DE2245261C3 - Lenkwandanordnung in einem Ausbrenn- oder Feuerraum eines Wärmetauschers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine in einem Ausbrenn- oder Feuerraum eines insbesondere der Ausnutzung der bei der Verbrennung von Müll entstehenden Heizgaswärme dienenden und an seinen Wänden mit von einem Kühlmittel durchströmten Rohren versehenen Wärmetauschers mit einer Neigung gegenüber der Lotrechten angeordnete, über die Ausbrennraumbreite sich erstreckende Lenkwand aus mehreren, in einer Ebene liegenden, von einem Kühlmittel im Naturumlauf durchströmten Rohren.

Bei manchen Wärmetauschern, insbesondere bei solchen hinter Müllverbrennungsanlagen, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Verbrennung, die sich in einem starken Verschleiß der Feuerraumwände, insbesondere der Seiten wände, bemerkbar machen. Der Grund hierfür ist eine unvollkommene und schlechte Verbrennung. In Zonen mit reduzierender Atmosphäre, die sich meistens im Bereich der stärksten Flammenbildung ergeben, werden beispielsweise die Rohre von außen abgezehrt. Durch Veränderung der Luftführung und Abmauerung der gefährdeten Wandpartien hat man versucht, einem Angriff der Rauchgase zu begegnen.

Für eine gute Verbrennung wird eine möglichst häufige und intensive Mischung der flüchtigen Bestandteile und der von den Brenngasen mitgerissenen festen Bestandteile mit der Verbrennungsluft gefordert, um eine Strähnenbildung zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird Zweit- und Drittluft eingeblasen, jedoch macht die richtige Einstellung der Luftverteilung Schwierigkeiten, insbesondere wenn der Brennstoff von stark unterschiedlicher Beschaffenheit ist, wie das bei Müll der Fall ist.

Ein weiteres Problem bei Müllverbrennungsanlagen liegt in der Geruchsbelästigung. Daher wird heute gefordert, daß Verwcil/eit und Temperatur der Rauchgase einen vollständigen Ausbrand der organischen Substanzen gewährleisten müssen, wozu in der Regel eine Verweilzeit der Abgase von 2 bis 3 see in den heißen Zonen mit mindestens 800°C erforderlich ist.

Es ist zwar bekannt, bei Kohlefeuerungen die Verbrennung durch den Einbau von Lenkwänden, die eine Verwirbelung der Gase herbeiführen, zu verbessern (FR-PS 10 31 791. 10 33 247, Zeitschrift »BWK«, 1956, S. 531/534). Hierbei unterliegt das Kühlmittel einem Zwanglauf, insofern ist man in der Rohrführung zwar unabhängig, man benötigt jedoch Pumpen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkwand zu schaffen, mit der eine wirksame Verwirbelung von Gasen zu erreichen ist, so daß die Verbrennung erheblich verbessert wird, bei der auch im Naturumlauf eine gesicherte Kühlung der Rohre gewährleistet ist und die ir einfacher Weise die Möglichkeit bietet, mehr oder weniger große Wirbelflächen in verschiedenen Winkellagen zu bilden, um auf diese Weise eine gute Verbren

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bei jedoch einfach herstellbar ist und bei jeder Wand-Sreitezur Anwendung kommen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Anord- s Bung gemäß der eingangs genannten Gatn.ng dann gesehen, daß die Rohre der Lenkwand U- oder niäanderbandförmig gebogen und kühlmitielein- und -üusinttsjeitig mit an einer Wand des Ausbrennraumes angeordneten im wesentlichen in lotrechter Richtung verlaufenden Zu- und Ableitungsrohrabschnitte'i. /wischen denen der muTiittelbare Kühlmittelfluß unterbrochen oder wenigstens gedrosselt is;, verbunden sind.

