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" Abhitzekessel mit aus Flossenrohren gebildeten Kesselwänden oder
- wandteilen", Die Erfindung
M! einen Abhitzekessel mit aus Flossenrohren gebildeten Kesselwänden oder - wandteilen,
se^<j« Sammlern und Verteilern an den unteren und oberen Rohrenden.
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Die Anwendung derartiger Abhitzekessel zur Ausnutzung der bei der
Abiall säureverbrennung entstehenden Abgase stößt auf Schwierigkeiten, da es selbst
bei Benutzung bester Brenner in den Oien nicht möglich ist, die Verbrennung so vollständig
durch zufuhren, daß nicht doch unverbrannte feinste Säurenebel im Abgas zurückbleiben,
Diese Säurenebel verursachen eine ständige Korrosion der Rohre, so daß die Lebensdauer
der Rohre des Kessels trotz aller Vorkehrungen zur Vermeidung der Säurenebel in
den Abgasen verhältnismäßig kurz ist.
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Diesem Umstand kann dadurch begegnet werden, daß die Wanddicke der
Rohre der Kesselwände sehr stark ausgeführt und so eine längere Betriebszeit ermöglicht
wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aggressiven Abgase
von Abfallsäureverbrennungsöien nutzbar zu machen, ohne daß die bisher geschilderten
Nachteile bekannter Abhitzekessel auftreten. Es soll nithin eine lingere Standzeit
der Rohre erreicht werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erdindung einen Abhitzekessel
der eingangs beschriebenen Gattung vor, bei dem zum Betreiben des Kessels mit den
Abgasen eines Abiallsäureverbrennungsofens die Kombination folgender Merkmale vorgesehen
ist: 1. alle Wände bzw. Wandteile des Dampferzeugers sind gerade, oder d.h. nicht
gewölbt/gebogen; 2. die Form der Wandteile, aus denen der Dampferzeuger besteht,
ist symmetrisch zur senkrechten Mittelachse, d.h. einer gedachten Wendeachss,ausgebildet;
3. alle Anschlußöffnungen innerhalb der einzelnen Rohrwandteile sind symmetrisch
zur senkrechten Mittelachse und zur Wandebene gelegen; 4. die Sammler und Anschlüsse
sind symmetrisch zur Wandebene und zur Mittelachse ihrer Wand oder Wandteils gelegen;
5. alle Einrichtungen zur Aufhängung oder Abstützung der Wände bzw. Wandteile liegen
symmetrisch zur Wandebene; 6. das Kesselgerüst ist statisch so dimensioniert, daß
Aussteifungen oder Wandteile und Wände herausgenommen werden können, ohne die Standfestigkeit
zu beeinträchteigen.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die,durch die sehr aggressiven
Säurenebel schnell korrodierten Wände oder Wandteil*(leicht)aus dem Gerüst auszubauen,
um ihre senkrechte Mittelachse zu drehen und mit ihrer nicht korrodierten Seite
in das Gerüst einzubauen./
Der Möglichkeit, die Kesseiwände nach
dem Lösen aus dem Kesselgerüst um ihre senkrechte Mittelachse zu drehen, entspricht
es als Äquivalent, wenn die aus den Rohren gebildete Kesselwandoder-wandteil mit
der Jeweils gegenüberliegenden Kesselwand oder - wandteil gegen diese derart ausgetauscht
wird, daß die in bisherige. Innenseite der einen Wand oder des Wandteils/der gegenüberliegenden
Stellung nunmehr die Außenseite und die bisherige Außenseite der anderen Wand oder
des Wandteils in ihrer neuen Lage nunmehr die Innenseite der Wand bildet. Gleiches
gilt, wenn die Wand oder der Wandteil um seine linke oder rechte Kante in eine zu
ihrer ursprünglichen Lage rechtwinklige od.dgl. Lage verschwenkt wird. Auch hierdurch
nämlich wird dem Grundgedanken der Erfindung Rechnung getragen, daß nach einer gewissen
Standzeit der Kesselwände oder Wandteile, in welcher die dem Innenraum des Kessels
zugekehrte Seite der Rohre einer starken Korrosion unterworfen war, während die
äußere Seite unbeeinträchtigt geblieben war, die unbeschädigte bisherige Außenseite
zur Innenseite der Kesselwände und die bisherige Innenseite der Kesselwände nunmehr
zur Außenseite wird. Hierdurch ist es möglich, mit einer wesentlich geringeren Wandstärke
der Kesselwandrohre und der Deckenrohre auszukossen und einen gleichmäßigen Verschleiß
der Rohre über ihren gesamten Querschnitt zu erreichen, so daß nach einer Beendigung
der Benutzungszeit der Rohre deren Wandung gleichilßig v.rschlissen ist.
