DE2455585A1

DE2455585A1 - Verfahren zum steuern der temperatur eines waermeaustauschers und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE2455585A1
Application number: DE19742455585
Authority: DE
Inventors: George R Grimes
Original assignee: Amax Inc
Current assignee: Cyprus Amax Minerals Co
Priority date: 1974-01-07
Filing date: 1974-11-23
Publication date: 1975-07-10
Also published as: US3863708A; JPS50101950A; FR2257070A1; FR2257070B1; JPS5756000B2; CA995659A; GB1441552A; LU71326A1; DE2455585B2; NL185228C; DE2455585C3; BE822387A; NL7415431A; NL185228B

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-lng. Wolff
H.Bartels

DipL-Chem. Dr. Brandes Dr.-lng. Held
' · ' Dipl.-Phys. Wolff

7 Stuttgart 1, Lange StraSe 51 Tel. (0711) 29 63 10 u. 29 72 95 Telex 07 22312 (patwo d) Telegrammadresse: s, tlx 07 22312 wolff Stuttgart

¹^ Postscheckkonto Stuttgart 7211

BLZ 600100 70
Deutsche Bank AG, 14/286 30 BLZ60070070

BOrozeit: 8-12 Uhr, 13-16.30 Uhr außer samstags

19. Noveiriber 1974

Unsere Ref.: 124 535/487375 xma

ΑΜΆΧ Inc., New York, New York

Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Wärmeaustauschers und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Telefonische Auskünfte und Aufträge sind nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Wärmeaustauschers, bei dem heißes Rauchgas durch eine Reihe von Wärmetauscherröhren hindurchgeleitet wird, von denen jede von einem zu dieser koaxial verlaufenden Rohr umgeben ist, um kreisringförmige Räume zu bilden, durch;,die zum Wärmeaustausch Luft mit der Strömungsrichtung des Rauchgases gleicher Strömungsrichtung hindurchgeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.

Insbesondere betrifft die Erfindung den Wärmeaustausch beim Kühlen staubbeladenen Rauchgases mit erhöhtem Taupunkt.

öfen zum Rösten von Molybdänsulfid werden normalerweise so betrieben, daß in der Herdatmosphäre im wesentlichen gleich- . bleibende Temperaturen sichergestellt sind. Das den Röstofen verlassende Rauchgas ist staubbeladen und ziemlich heiß. Die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases ändert sich mit dem Betriebszustand.

Bei einer bekannten Rösteinrichtung beträgt der Nennwert der Temperatur des Rauchgases beispielsweise 400 C, kann jedoch in dem Bereich von 380° C und 420° C schwanken. Der Durchsatz des Rauchgases kann hierbei zwischen 19 5OO und 36 740 kg pro Stunde schwankende nach Produktionsnegel und Betriebszustand, und kann als Staub bis 15 % der dem Röstofen zugeführten Stoffmenge enthalten. Der Staub kann durch mechanische oder elektrostatische SammeIeinrichtungen entfernt werden.

Die Anwendung von .Fliehkraftabscheidern (Zyklonen),Multizyklonen oder elektrostatischen Abscheidern unterliegt insofern Beschränkungen, als diese Abscheidereinrichtungen nicht bei der Temperatur des Rauchgases betrieben werden können, ohne daß Verschmutzung eintritt.

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Wird das Rauchgas gekühlt, ohne daß ihm hierbei kalte Luft zugeführt wird, dann erreicht man eine Verringerung des Volumens und erhält günstigere Verhältnisse für e.uie nachfolgende Weiterbehandlung, der das Rauchgas unterzogen wird, um aus Gründen des Umweltschutzes den Ausstoß von Schvefeloxiden zu kontrollieren und zu steuern.

Aus diesen und anderen Gründen benötigt man ein Steuerverfahren, um die Temperatur des Rauchgases auf einen Wert zu bringen, der irgendwo zwischen dem Taupunkt, der ungefähr 200° C beträgt, und 260° C liegt. .

Hierbei ist es wünschenswert, ein Kühlsystem zur Verfugung zu haben, bei dem während des Kühlens des staubbeladenen Rauchgases die Temperatur der wärmeaustauschenden Oberfläche auf oder oberhalb der Temperatur des Taupunktes des Rauchgases gehalten wird, um eine Korrosion und Verschmutzung der wärmeaustauschenden Oberfläche, wie sie sich durch Kondensation von Fluiden innerhalb des Systems ergeben könnten, zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei dem beim Kühlen staubbeladenen Rauchgases, beispielsweise von Rauchgas, das aus einem Molybdänsulfid-Röstofen austritt und einen erhöhten Taupunkt besitzt, die Temperatur des Wärmeaustauschers beim Kühlvorgang selbsttätig so gesteuert wird, daß eine Kondensation von Fluiden an den wärmetauschenden Oberflächen vermieden wird.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur betriebssicheren und wirtschaftlichen Durchführung des erfindungsgenäßen Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe ist

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erfindungsgemäß durch eine die Merkmale des Patentanspruchs 5 aufweisende Vorrichtung gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der. Zeichnung im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf zwei hintereinandergeschaltete Wärmetauschereinheiten;

Fig. 2 einen schematisiert gezeichneten Längsschnitt durch die Wärnetauschereinheiten von Fig. 1;

Fig. 3 eine schematisierte Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Durchführen des hier zu beschreibenden Verfahrens;

Fig. 4 eine Karte mit von einem Mehrfach-Temperaturschreiber aufgezeichneten Temperaturkurven . und

Fig. 5 und 6 je zwei Temperaturaufzeichnungskarten mit Temperaturkurven, die mit Hilfe von Temperaturmeßvorrichtungen TC-I und TC-2 der Vorrichtung gemäß Fig. 3 gezeichnet wurden.

Allgemein gesprochen, wird hier ein steuerbares Wärmeaustauschsystem zum Kühlen heißen, staubbeladenen Rauchgases mit erhöhtem Taupunkt beschrieben. Hierbei wird ein Wärmeaustauscher verwendet, der Wärmetauschereinheiten aufweist, die aus einem senkrechten, zylindrischen Mantel gebildet sind, der eine Reihe von Wärmetauscherröhren enthält, die an

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beiden Enden mit Rohrverteilereinrichtungen gekuppelt sind, so daß die Reihe der Wärmetauscherröhren mit einem Einlaß für heißes Rauchgas und einen Auslaß, der mit dem Mantel verbunden ist, gekuppelt sind. Jede der Wärmetauseherröhren ist von einem . Rohr umgeben, um Ringräume zu bilden, die ebenfalls mit Rohrverteilereinrichtungen verbunden sind und durch die Luft in Gleichstromrichtung, also Luft die in gleicher Richtung wie das Rauchgas strömt, hindurchgeleitet wird. Hierbei sind Einrichtungen vorgesehen, um einen Stron heißen Rauchgases durch den Wärmeaustauscher hindurch und zu einer nachgeschalteten Rohrleitung ständig aufrecht zu erhalten, und es ist eine geschlossene Ringleitung für Luft vorgesehen, in der ein Gebläse angeordnet ist, um einen Luftstrom ständig aufrecht zu erhalten, der für den Wärmeaustausch zum Kühlen des heißen Rauchgases durch den Wärmeaustauscher hindurchströmt. Ein erstes Ventil ist dazu vorgesehen, um Luft der Ringleitung bei Bedarf zuzuführen_fund eine erste Temperaturmeßvorrichtung ermittelt die Temperatur des aus dem Wärmeaustauscher austretenden Rauchgases.

