DE2521524A1 - Heizvorrichtung - Google Patents

Description

He i ζvo rri c htung

Die Erfindung betrifft eine direkt befeuerte Heizvorrichtung mit einer Brennkammer und mindestens einem Brenner.

Bekannte atmosphärische Brenner bzw. Brenner mit natürlichem Zug für direkt befeuerte Heizvorrichtungen haben Lufteintrittsorgane, durch die Verbrennungsluft der Brennkammer der Heizvorrichtung zugeführt wird. In der Brennkammer erzeugte Geräusche gelangen durch die Lufteintrittsorgane nach außen, wobei beim Durchtritt der Verbrennungsluft durch die Lufteintrittsorgane zusätzliche Geräusche erzeugt werden. Diese zusätzlichen Geräusche gelangen ebenfalls nach außen. Außerdem sind bei atmosphärischen Brennern die den Brennstoff abgebenden Organe ungeschützt und strahlen zusätzlihe Geräusche ab, die ebenfalls an die Außenseite der Heizvorrichtung gelangen.

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Erfordernisse des Umweltschutzes machen es notwendig, daß mit natürlichem Zug arbeitende Brenner mit Schallschluckeinrichtungen versehen werden, um auf diese Weise die Schallausbreitung zu begrenzen. Die hierfür bekannten Einrichtungen begrenzen tatsächlich die Schallausbreitung, sind jedoch für keinen anderen Zweck verwendbar und verursachen damit zusätzliche Kosten,ohne daß beispielsweise der thermische Wirkungsgrad hierdurch _ verbessert wird.

In Raffinerien und petrochemisehen Verarbeitungsbetrieben verwendete Brennstoffe enthalten häufig soviel Schwefel, daß Korrosionsprobleme auftreten. Ein wirkungsvoller Weg zur Vermeidung der Schwefelkorrosion innerhalb der Heizvorrichtung besteht darin, diese mit einer Wandtemperatur zu betreiben, die oberhalb des HpSO,/H₂SO,-Kondensationsbereiches liegt. Ein derartiger Betrieb hat jedoch hohe Wärmeverluste der Heizvorrichtung gegenüber der Umgebung zur Folge und kann nicht unter allen Umgebungsbedingungen aufrecht erhalten werden.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile auszuschalten.

Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Brennkammer innerhalb eines inneren Gehäuses angeordnet ist, das an einer Stirnseite den oder die Brenner aufweist, und ein äußeres Gehäuse vorgesehen ist, das unter einem Abstand von der Stirnwand angeordnet ist und einen

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Strömungskanal zwischen der der Atmosphäre ausgesetzten Außenseite der Vorrichtung und dem Brenner bildet.

Durch die Erfindung werden so die Probleme gelöst, die sich im Hinblick auf die Geräuschausbreitung und die Schwefelkorrosion ergeben. Die Heizvorrichtung hat das innere Gehäuse, das mindestens einen atmosphärischen Brenner umschließt, der in das Gehäuse hineinragt, und ein äußeres Gehäuse, das unter Abstand von dem inneren Gehäuse angeordnet ist und einen Strömungskanal bildet, der mit der Umgebungsluft des Brenners in Verbindung steht. Der Strömungskanal hat vorteilhafterweise zur Geräuschdämpfung eine mit schalldämmendem Material versehene Innenfläche. Erfindungsgemäß werden insbesondere Geräusche hoher Frequenz begrenzt, die aus der Brennkammer und von dem Brenner ausgehen.

Weiterhin wird eine Erhöhung der Wandtemperatur des Innengehäuses ermöglicht, indem die Stärke und Dichte seiner inneren isolierenden Auskleidung in geeigneter Weise ausgewählt wird. Durch die doppelwandige Ausführung des Gehäuses werden zahlreiche äußere Einflüsse, die die Wandtemperatur des Innengehäuses beeinträchtigen, ausgeschaltet, so daß es durchaus möglich ist, eine Wandtemperatur im inneren Gehäuse sicherzustellen, die oberhalb des Kondensationsbereiches von Schwefel liegt, und zwar für alle mit Ausnahme der niedrigsten Umgebungstemperaturen. Die höhere Wandtemperatur ist gewöhnlich