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Durch die US-PS 3 406 664 ist ein Abhitzekessel für Pyritröstgase
bekannt, bei welchem die Kesselwände mit aus Rohren gebildeten Wärmetauscherflächenabschnitten
bedeckt sind, wobei das Wasser bzw. der Dampf schlangenlinienförmig durch die hintereinander
gelegenen Flächenabschnitte des Wärmetauschers geleitet wird. Die Uberleitungen
von einem Abschnitt zum nächsten erfolgt durch außerhalb des Kessels gelegene Rohre
außerhalb der Wandebene, so daß wegen dieser Rohre einerseits und der Asymmetrie
der Teile andererseits ein Wenden nicht möglich oder nahegelegt ist.
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Die DT-OS 1 776 043 offenbart einen Abhitze-Dampferzeuger mit winkelförmigen
Flossenrohren, die einen Innenraum für die Abgase bilden. Ein Wenden der Rohre ist
alleine wegen der ungeraden Form der Rohre ausgeschlossen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Kesseldecke
aus einer oder mehreren aus Flossenrohren gebildeten Rohrfläche, die mit ihren Sammel-und
Verteilerstutzen um ihre Längsachse drehbar und um die Längsachse des Stutzens schwenkbar
ist. Während die Drehbarkeit der Rohrfläche wiederum dem gleichmäßigen Verschleiß
an den beiden Rohrseiten dient, ist die Schwenkbarkeit der Rohrfläche um die Längsachse
des Stutzens zum Zwecke des Reinigens des Innenraumes des Kessels vorgesehen.
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Da abnehmbare und schwenkbare Kesseldecken zum Stande der Technik
gehören, wird für das Merkmal der Schwenkbarkeit der Kesseldecke kein Elementenschutz
beansprucht.
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Bei der vorstehend genannten Ausführungsform der Kesseldecke ist diese
vorzugsweise aus Haarnadelrohren gebildet, deren Enden in einen unterteilten gemeinsamen
Stutzen münden, wobei die unterteilende Trennwand in der Ebene der Haarnadelrohre
angeordnet ist. Auch für dieses Merkmal wird nur in Verbindung mit der Drehbarkeit
der Kesseldecke um ihre Längsachse, zum Zwecke eines gleichmäßigen VerschleiBes
auf Grund der Korrosio»,Schutz beansprucht.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Kessels und seiner Einzelteile wiedergegeben und zwar zeigt Fig. 1 einen schematischen
Längsschnitt durch den Kessel, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.
1 mit der Darstellung zweier Eckverbindungen der Seitenwände des Kessels, Fig. 3
in vergrößertem Maßstab zwei benachbarte Rohre einer Kesselwand mit der auf Grund
der Korrosion während des Betriebes auftretenden Querschnittsverminderung, Fig.
4 die Verbindung der Seitenwände des Kessels mit einer Mittelwand, Fig. 5 die Draufsicht
auf eine der beiden schwenkbaren Rohrflächen der Kesseldecke, Fig. 6 in vergrößertem
Maßstab einen Ausschnitt auf diese Rohrfläche, Fig. 7 eine Seitenansicht der Rohrfläche
nach Fig. 5 und Fig. 8 einen teilweisen Längsschnitt und Querschnitt durch den Sammel-
und Verteilerstutzen der Rohrfläche nach Fig. 5 - 7.
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Das Kesselgerüst G steht auf den Füßen 1 und trägt den Kessel 2, der
im wesentlichen aus den Wänden bzw. Wandteilen 3,4,5,6,7, 8 und aus den Rohrgruppen
10,11 in den beiden Abschnitten A und B des Kessels besteht, die durch die Trennwand
9 gebildet sind.