Außerdem ist ein zweites Ventil in der Ringleitung vorgesehen, das in Abhängigkeit von dem Meßergebnis der ersten Temperaturme ßvorrichtung betätigbar ist, um den Luftstrom durch den Wärmeaustauscher zu beeinflussen. Eine zweite Temperaturmeßvorrichtung, die einem in Wärmeaustauschberührung mit dem Rauchgas stehenden Teil des Wärmeaustauschers zugeordnet ist und die Temperatur dieses Teils des Wärmeaustauschers ermittelt, ist wirkungsmäßig mit dem ersten Ventil gekuppelt, das die Zufuhr frischer Luft zur Ringleitung steuert. Eine Druckmeßvorrichtung, die in der Ringleitung angeordnet ist, ist mit einem dritten, den Austritt von Luft aus der Ringleitung steuernden Ventil wirkungsmäßig gekoppelt, um dieses dritte Ventil zu öffnen, wenn der Druck in der Ringleitung über einen vorbestimmten Druckwert hinaus ansteigt. Hierbei wird der Durchstrom von

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Luft durch den Wärmeaustauscher unabhängig so gesteuert, daß die Durchschnittstenperatur des Wärmetauschers auf dem oder über dem Temperaturwert des Taupunktes des heißen Rauchgases gehalten wird, während dieses gekühlt wird. Die zirkulierende Luft kann geheizt werden, uri den Wärmeaustauscher während des -Anfahrens vorzuheizen, um die Kondenstion von "Fluiden während des Anfahrvorgangs zu verhindern.

Ein Vorteil des hier aufgezeigten Systems besteht darin, daß aufgrund der Tatsache, daß die Wärmeübertragung auf dem oder oberhalb dem Temperaturwert des Taupunktes des Rauchgases gehalten wird, die Wärmetauschereinheiten aus niedrig-gekohltem Stahl hergestellt werden können und das Problem der Ansammlung von Staub an einer nassen Oberfläche vermieden oder in starkem Maße gemildert ist.

Es ist vorzuziehen, daß der Durchstrom des heißen Rauchgases so erfolgt, daß das Rauchgas durch das Innere der Kärmetauscherröhrei hindurchströnt,und zwar erstens aus dem Grunde, daß der gesamte Wärmeaustausch des Rauchgases in gesteuerter Weise erfolgt und zweitens, daß die Röhren besser zugänglich sind, um einen etwa erforderlichen ReinigungsVorgang durchzuführen.

Der Strom des kühleren- Fluids (der Luft) erfolgt vorzugsweise durch den Ringraum der die Wärmetauscherröhren umgibt, weil dadurch sichergestellt wird, daß die Luft parallel zur StrÖHiuncfsrichtung des Rauchgases strömt u^d weil hierdurch auch sicheraestellt wird, daß eine im wesentlichen gleich große Strömungsmenge an Luft an jeder T'Tärmetauscherröhre vorbeigeführt wird. Die Temperaturänderung sowohl des heißen als auch des kalten Fluids ist eine Funktion des Verhältnisses des Massendurchsatzes jeder der Fluide bezogen auf den kombinierten "Massendurchsatz aus beiden Fluiden.

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Der Gleichstrom der beiden Fluide ist wünschenswert, weil sonst längere Wärmetausche.rröhren erforderlich wären, um einen Gegenstrom der beiden Flui'de zu bekommen.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Wärmeaustauschers gezeigt mit zwei Wärmetauschereinheiten 10 und 1OA. Hierbei sind bei beiden Wärmetauschereinheiten entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wobei jedoch bei den Teilen der Wärmetauschereinheit 1OA an die Bezugszählen ein A angehängt ist, Die beiden Wärmetauschereinheiten weisen vertikal angeordnete Mantel 11, IiA auf, die eine Reihe von Wärmetauscherröhren 12 und 12A umgeben, die zwischen Blechen oder Kopfstücken, 13, -13A verlaufen und mit diesen fest verbunden sind. Die Reihe der Wärmetauscherröhren steht mit Rohrverteilern 14 und 14A in Verbindung, die an die Kopfstücke· 13, 13A der Wärmet aus cheretiheiten 10 und 1OA angrenzen.

Jede der Wärmetauscherröhren umgibt ein Rohr 15, ISA, das zwischen Rohrblechen oder Kopfstücken 16, 16A verläuft und mit diesen fest verbunden ist. Die Rohre 15, 15A sind mit Rohrverteilern 17, 17A in Verbindung, die an die Kopfstücke 16, 16A angrenzen.

Die beiden Wärmetauschereinheiten weisen einen sich verjüngenden Boden 18, 18A in Form von auf der Spitze stehenden Kegeln auf, die durch eine Rohrleitung 19 miteinander verbunden sind. Die Rohrverteiler 17, 17A für Luft sind -am unteren Teil der Wärmetauschereinheiten miteinander über eine Rohrleitung 20 verbunden. Daher strömt, wenn heißes Rauchgas durch die beiden Wärmetauschereinheiten, die durch die Rohrleitung 19 miteinander in Reihe geschaltet sind, hindurchgeführt wird, Luft durch die Rohre 15 und, aufgrund des Vorhandenseins der Rohrleitung 20_f auch durch die Rohre 15A hindurch. .

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Mittels eines nicht gezeigten Gebläses wird das heiße Rauchgas durch einen Einlaß 21 in die Wärmetauschereinheit 10 eingesaugt, so daß das Rauchgas den Rohrverteiler 14 betritt und von diesem in die Wärmetauscherröhren 12 strömt. Im Gleichstrom mit dem Rauchgas wird in ähnlicher Weise Luft über einen Einlaß 22 in den Rohrverteiler 17 eingesaugt und strörvt nach unten durch die die Wärmetauscherröhrenl2 umgebenden Ringräume.

