DE2320837A1 - OVEN FOR HEATING A LIQUID - Google Patents
OVEN FOR HEATING A LIQUIDInfo
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Description
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BLACK, SIVALLS & BRYSON INC., Oklahoma City, Oklahoma, USABLACK, SIVALLS & BRYSON INC., Oklahoma City, Oklahoma, USA
Ofen zur Erhitzung einer FlüssigkeitOven for heating a liquid
Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Erhitzung einer Flüssigkeit mit einer Feuerung, die mehrere Heizrohre für die Flüssigkeit und wenigstens einen Hochleistungsbrenner aufweist, der heissen Brennstoff mit einem Druck in die Feuerung einspritzt, der grosser als der Atmosphärendruck ist, und die wenigstens eine Abzugsöffnung für das Rauchgas besitzt.The invention relates to a furnace for heating a liquid with a furnace which has several heating tubes for the liquid and has at least one high-performance burner which injects hot fuel at a pressure into the furnace, which is greater than atmospheric pressure, and at least that has an outlet opening for the flue gas.
Viele unterschiedliche öfen zur Flüssigkeitserhitzung wurden entwickelt und werden mit Erfolg benutzt. Einer dieser öfen, der sich besonders vorteilhaft beim Einsatz in der Ölindustrie, der chemischen Industrie und anderen Industriezweigen beim Erhitzen unterschiedlicher Flüssigkeitstypen gezeigt hat, ist beispielsweise in der canadischen Patentschrift 756 613 "beschrieben. Dieser Ofen besitzt eine Feuerung, die ein BündelMany different ovens for heating liquids were made developed and used with success. One of these ovens, which is particularly advantageous when used in the oil industry, has shown in the chemical industry and other branches of industry in heating different types of liquids for example in Canadian patent 756 613 ". This furnace has a furnace that is a bundle
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232; ".37232; ".37
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von Heizrohren aufweist. Ein oder mehrere Hochleistungsbrenner sind angeordnet und spritzen heissen Brennstoff bzw. heisse Verbrennungsprodukte in das Innere der Feuerung ein. Der Brenner besitzt ein Luftgebläse, mit dem die heissen Verbrennungsprodukte in das Innere der Feuerung mit einem Druck eingeblasen werden, der grosser als der Atmosphärendruck ist. Mit diesem Gebläse werden die Verbrennungsprodukte um die Heizrohren so umgewälzt, dass die Heizrohren und die in ihnen fliessende Flüssigkeit erhitzt werden. Unter dem Ausdruck "Hochleistungsbrenner" ist jeder Brenner zu verstehen, mit dem heisse Verbrennungsgase mit relativ hoher Geschwindigkeit und überatmosphärendruck zu erzeugen sind. Dabei können diese Brenner mit einem oder mehreren Gebläsen für Luft oder Verbrennungsgas ausgerüstet sein. Die Umwälzung des heissen Verbrennungsgases kann entweder im Inneren oder ausserhalb des Feuerungsraumes stattfinden und es kann ein Gebläse zur Verbesserung der Umwälzung benutzt werden.of heating pipes. One or more high-performance burners are arranged and spray hot fuel or hot Combustion products into the interior of the furnace. The burner has an air blower with which the hot combustion products are blown into the interior of the furnace at a certain pressure which is greater than atmospheric pressure. With this fan, the products of combustion around the heating pipes will be like this circulated that the heating pipes and the flowing in them Liquid to be heated. The expression "high-performance burner" is to be understood as any burner with which hot combustion gases are used are to be generated at relatively high speed and above atmospheric pressure. These burners can with one or more fans for air or combustion gas be equipped. The hot combustion gas can be circulated either inside or outside the furnace take place and there can be a fan to improve the circulation to be used.
Es besteht die Aufgabe, einen Ofen der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die Verbrennung besser ausgenutzt wird.The task is to build a furnace of the type mentioned at the beginning designed in such a way that the combustion is better utilized.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Zufuhröffnung wenigstens eines zweiten Heizraums mit der Abzugsöffnung der Feuerung verbunden ist, dass weitere Heizrohre für die Flüssigkeit im zweiten Heizraum angeordnet sind und dass der zweite Heizraum mit einer Abzugsöffnung für das Abgas versehen ist. According to the invention, this object is achieved in that the supply opening of at least one second heating room is connected to the exhaust opening of the furnace, that further heating pipes for the liquid are arranged in the second heating room and that the second heating room is provided with an exhaust opening for the exhaust gas .