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durch Verwendung von hitzbeständigem Material von höherer Dichte erreichbar, das gleichzeitig einen höheren Widerstand gegen Abblättern, eine höhere Festigkeit und eine niedrigere Porosität hat. Das hitzebeständige Material von höherer Dichte ist weniger gasdurchlässig und verhindert, daß korrosive Gase durch die Wand hindurchtreten und sich genügend Gas ansammeln oder Säure kondensieren könnte, so daß im abgeschalteten Zustand der Heizvorrichtung die Wand angegriffen werden könnte. Da eine direkte thermische Isolierung der Wand des inneren Gehäuses erfindungsgemäß entbehrlich ist, bedarf es nicht einmal eines hitzebeständigen Materials niedriger Dichte oder eines Zweikomponenten-Materials. Die Kosten werden dadurch gesenkt. Dieses erfindungsgemäße Merkmal reduziert insgesamt die Erfordernisse bezüglich des hitzebeständigen Materials.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Anordnung des Strömungskanals zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse mit einer schallschluckenden Oberfläche. Das Innere des äußeren Gehäuses kann mit thermisch isolierendem und schalldämmendem Material ausgekleidet sein, wodurch u.a. ein besonders günstiger Wärme- und Schall-Fangraum gebildet wird, der in einzelne Kammern unterteilt sein kann, um eine Schalldämmung durch absorbierende Aufsplitterung zu erhalten. Da das äußere Gehäuse gewöhnlich das innere Gehäuse umschließt, wird der aus der Brennkammer durch die Wand des inneren Gehäuses heraustretende Schall in der Auskleidung des äußeren Gehäuses absorbiert. Weiterhin

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werden Wärmeverluste an der Wand des inneren Gehäuses durch Vorwärmen der Verbrennungsluft ausgeglichen, die durch den Strömungskanal zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse hindurchtritt.

Die Wand des inneren Gehäuses ist gegenüber allen äußeren Einflüssen, mit Ausnahme der Windtemperatur, d.h. Windgeschwindigkeit, Niederschlag u.dgl., abgeschirmt, so daß die Temperatur der Wand des inneren Gehäuses besser gesteuert werden kann. Die Brenner brauchen nicht mit schallabsorbierenden Einrichtungen versehen zu werden. Die Verbrennungsluft wird vorgewärmt, so daß die Anforderungen bezüglich des Brennstoffs gesenkt werden können. Der thermische Wirkungsgrad der Heizvorrichtung ist verbessert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Heizvorrichtung unter Verwendung preisgünstiger Werkstoffe erstellt werden kann, einen einfachen Aufbau hat, einfach zu erstellen und zu warten sowie den gewünschten Betriebsbedingungen anpaßbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer vertikalen,

zylindrischen Heizvorrichtung gemäß der Erfindung ,

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Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß

Fig.1 in vergrößertem Maßstab und mit einzelnen Wegbrechungen,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer kastenförmigen Heizvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Heizvorrichtung gemäß Fig. 4 in vergrößertem Maßstab mit einzelnen Wegbrechungen, und

Fig. 6 einen Querschnitt gemäß Linie 6-6 in Fig. 5.

Wie aus Fig. 2 und 5 ersichtlich, besteht die Heizvorrichtung aus einem vertikalen inneren Gehäuse 11, das gemäß Fig. 2 zylindrisch und gemäß Fig. 5 kastenförmig ist. Das Gehäuse 11 ist mit einem Boden 12 und einer Decke 13 versehen, die zusammen eine Brennkammer 14 umschließen. Die Heizvorrichtungen sind auf Stützen 15 mittels Bauelementen 16 gelagert und mit geeigneten Plattformen sowie Leitern oder Treppen versehen, die nicht dargestellt sind. Brenner 17 reichen durch den Boden 12 in die Brennkammer 14. Ein Konvektionsgehäuse 18 ist oberhalb der Decke 13 angeordnet und ein Rauchrohr 19 befindet sich oberhalb des Gehäuses 18, so daß heiße Verbrennungsgase aus der Brennkammer 14 durch das Konvektions gehäuse Ib und dann das Rauchrohr 19 hindurchtreten. Ein oder mehrere Arbeitsströmungsmittel werden im wesentlichen im Gegenstromverfahren durch die Heizvorrichtung geleitet, um einen berührungsfreien Wärmeaustausch mit den heißen Verbrennungsgasen zu erreichen. Das Arbeitsströmungsmittel strömt zweckmäßigerweise durch die Konvektionsrohrbündel und anschließend durch die Strahlungsrohre 23 innerhalb der Brennkammer 14.