Das heiße Rauchgas strömt durch die Wärmetauscherröhren in den unteren Rohrverteiler 14 und über die U-förmige Rohrleitung von unten in die Wärmetauschereinheit 1OA hinein, durch deren unteren Rohrverteiler 14A, die Wärmetauscherröhren 12A, den oberen Rohrverteiler 14A und dann durch den Auslaß 21A hindurch aus dem Wärmetauscher, heraus.

Gleichzeitig strömt das kühlende Fluid (erhitzte oder nicht erhitzte Luft) im Gleichstrom parallel zu. der Rauchgasströmung durch die Rohre 15 in den unteren Rohrverteiler 17 über die Rohrleitung 20 in den unteren Rohrverteiler 17A, durch die Rohre 15A nach aufwärts in den oberen Rohrverteiler 17A und schließlich durch den Auslaß 22A hindurch.

Durch Steuerung des Durchflusses und der Temperatur der Luft unabhängig vom Strom des Rauchgases kann die Temperatur der Wärmeaustauschenden Oberflächen auf oder oberhalb der Temperatur des Taupunktes des Rauchgases, das gekühlt wird, gehalten werden und die Kondensation korrosiver Fluide innerhalb der Wärmetauscherröhren 12 und 12A im wesentlichen verhindert, wenn nicht völlig ausgeschaltet werden. In Fig. 3 ist in Form einer schematischen Blockdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer solchen Steuerung gezeigt, worauf später eingegangen werden wird.

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dehnfähige Wie aus Fig. 2 zu ersehen, sind abgedichtete/Trennsteilen

23, 23A vorgesehen, um unterschiedliche Ausdehnungen der Wärmetauscherröhren 12, 12A und der Rohre 15, 15A zu'ermöglichen. In ähnlicher Weise sind dehnfähige. Trennstellen

24, 24A vorgesehen, um unterschiedliche Ausdehnung zwischen dem Mantel 11, HA und den Rohren 15, 15A zu ermöglichen.

Vorzugsweise sind die Enden der Wärmetauscherröhren 12, 12A isoliert, beispielsweise mit einer Isolation 25, 25A versehen. Die Isolation, die die Wärmetauscherröhren innerhalb der Rohrverteiler 17, 17A für das kältere Fluid umgibt, ist dazu vorgesehen, um die Probleme zu vermeiden, die mit einem im Querstrom stattfindenden Wärmeaustausch' in Beziehung stehen. Bei einer Mehrzahl vorhandener Wärmetauscherröhren wird das kühlere Fluid durch Berührung mit den ersten Wärmetauscherröhren im Strömungsweg aufgeheizt. Zumindest theoretisch tritt das heißere Fluid in diesen ersten Wärmetauscherröhren in den Parallelstrom-Absphnitt mit niedrigerer Temperatur ein als das heißere Fluid in den nachfolgenden Wärmetauscherrohre^ Umgekehrt tritt das kältere Fluid, das in die ersten Ringräume im Strömungsweg einströmt, mit niedrigerer Temperatur in den Parallelstrom-Abschnitt ein als in die nachfolgenden Ringräume. Es ist wünschenswert, eine ■ gleichförmige Temperaturverteilung bei allen Wärmetauscherröhren zu haben und im wesentlichen gleiche Temperaturdifferenzen zwischen heißem und kaltem Fluid an jedem Rohr.

Der Mantel 11 (und HA) dient als Grundisolation für jede Wärmetauschereinheit und dazu,um eine isolierende Lufthülle einzuschließen, die die Rohre 15, 15A umgibt, da andernfalls Temperaturverluste an den Wänden der Rohre 15, 15A eine ungleiche Temperaturverteilung zwischen dem kälteren Fluid in den einzelnen Ringräumen ergeben würden.

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Es Ist wünschenswert, daß sämtliche Teile des Luftzirku-1ationssystems gut isoliert sind. Der Wärmeverlust aus dem Luftzirkulationssystem bestimmt den Höchstwert der Temperatur der in den Wärmetauscher einströmenden Luft, wenn man die Möglichkeit der Zufuhr von Wärme von außen her vernachlässigt. Die höchste erreichbare Lufttemperatur bestimmt den höchstzulässigen Luftzustrom für den jeweils festgelegten Mindestdurchstrom heißen Fluids. Der größte erreichbare Luftdurchsatz wiederum bestimmt den Höchstwert, der Wämetauschkapazität des Wärmetauschers.

Vorzugsweise sind die Wärmetauschereinheiten senkrecht stehend angeordnet. Dies vermeidet das Problem eines Staubansatzes an den wärmetauschenden Flächen bei geringer Strömungsgeschwindigkeit des heißen Fluids. Der Wärmeaustauscher kann als eine einzige Wärmetauschereinheit oder als Gruppe von hintereinander geschalteten Wärmetauscher-einheiten ausgebildet sein. .

Fig. 3 zeigt schematisiert die Funktionsweise des Steuersystems. Hierbei findet eine geschlossene Ringleitung für die Luftzirkulation Anwendung, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß frische Luft in die Ringleitung eingeführt und Luft aus dieser abgelassen werden kann, daß insbesondere erhitzte Luft abgelassen werden kann, wenn der Luftdruck in .der Ringleitung einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Ein motorbetätigtes Ventil V-2 vom Drosseltyp, das in der Ringleitung angeordnet ist, ist durch einen Motor 30 so einstellbar, daß die Menge der in der Ringleitung strömenden Luft in Abhängigkeit von der Temperatur des aus dem Wärmeaustauscher ausgetretenen Rauchgases eingestellt wird.

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Die Temperatur des Rauchgases, das der Wärmeaustauscher verlassen hat, wird durch eine Temperaturmeßvorrichtung TC-I ermittelt. Das Ventil V-2 kann sich weiter öffnen, um einen größeren Luftstrom zu ermögliche , wenn die Temperatur des ausgetretenen Rauchgases sich oberhalb des vorbestimmten Einstellwerts befindet, oder kann sich weiter schließen, um den Luftstrom zu vermindern, wenn die betreffende Temperatur des Rauchgases unter den vorbestimmten Einstellwert absinkt. Die Temperaturmeßvorrichtung weist in bekannter Weise einen proportionalen . Regeleingriff und eine selbsttätige Rückführung auf, wodurch das Ventil V-2 !(Drossel} in eine die Temperatur des ausströmenden Rauchgases auf dem gewählten Einstellwert haltende Ventilstellung gebracht wird. Die Temperaturifeßvorrichtung TC-I kann, in dem Bestreben, den verlangten Einstellwert zu erreichen, das Ventil V-2 über den Motor 30 in die voll geöffnete Ventilstellung oder die voll geschlossene Ventilstellung bringen.