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. ORIGINAL INSPECTED. ORIGINAL INSPECTED
Der zweite Heizraum erhält das Rauchgas der Feuerung, das noch genügend warm ist, um die Flüssigkeit auf eine noch höhere Temperatur zu erhitzen. Der Wirkungsgrad des Ofens zur Flüssigkeit serhitzung wird damit entscheidend erhöht.The second boiler room receives the flue gas from the furnace, which is still warm enough to raise the liquid to an even higher level Heat temperature. The efficiency of the furnace to the liquid This significantly increases heating.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Feuerung ist die Abzugsöffnung der Feuerung vorzugsweise in der Nähe ihres Bodens angeordnet. Der Heizraum kann oberhalb der Feuerung, vorzugsweise auf der Feuerung angeordnet sein und die heissen Verbrennungsgase können durch Röhren dem Heizraum zuströmen. In einer abweichenden Konstruktion besteht der Heizraum aus einer oder mehreren Kammern, die unmittelbar in der Nähe der oder an den Seitenwänden der Feuerung befestigt sind. Die Verbrennungsprodukte können in diesem Fall durch fluchtende Durchgangsöffnungen von der Feuerung zu der oder den Kammern des Heizraums strömen.To increase the efficiency of the furnace, the exhaust opening of the furnace is preferably arranged in the vicinity of its bottom. The heating room can be arranged above the furnace, preferably on top of the furnace, and the hot combustion gases can flow into the heating room through pipes. In a different Construction, the boiler room consists of one or more chambers, which are located in the immediate vicinity of or to the Side walls of the furnace are attached. The products of combustion can in this case flow through aligned passage openings from the furnace to the chamber or chambers of the boiler room.
Vorzugsweise besteht der Heizraum aus wenigstens einer Kammer, die als gesonderte Baueinheit ausgebildet ist, wobei jede Kammer loslösbar an der Feuerung befestigt ist.The heating space preferably consists of at least one chamber which is designed as a separate structural unit, with each chamber is detachably attached to the furnace.
Im folgenden wird der erfindungsgemässe Ofen beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. In den Figuren sind mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Ofens dargestellt. Es zeigt:In the following, the furnace according to the invention is explained in more detail by way of example with reference to FIGS. 1 to 5. In the figures are several exemplary embodiments of the furnace according to the invention are shown. It shows:
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Figur 1 in perspektivischer Ansicht eine Atisführungsform des erfindungsgemässen Ofens zur ITiissigkeitserhitzung;FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of the furnace according to the invention for heating liquid;
Figur 2 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht des Ofens nach der Figur 1;FIG. 2 shows, partially in section, a side view of the furnace according to FIG. 1;
Figur 3 eine Draufsicht auf den Ofen nach der Figur 1;FIG. 3 is a plan view of the furnace according to FIG. 1;
Figur 4 schematisch einen Schnitt durch einen Ofen gemäss Figur 1;FIG. 4 schematically shows a section through a furnace according to FIG. 1;
Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ofens zur Flüssigkeitserhit zung.Figure 5 is a schematic sectional view of another embodiment a furnace according to the invention for liquid heating.
Der in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Ofen 10 besitzt eine Feuerung 11, die durch mehrere Wände 12 gebildet ist. Am Boden der Feuerung 11 sind mehrere Hochleistungsbrenner 14 angebracht. Jeder Brenner 14 besitzt eine Zufuhr 15 für gasförmigen Brennstoff, die mit einer nicht gezeigten Versorgungsleitung verbunden ist. Ausserdem sind ein oder mehrere Verbrennungsluftgebläse vorgesehen, die über eine nicht gezeigte Versorgungsleitung für Verbrennungsluft mit Verbrennungsluft-Zufuhröffnungen 16 jedes Brenners 14 verbunden sind.The furnace 10 shown in Figures 1 to 4 has a furnace 11, which is formed by several walls 12. Several high-performance burners 14 are attached to the bottom of the furnace 11. Each burner 14 has a supply 15 for gaseous fuel, which is connected to a supply line, not shown is. In addition, one or more combustion air blowers are provided, which are fed via a supply line (not shown) for combustion air with combustion air supply openings 16 of each burner 14 are connected.