Die gestellte Aufgabe wird damit gelöst. Durch derartige Lenkwände wird eine bessere Mischung der Verbrennungsgase erzielt, so daß Zonen mit reduzierender Atmosphäre, die einen Korrosionsangriff auf die Wandrohre durch beispielsweise Schwefel- oder Chlurbestandteile im Brennstoff begünstigen, vermieden werden können. Ein damit zu verbindender Vorteil ist. daß die Wandrohre selbst weiter in die ßrenn/one heruntergezogen werden können. Da die Wandrohre, die im wesentlichen lotrecht verlaufen, stark beheizt sind, entsteht eine kräftige Saug- bzw. Pumpwirkung. so daß der Kühlmittelfluß durch die U-fönnigen Rohre gesichert ist. Die konstruktive Ausbildung der Lenkwand ermöglicht die Bildung von mehr oder weniger großen Flächen, die in verschiedenen Winkellagen geneigt sein können. Ein weiterer Vorteil ist. daß die Lenkwand von den eigentlichen Wandrohren des Ausbrennraumes unabhängig sein und vom Ausbrcnnrauin her leicht ein- sowie bei Verschleiß oder Beschädigung ausgebaut werden kann, jedoch können die die Lenkwand bildenden Rohre auch an den Wandrohren selbst angeschlossen sein, wobei es ein Vorteil ist, daß das Anbringen wie auch ein Austausch der Lenkwandrohre vom Feuerraum her bequem durchzuführen ist. Ferner bietet sich mit der Anordnung gemäß der Erfindung der Vorteil, daß mehrere kleinere Teilflächen, über die Breite einer Ausbrennraumwand verteilt, vorgesehen werden können, so daß die Ausbrennraumbreite keine Rolle in bezug auf die Lenkwand spielt. Die Anbringung derartiger Lenkwände ist auch bei bereits bestehenden Anlagen in einfachster Weise durchzuführen, womit deren Betrieb noch nachträglich wesentlich verbessert werden kann.

In bevorzugter Weise werden /wischen die U- oder mäanderförmig gebogenen Rohre Blechstege eingeschweißt, so daß bequem eine geschlossene Fläche erhalten wird. Die Zu- und Ableitungsrohrabschnitte können Teile eines durchlaufenden Rohres sein, sie können jedoch auch in Achsrichtung einen Abstand zueinander haben, wobei in den Zwischenraum Teile der die geschlossene Fläche bildenden Rohre hineingeführt sind; damit erhöht sich die Anpassungsfähigkeit der Anordnung an die jeweiligen Betriebsbedingungen.

Zum Stand der Technik ist noch zu erwähnen, daß Lenkwände aus mäanderbandförmig und aus U-förmig gebogenen Rohren bekannt sind (GB-PS 7 46 931, DT-PS 8 51 498).

Die Zeichnungen /eigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Fig. 1 und 2 sind schematischc Darstellungen von Anlagen zur Müllverbrennung mit im Ausbrennraum eines Wärmetauschers angeordneten Lenk wänden;

F i g. 3 zeigt eine Lenkwandanordnung in einer Ansicht, vom Ausbrennraum her gesehen;

Pi? 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in der I i g. 3:

I 1 g. 5 und 7 /eigen zwei Lenk-vandanordnungen unterschiedlicher Ausbildung in einer Ansicht, während die

I ig. b und 8 Schnitte nach den Linien VI-VI bzw. VIII-VI)I in den Γ i g. 5 bzw. 7 sind;

I ig. 9 ist eine perspektivische Darstellung eines Icils eines Ausbrennraumes mit in diesen hineinragender Lenkwandanordnung;

Hg. 10 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Lenkwandanordnung von F i g. 9;

F i g. 11 ist eine schematisierte Draufsicht auf die Lenkwand der F i g. 10;

I i g. 12 ist eine der Γ i g. 9 ähnliche Darstellung mit einem Halierohr für die Lenkwandanordnung.

Die Rohre 1 liegen an der Vorderwand eines Ausbrtnnraumes 2 — sie können ebenfalls an der gegenüberliegenden Wand (Rückwand) vorgesehen sein —, der über einem Rost 3 angeordnet ist. An den Seitenwänden liegen die Rohre 4. In den Feuer- oder Ausbrennraum 2 ragen Lenkwandanordnungen aus Rohren 7 mit zwisehengeseizien Blechstegen 8 hinein (Fig. 1 und 2).

Gemäß F i g. 3 liegen vor den Rohren 1 Zuleitungsund Ableitungsrohrabschnitte 5 bzw. b, die aber auch in der Ebene der übrigen Wandrohre liegen können und von Kühlmittel durchströmt sind. Die Rohre 5, 6 sind durch mäanderbandförmig gebogene Rohre 7 miteinander im Kühlinmelstroni verbunden.

Zusammen mit Blechstegen 8 bilden die Rohre 7 im wesentlichen geschlossene Flächen.

Die Zu- und Ableiiungsrohrabschnitie 5 bzw. 6 haben einen axialen Abstand zueinander, und in diesen Raum sind Teile der Rohre 7 hineingeführt, so daß die Geschlossenheit der Fläche hergestellt wird.