Eine zweite Temperaturmeßvorrichtung TC-2 ist dazu vorgesehen , um die Temperatur der mit dem Rauchgas in Berührung stehenden wärmetauschenden Oberfläche an einer Stelle 31 zu ermitteln. Berechnungen zeigen, daß die Stelle 31, an der die Temperatur abgefühlt wird, vorzugsweise am Einlaß der ersten Wärmetauschereinheit liegt oder an dem Auslaß der letzten Wärmetauschereinheit. Diese Berechnungen zeigen, daß der niedrigste Temperaturwert der Wärmetauscherflächen entweder am Einlaß der ersten Wärmetauschereinheit oder am Auslaß der letzten Wärmetauschereinheit auftreten muß, je nach Größe des Massendurchsatzes und den Temperaturen der Fluide. Bei der praktischen Durchführung hat sich bei Beobachtungen gezeigt, daß vorzugsweise die Abfühlstelle am Einlaß der ersten Wärmetauschereinheit angeordnet wird, weil dort am Einlaß der ersten Wärmetauschereinheit IO die

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geringste Temperatur angetroffen wurde. Die Temperatur der Wärmetauscherfläche am Einlaß der ersten Wärmetauschereinheit wird sofort von änderungen des Massendurchsat.zes beeinflußt oder von Änderungen der Einlaßtemperaturen, wohingegen die wärmeübertragende Oberfläche in Bezug auf Temperaturänderungen, am Auslaß der letzten Wärmetauscherein·- heit 1OA wegen der Wärmekapazität des Metalles des Wärmeaustauschers nur.in abgemilderter Weise anspricht.

Eine zweite Temperaturmeßvorrichtung TC-2 steuert motorbetätigte Ventile V-I und V-4, je vom Drosseltyp, über Motoren 32 bzw. 33. Diese beiden Ventile sind mechanisch so miteinander gekuppelt, daß ihre Verstellung zueinander gegensinnig erfolgt, so daß das eine Ventil öffnet, wenn das andere schließt und umgekehrt. Das motorbetätigte Ventil V-I steuert die Menge frischer Luft, die der Ringleitung zugeführt wird. Das motorgetriebene Ventil V-4 steuert die Menge erhitzter Luft, die in der Ringleitung zirkuliert. Wenn die Temperatur unterhalb des Einstellwerts liegt, dann steuert die Temperaturmeßvorrichtung TC-2 die Ventile V-I und V-4 in der Waise, daß die Temperatur der dem Wärmeaus-. tauscher zugeführten Luft dadurch ansteigt, daß die Menge der frischen zugeführten Luft verringert und die Menge der in der Ringleitung zirkulierenden erhitzten Luft vergrößert wird. Liegt die Temperatur der Wärmetauscherfläche oberhalb des Einstellwerts, dann bewirkt die Temperaturmeßvorrichtung TC-2, daß das motorbetätigte Ventil V-I (Drossel) mittels des Motors 32 in die geöffnete Ventilstellung verstellt wird und daß das motorbetätigte Ventil V-4 (Drossel) gegen die geschlossene Ventilstellung hin verstellt wird. Wie es auch bei der ersten Temperaturmeßvorrichtung TC-I der Fall ist, kann die zweite Temperaturmeßvorrichtung TC-2 die von ihr gesteuerten Ventile in die voll geöffnete oder geschlossene Ventilstellung bringen, in dem Bestreben, die Temperatur der wärmetauschenden Oberfläche auf dem Einstellwert zu halten.

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Die beiden Temperaturmeßvorrichtungen TC-I und TC-2 können unabhängig voneinander arbeiten, wobei jedoch die Wirkung der einen jeweils den Temperaturwert beeinflußt, der von der anderen Temperaturmeßvorrichtung gemessen un'd gesteuert wird. Daher ergeben sich Zustände, bei denen die Wirkung der einen" Meßvorrichtung der Wirkung der anderen entgegen wirkt und •nur einer der beiden Einstellwerte (Rauchgas-Auslaßtemperatur oder Wärmetauschfläche-Temperatur) befriedigt werden kann. Die Kapazität bezüglich der Handhabung der Luft ist so ausgelegt, daß die maximale Luftströmung bei der höchsten erreichbaren Temperatur nicht ausreicht, "um die wärmetauschende Fläche auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes abzukühlen, wenn die kleinste Rauchgasmenge, für die das System ausgelegt ist, den Wärmetauscher durchströmt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Einhaltung des Einstellwerts der Temperatur der wärmetauschenden Oberfläche vorrangig erfolgt gegenüber der Einhaltung des Einstellwerts der Steuerung der Rauchgastemperatur. Die Einstellung des Größtwerts des Luftstroms erfolgt durch ein manuell verstellbares Ventil V-5.

Eine Druckmeßvorrichtung PC-3 ermittelt den in der Ringleitung hinter einem Gebläse B-2 herrschenden Druck. Ein motorbetätigtes Ventil V-3 vom Drosseltyp wird\on der Druckmeßvorrichtung PC-3 über einen mit dieser wirkungsmäßig gekoppelten Motor 34 gesteuert. Dieses Ventil V-3 steuert die Menge der erhitzten ■ Luft, die aus der Ringleitung ausgestoßen wird. Wenn die Druckmeßvorrichtung PC-3 einen Druckanstieg ermittelt, bewirkt sie, daß das motorbetätigte Ventil V-3 öffnet, um erhitzte Luft aus der Ringleitung abzugeben, um einen konstanten Druck an der Auslaßseite des Gebläses B-2 aufrecht zu erhalten, unabhängig davon, in welchem Mengenverhältnis dem Wärmeaustauscher heiße Luft, die innerhalb der Ringleitung zirkuliert und Luft, die von außen stammt, zugeführt wird. Wenn die Druckmeß-

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vorrichtung PC-3 einen Druckabfall ermittelt, bewirkt sie, daß das motorbetätigte Ventil V-3 gegen die geschlossene Ventilstellung hin verstellt und die Abgabe erhitzter Luft aus der Ringleitung verringert wird. „

Da die niedrigste Temperatur der wärmetauschenden Flächen am einen oder am anderen Ende des Wärmeaustauschers auftreten kann, kann an einer Stelle 31A an dem Ende (der Wärmetauschereinheit 10A), das der Stelle 31 der Anbringung der Temperaturmeßvorrichtung TC-2 entgegengesetzt ist, ein Temperaturanzeiger TI-I vorgesehen sein. Bei Versuchsauswertungen hat sich gezeigt, daß ein Unterschied von nur wenigen Grad bei den Temperaturen der wärmetauschenden Flächen an den beiden Enden des Wärmeaustauschers auftritt. Wenn der Temperaturanzeiger TI-I nicht vorhanden ist, genügt es daher, den Einstellwert ein klein wenig über den Taupunkt des Rauchgases anzuheben.

