit stationary cylindrical regenerative chamber, that are downstream of a steam generator and in which the flue gases in a known manner the Stationire Regenerativ-Kaaueer over coaxially Their end faces flow through synchronously rotating rotations, one of which is from the air supply duct and the other is enclosed on all sides by the air discharge duct.
Die Erfindung besweckt eine Möglichst günstige Gestaltung und Anordnung der an die Stationire Regenerativ-Kanuner anschließenden Zu- und Abführung« Jc an Al β für die wirmeaustauschenden Medien.The invention aims to be as favorable as possible Design and arrangement of the supply and discharge following the stationary regenerative canoe « Jc to Al β for the wire-exchanging ones Media.
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Bel der bisher Üblichen Anordnung der Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer Regeneratlv-Kaaaer im Anschluß an einen Dampferzeuger wurde die aufzuwärmende Luft durch Bentrale Lufthauben geführt, die beiderseits an den Stirnflächen der asylindrisehen Regener ativ-Kaminer, innerhalb ortsfester Rauchgasanschlußkanäle umlaufen·Bel the previously usual arrangement of the regenerative air preheater with stationary Regeneratlv-Kaaaer following a steam generator was the Air to be heated by Bentrale air hoods led, on both sides at the end faces of the asylindrisehen Regener ativ-Kaminer, within stationary Circulate flue gas connection ducts
Bei einer solchen Ausführung ergaben sich verhältnismäßig niedrige mittlere Wandtemperaturen für die korrosionsgefährdete Kaltlufthaube, vor allen " innerhalb des Strömungebereiches der größten Verzögerung, der aus der Regenerativ-Kammer ausströmenden Rauchgase, die etwa auf eine Temperatur von 160 °C abgekühlt sind·Such an execution turned out to be proportionate low mean wall temperatures for the cold air hood, which is at risk of corrosion, above all "within the flow range of the greatest deceleration, those flowing out of the regenerative chamber Flue gases that have cooled down to a temperature of around 160 ° C
Die Geschwindigkeit dieser Rauchgasströmung beträgt im Austrittsquerschnitt der Regenerativ-Kammer etwa 8 m/s und wird auf verhältnismäßig kurzen Strömungsweg in der Umgebung des Halsquerschnittes der Kaltenddrehhaube etwa bis auf 2,5 m/s verzögert· The speed of this flue gas flow is in the exit cross section of the regenerative chamber about 8 m / s and is on a relatively short flow path in the vicinity of the neck cross-section the cold end rotating hood is delayed by about 2.5 m / s
Die Geschwindigkeit η der im wesentlichen entgegengesetzt gerichteten Kaltluftströmung In dieser Drehhaube ist durchschnittlich etwa doppelt so hoch· Sie beträgt im Halsquerschnitt der Kaltendhaube ungefähr 15 m/s und verzögert sich bis zur Regenerator-Stirnfläche auf etwa 5 m/s·The speed η of which is essentially opposite directed cold air flow in this rotating hood is on average about twice as much high · It is in the cross section of the neck of the cold end hood approx. 15 m / s and decelerates to approx. 5 m / s up to the regenerator face
Dies· verhältnismäßig höhere Kaltluftgeschwindigkeit in Verbindung mit der, durch die Forst der Querschnittserweiterung beidingten Tendenz der verzögerten Rauchgasströmung, sich von den äußeren Wandungen dieser Drehhaube weltgehendThis comparatively higher cold air speed in connection with the tendency of the forest to enlarge the cross-section delayed flue gas flow from the outer walls of this rotating hood
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su lösen, bewirkt, daß dl· Wärmaübergangezahl zwischen Rauchgas und Wand erheblich niedriger ist, al· die zwischen Wand und Luft· Dies hat zur Folge, daß dl· mittler· Wandtemperatur der Lufthaube wesentlich unter dem arithmetischen Mittel zwischen Rauchgas-Temperatur und Luft-Temperatur und damit häufig auch unterhalb des Rauchgas-Tauputiktas liegt.solve su causes dl · heat transfer coefficient between the flue gas and the wall is considerably lower than that between the wall and the air with the result that dl · mean · wall temperature of Air hood significantly below the arithmetic mean between flue gas temperature and air temperature and thus often also lies below the flue gas Tauputiktas.