Mehrere Heizröhren 18 (Figur 2 und Figur 4) sind in der Feuerung 11 angeordnet. Vorzugsweise sind die Heisröhren 18 in zwei Rohrbündel 19 und 21 (Figur 4) unterteilt, die parallel = von der Flüssigkeit durchflossen werden» Die Bohrbündel 19 und 21 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Feuerung angeordnet. Jedes dieser Rohrbündel besitzt einen Zufluss 20 und einen Abfluss 22,Several heating tubes 18 (Figure 2 and Figure 4) are in the furnace 11 arranged. Preferably the hot tubes 18 are in two Tube bundles 19 and 21 (FIG. 4) subdivided through which the liquid flows in parallel = »The drill bundles 19 and 21 are arranged on opposite sides of the furnace. Each of these tube bundles has an inlet 20 and an outlet 22,
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der durch eine der Seitenwände geführt ist.which is passed through one of the side walls.
Die Feuerung 11 besitzt zwei Abzugsöffnungen 24, die in der Nähe des Bodens der Feuerung in gegenüberliegenden Seitenwänden angeordnet sind.The furnace 11 has two exhaust openings 24, which are in the vicinity of the bottom of the furnace in opposite side walls are arranged.
Ein zweiter Heizraum 25 ist auf dem Heizofen 11 befestigt. Der Figur 2 ist zu entnehmen, daß er mehrere Heizrohren 28 besitzt, die innerhalb seiner Wände 26 angeordnet sind. Die Heizrohren 28 sind in zwei parallel verlaufende Rohrbündel unterteilt, von denen jedes mit einem Zufluss 30 und einem Abfluss 32 versehen ist, die durch sich gegenüberliegenden Seitenwände 26 geführt sind. Der zweite Heizraum 25 besitzt an zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden 26 jeweils zwei Zufuhrverbindungen für Verbrennungsgase. Jede dieser Zufuhröffnungen ist mit einer der Abzugsverbindungen 24 der Feuerung 11 über eine Rohrleitung 36 verbunden. Der Heizraum 25 besitzt ausserdem noch mehrere Abzugsöffnungen bzw. Abzugsverbindungen 38 für das Abgas. Jede dieser Abzugsöffnungen 38 ist mit einem Zugrohr 40 versehen.A second heating room 25 is fixed on the heating furnace 11. Of the It can be seen from FIG. 2 that it has a plurality of heating tubes 28 which are arranged within its walls 26. The heating pipes 28 are divided into two parallel tube bundles, each of which is provided with an inlet 30 and an outlet 32 which are guided through opposing side walls 26. The second heating room 25 has two opposite one another Side walls 26 each have two supply connections for combustion gases. Each of these feed openings is with one the discharge connections 24 of the furnace 11 via a pipeline 36 connected. The heating space 25 also has several outlet openings or outlet connections 38 for the exhaust gas. Each of these vent openings 38 is provided with a draw tube 40.