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Des weiteren weist der Kessel die obere, aus zwei Rohrflächen 12,13
gebildete Kesseldecke, die auf Kreisbögen K z.B. in die Stellung 13' verschwenkbar
ist, und die unteren hosenartigen Einströmstücke 14 auf, in die das aggressive Abgas,
z.B. mit Säurenebel beladenesAbgas eines Säureverbrennungsofens durch die Stutzen
15 in den Kessel gelangt. Das AbfUhren der Abgase kann in bekannter Weise aus dem
oberen Abschnitt des Kessels erfolgen, der oberhalb seiner Kesseldecke weitere Wärmeaustauscherteile
Au tragen kann.
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Die Wände oder Wandteile 3-9 sind aus Rohren 16 gebildet, die in der
Ebene W der Wände 3-9 (Fig. 2 und 3) beidseitig mit Flossen 17 versehen sind, wobei
die Flossen benachbarter Rohre miteinander verbunden, z.B. verschweißt sind, so
daß eine geschlossen Fläche aus Flossen und sich damit abwechselnden Rohren gebildet
wird. Die Wände 3-9 sind hierbei geradwandig ausgebildet, d.h. die Rohre bilden
eine ee und keine gewölbte oder gekrümmte Fläche. Ferner sind die Wände oder Wandteile
3-9 symmetrisch zu ihrer Mittelachse M (Fig. 1 und 2) ausgebildet. Diese Achse bildet
die Schwenkachse, um welche die Wände oder Wandteile bei korrodierter Innenseite
gewendet werden.
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Dem entspricht das Austauschen gegenüberliegender Wände oder Wandteile
z.B. der Wandteile 3 und 7 oder 4 und 6 derart, daß die Außenseite des Wandteils
7 an die Stelle der Innenseite des
bisherigen Wandteils 3 und die
Außenseite des Wandteils 3 an die Stelle der Innenseite des bisherigen Wandteils
7 gelangt.- Auch kann dasselbe durch Schwenken der Wandteile um ihre rechte oder
linke Kante bis auf Höhe des jeweils benachbarten Wandteile erfolgen.
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Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind alle Anschlußöffnungen 0, so
z.B. für die Rohrgruppen 10,11 sowie Einstiegsöffnungen E symmetrisch zur Mittel-
oder Wendeachse M und zur Wandebene W (Fig. 2) gelegen.
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Bei der Darstellung in der rechten Figurenhälfte der Fig. 2 sind die
an den Längsrändern zweier benachbarter Rohrwandteile gelegenen Rohre 16a und 16b
ebenfalls mit Flossen 17a, 17b verstehen, die in einem rechten Winkel miteinander
verbunden, z.B. verschweißt sind, so daß zum Lösen der beiden Flossen 17a, 17b und
damit der benachbarten Wände es nur des Durchtrennens der Schweißnaht an der Verbindungsstelle
beider Flossen 17a, 17b bedarf, um die genannten Wände voneinander zu entfernen.
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Statt der vorstehenden Verbindung benachbarter Wandteile miteinander,
können die Wandteile in entsprechender Weise mit dem Gerüst G verbunden sein, d.h.
alle Einrichtungen zum Aufhängen, Verbinden, Abstützen od.dgl. der Wände oder Wandteile
liegen symmetrisch zur Wandebene W.
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Die Rohre 16 der Rohrwände oder Rohrwandteile 3-8 mUnden mit ihrem
unteren Ende in Jeweils ein Verteilerrohr 23 und mit ihrem oberen Ende in Jeweils
ein Sammelrohr 24. Beide Rohre sind mit entsprechenden Anschlüssen 25, d.h. Zu-
und Ableitungen versehen. Die Rohre 23, 24 und die Anschlüsse 25 liegen in der Ebene
der Kesselwände oder-wandteile 3-9 und symmetrisch zur Mittelachse M dieser Wände
oder Teile und sind an ihrem unteren Ende mittels eines Flansches 26 mit einer Leitung
27 verbunden.
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Zum Auswechseln und zum Drehen der Wände 3-9 bzw. zum Wechseln der
Wände gegen gegenüberliegende oder benachbarte Wände, bedarf es daher nur des Lösens
der Leitungen 27 von den Flanschen 26 und des Lösens der Ränder der geradwandigen
Kcsselwände 3-9 von den angrenzenden Kesselwänden oder von dem Gerüst G. Dieses
ist' so ausgebildet, daß Aussteifungen und die Wände oder Wandteile 3-8 aus dem
Gerüst herausgenommen werden können, ohne daß dieses seine Standfestigkeit verliert.