Man 1st daher gezwungen, sur Vermeidung von Korrosionen infolg· Unterschreitung des Rauchgastaupunktes diese Drehhaube entweder aus hochwertigen korrosionsbeständigen und teueren Stahlmaterialien herzustellen oder diese Drehhauben doppelwandig auszubilden und durch zusätzliche wäraeachutaverkleidung gegen eine derart weitgehende Unterkühlung zu schützen·One is therefore forced to avoid corrosion as a result of falling below the smoke gas dew point this rotating hood either made of high quality corrosion-resistant and expensive Manufacture steel materials or these rotary hoods double-walled and with additional wäraeachutaverklenung against such to protect extensive hypothermia
Die Erfindung geht weiterhin von der Erkenntnis aus, daß bei der Ausführung der Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer Regenerativ-Kamner und rotierenden Lufthauben innerhalb stationärer Rauchgasanschlußkanftl·, die Anordnung der in diese Rauchgaskanal· hinein geführten Luftanschlußkanäl· unter Umständen baulich ungünstig ist und sich störend auf dl· gleichmäßige Verteilung der Rauchgase innerhalb der Heisflächen auswirken kann· Einseitig« Verschmutzung der Heizflächen und Pulsation der Verbrennungsluft können dl« Folge sein·The invention is also based on the knowledge that in the execution of the regenerative air preheater with stationary regenerative chimneys and rotating air hoods inside stationary Flue gas connection duct, the arrangement of the in this flue gas duct is structurally unfavorable under certain circumstances and interferes with the uniform distribution the flue gases can affect the heating surfaces · One-sided «soiling of the heating surfaces and pulsation of the combustion air can dl « Be a consequence
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Beschleunigung der Rauchgase vorteilhafte strömungsverhältnisse und höher· mittler· Wandtemperaturen der Kaltendhaube zu erzielen undThe invention is based on the object, advantageous by accelerating the flue gases to achieve flow conditions and higher · mean · wall temperatures of the cold end hood and
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hierbei sugleich die Strömungskanäle für die wärmetauschenden Medien baulich günstiger su gestalten·here sugleich the flow channels for the heat-exchanging media structurally more favorable see below design·
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst9 daß die Rauchgase in an sich bekannter Weise, jedoch ist Gegensatz zur bisher Üblichen Aueführungeart, die fttationftre Regenerativ-Kansäer über koaxial an ihren Stirnflächen synchron rotierende Drehhaben durchströmen, von denen dia eine vom Luft-. ««führungskanal und die andere vom Luftabführungskanal allseitig umschlossen ist, wobei der Durchmesser (D-) des eentralen, kreisförmigen Halsquerschnittes der Drehhaube auf der Rauchgasabströaselte das 0,35- bis O,5fach und ihre axiale Höhe (h11) das 0,2« bis 0,3fache des Durchmessers (D) der Regeneratlv-Kammer beträgt·This object is inventively achieved in 9 that the flue gases in a conventional manner, however, unlike the fttationftre regenerative Kansäer is the usual Aueführungeart, by flow over coaxially at their end faces synchronously rotating rotary have, of which slide one from the air. «« Guide channel and the other is enclosed on all sides by the air discharge channel, whereby the diameter (D-) of the central, circular neck cross-section of the rotating hood on the smoke gas outlet is 0.35 to 0.5 times and its axial height (h 11 ) 0.2 «Up to 0.3 times the diameter (D) of the regeneration chamber is ·
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die axiale Höhe (h,h*) der an die zentralen Halsquerschnitte der Drehhauben (1,2) anschliefienden stationären Rauchgaskanale (I',2) kleiner als das 0,4fache des Durchmessers (D) der Regenerativ-) Kammer gewählt« Unter Umständen kann bei der erfIndungsgemäfien Ausführungeart des RegenerativlAiftvorwärmers der Rauchgaskanal (I1) auf der OasanstrÖüseite vollständig entfallen. Die Gaseintrittsdrehhaube (1) kann lediglich unter Zwischenschaltung einer Dehnungsmembran (3) unmittelbar an den Austrittequerschnitt des letzten Kesselzuges angeschlossen werden.According to a further embodiment of the invention, the axial height (h, h *) of the stationary smoke gas ducts (I ', 2) adjoining the central neck cross-sections of the rotary hoods (1,2) is less than 0.4 times the diameter (D) of the regenerative -) Chamber selected “Under certain circumstances, with the type of regenerative lift preheater according to the invention, the flue gas duct (I 1 ) on the OasanstrÖseite can be completely omitted. The rotary gas inlet hood (1) can only be connected directly to the outlet cross-section of the last boiler pass with the interposition of an expansion membrane (3).