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Unter Abstand von dem Boden 12 und dem Inneren Gehäuse 11 ist ein äußeres Gehäuse 24 angeordnet, das einen Strömungskanal 26 bildet, der strömungsmäßig zwischen der Atmosphäre 27 und den Brennern 17 angeordnet ist. VorieLlhafterweise erstreckt sich das äußere Gehäuse 24 bis in den Bereich der Decke 13 der Brennkammer 14 und hat eine Öffnung 28, durch die Umgebungsluft angesaugt wird. Wie am deutlichsten aus Fig. 2 und 5 ersichtlich, sind die Brenner 17 an eine geeignete Brennstoffleitung 29 angeschlossen und haben Mündungen, die den Brennstoff durch Blöcke 33 aus keramischem Material herausleiten. Die Lufteintrittsorgane für die Verbrennungsluft steuern die Luftzufuhr zu den Brennern 17 in bekannter Weise.

Die Außenwand 25 des inneren Gehäuses 11 ist auf ihrer nach innen weisenden Oberfläche mit hitzebeständigem Material 36 in Form einer aufgegossenen Isoliermaterialschicht versehen. Um das Gehäuse 11 gegen Schwefelkorrosion zu schützen, ist es erwünscht, die Temperatur des Gehäuses 11 oberhalb des Kondensationsbereiches für Schwefeloxide zu halten. Die Dichte und Stärke der feuerbeständigen Isolierung 36 und/oder einer feuerfesten Ziegelauskleidung 39 werden im Hinblick auf diese Bedingung ausgewählt. Derartige Isolierungen sind bekannt.

Die Schallemission aus der Brennkammer 14 und von den Brennern 17 her ist dadurch steuerbar, daß der Zutritt der Luft zu den Brennern 17 durch den Strömungskanal 26 und die Öffnung 28 gesteuert bzw. geschlossen wird. Auf diese Weise erübrigen sich praktisch Schalldämpfer. Die nach

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innen weisende Oberfläche 37 des äußeren Gehäuses 24 ist zweckmäßigerweise mit einer schall- und/oder wänneisolierenden Auskleidung 38 versehen. Glasfasern einer Dichte von 0,048g/ccm oder Mineralwolle einer Dichte von 0,096 g/ccm sind für die Auskleidung 38 geeignet, da sie ein langfaseriges Material niedriger Dichte sind, das gute Isoliereigenschaften hat und hohen Luftgeschwindigkeiten standhält, denen sie in dem Strömungskanal 26 ausgesetzt sind.

- Ansprüche -

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Claims (8)

- 9 Ansprüche :

1.)Direkt befeuerte Heizvorrichtung mit einer Brennkammer und mindestens einem Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (14) innerhalb eines inneren Gehäuses (11) angeordnet ist, das an einer Stirnseite (12) den oder die Brenner (17) aufweist, und ein äußeres Gehäuse (24) vorgesehen ist, das unter Abstand von mindestens der Stirnwand (12) angeordnet ist und einen Strömungskanal (26) zwischen der der Atmosphäre ausgesetzten Außenseite (27) der Vorrichtung und dem Brenner (17) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (26) eine schalldämmend ausgerüstete Wand (37) aufwe ist.

3. Vorrichtung na;:h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (26) eine schalldämmend und wärmeisolierend ausgerüstete Wand (37) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse (11) aus Metallplatten aufgebaut ist, deren nach innen weisende Oberflächen mit einer hitzebeständigen isolierung versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse (11) vertikal angeordnet ist und einen Boden (12) hat und daß das äußere Gehäuse (24) den Boden (12) des inneren Gehäuses (11) umschließt und sich entlang den Seitenwänden des inneren Gehäuses (11) erstreckt.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse (11) eine Decke (13) hat und daß sich das äußere Gehäuse (24) bis in den Bereich der Decke (13) erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (17) mit einem Lufteintrittsorgan versehen ist, das zwischen dem Strömungskanal (26) und der Brennkammer (14) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse (11) zylinderförmig ausgebildet ist.

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