Wünschensv/ert ist es, wenn eine Einrichtung zum Vorheizen der Wärmetauschereinheiten durch Heißluft vorhanden ist. Sine solche Heizeinrichtung H-I ist in der schematischen Darstellung von Fig. 3 gezeigt. Diese Heizeinrichtung dient dazu, um eine geeignete Luftmenge, die in der Ringleitung zirkuliert, zu erhitzen, um die Wärmetauscherröhren vorzuheizen, bevor Rauchgas zugeführt wird. Weitere Tenroeraturanzeiger TI-2 und TI-3 können an der Ringleitung angeordnet sein, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, um Möglichkeiten zur überwachung der Lufttemperatur zu bieten. Eine Einleitung von Rauchgas in kalte Wärmetauscherröhren könnte in gewissem Maße zu Kondensation und daher zu einem Verschmutzen der wärmetauschenden Flächen beim Anfahrvorgang führen. Daher kann es wünschenswert sein, die Wärmetauscherröhren vor dem Anfahren vorzuheizen.

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Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, wurde hier ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Wärmeaustauschers aufgezeigt, bei dem heißes Rauchgas durch eine Reihe von Wärmetauscberröhren durchgeführt wird, von^. denen jede von einem Rohr umgeben ist, um Ringräume zu bilden, durch die Luft in Gleichstromrichtung hindurchgeführt wird, um mit dem Strom des Rauchgases in Wärmeaustausch zu treten- Das Rauchgas strömt durch den Wärmeaustauscher hindurch zu einer nachgeschalteteten Rohrleitung für die Weiterbehandlung des Rauchgases. Die Luft, die zur Abfuhr der Wärme des Rauchgases dient, wird ständig über eine geschlossene Luft-Ringleitung durch den wärmeaustauscher hindurchgeführt.

In weiterem Sinne wird bei dem Verfahren Rauchgas mit veränderbaren Temperaturen und veränderbaren Strömungsgeschwindigkeiten ständig durch die Wärmetauscherröhren hindurchgeleitet. Im Gleichstrom hierzu wird ständig Luft (entweder erhitzte oder nichterhitzte) längs der äußeren Fläche der Wärmetauscherröhren mit veränderbarer Strömungsgeschwindigkeit geleitet, die jedoch einen vorbestimmten Höchstwert

nicht übersteigt, um das Rauchgas zu kühlen« Die Temperatur einer Stelle des Wärmeaustauschers, die in wärmetauschender Berührung mit dem Rauchgas steht, wird ständig ermittelt, und es wird die Temperaturdifferenz relativ zu einem vorbestimmten Einstellwert wermittelt. Wenn nötig, wird der Zustrom von frischer Luft in das Luft-Zirkulationssystem über ein erstes Ventil verändert, das auf die besagte Temperaturdifferenz anspricht, die an der erwähnten Stelle des Wärmeaustauschers ermittelt wird. Die Temperatur des nach Durchlauf des Wärmeaustauschers aus diesem austretenden Rauchgases wird ständig ermittelt und die Differenz zu einem vorbestimmten Einstellwert bestimmt» Der Luftstrom durch den Wärmeaustauscher wird über ein zweites, in der Luft-Ringleitung angeordnetes Ventil in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen

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dem letztgenannten Einstellwert und dem Rauchgas gesteuert. Der Luftdruck in der Ringleitung wird ständig genfessen, und die Druckdifferenz zu einem vorbestimmten Druckwert ermittelt. Der Luftdruck in der Ringleitung wird in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Druckwert über ein drittes Ventil, das auf die ermittelte Druckdifferenz anspricht, in der Weise gesteuert, daß, wenn der Druck den vorbestimmten Druckv/ert überschreitet, dieses dritte Ventil geöffnet wird, um Luft aus der Ringleitung abzulassen, um den Druck auf den vorbestimmten Druckv/ert zu bringen. Diese Steuermaßnahmen werden unabhängig voneinander aufrechterhalten. Hierbei wird die Temperatur der wärmetauschenden Fläche, während das Rauchgas gekühlt wird, auf einem oberhalb des Taupunkts des Rauchgases liegenden Temperaturwert gehalten, um eine Kondensation von Fluiden an den wärmetauschenden Flächen zu verhindern.

Im einzelnen arbeitet das Steuersystem folgendermaßen:

1. Wenn der Einstellwert für die Temperatur des Rauchgases oberhalb der Temperatur liegt,, die erreicht werden kann, während gleichzeitig noch der Einstellwert der Temperatur der Metallwand (wärmetauschende Fläche) befriedigt werden kann, dann geht das System zu einem Zustand über, bei dem ein Mindestdurchstrom an Luft bei geringster Temperatur der in den Wärmeaustauscher einströmenden Luft stattfindet.

2. Wenn jedoch die Menge des durchströmenden Rauchgases ansteigt, dann fällt die Temperatur der- metallischen Wandung ab und nähert sich dem Einstellwert, bis der besondere Betriebszustand erreicht wird,, bei dem beide Einstellwerte befriedigt werden.

3. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des P.auchgases größer ist und oberhalb des Werts liegt, bei dem der besondere

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Betriebszustand herrscht, bei den beide Einstellwerte befrie-r digt werden können , dann geht das System zu einem Zustand über, bei dem der größtmögliche Luftdurchstrom bei höchstmöglicher Temperatur der in den Wärmeaustauscher einströmenden Luft gegeben ist. Wenn das maximale Luftvolumen erreicht ist, bevor die höchste Lufttemperatur gegeben ist, wird der Einstellwert der Temperatur der metallischen Wandung oder wärmetauschenden Fläche befriedigt, jedoch steigt die Rauchgas temperatur über den zugeordneten Einstellwert. Wird die höchste Lufttemperatur erreicht, bevor das größte Luftvolumen erhalten wird, dann wird der Einstellwert der Rauchgastemperatur befriedigt, jedoch fällt die Temperatur der metallischen Wandung .auf einen Wert unterhalb des Einstellwertes. ·

4. Geringere Temperatur der Umgebungsluft hat keinen Einfluß auf die Größe des Bereichs,innerhalb dem sich der Rauchgasdurchsatz \erän dem kann, ohne daß beim Betrieb des Wärmeaustauschers dieser den Zustand der maximalen !Luftströmung und der höchsten Temperatur der in den Wärmeaustauscher eintretenden Luft erreicht. Geringere Temperatur der Umgebungsluft verringert die Menge der Luft, die zugeführt werden muß, um das Wärmegleichgewicht zu erreichen und verringert den Höchstwert der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms, die ohne die Gefahr einer Überschreitung der sicheren Temoeraturgrenzen der metallischen Wandung (wärmetauschende Fläche) zugelassen werden kann.