Es kann daher Jede der Wände oder Wandteile 3-8,nach dem Lösen der symnetrisch zur
Wandebene der benachbarten Rohrwände oder Rohrwandabschnitte voneinander oder der
Rohrwände oder Rohrwandabschnitte von den Gerüst Æewendet werden.
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Durch die z.B. mit Säurenebel versetzten Abgase werden die Rohre 16
an der Wandinnenseite einer Korrosion unterworfen, durch die ein in Fig. 3 gestrichelt
gezeichneter Querschnittsteil 21 der Rohre und 22 der Stege abgetragen wird. Hierdurch
* gelegenen Verbindungsmittel
wird die Stärke der Rohrwandung auf
einen Querschnitt Q verringert.
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Nach gegebener Zeit werden die Wände 3-8 an ihren Längsrändern von
den benachbarten Wänden und von der Trennwand 9 oder dem Gerüst getrennt. Hierzu
werden die Halte- und Befestigungsmittel der Wände gelöst, die aus Verlängerungen
der äußeren Flossen der äußeren Rohre einer Wand oder eines Wandteils (vgl. hierzu
Flossen 17a, 17b in Fig. 2) bzw. aus Ansätzen oder Flossen an den Sammel- und Verteilerkammern
bestehen.
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Danach werden die Wände - oder Wandteile um ihre Längsmittelachse
M oder Wendeachse gedreht oder vertauscht, so daß nunmehr die bisherige, dem Kesselinnenraum
zugekehrte Rohrseite nach aussen zeigt, während die bisher an der Kesselaussenseite
gelegenen Abschnitte der Rohre in das Kesselinnere weisen, um hiernach in ihrer
neuen Lage festgelegt zu werden.
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Ist auch an der nunmehrigen Innenseite der Rohre eine Korrosion eingetreten,
die eine dem Querschnitt steil 21 entsprechende Verringerung der Wandstärke verursacht,
werden die Rohrwände 3-9 ausgewechselt.
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Der Kesseldeckel wird durch die beiden Rohrflächen 12,13 gebildet,
die aus haarnadelförmigen Rohren 28 bestehen (Fig.
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5-7). Diese weisen die geraden Abschnitte 29,30 und den gekrümmen
Abschnitt 31 auf, wobei die geraden Abschnitte an ihrem freien Ende in einen Rohrstutzen
32 münden, der in seinem mittleren Teil durch eine Wand 33 in einen zunächst oberen
Raum
34 und einen unteren Raum 35 unterteilt ist, in die die Enden 29a, 30a der Rohre
29,30 münden, wozu die Löcher 36,37 in dem Stutzen 32 vorgesehen sind. Die Räume
34,35 sind Jeweils durch Seitenwände 38,39 voneinander getrennt, Die beiden Rohrflächen
12,13 sind in bekannter Weise um die Längsachse S der Rohrstutzen 32 in Richtung
des Pfeiles K (Fig. 1) aus ihrer horizontalen Stellung in eine Öffnungsstellung
13' in Fig. 1 schwenkbar, so daß der Kessel nach dem Ausschwenken der beiden Rohrflächen
12,13 gereinigt und die Rohrgruppen 10,11 aus dem Kessel 2 ausgebaut werden können.
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Die Rohrflächen 12,13 sind in gleicher Weise wie die Seitenwände 3-8
und die Trennwand 9 derart um ihre Längsachse L wendbar, daß der bisher dem Kesselinnenraum
zugekehrte Abschnitt 30 der Rohre 28 die Stellung des Rohrabschnittes 29 einnimmt
und der von Korrosion noch nicht angegriffene Rohrabschnitt 29 die Lage des Rohrabschnittes
30 einnimmt.
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Zwischen den Rohren 30 ist wie bei den Seitenwänden 3-8 an Jedem Rohr
Je eine Flosse 40 vorgesehen, wobei die benachbarten Flossen wiederum miteinander
verbunden sind. Die längsseitigen Flossen 41 sind ebenso wie die schmalseitigen
* Flossen 42 lösbar verbunden, so daß nach Aufheben dieser Verbindungen die Rohrflächen
12 bzw0 13 um ihre Längsachse L gewendet werden können.
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* mit benachbarten Kesselwänden bzw. der anderen Rohrfläche