Sine Verwirklichungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch und beispielhaft dargestellt·The embodiment of the invention is shown schematically and by way of example in the drawings.
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Ss »eigens Ss »specially
Figur 1 die bisluir üblich« Aueführungeform des Regenerativ-LuftvorwMrmers rait stationärer Ragonörativ-KaameriFigure 1 shows the usual shape of the regenerative air preheater rait stationary Ragonörativ-Kaameri
Figur 2 die erfinduitgsgemlüto Ausfütirungsart im Anschluß an «1η·η Darapferseuger nit lotrechtem Austritt d«r Rauchgas··Figure 2, the erfinduitgsgemlüto Ausfütirungsart following «1η · η Darapferseuger with vertical outlet from the flue gas ··
Wie aus der Figur 1 su ersahen ist, umströmen die aus dem Dampferzeuger austretenden Rauchgase Innerhalb der R&uchgaekanalhöhe h ο <*en seitlich aus diesem Kanal herausgeführten Stationiren LuftabführungsJcanal 6· Die Umlenkung dieses Kanals in die horizontale Richtung erfordert eine Mtndesthöhe ho sum einbau und Anschluß an den zentralen Halsquerschnitt der unteren Warmluftdrehhaube 1, die etwa das O,4fache des Durchmessers O der stationtren zylindrischen RegeneratiY-Kamraer betrlgt.As can be seen from FIG. 1, the flue gases emerging from the steam generator flow around it Within the R & uchgaekanal height h ο <* en to the side Stationary air discharge channel 6 leading out of this channel · The deflection of this channel in the horizontal direction requires a minimum height ho sum installation and connection to the central Neck cross-section of the lower hot air rotary hood 1, which is about 0.4 times the diameter of the stationary cylindrical regeneration camera cheats.
In Ihn1icher weise ist der stationäre LuftaufUhrungskanal ·, der sich an den oberen Malsquer·* schnitt der Kaltlufthaube 2 anschließt, horlsontal in Richtung senkrecht sur Zeichenebene der Figur in den Rauchgasaustrittskanal hineingeführt und innerhalb der Höhe 0,4 D in axialer Richtung nach unten umgelenkt· Die asiale Oesamthuhe dieser Kanalanordnung εwischen der Oberkante des Luftsuführungskanals 6 und der Unterkante des LuftabfUhrungskanals 5 ist mit HQ bezeichnet.In this way, the stationary air duct, which adjoins the upper cross-section of the cold air hood 2, is led horizontally in the direction perpendicular to the plane of the drawing of the figure into the flue gas outlet duct and deflected downwards in the axial direction within a height of 0.4 D The asial overall height of this channel arrangement between the upper edge of the air supply channel 6 and the lower edge of the air discharge channel 5 is denoted by H Q.