Im Betrieb wird Verbrennungsluft und gasförmiger Brennstoff den Hochleistungsbrennern 14 zugeführt, die heisse Verbrennungsgase unter überdruck in die Feuerung 11 einspritzen· Nicht gezeigte, herkömmliche Instrumente und Regeleinrichtungen werden benützt, um die Strömung des Brennstoffgases undder Verbrennungsluft au den Brennern 14 zu regulieren. Damit erreicht man, dass im wesentlichen stöchiometrische Mengen dieser Gase ver- In operation, combustion air and gaseous fuel is supplied to the high-performance burner 14, the hot combustion gases under excess pressure in the furnace 11 inject · not shown, conventional instruments and control devices are used to control the flow of the fuel gas andthe combustion air au the burners to regulate fourteenth So that substantially stoichiometric amounts of these gases to reach comparable
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brennt werden. Damit wird die erforderliche Wärmemenge der zu erhitzenden Flüssigkeit zugeführt. Wegen der relativ hohen Geschwindigkeit, die den Verbrennungsgasen durch die Brenner 14- aufgeprägt wird und wegen.der räumlichen Anordnung der Brenner bezüglich der Heizrohre 18 werden die Verbrennungsgase innerhalb der Feuerung 11 um die Heizrohre 18 umgewälzt, wie es mit den Pfeilen in Figur 4 angedeutet ist. Wegen dieser Umwälzung der Verbrennungsgase innerhalb der Feuerung 11 werden die Heizrohre 18 und die Flüssigkeit erhitzt und es werden die Probleme umgangen, die mit überhitzten Stellen usw. verbunden sind.will be on fire. This means that the required amount of heat is the liquid to be heated supplied. Because of the relatively high speed that the combustion gases travel through the burners 14- is imprinted and because of the spatial arrangement of the Burner with respect to the heating tubes 18, the combustion gases are circulated within the furnace 11 around the heating tubes 18, such as it is indicated by the arrows in FIG. Because of this upheaval of the combustion gases within the furnace 11, the heating tubes 18 and the liquid are heated and the Worked around problems associated with hot spots etc. are.
Die zu erhitzende Flüssigkeit wird durch die parallel verlaufenden Rohrbündel 19 und 21 der Heizrohre in der Feuerung geführt. Sie fliesst über die Abflüsse 22 aus der Feuerung 11 ab und fliesst anschliessend durch die Leitungen 25, die Zuflüsse 30, die Heizrohren 28 im zweiten Heizraum und die Abflüsse 32· Die Heizvorrichtung wurde anhand parallel verlaufender Rohrbündel beschrieben. Es ist anzumerken, dass jede in Serie und/oder parallel geschaltete Anordnung von Heizrohren in der erfindungsgemässen Heizvorrichtung benutzt werden kann.The liquid to be heated is passed through the parallel Tube bundle 19 and 21 of the heating tubes in the furnace. It flows out of the furnace 11 via the drains 22 from and then flows through the lines 25, the tributaries 30, the heating pipes 28 in the second boiler room and the drains 32 · The heating device was based on parallel running Tube bundle described. It should be noted that each in Series and / or parallel arrangement of heating pipes can be used in the heating device according to the invention.
Über die Leitungen 36 und die Zuflussverbindungen 34- f lie ssen die Verbrennungs- bzw. Rauchgase in den zweiten Heizraum 25-WähreaäLsie diesen Heizraum 25 durchströmen, geben sie zusätzlich Wärme an die Flüssigkeit in den Heizrohren 28 ab und erhitzen diese noch mehr. Das verbraucht© Verbrennungsgas Tarnt· Via the lines 36 and the inflow connections 34- f, the combustion or flue gases in the second heating room 25-currency flow through this heating room 25, they also give off heat to the liquid in the heating pipes 28 and heat it even more. That consumes © Combustion gas Camouflages
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das Abgas verlässt den zweiten Heizraum 25 über die Abflüsse 38 und die damit verbundenen Zugröhren 40.the exhaust gas leaves the second heating space 25 via the drains 38 and associated draft tubes 40.
