DE2307870C3 - Abhitzekessel mit aus Flossenrohren gebildeten Kesselwänden oder -wandteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abhitzekessel mit aus Fossenrohren gebildeten Kesselwänden oder -wandteilen, sowie Sammlern und Verteilern an den unteren und oberen Rohrenden.

Die Anwendung derartiger Abhitzekessel zur Ausnutzung der bei der Abfallsäureverbrennung entstehenden Abgase stößt auf Schwierigkeiten, da es selbst bei Benutzung bester Brenner in den öfen nicht möglich ist. die Verbrennung so vollständig durchzuführen, daß nicht doch unverbrannte feinste Säurenebel im Abgas lurückbleiben. 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.

Diesem Umstand kann dadurch begegnet werden, daß die Wanddicke der Rohre der Kesselwände sehr stark ausgeführt und so eine längere Betriebszeit ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abhitzekessel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß trotz der Aggressivität der Abgase der dadurch verursachten Korrosionen an den Rohren eine längere Lebensdauer des Abhitzekessels erreicht werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einer Abhitzekessel der eingangs beschriebenen Gattung vor, bei dem zum Betreiben des Kessels mit den Abgasen eines Abfallsäureverbrennungsofens die Kombination folgender Merkmale vorgesehen ist: 1. alle Wände bzw. Wandteile des Dampferzeuger!

sind gerade, d. h. nicht gewölbt oder gebogen; ίο 2. die Form der Wandteile, aus denen der Dampferzeuger besteht, ist symmetrisch zur senkrechter Mittelachse, d. h. einer gedachten Wendeachse ausgebildet;

3. alle Anschlußöffnungen innerhalb der einzelner Rohrwandteile sind symmetrisch zur senkrechter Mittelachse und zur Wandebene gelegen;

4. die Sammler und Anschlüsse sind symmetrisch zui Wandebene und zur Mittelachse ihrer Wand odei 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 herausgekommen werden können, ohne die Standfestigkeil zu beeinträchtigen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, nacr einer gewissen Betriebszeit, die durch die zulässige Korrosion der Wände gegeben ist, die Wände odei Wandteile des Abhitzekessels so zu drehen, daß die vor den Rauchgasen bespülten und dadurch korrodierter Seiten der Wände oder Wandteile nach außen zu lieger kommen, wogegen die noch nicht korrodierten Seiter der Wände oder Wandteile nach innen kommen unc nunmehr vom Rauchgas bespült werden.

Der Möglichkeit, die Kesselwände nach dem Löser aus dem Kesselgerüst um ihre senkrechte Mittelachse zu drehen, entspricht es als Äquivalent, wenn die au« den Rohren gebildete Kesselwand oder -wandteil mii der jeweils gegenüberliegenden Kesselwand odei -wandteil gegen diese derart ausgetauscht wird, daß die bisherige Innenseite der einen Wand oder des Wand teils in der gegenüberliegenden Stellung nunmehr die Außenseite und die bisherige Außenseite der anderer Wand oder des Wandteils in ihrer neuen Lage nunmehi die Innenseite der Wand bildet. Gleiches gilt, wenn die Wand oder der Wandteil um seine linke oder recht« Kante in eine zu ihrer ursprünglichen Lage rechtwinkli ge od. dgl. Lage verschwenkt wird. Auch hierdurcl

.so nämlich wird dem Grundgedanken der Erfindung Rechnung getragen, daß nach einer gewissen Standzei der Kesselwände oder Wandteile, in welcher die den Innenraum des Kessels zugekehrte Seite der Rohr« einer starken Korrosion unterworfen war, während di< äußere Seite unbeeinträchtigt geblieben war, die unbe schädigte bisherige Außenseite zur Innenseite der Kes seiwände und die bisherige Innenseite der Kesselwändc nunmehr zur Außenseite wird. Hierdurch ist es möglich mit einer wesentlich geringeren Wandstärke der Kes

f>o selwandrohre und der Deckenrohre auszukommen une einen gleichmäßigen Verschleiß der Rohre über ihrer gesamten Querschnitt zu erreichen, so daß nach einei Beendigung der Benutzungszeit der Rohre deren Wan dung gleichmäßig verschlissen ist.

f-5 Durch die US-PS 34 06 664 ist ein Abhitzekessel fü Pyritröstgase bekannt, bei welchem die Kesselwändt mit aus Rohren gebildeten Wärmetauscherflächenab schnitten bedeckt sind, wobei das Wasser bzw. dei

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Dampf schlangenlinienförmig durch die hintereinandergelegenen Flächenabschnitte des Wärmetauschers geleitet wird. Die Überleitungen 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.

Die DT-OS 17 76 043 offenbart einen Abhitze-Dampferzeuger mit winkelförmigen Fossenrohren, die einen Innenraum für die Abgase bilden. Ein Wenden der Rohre ist allein wegen der ungeraden Form der Rohre ausgeschlossen.