Am Kaltende, auf der Gasabströmseite, strömen die abgekühlten Rauchgase beim Austritt aus derAt the cold end, on the gas outlet side, they flow cooled flue gases when leaving the
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Rogonsrator-Stlrnilüche mit einer Geschwindigkeit von etwa S m/s in Pfollrichtung 8 und verzögern sich in der Umgebung dee Halsquerschnittes der Kaltiuftdrehhaube, wo der Pfeil 9 eingezeichnetRogonsrator sturgeon at one speed of about S m / s in pile direction 8 and decelerate in the vicinity of the cross-section of the neck Cold air rotary hood, where the arrow 9 is drawn
ist, auf ungsffihr 2,5 m/s·is to about 2.5 m / s
Demgegenüber hat die innerhalb der Kaltlufthaube nach unten atrSmende Luft im Halsquerschnitt dio durch die Größe des Pfoils IO gekennzeichnete mittlere Eintrittsgeschwindigkeit von etwa 15 m/s· Diese verzögert sich auf ihrem v/eg zur oberen Stirnfläche der Regeneratlv-Kamner auf etwa 5 m/s wie dies i» Verhältnis die G^ÖÄe des Pfeils 11 zeigt»In contrast, the air flowing downwards inside the cold air hood has dio in the cross section of the neck marked by the size of the arrow IO mean entry speed of about 15 m / s This is delayed on its v / eg to the upper one Frontal area of the Regeneratlv-Kamner at about 5 m / s How this is related to the G ^ ÖÄe of the arrow 11 shows"
Die «rfiSfiöusägEgomäßa Unöcahrung un& baulich günstigere Gestaltung der Kanalfühning d«r wMrraetauschen» den Median εοκΙθ die demit erreicht· Beschleunigung der Gasströmung im Bereich der Kaltenddrehhaube 1st in Figur 2 dargestellt«The "rfiSfiöusägEgomäßa un & structurally more favorable design of the channel guiding d" r heat exchanges "the median εοκΙθ that reaches the acceleration of the gas flow in the area of the cold end rotary hood is shown in Figure 2«
Öle abgekühlten Rauchgase strömen in Pfeilrichtung . 12 ungefähr mit einer Geschwindigkeit von 8 m/sOils of cooled flue gases flow in the direction of the arrow. 12 approximately at a speed of 8 m / s
" aus der Stirnfläche der Regeneretiv-Kanwer·"from the face of the Regenerative Kanwer ·
Sie werden dann in der Kaltendhaube etwa bis auf 20 m/s (in Pfeilrichtung 13) innerhalb dee Halsquerschnittes diester Drehhaube beschleunigt·You will then be in the Kaltendhaube about up to 20 m / s (in the direction of arrow 13) within the neck cross-section this rotating hood accelerates
Die Im Mittoi ungefähr 160 °C warnen Rauchgase strömen im Unterschied zu den Str&nungsVerhältnissen bei der binher üblichen Ausführungsweise mit wesentlich höherer mittlerer Geschwindigkeit und beschleunigter Strömung entlang den Wandungen der Keltendhaube* Die erfindungsgemSAe neueThe Im Mittoi about 160 ° C warn smoke gases flow in contrast to the flow conditions in the usual way of execution with a much higher average speed and accelerated flow along the walls der Keltendhaube * The new one according to the invention
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Anordnung ermöglicht somit durch entsprechend· Bemessung des Halsquerschnlttee - Durchmesser (D-1) - der KaltendhaUbe die Wlrmeübergangssahl zwischen Rauchgas und der Wand und damit die mittlere Wandtemperatur la korrosionsgef&hrdQten Bereich weitgehend zu erhöhenv so dall in der Regel keine Taupunktuntersdhreitungen nehr zu erwarten sind.Arrangement thus makes it possible by appropriately · Rated the Halsquerschnlttee - Diameter (D-1) - are the KaltendhaUbe the Wlrmeübergangssahl between flue gas and the wall and the middle wall temperature increase la korrosionsgef & hrdQten area largely v so dall usually no Taupunktuntersdhreitungen nehr expected.
