DE2246486A1 - Dampfkessel mit einem mehrteiligen economiser - Google Patents

Description

• Dampfkessel mit einem mehrteiligen Economiser Die Erfindung betrifft einen Dampfkessel mit einem mehrteiligen Economiser zur Lufterhitsung und Rauchgasenthitzung für Öl-, Gas- und/oder Kohlefeuerungen.
• Es sind bereits Kessel bekannt, bei denen Lufterhitzer dazu dienen, die Wärme der Heizgase an Wasser und die im Wasser aufgespeicherte Wärme an die Verbrennungsluft abzugeben. Dabei wird das Wasser des Economisers, bevor es eine unzulässig hohe Erwärmung erreicht, in die Heizkörper des Bufterhitzers geleitet, gibt dort einen Teil seiner Wärme ab und wird dann wieder dem Economiser zur nochmaligen Aufwärmung zugeführt (DT-PS 434 112).
• Es ist ebenfalls bekannt, beim Betrieb eines mehrteiligen Economisers das Speisewasser im Gegenstrom zu den Abgasen zu führen, so daß das kalte Speisewasser zunächst in den von der Feuerung entferntesten Teil des Eco eintritt und dann die weiter zur Feuerung liegenden Teile durchläuft. Dadurch kommt das kalte Speisewasser mit den am meisten abgekühlten Abgasen zum Wärmeaustausch, wodurch eine weitgehende Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Abgase begünstigt wird. Eine solche Anordnung nach dem Gegenstromprinzip ist auch bereits bei Anlagen mit Erhitzung der Verbrennungsluft durch Speisewasser angewendet worden, indem das-Speisewasser zunächst den von der Feuerung entferntesten Eco-Teil durchläuft, dann durch den Bufterhitzer hindurchgeht und danach andere Eco-Teile durchläuft (Deutsche Patentanmeldung St 3628 V/24k).
• Derartige Anlagen weisen den Nachteil auf, wegen der geringen Erwärmung des Wassers große Flächen für den Lufterhitzer zu benötigen und Niedertemperatur-Korrosion nicht auszuschließen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Mängel auszuschließen und einen Dampfkessel zu schaffen, der zur Luftvorwärmung keine rotierenden Teile benötigt und der auch nicht die Mängel bekannter Dampfluftvorwärmer aufweist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß eine oder mehrere Teilstrom-Stufen des Economisers einem oder mehreren Lufterhitzern oder Lufterhitzerstufen zugeordnet werden und regelbar zu beaufschlagen sind. Dabei wird die Speisewasserteilstrommenge über einen Impulsgeber der Endtemperatur des wasserseitigen Lufterhitzers geregelt.
• Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme wird ein Economiserteil ohne Unterbrechung von der Luftseite auf die Rauchgasseite geführt.
• In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß sich mindestens ein Teilstrom mit der umführten Speisewassermenge nach Durchlaufen der Rauchgasseite in einem Mischkopf mischt.
• Dabei simuliert der Mischkopf den Eco-Eintritt konventioneller bekannter Anlagen.
• Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme wird dem Luft erhitzer ein solcher Speisewasserteilstrom zugeführt, daß er die Kaltluft auf Heißlufttemperatur erwärmt und gleichzeitig dabei die Speisewassertemperatur auf eine Temperatur unter Abgastemperatur senkt Da bei Kohlefeuerungen erheblich höhere Temperaturen erforderlich sind, wie bei Gas- oder Ölfeuerungen, wird bei diesen die Anordnung von zwei Speisewasser-Teilstromstufen im Luftüberhitzerzug vorgesehen.
• Eine weitere zweckmäßige abnahme besteht nach der Erfindung darin, mehrere Eco-Stufen bzw. Teil-Eco-Stufen, die regelbar mit Speisewasser beaufschlagbar und durch einen Mischkopf verbunden sind, im nachgeschalteten Heizgaszug des Kessels anzuordnen.
• Unter Berücksichtigung der besonderen Verhältnisse bei Kohlefeuerungen wird eine Unterteilung des Lufterhitzers in zwei Stufen vorgenommen, wobei zweckmäßigerweise der Primärteil 20 7o und der Sekundärteil 80 % der Verbrennungsluft liefert. Dabei ist ein Mühlenluft-1)ruckerhöhungsgebläse auf der kalten Luft seite angeordnet, um eine Reduzierung des Kraftbedarfes zu erreichen. -Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, die Betriebssicherheit zu erhöhen, weil ausschließlich Elemente des konventionellen Kesselbaues, wie Rohre, Sammler und Verbindungsleitungen verwendet werden. Die Betriebssicherheit führt zu einer Wartungsfreiheit und besseren Wirtschaftlichkeit, die auch dadurch erzielt wird, weil kein CO-Abfall erfolgt.
• wird besonderer Vorteil nach der Erfindung besteht darin, aai: durch die Zuordnung des Lufterhitzers zum Frischluftgebläse ei Schalldämpfer in Fortfall kommt, d der Lufterhitzer selbst ls Schalldämpfer wirkt. Eine hohe Flexibilität der anlage ist durch die Anbringung verschiedener Mischköpfe mit entsprechenden Impulsleitungen gewährleistet. Dadurch, daß dem der Feuerung nachstliegenden Eco-Teil ein Teil des kalten Speisewassers zugeführt wird, das nach Erwärmung in einen Lufterhitzer gelangt, aus dem die abgekühlte Speisewasserteilmenge einem weiter von der Feuerung entfernten Eco-Teil zugeführt wird, indem auch die restliche Teilmenge des kalten Speisewassers zugeleitet wird, ist sichergestellt, daß ,iedertemeratur-orrosionen nicht auftreten.