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.

Da abnehmbare und schwenkbare Kesseldecken zum Stande der Technik gehören, wird für das Merkmal der Schwenkbarkeit der Kesseldecke kein Elementenschutz beansprucht.

Bei der vorstehend genannten Ausführungsform der Kesseldecke ist diese vorzugsweise aus Haarnadelrohren gebildet, deren Enden in einen unterteilten gemein samen 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 Kesseldicke um ihre Längsachse, zum Zwecke eines gleichmäßigen Verschleißes auf Grund der Korrosion, Schutz beansprucht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kessels und seiner Einzelteile wiedergegeben, und zwar zeigt

F i g. I einen schematischen Längsschnitt durch den

Kessel,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der F i g. 1 mit der Darstellung zweier Eckvcrbindungen der Seitenwände des Kessels,

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab zwei benachbarte Rohre einer Kessclwand mit der auf Grund der Korrosion während des Betriebes auftretenden Querschnittsverminderung,

F i g. 4 die Verbindung der Seitenwände des Kessels mit einer Mittelwand,

F i g. 5 die Draufsicht auf eine der beiden schwenkbaren Rohrflächender Kcsseldcckc,

Fig. 6 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt auf diese Rohrfläche,

F i g. 7 eine Seitenansicht der Hohlfläche nach F i g. 5 und

F i g. 8 einen teilweisen Längsschnitt und Querschnitt durch den Sammel- und Verteilerstutzen der Rohrfläche nach F i g. 5 bis 7.

Das Kesselgcrüsi G steht ;uil den Füßen 1 und tragt den Kessel 2, der im wesentlichen aus den Wänden bzw. Wandteilcn 3. 4, 5, 6, 7, 8 und aus den Rohrgruppen 10, 11 in den beiden Abschnitten Λ und ödes Kes scls besteht, die durch die Trennwand 9 gebildet sind. Des weiteren weist der Kessel die obere, aus zwei Rohrflächen 12, 13 gebildete Kcsscldecke. die auf Kreisbögen K /.. B. in die Stellung 13' verschwenkbar ist. und die unteren hosenartigen Einströmstücke

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auf, in die das aggressive Abgas, z. B. mit Säurenebel beladenes Abgas eines Säureverbrennungsofens, durch die Stutzen 15 in den Kessel gelangt. Das Abführen der Abgase kann in bekannter Weise aus dem oberen Abschnitt des Kessels erfolgen, der oberhalb seiner Kesseldecke weitere Wärmeaustauscherteile Au tragen kann.

Die Wände oder Wandteile 3 bis 9 sind aus Rohren 16 gebildet, die in der Ebene W der Wände 3 bis 9 (F i g. 2 und 3) beidseitig mit Flossen 17 versehen sind, wobei die Flossen benachbarter Rohre miteinander verbunden, z. B. verschweißt sind, so daß eine geschlossene Fläche aus Flossen und sich damit abwechselnden Rohren gebildet wird. Die Wände 3 bis 9 sind hierbei geradwandig ausgebildet, d. h. die Rohre bilden eine ebene und keine gewölbte oder gekrümmte Fläche. Ferner sind die Wände oder Wandteile 3 bis 9 symmetrisch zu ihrer Mittelachse M (F i g. 1 und 2) ausgebildet. Diese Achse bildet die Schwenkachse, um welches die Wände oder Wandteile bei korrodierter Innenseite gewendet werden. 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 Wandleiles 3 und die Außenseite des Wandteils 3 an die Stelle der Innenseite des bisherigen Wandteils 7 gelangt. — Auch kann dasselbe durch Schwenken der Wandleile um ihre rechte oder linke Kante bis auf Höhe des jeweils benachbarten Wandteils erfolgen.

Wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, sind alle Anschlußöffnungen ö, so z. B. für die Rohrgruppen 10, 11 sowie Einstiegsöffnungen E, symmetrisch zur Mittel- oder Wendcachse M und zur Wandebene IV (F i g. 2) gelegen.

Bei der Darstellung in der rechten Figurenhälfte der F i g. 2 sind die an den Längsrändern zweier benachbarter Rohrwandteile gelegenen Rohre 16,7 und 166 ebenfalls mit Flossen 17a, Vb verschen, die in einem rechten Winkel miteinander verbunden, z. B. verschweißt sind, so daß zum Lösen der beiden Flossen 17a, Vb und damit der benachbarten Wände es nur des Durchtrennens der Schweißnaht an der Verbindungsstelle beider Flossen 17a, Vb bedarf, um die genannten Wände voneinander zu entfernen.

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.

Die Rohre 16 der Rohrwände oder Rohrwandteile bis 8 münden 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 -wandleile 3 bis 9 und symmetrisch zur Mittelachse M dieser Wunde oder Teile und sind an ihrem unteren Ende mittels eines Flansches 26 mit einer Leitung 27 verbunden.