Die Verbrennungsgase werden in die Feuerung 11 unter Überdruck eingebracht. Damit steht eine Antriebskraft zur Verfügung, die zur Strömung der Verbrennungsgase durch die Leitungen 36 und durch den zweiten Heizraum 25 benötigt wird. Die beschriebene Vorrichtung 10 zur Flüssigkeitserhitzung besitzt einen hohen Wirkungsgrad, da ein maximaler Anteil der Wärmeenergie, den die von den Hochleistungsbrennern 14· erzeugten Verbrennungsgase besitzen, der zu erhitzenden Flüssigkeit zugeführt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der zweite Heizraum 25 zu einem bereits vorhandenen Flüssigkeitserhitzer zugeführt werden kann, womit dessen thermischer Wirkungsgrad erhöht wird· Ist es erforderlich, den Aufstellungsort einer solchen Erhitzungsvorrichtung zu verändern, so kann der zweite Heizraum 25 weiterhin benutzt oder weggelassen werden, je nachdem was die örtlichen und wirtschaftlichen Bedingungen vorschreiben.The combustion gases are introduced into the furnace 11 under excess pressure. So that a driving force is available that for the flow of the combustion gases through the lines 36 and through the second heating space 25 is required. The described Device 10 for heating liquid has a high efficiency, since a maximum proportion of the thermal energy, the have the combustion gases generated by the high-performance burners 14, which is fed to the liquid to be heated. A Another advantage is that the second heating space 25 is fed to an already existing liquid heater can be, which increases its thermal efficiency · Is it necessary to locate such a heating device to change, the second boiler room 25 can continue to be used or left out, depending on what the dictate local and economic conditions.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist anstelle eines einzigen Heizraumes ein Paar Heizräume bzw. Kammern 42 und 44 vorgesehen. Jede dieser Kammern ist als gesonderte Baueinheit getrennt von der Feuerung 45 ausgeführt. Beide Kammern 42 und 44 können abnehmbar an gegenüberliegenden Seitenwänden 43 der Feuerung 41 befestigt werden. In der Feuerung 45 sind Heizrohre 47 angeordnet und die Feuerung ist mit einem oder mehreren Hochleistungsbrennern 49 versehen, die in der gleichen Wei- In the exemplary embodiment according to FIG. 5, a pair of heating rooms or chambers 42 and 44 is provided instead of a single heating room. Each of these chambers is designed as a separate structural unit separate from the furnace 45. Both chambers 42 and 44 can be detachably attached to opposite side walls 43 of the furnace 41. In the furnace 45 heating tubes 47 are arranged and the furnace is provided with one or more high power burners 49, the same in the Wei
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se wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bis A- an der Feuerung AJ? befestigt sind. Die Verbrennungs- bzw. Rauchgase verlassen jedoch die Feuerung A5 über öffnungen 50 in den Seitenwänden AJ, die mit öffnungen in den Seitenwänden der Kammern A2 und AA fluchten. Über diese Durchzugsöffnungen strömt heisses Verbrennungsgas von der Feuerung A-5 in die Heizkammern AO und A-2. In den Kammern AO und A-2 sind Heizröhren A6 und A8 angeordnet. Diese Heizrohren A6 und A8 sind mit den Heizrohren A7 der Feuerung A5 so verbunden, dass die zu erhitzende Flüssigkeit die Heizrohren A6 und A8 nach Durchströmen der Heizrohren A7 durchfliesst. Wenn die die Feuerung A5 verlassenden Brenngase durch die zweiten Heizkammern A-2 und AA- strömen, wird zusätzliche Wärmeenergie von den Heizgasen auf die zu erhitzende Flüssigkeit übertragen. Dadurch wird der Flüssigkeit eine maximale Menge des Wärmeinhalts zugeführt, den die Heizgase besitzen.se as in the embodiment of Figure 1 to A- on Firing AJ? are attached. The combustion or smoke gases however, leave the furnace A5 via openings 50 in the Side walls AJ with openings in the side walls of the Chambers A2 and AA are aligned. Hot combustion gas flows from furnace A-5 into the through openings Heating chambers AO and A-2. There are heating tubes in chambers AO and A-2 A6 and A8 arranged. These heating pipes A6 and A8 are connected to the heating pipes A7 of the furnace A5 in such a way that the to heating liquid flows through the heating pipes A6 and A8 after flowing through the heating pipes A7. When the furnace A5 leaving fuel gases through the second heating chambers A-2 and AA- flow, additional heat energy is transferred from the heating gases to the liquid to be heated. Through this the liquid is supplied with a maximum amount of the heat content that the heating gases have.
Falls erforderlich, können sowohl die Feuerung 11 als auch der zweite Heizraum 25 zylindrisch geformt sein und die Heizrohren 18 und 28 können fortlaufende, spiralförmige Rohrschlangen sein. Ausserdem kann die zu erhitzende Flüssigkeit zuerst die Heizrohren des zweiten Heizraumes durchfliessen, bevor sie die Heizrohre der Feuerung durchfliesst.If necessary, both the furnace 11 and the second heating space 25 can be cylindrical in shape and the heating pipes 18 and 28 can be continuous spiral coiled tubing. In addition, the liquid to be heated can be the first The heating pipes of the second boiler room flow through before they reach the The heating pipes of the furnace flow through.
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