• Einige Ausführungsbeispiele der erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Dampferzeuger mit Schwerölfeuerung; Fig. 2 einen Dampferzeuger für Kohlenfeuerung und einen Luft erhitzer, der in zwei Abteilungen aufgeteilt ist, wobei ein Mühlenluft-Druckerhöhungsgebläse für den Primärteil Verwendung findet; rig. 3 eine Dampferzeuger für Kohlenfeuerung und einen Lufterhitzer, der in zwei Abteilungen aufgeteilt ist, wobei die Lufterhitzer-Endstufe in zwei Teile aufgeteilt ist.
• Das Speisewasser kommt durch die Leitung 1 von den Vorwärmer und geht durch die leitung 2 zu einem Mischkopf 3. An der Stelle 4 wird ein Teilstrom des Speisewassers über die leitung 5 mit dem Regelventil 6 in die sco-Stufe 7 geführt, die hinter dem Frischlüfter 8 im Kaltluftstrom liegt. Die Luft tritt mit etwa 45o C in den Lufterhitzer ein, den sie mit etwa 200° bei einer Ölleuerung verläßt.
• Von der lufterhitzerstufe 7 gelangt das Speisewasser indem im Rauchgaszug gelegene Rauchgasenthitzerstufe 9, in der das Speisewasser von etwa 140 auf etwa 2400 aufgewärmt zum Mischkopf 3 gelangt. Von diesem wird es in eine weiter, im Rauchgaszug gelegene Stufe 10 geleitet und verläßt den co mit etwa 300°, um in den Verdampfer zu treten.
• Die letzte im Rauchgasstrom gelegene, in Richtung des Speisewasserstroms gelagene Eco-Stufe 10 wird mit Rauchgasen von etwa 450° beaufschlagt, die in der Rauchgasenthitzerstufe 9 mit etwa 3000 auftreffen und den Rauchgaszug mit 1600 C verlassen.
• Die von der gesamten Speisewassermenge abgezweigte, über die Leitung 5 der Eco-Stufe 7 geführte Teilstrommenge wird über die Impulsleitung 11 mittels des Drosselventils in Abhängigkeit von der Endtemperatur des wasserseitigen Luftvorwärmers gesteuert.
• Beim Betrieb des Dampfkessels mit Kohlenfeuerung, bei der höhere Heißlufttemperaturen erforderlich sind, liegen, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist, zwei Lufterhitzerstufen, nämlich die Vorstufe 7 und die Endstufe 12 im Strom der Luft. Durch Aufheizung des Speisewassers in der Eco-Stufe 10 auf ca.. 350° C werden günstige Temperaturdifferenzen für die Lufterhitzerstufe 12 geschaffen und damit die Luftauheizung auf Temperaturen von > 300° C sichergestellt. lurch eine solche Maßnahme werden erfindungsgemäß zwei für den Kesselfachmann erstrebenswerte Ziele erreicht, nämlich eine möglichst hohe Aufheizung der zu den Kesseln bzw. Mühlen führenden Luft zu erreichen und trotzdem das Kesselspeisewasser mit nicht zu hohen Temperaturen in die ersten Heizflächen des Kessels zu führen, iXach einer weiteren Maßnahme der Erfindung, die in Fig. 3 dargestellt ist, findet eine Unterteilung der Lufterhitzer-Endstufen 12 und 14 in zwei Teile statt. Die in der Stufe 7 vorgewärmte Gesamtluft strömt in die Endstufe 12 nur mit dem Sekundaranteil von ca. 80 %. Die Primarluft oder auch Mühlenluft genannt, strömt über ein Druckerhöhungsgeblase 13 in die Teilstufe 14.
• Die Wasserseite der Teilstufe 14 wird dabei mit variablen Mengen beaufschlagt und damit direkt die Sichttemperatur nach der Mühle geregelt. Die sonst übliche Regelung mittels Kaltluft entfällt. Dadurch entfällt auch der negative Einfluß der taltluftregelung auf die Abgastemperatur, d.h. die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage wird um ca. 0,5 - 1 % erhöht.
• Nach Fig. 4 kann die gesamte Lufterhitzerstufe unterteilt werden in Primär- und Sekundärteil. Die vorhergewärmte Luft gelangt über die eingangs geschilderten und in Fig. 4 nicht noch einmal näher dargestellten Schaltungen hinter dem Frischlüfter 8 über die Kaltluftleitung 16 in einem Hauptstrom zu etwa ao s in den Sekundärteil 17 und in einem Teilstrom über die Leitung 18 und das Mühlenluft-Druckerhöhungsgebläse 13 in den Primärteil 19, der etwa 20 % der Luft aufnimmt. Von diesem wird die Luft mit hoher Druckerhöhung über die Leitung 20 zu den Mühlen 2t und von diesen über die leitung 22 zu den Brennern 23 geführt. Die Sekundärluft gelangt aus dem Sekundärteil 17 über die Leitung 24 ebenfalls zu den Brennern. lurch eine solche Anordnung des Mühlenluft-Druckerhöhungsgebläses auf der kalten Luftseite wird eine erhebliche Reduzieru-ng des Kraftbedarfes für die Druckerhöhungsgebläse gegenüber einer anordnung auf der heißen Seite erreicht, die etwa 50 o' beträgt, so daß sich bei einem 2000 t/h Kessel ca. 1000 KW Ersparnis ergeben.
• Abschließend ist darauf hinzuweisen, daß sich durch die Anordnung der ersten Eco-Stufe 7 direkt hinter dem Frischlüfter 8 der einbau eines Schalldämpfers erübrigt, so daß auch hierdurch eine weitere Ersparnis bei dem erfindungsgemäßen Dampfkessel eintritt.