Die Pfeile 14,15 «eigen die nach unten gerichteten Luftgeschwindigkeiten im Luftacuführungskanal außerhalb der Kaltendhaube, die sich von etwa 3 m/m auf ungefähr 6 m/s beim Eintritt in die Regenerator-StirnflSehe erhöhen·The arrows 14,15 «are characteristic of the air velocities directed downwards in the air supply duct outside the cold end hood, which increase from approx. 3 m / m to approx. 6 m / s when entering the regenerator face.
Bauliche Vereinfachungen ergeben sich vor allem bei dieser Anordnung durch die geringeren Höhen h, und h* der zentralen itauchgasanschlufikanile 1' und 2', von denen gegebenenfalls der Rauchgas elntrittskanal 1' vollständig eingespart werden kann· Hierdurch wird die Rauchgas berührte Oberfläche des Luftkanalβ gegenüber der herköamllchen Bauweise erheblich vermindert und der durch eventuelle Korrosion verursachte Schaden besw« Reparaturaufwand entsprechend verringert« Die geringere Bauhöh· der Anordnung ermöglicht den Schwerpunkt des Systeme, in dem der erflndungsgemlAe Luftvorwärmer eingebaut ist« tiefer su legen· Es wirkt sich dieser Vorteil insbesondere bei Schiffskesselanlagen günstig aus·Structural simplifications result primarily from this arrangement due to the lower heights h, and h * of the central gas connection channel 1 'and 2', of which the flue gas entry duct 1 'may be completely saved can · As a result, the surface of the air duct in contact with the flue gas is opposite to that of the köamllchen Construction method significantly reduced and the damage caused by possible corrosion besw «Repair costs correspondingly reduced« The lower overall height of the arrangement enables the focus of the system in which the invention Air preheater is installed «see below This advantage has a particularly favorable effect on ship boiler systems
Die Anwendung der erfindungsgemlBen Ausführung ermöglicht es hei kleineren Schornstelnhöhen und Insbesondere bei Schiffskesseln die Geschwindigkeit der abströmenden Rauchgase derart su The use of the embodiment according to the invention makes it possible at smaller chimney heights and in particular in the case of ship boilers, the speed of the outflowing flue gases as shown below
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beschleunigen, daß auch bei ungünstigen Betriebsund ftartungsverhältnissen die in den Gasen mitgeführten Ruß- und Ascheteilchen mit sicherheit aus dem Schornstein ausgetragen werden. Die sofortige Beschleunigung der Rauchgase beim Austritt aus der Regenerativ-Kammer bewirkt auch eine erhöhte Selbstreinigung der Heizflächen·accelerate that, even under unfavorable operating and maintenance conditions, those carried along in the gases Soot and ash particles are safely discharged from the chimney. the also causes immediate acceleration of the flue gases when exiting the regenerative chamber increased self-cleaning of the heating surfaces
Der wesentlichste Vorteil, der eilt der Erfindung erzielt wird, ist jedoch die Erhöhung der mittleren Wendtemperatür der Kaltendhaube, wodurch Taupunktunterschreitungen vermieden werden und die bisher für die Herstellung der Kaltendhaube verwendeten Korrosionsbeständigen teueren Stahlmaterialien und ausätzliche Wärmeschutzverkleldungen eingespart werden können·The main advantage of the invention is achieved, however, is the increase in the mean Wendtemperatur the Kaltendhaube, whereby Falling below the dew point can be avoided and the corrosion-resistant, expensive steel materials previously used for the manufacture of the cold-end hood and extensive heat protection notices can be saved
AnsprücheExpectations
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: APPARATEBAU ROTHEMUEHLE BRANDT + KRITZLER GMBH, 59 |