Die Schenkel der mäanderbundformigen Rohre 7 haben in Richtung der von den Rohren 1 gebildeten Wandebene eine größere Erstreckung, als das je zwei Schenkel verbindende, im allgemeinen parallel /u den Achsen der Rohre 5,6 verlaufende Rohrslück.

Wie F i g. 4 erkennen läßt, hai die aus den Bauteilen 7, 8 bestehende Fläche eine Neigung gegenüber der Lotrechten, wozu die Zu- und Ableitiingsrohrabschnitie 5, 6 mit entsprechenden, in den Ausbrennraum 2 hineinragenden Vorsprüngen oder Abbiegungen versehen werden.

Die F i g. 3 zeigt mehrere Zu- und Ableitungsrohrabschnitte 5 und 6, die über die Breite der Rohrwand 1 mit Abstand zueinander verteilt sind, wobei die mäanderförmigen Rohre bzw. die diese enthaltenden Flächen alle gleichgerichtet sind. Im Gegensatz hierzu können die Rohre 5, 6 auch paarweise nebeneinanderliegen, wobei dann die die mäanderförmigen Rohre enthaltenden Flächen an jedem Rohrpaar 5, 6 gegenständig angeordnet sind, wofür F i g. 5 eine ähnliche Darstellung als Beispiel /eigt, wobei jedoch an Stelle der mäanderbandförmig gebogenen Rohre U-förmig gebogene Rohre 7 vorgesehen sind. Diese U-förmigen Rohre gehen unterhalb einer Drossel- oder Abschlußscheibe 9, die in einem durchlaufenden Rohr den Zuleiuingsabschnitt 5 vom Ableitungsabschnitt β i.ennt, aus und münden oberhalb dieser Scheibe 9 in den Rohrabschnitt b ein.

Obwohl es möglich ist, mit einem Rohr 5. 6 für Flächen 7, 8 geringer Ausdehnung auszukommen, wobei dann an diesem Rohr zwei solche Flächen gegenständig zueinander angebracht werden, werden bevorzugt zwei nebeneinanderliegendc Rohre, d. h. je eines

für jede Teilfläche, vorgesehen.

Bei dem Beispiel nach den F i g. 7 und 8 ist die Flache 7, 8 von weiteren U-Rohren 17 umgeben, die ebenfalls zu einer geschlossenen Hache, /.. B. mittels der Blechstege 18, zusammengefaßt sind. Ein Blcchstcg 18' /wischen dem äußeren U-Rohr 7 und dem inneren U-Rohr 17 stellt die Geschlossenheit der Gesamtfläche her.

Die U-Rohre 17 sind an eigene Zu- und Ablcitungsrohrabschnittc 15 bzw. 16 angeschlossen, die parallel zu den Rohren 5, 6 sowie diesen eng benachbart liegen. Im Gegensatz zu dem durchlaufenden Rohr mit den Abschnitten 5 und 6 sind diese Rohre unterbrochen, damit für die an den Rohrabschnitten 5. 6 angeschlossenen U-Rohrc 7 ein gerader Verlauf möglich ist.

Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen dem Beispiel der F i g. 1 entsprechen, zeigen die folgenden Ausführungsformen Anordnungen für eine Anlage nach F i g. 2, zu der angenommen wird, daß nur die Seitenwändc als Anschlußrohre für die Lenkwandanordnungen dienen können oder sollen.

Bei den Beispielen der F i g. 9 bis 12 liegen Rohre 11 an der Vorderwand eines Ausbrennraumes, die von einem mit einem Eck- oder Fallrohr 14 verbundenen Zwischensammler 12 ausgehen. An den Seitenwänden des Ausbrennraumes liegen die Rohre 4. Einige dieser Rohre sind durch eine Drossel- oder Abschlußscheibc 9 in einen Zu- und Ableitungsabschnitt 5 bzw. 6 unterteilt. An diesen Rohrabschnitten 5, 6 sind zu einer geschlossenen Fläche zusammengefaßte Rohre 7 angeschlossen, zwischen die Blechstege 8 eingeschweißt sind. Mehrere Teilflächen sind zu einer Fläche größerer Ausdehnung verbunden.

Um der Lenkwand eine Neigung gegenüber der Lotrechten geben zu können, weisen die U-förmigen Rohre 7 nahe ihren Anschlüssen an die Rohrabschnitt ¹J. 6 Abbiegungen T auf. die vor den Wandrohren 4 verlaufen. Die Lunge dieser Abbiegungen T bestimmt den Grad der Neigung der jeweiligen Lenkwandabschnitte. Wie F i g. 9 erkennen läi.il, können von gegenüberliegenden Wänden her gegenständig angeordnete U-förmige Rohre vorgesehen sein, die dann an der die; Ausbrcnnraummitle kennzeichnenden Linie 10 miteinander verbunden werden.