Claims (12)

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Dampfkessel mit einem mehrteiligen Economiser zur Lufterhitzung und Rauchgasenthitzung für Öl-, Gas- und/oder Kohlefeuerung, dadurch g e k e n n z e i c h ne t t , daß eine oder mehrere Teilstrom-Stufen des Economisers amine oder mehreren Lufterhitzern oder Lufterhitzerstufen ugeordnet und regelbar zu beaufschlagen sind.

2. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß die Speisewasser-Teilstrommenge über einen Impulsgeber der Endtemperatur des wasserseitigen Lufterhitzers regelbar ist.

3. Dampfkessel nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch e -k e n n z e i c h n e t , daß ein Economiserteil ohne Unterbrechung von der Luftseite auf die Rauchgasseite geführt ist.

4. Dampfkessel nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e 1 c h n e t , daß sich mindestens ein Teilstrom mit der umführten Speisewassermenge nach Durchlaufen der Rauchgasseite in einem Mischkopf mischt.

5. Dampfkessel nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß der Mischkopf den Eco-Eintritt konventioneller Anlagen simuliert,

6. Dampfkessel nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem tufterhitzer ein solcher Speisewasserteilstrom zuführbar ist, daß er die Kaltluft auf Heißlufttemperatur erwärmt und gleichzeitig dabei die Speisewassertemperatur auf eine Temperatur unter Abgastemperatur senkt.

7. Dampfkessel nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Kohlefeuerung zwei Speisewasser-Teilstromstufen im laufterhitzerzug liegen.

8. Dampfkessel nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß mehrere Sco-Stufen bzw. Teil-Eco-Stufen, die regelbar mit Speisewasser beaufschlagbar und durch einen Mischkopf verbunden sind, im nachgeschalteten Heizgaszug des Kessels liegen.

9. Dampfkessel nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei hohen Heißluft-Temperaturen der mufterhitzer in zwei Stufen aufgeteilt ist.

10. Dampfkessel nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die zwei Stufen zu etwa 20 % einer Primärstufe und 80 einer Sekundärstufe aufgeteilt sind.

11. Dampfkessel nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Mühlenluft-Druckerhöhungsgebläse (Primärteil) auf der kalten Luftseite angeordnet ist.

12. Dampfkessel nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Lufterhitzer auf dem Frischluftgebläse als Schalldämpfer ausgebildet ist.

L e e r s e i t e