5. Herabsetzen des Einstellwertes der Temperaturmeßvorrichtung TC-I für das Rauchgas verkleinert den Arbeitsbereich unterhalb des besonderen Betriebszustandes, bei dem beide Einstellwerte befriedigt werden können.

Konstruktion und Steuersystem des Wärmeaustauschers beinhalten daher:

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1. Ein System zinn Handhaben eines Stroms veränderbarer Größe • aus staubbeladenem Rauchgas nit veränderbarer Eingangstemperatur, mit einem Einstellwert für die Temperatur der v/ärmetauschenden Flächen,der eingehalten werden muß und der oberhalb des Taupunktes des Rauchgases liegt,

2. Ein System, das es ermöglicht, die Temperatur der wärmetauschenden Flächen konstant zu halten, unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit oder Temperatur des Rauchgases (so lange die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Temperatur des Rauchgases innerhalb der Auslegungsgrenzen liegt).

3. Ein System, das eine Maximierung des Wärmeaustauschs ermöglicht, der bei gleichzeitiger Einhaltung des Temperatureinstellwerts der v/ärme tauschenden Fläche zulässig ist.

4. Ein System, das es ermöglicht, die Temperatur des den Wärmeaustauscher verlassenden Rauchgases auf einem zweckmäßigen Wert konstant zu halten, unabhängig von den Strömungsgeschwindigkeiten des Rauchgases (bei 400 C Eingangstemperatur, einer Länge des Wärmetauschers von 12,2 m und einem Einstellwert der Temperatur der v/ärme tauschenden Fläche von 2O5° C verändert sich die Temperatur des austretenden Rauchgases von 263° C bis 281° C, wenn die Strömungsgeschwindigkeit von 24 410 kg/hm² (5000 lbs/hour ft²) auf

- 48 820 kg/hm² (IO 0OO lbs/hour ft²) ansteigt.

5. Es handelt sich um ein System, bei dem das Verhältnis zwischen kleinster, durch die Auslegung festgelegter Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases und größter Stromungsgeschwindigkeit desselben nur durch den zulässigen Druckabfall im System und durch die beim Durchgang durch den Wärmeaustauscher erforderliche Tem-neraturdifferenz begrenzt wird.

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6. Es handelt sich tun ein System, bei dem die Länge des Wärmeaustauschers verlängert werden kann, um eine größere Temperaturdifferenz beim Durchgang durch den Wärmeaustauscher zu erhalten, ohne die Strömungsmengen zu verändern oder das Verhältnis der auslegungsgemäßen maximalen und minimalen Strömungsmengen.

7. Es handelt sich um ein System, mit dem Rauchgas bei Eingangstemperaturen handhabbar ist, die sich dem Taupunkt des Rauchgases annhähern, vorausgesetzt, daß der zulässige Wärmeverlust nicht geringer ist als der Wärmeverlust aus dem Luft-Zirkulationssystem.

8. Es handelt sich um ein System, mit dem Rauchgas bei Temperaturen oberhalb der auslegungsgemäßen Nenntemperatur handhabbar ist , vorausgesetzt, daß die Temperatur nicht die Temperaturgrenzen der bei der Konstruktion verwendeten Werkstoffe überschreitet und vorausgesetzt, daß höhere Temperaturen bei dem das System verlassenden Rauchgas zulässig sind.

In Bezug auf die obigen Ziffern 5, 6, 7 und 8 sei bemerkt, daß durchgeführte Wärmegleichgewichtsberechnungen sich über Strö-

mungsgeschwindigkeiten des Rauchgases von 24 410 kg/hm · (5000 lbs/hour ft ) bis 73·230 kg/hm² (15 000 lbs/hour ft²) erstreckten bei Eingangstemperaturen von 278° C bis 400° C und bei Längen der wärmetauschenden Flächen von 12,2 bis 24,4 m bei einem angenommenen Taupunkt des Rauchgases von 205° C. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases von 73 230 kg

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pro hm (15.000 lbs/hour ft ) bei einer Eingangstemperatur von 400 C und einer Einrichtung gemäß der vorstehenden Ziffer 4 würde sich eine Temperatur des abgegebenen Rauchgases von 306° C oder, wenn die Strömungsgeschwindigkeit 48 820 kg/hm (10.000 lbs/hour ft )beträgt, von 281° C ergeben, wenn als Höchstwert der Strömungsgeschwindigkeit der Luft der gleiche Wert vorgese-

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hen wird. Eine Vergrößerung des Höchstwerts der zulässigen Strömungsgeschwindigkeit der Luft würde die Temperatur des

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austretenden Rauchgases bei 73 230 kg/hm (15.000 lbs/hour ft )

von 306 C auf 287° C herabsetzen. Eine Veränderung der Länge der Wametauseherröhren verändert den Meßwert der Temperatur des abgegebenen Rauchgases und der austretenden Luft, hat jedoch· v/enig Einfluß auf die Temperatur der wärmetauschenden Fläche. Eine Veränderung der Anzahl der Wärmetauscherröhren ergibt keine größere \feränderung der Temperatur von austretendem Rauchgas und austretender Luft. Die Veränderung der Größe der Wärmetauscherröhren verändert natürlich die Größe der zulässigen Strömungsgeschwindigkeiten.

Im praktischen Betrieb erhaltene Daten eines betreffenden Wärmeaustauschsystems der hier beschriebenen Art sind in cin Fig. 4,5, 6 sowie in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Der Wärmeaustauscher besteht hierbei aus zwei hintereinandergeschalteten Wärmetauschereinheiten, jeweils 6 m lang,mit Wärmetauscherröhren von 165 χ 4,5 mm, die sich innerhalb von Rohren von 267 χ 5 mm befinden, wobei die Luft durch die Ringräume zwischen den Wärmetauscherröhren und den diese umgebenden Rohren hindurchströmt und die Steuerung in der beschriebenen Art und Weise erfolgt. Fig. 4 gibt die fortlaufende Aufzeichnung der Temperaturen von Rauchgas, Luft und der wärmetauschenden Oberfläche mit Hilfe eines Mehrfachschreibers wieder,und zwar während einer Zeitspanne, während der sich die Strömungsgeschwindigkeit .des Rauchgases von 34 662 kg/hm² (7.100 lbs/hour ft²) bei ungefähr 360°-C-auf 49 796 kg/hm² (10.200 lbs/hour ft²) bei ungefähr 300° C veränderte. In Fig. 4 geben die mit Nr. 1 bis Nr. 3 bezeichneten Temperaturkurven die Temperatur des Rauchgases an, wobei die Kurve 1 den Tem-.peraturwert beim Einströmen in die erste Wärmetauschereinheit, die Kurve 2 die Temperatur beim Austritt aus der ersten Wärmetauschereinheit und die Kurve 3 die Temr>e-