Zum Auswechseln und zum Drehen der Wände S bis 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 geradwandigon Kessel wände 3 bis 9 von den angrenzenden Kesselwänden oder von dem Gerüst G. Dieses ist so ausgebildet, daß Aus-

steifungen und die Wände oder Wandteile 3 bis 8 aus dem Gerüst herausgenommen werden können, ohne daß dieses seine Standfestigkeit verliert. Es kann daher jede der Wände oder Wandteile 3 bis 8, nach dem Lösen der symmetrisch zur Wandebene gelegenen Verbindungsmittel der benachbarten Rohrwände oder Rohrwandabschnitte voneinander oder der Rohrwände oder Rohrwandabschnitte von dem Gerüst gewendet werden.

Durch die z. B. mit Säurenebel versetzten Abgase werden die Rohre 16 an der Wandinnenseite einer Korrosion unterworfen, durch die ein in F i g. 3 gestrichelt gezeichneter Querschnittsteil 21 der Rohre und 22 der Stege abgetragen wird. Hierdurch wird die Stärke der Rohrwandung auf einen Querschnitt Q verringert.

Nach gegebener Zeit werden die Wände 3 bis 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 Wandtcils (vgl. hierzu Flossen 17a, 176 in F i g. 2) bzw. aus Ansätzen oder Flossen an den Sammel- und Verteilerkammern bestehen. Danach werden die Wände oder Wandleile um ihre Längsmittelachse M oder Wendcachse 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 Kcsselinncre weisen, um hiernach in ihrer neuen Lage festgelegt zu werden.

Ist auch an der nunmehrigen Innenseite der Rohre eine Korrosion eingetreten, die eine dem Querschnittsteil 21 entsprechende Verringerung der Wandstärke verursacht, werden die Rohrwände 3 bis 9 ausgewechselt.

Der Kesseldeckel wird durch die beiden Rohrflächen 12, 13 gebildet, die aus haarnadelförmigen Rohren 28 bestehen (F i g. 5 bis 7). Diese weisen die geraden Abschnitte 29, 30 und den gekrümmten Abschnitt 31 auf,

s 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

ίο 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 Pfeils K (Fig. 1) aus ihrer horizontalen Stellung in eine Öffnungsstellung 13' in F i g. 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.

Die Rohrflächen 12,13 sind in gleicher Weise wie die Seitenwände 3 bis 8 und die Trennwand 9 derart um ihre Längsachse L wendbar, daß der bisher dem Kesselinnenraum zugekehrte Abschnitt 30 der Rohre 28

2s die Stellung des Rohrabschnittes 29 einnimmt und der von Korrosion noch nicht angegriffene Rohrabschnitt 29 die Lage des Rohrabschnittes 30 einnimmt.

Zwischen den Rohren 30 ist wie bei den Seitenwänden 3 bis 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 mit benachbarten Kesselwänden bzw. der anderen Rohrfläche verbunden, so daß nach Aufheben dieser Verbindüngen die Rohrflächen 12 bzw. 13 um ihre Längsachse L gewendet werden können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Abhitzekessel mit aus Flossenrohren gebildeten Kesselwänden oder -wandteilen sowie Sammlern und Verteilern an den unteren und oberen Rohrenden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betreiben des Kessels mit Abgasen der Abfallsäureverbrennung die Kombination folgender Merkmale angewandt wird:

1. alle Wände bzw. Wandteile (3 bis 9) des Dampferzeugers sind gerade;

2. die Form der Wandteile (3 bis 9), aus denen der Dampferzeuger besteht, ist symmetrisch zur senkrechten Mittelachse ausgebildet;

5. alte Anschlußöffnungen (Ö) innerhalb der einzelnen Rohrwandteile sind symmetrisch zur senkrechten Mittelachse (M) und zur Wandebene (W) gelegen;

4. die Sammler und Anschlüsse sind symmetrisch zur Wandebene (W) und zur Mittelachse (M) gelegen;

5. alle Einrichtungen zur Aufhängung oder Abstützung der Wände bzw. Wandteile liegen symmetrisch zur Wandebene (W)-,

6. das Kesselgerüst (G) ist statisch so dimensioniert, daß Wandteile oder Wände und Aussteifungen herausgenommen werden können, ohne die Standfestigkeit zu beeinträchtigen.

2. Abhitzekessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kesseldecke aus einer oder mehreren, aus Flossenrohren (28) gebildeten Rohrfläche besteht, die mit ihrem Sammel- und Verteilerstutzen (32) um ihre Längsachse (L) drehbar und um die Längsachse (S) des Stutzens (32) schwenkbar ist.

3. Abhitzekessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kesseldecke aus Haarnadelrohren (28) gebildet ist, deren Enden (29a, 30a) in einen unterteilten, gemeinsamen Stutzen (32) müden, wobei die unterteilende Trennwand (33) in der Ebene der Haarnadelrohre angeordnet ist.