In dem Bereich, in dein gegenständig ungeordnete Lenkwände aufeinandertreffen, oder auch an anderen geeigneten oder durch Notwendigkeit bestimmten Stellen können die Lenk wände von einem Halterohr 13 unterstützt oder an einem solchen aufgehängt sein.

Wie das Beispiel in F i g 12 zeigt, verläuft das Haltcrohr 13 in dem Bereich, in welchem die Lenkwandteile gegencinandcrtreffcn. Damit kann ein Spalt /wischen den Lenkwandteilcn verschlossen werden, der mit Rücksicht auf Längendehnungen der Rohre 7 zweckmäßig sein kann.
Sollte durch irgendwelche Umstände das Malterrohr beschädigt werden, kann es unten und oben abgepflockt oder abgesperrt werden und ohne Kühlmittelumlauf bis zur nächsten Außerbetricbnahme des Wärmetauschers bleiben, wobei seine Haltewirkung noch gegeben ist. Ein Ersatz ist einfach und mit gerin-

gen Kosten durchzuführen

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. In einem Ausbrenn- oder Feuerraum eines insbesondere der Ausnutzung der bei der Verbrennung von Müll entstehenden Heizgaswärme dienenden und an seinen Wänden mit von einem Kühlmittel durchströmten Rohren versehenen Wärmetauschers mit einer Neigung gegenüber der Lot- ίο rechten angeordnete, über die Ausbrennraumbreite sich erstreckende Lenkwand aus mehreren, in einer Ebene liegenden, von einem Kühlmittel im Naturumlauf durchströmten Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (7) der Lenkwand U- oder mäanderbandfönnig gebogen und kühlmitteln- und -austrittsseitig mit an einer Wand des Ausbrennraumes (2) angeordneten, im wesentlichen in lotrechter Richtung verlaufenden Zu- und Ableitungsrohrabschnitten (5, 6), zwischen denen der unmittelbare Kühlmiuellluß unterbrochen oder wenigstens gedrosselt ist, verbunden sind.

2. Lenkwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die U- oder mäanderbandförmigen Rohre (7) auf ihrer gesamten in den Ausbrennraum ragenden Länge Blechstege (8) eingeschweißt sind.

3. Lenkwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungsrohrabschnitte (5, 6) einen axialen Abstand zueinander haben und in den Zwischenraum Teile der die geschlossene Fläche bildenden Rohre (7) hineingeführt sind.

4. Lenkwand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schenkel der U- oder mäanderbandförmig gebogenen Rohre (7) quer zur Achse der Zu- und Ableitungsro'nrabschnitte (5, 6) eine längere Erstreckung haben als das zwei solche Schenkel verbindene Rohrstück in Richtung dieser Achse.

5. Lenkwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Wand des Ausbrennraumes zwei gleich ausgebildete Zu- und Ableitungsrohrabschnitte (5, 6) nebeneinanderliegend angeordnet sind, die entgegengesetzt gerichtete, die geschlossene Fläche bildende Rohre (7) tragen.

6. Lenkwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, aus U-förmigen Rohren (7) gebildete Teilfläche von weiteren U-förmigen Rohren (17) umgeben ist, die untereinander und mit der ersten Teilfläche durch Blechstege (18, 18') verbunden und an eigene Zu- und Ableitungsrohrabschnitte (15. 16) angeschlossen sind.

7. Lenkwand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungsrohrabschnitte der weiteren U-förmigen Rohre (17) parallel zu dem ersten Zu- und Ableitungsrohrabschnitt bzw. den eiston Zu- und Ablcitungsrohrabschnitten (5,6) und diesem bzw. diesen eng benachbart angeordnet sind.

8. Lenkwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite einer Wand des Ausbrennraumes verteilt mehrere aus U- ^(l5 oder mäanderbandförrhigen Rohren gebildete Teilflächen, die zu einer durchgehenden, geschlossenen Fläche zusammengefaßt sind, angeordnet sind.

9. Lenkwand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden gegenständig angeordnete, eine geschlossene Gesamtfläche bildende Teilflächen vorgesehen sind.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß aneinanderstoßende Teilflächen an den einander benachbarten Kanten abgefangen (Halterohr 13) oder sich gegenseitig abstützend verbunden sind.