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r «σ -

ratur beim Austritt aus der zweiten Wärmetauschereinheit angibt. Die Kurve 4 gibt die Temperatur'der Luft beim Eintreten in die erste Wärmetausehereinheit und die Kurve 5 die Temperatur der Luft beim Austritt aus der zweiten Wärmetauschereinheit an. Die Kurven 6 und 7 geben die Temperatur der wärmetauschenden Fläche am Eingang der ersten Wärmetauschereinheit bzw. aum Ausgang der zweiten Wärmetauschereinheit an. Bei A erfolat eine Veränderung der

Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases von 34 770 kg/hm

(7.122 lbs/hour ft²) auf 44.124 kg/hm² (9.038 lbs/hour ft²). Bei B erfolgt eine Verringerung des Einstellwerts der Temperaturmeßvorrichtung für das Rauchgas von 260° C auf 250 C und bei C erfolgt eine Vergrößerung der Strömungsgeschwin-

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digkeit des Rauchgases von 44.124 kg/hm (9.038 lbs/hour ft )

auf 50.206 kg/hm² (1O.284 lbs/hour ft²).

Fig. 5 und 6 zeigen Aufzeichnungen der Meßergebnisse der Temperaturmeßvorrichtungen TC-I und TC-2 von Fig. 3. In Fig. 5 ist mit einem Pfeil 48 der Zeitpunkt bezeichnet, wo der Einstellwert der Temperaturmeßvorrichtung TC-1 von 240 C auf 250 C verändert wurde. Mit einem Pfeil 50 ist die sich durch diese Änderung des Einstellwertes ergebende Meßwertänderung der Temperaturmeßvorrichtung TC-2 angezeigt. Fig. 5 zeigt einen Fall, bei dem bei einer Rauchgas-Strömungs-

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geschwindigkeit von ungefähr 24.441 kg/hm (5.000 lbs/hour ft ) und ungefähr der gleichen Strömungsgeschwindigkeit der Luft, nachdem vorausgehend der einzuhaltende Einsteliwert der Metalltemperatur von 210 C TC-2 eingehalten wurde, die Schreibfeder der Temperaturmeßvorrichtung TC-I auf einen Temperaturwert über den Einstellwert von 240 C nach oben anstieg. Der Durchstrom der Luft erfolgte dauernd mit maximaler Strömungsgeschwindigkeit.Bei einem Anheben des Einstellwerts der Temperaturmeßvorrichtung TC-I auf 250° C ging die Luftströmung auf einen unter dem erreichbaren Maximalwert 3Le-

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genden Wert zurück_{ und beide Temperaturmeßvorrichtungen TC-I und"TC-2 waren in ihrem Steuerbereich.

Fig. 6 zeigt einen Fall, bei dem die Strömungsgeschwindicrkeit

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des Rauchgases sich von 48 820 kg/hm (ΙΟ^,ΟΟΟ lbs/hour ft ) auf 34 174 kg/hm² (7.000 lbs/hour ft²)verringerte. Die Temperatur des Rauchgases am Eingang· stieg von einem Temperaturbereich zwischen 280° und 300° C auf die Temperatur von 350° C an. Die Temperatur am Auslaß stieg von 240° C auf 250° C, ohne daß irgendeine Änderung im Einstellwert der Temperaturmeß vorrichtung TC-I zu bemerken war, was das Erreichen des Grenzwerts der Kühlwirkung bei einem Einstellwert der Temperaturmeßvorrichtung TC-2 auf 200 C angezeigt haben würde.

Die in der Tabelle aufgeführten Daten wurden von einem Probelauf gewonnen, bei dem das System während ungefähr drei Monaten ununterbrochen betrieben wurde. Die Tabelle enthält die typischen Meßwerte für ausgewählte Einstellwerte für die Temperatur der wärmetauschenden Fläche (siehe letzte Spalte der Tabelle , bezogen auf die augenblicklichen Änderungen der Rauchgas-Strömungsgeschwindigkeiten und bezogen auf die Eingangs temperatur (siehe 3. und 5. Spalte der Tabelle .) . In der Tabelle wurde der Einstellwert für die Temperaturmeß vorrichtung TC-2 nacheinander von 230° C auf 215° C und dann auf 210 C gesenkt.

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-αν

Tabelle

Zeit	Datum	Strönvungs-	kg/hm-	Temperatur	Temperatur	Metall
		geschwindigk»	34 135	d.Raucha. Einer.	d.Rauchg.Ausg.	Temp.
		d.Rauchgases	34 770	(⁰C)	(⁰O."
		lbs/hr ft2	50 206	370	262
0800	21.3.	6,992	50 216	357	262	230
1345	22.3	7,122	36 473	29 8	253	230
1595	22.3	10,284	35 917	288	244	230
1600	23.3	10,286	53 575	341	241 .	230
1015	30.3.	7,471	52 164	360	245	215
1105	31.3.	7,357	27 598	366	264	215
1210	31.3.	10,974	24 083	371	270	215
1540	I.A.	10,6 85	28 482	378	250	215
0600	6.4.	5,653	29 722	39 5	260	210
0800	7.4.	4,9 33	30 49 8	388	258	210
1130	7.4.	5,834	25 870	367	250	210
1730	8.4.	6,088	18 529	358	250	210
0800	8.4.	6,247	33 041	374	250	210
1835	13.4.	5,299	367	261	210
1110	14.4.	7,892	376	254	210
1215	15.4.	6,768	210

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Claims

P a te η t an s ρ r ü c h e

1.) Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Wärmeaustauschers, bei dem heißes Bauchgas durch eine Reihe von Wärmetauscherröhren hindurchgeleitet wird, von denen jede von einem zu dieser koaxial verlaufenden Rohr umgeben ist, um kreisringförmige Räume zu bilden, durch die zum Wärmeaustausch Luft mit der Strömungsrichtung des Rauchgases gleicher Strömungsrichtung hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft dem Wärmeaustauscher ständig über eine geschlossene Ringleitung mit veränderbarer Geschwindigkeit zugeführt wird, um das den Wärmetauscherröhren mit veränderlicher Temperatur und veränderlicher Strömungsgeschwindigkeit zugeführte Rauchgas auf eine oberhalb dessen Taupunkt liegende Temperatur zu kühlen, daß ständig die Temperatur eines Teils des Wärmeaustauschers, der mit dem Rauchgas in Wärmeaustausch steht, abgefühlt und die Tempersturdifferenz zu einem voreingestellten Wert ermittelt wird, daß die Zufuhr frischer Luft in die Ringleitung über ein erstes Ventil in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz gesteuert wird, daß ständig die Temperatur des aus dem Wärmeaustauscher austretenden Rauchgases abgefühlt und die Temperaturdifferenz zu einem zweiten voreingestellten Wert ermittelt wird, daß der Durchstrom von Luft durch den Wärmeaustauscher über ein in der Ringleitung angeordnetes zweites Ventil in Abhängigkeit von der an dem den Wärmeaustauscher verlassenden Rauchgas ermittelten zweiten Temperaturdifferenz verändert wird, daß ständig der Luftdruck in der Ringleitung gemessen und die Druckdifferenz zu einem yoreingestellten Druckwert ermittelt wird, daß der Druck in der Ringleitung über ein drittes Ventil in Abhängigkeit von der ermittelten Druckdifferenz so gesteuert wird, daß bei übersteigen des voreingestellten Druckwerts das dritte Ventil zum Auslassen von Luft aus der

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Ringleitung geöffnet wird, um den Druck auf den voreingestellten Druckwert zu senken, und daß die vorstehenden Steuermaßnahmen unabhängig vom Strom des Rauchgases aufrechterhalten werden, so daß die Temperatur des Wärmeaustauschers auf einer vorbestimmten, oberhalb des Taupunktes des Rauchgases liegenden Temperatur gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Veränderung des Zustroms von frischer Luft in die Ringleitung mittels des ersten Ventils in Abhängigkeit von der ersten Temperaturdifferenz gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Ringleitung in dem entgegengesetzten Sinne durch ein viertes Ventil verändert wird, das in der Ringleitung angeordnet und mechanisch mit dem ersten Ventil in der Weise gekoppelt ist, daß beim Vergrößern des Zustroms von Frischluft zu der Ringleitung die Stromungsgeschwindigkeit der Luft in der Ringleitung verringert wird und umgekehrt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Ringleitung mittels eines in der Ringleitung angeordneten manuell betätigbaren fünften Ventils auf einen Festwert eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- - zeichnet, daß die in der Ringleitung zirkulierende Luft auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wird.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Kühlen heißen, staubbeladenen Rauchgases mit erhöhtem Taupunkt, mit mindestens einer Wärmetauschereinheit, die eine Reihe von Wärmetauscherröhren aufweist, die in der Weise mit Rohrverteilereinrichtungen gekuppelt sind, daß die Wärmeaustauscherröhren mit einem Rauch-

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gaseinlaß- und einem Rauchgasauslaßverteiler in Verbindung sind, und wobei jede der Wärmetauscherröhren von einem Rohr zur Bildung von Ringräumen umgeben ist, die mit zugeordneten Rohrverteilereinrichtungen verbunden sind, so daß Luft, in

■r-

der gleichen Richtung durch die Ringräume hindurchführbar ist, in der das durch die Wärmetauscherröhren strömende heiße Rauchgas strömt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Hindurchführen heißen Rauchgases durch die Wärmetauschereinheit (10, 10A)und zum Zuführen des aus der Wärmetauschereinheit (10, 10A) austretenden Rauchgases zu einer nachgeordneten Rohrleitung vorgesehen ist, daß eine geschlossene Ringleitung mit einem Gebläse (B-2) zum Aufrechterhalten des durch die Wärmeaustauschereinheit (10, 1OA) strömenden Luftstroms für den Wärmeaustausch vorgesehen ist, daß ein erstes Ventil (V-I) für eine bei Bedarf erfolgende Zufuhr frischer Luft zur Ringleitung vorgesehen ist, daß eine erste Temperaturmeßvorrichtung (TC-I) zum Ab fühlen der Temperatur des' aus der Wärmetauschereinheit (10, 10A) ausgetretenen Rauchgases vorgesehen ist, daß in der Ringleitung ein zweites Ventil(V-2) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der von der ersten Temperaturme ßvorrichtung (TC-I) ermittelten Temperatur betätigbar ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch die Wärmetauschereinheit(10, 10A) in Abhängigkeit von der abgefühlten Temperatur zu steuern, daß eine zweite Temperaturmeßvorrichtung (TG—2) vorgesehen ist, die enem in Wärmetauschkontakt mit dem Rauchgas stehenden Teil der Wärmetauschereinheit (1O, 10A) zugeordnet ist, um die Temperatur der Wärmetauschereinheit an dieser Stelle zu messen, daß die zweite Temperaturmeßvorrichtung (TC-2) wirkungsmäßig mit dem ersten Ventil (V-I) gekuppelt ist, um die Zufuhr frischer Luft zur Ringleitung zu steuern, und daß in der Ringleitung eine Druckmeßeinrichtung (PC-3) vorgesehen ist, die mit einem

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dritten Ventil (V-3) gekoppelt ist, das als Luftauslaßventil an der Ringleitung vorgesehen und ii. Abhängigkeit von dem durch die Druckmeßeinrichtung (PC-3) gemessenen Druckwert offenbar ist, um Luft aus der Ringleitung abzulassen, wenn in dieser überdruck herrscht, so daT? der Strom der durch die Wärmetauschereinheit (10, 10Λ) hindurchgeführten Luftrelativ zu dem durch die Wärmetauschereinheit (ΙΟ, 10A) hindurchgeführten Strom des Rauchgases unabhängig so gesteuert wird, daß die Temperatur der Wärmetauschereinheit (10, 10A) oberhalb des Taupunktes des heißen Rauchgases gehalten wird, während dieses in Abhängigkeit von den durch die Temperaturmeßvorrichtungen (TC-I) und (TC-2) ermittelten Temperaturwerten gekühlt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die mit dem ersten Ventil (V-I) gekoppelte zweite Temperatur-Jßeßvorrichtung (TC-2) auch wirkungsmäßig mit einem in der Ringleitung angeordneten vierten Ventil (V-4) verbunden ist, das mechanisch in der Weise mit dem ersten Ventil (V-I) gekoppelt ist, daß, wenn in Abhängigkeit von der zweiten Temperaturmeßvorrichtung (TC-2) das erste Ventil zunehmend geöffnet wird, ~üas vierte Ventil (V-4) zunehmend geschlossen wird und umgekehrt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein manuell betätigbares fünftes Ventil (V-5) in der Ringleitung angeordnet ist, um den Luftstrom in der Ringleitung auf einen festgelegten Höchstv/ert einzustellen, der die obere Grenze des Bereichs der selbsttätigen Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des die Wärmetauschereinheit (10, 10A) durchziehenden Luftstroms darstellt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem dem dritten Ventil (V-3) vorgeschalteten Teil der Ring-

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-2.2 *

leitung eine Heizeinrichtung (H-I) gekoppelt ist, um die Luft auf eine vorbestimmte Temperatur vorzuheizen.'

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 Bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe der Wärmetauscherröhren (12, 12A) der Wärmetauschereinheit (10, 10A) senkrechtstehend angeordnet und von einem senkrechtstehend angeordneten, kreiszylindrischen Mantel (11, HA) umgeben ist.

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