DE2631180C2

DE2631180C2 - Dampferzeuger

Info

Publication number: DE2631180C2
Application number: DE19762631180
Authority: DE
Inventors: Carl 2820 Bremen Landwehr; Johann Will
Original assignee: BREMER VULKAN SCHIFFBAU und MASCHINENFABRIK 2820 BREMEN DE
Current assignee: BREMER VULKAN SCHIFFBAU und MASCHINENFABRIK 2820 BREMEN DE
Priority date: 1976-07-10
Filing date: 1976-07-10
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE2631180A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit einer an einen Dampf-Wasscrabscheidcr angeschlossenen Hauptheizflächc zur Erzeugung von Sattdampf und einer Nebenheizfläche zur gleichzeitigen zusätzlichen Erzeugung von Sattdampf oder von lleißdampf, deren erster Anschluß bei Betrieb zur Erzeugung von Saltdampf mit dem Dampfraum des Dampf-Wasserabscheider verbunden ist.

Außer dem Sattdampf als Hauptcncrgictriigcr für Dampfmaschinen, Dampfbcheizungsanlagen u. dgl. gibt es in Verbindung mit den genannten Einrichtungen häufig einen Bedarf an Heißdampf für Ncbenaggregatc. Hicr/u gehören beispielsweise Pumpen oder ein in regelmäßigen Abständen zu betätigender Rußbläser, mit dessen Hilfe das Rohrsystem des Kessels rußfrei gehalten wird, um die vorhandene Heizleistung optimal und wirtschaftlich ausnutzen zu können.

Bekanntlich darf ein Rußbläser nicht mit Sattdampf betrieben werden, weil dessen Wassergehalt /um Festkleben von Rußpartikeln an den Kessel wanden führt. Da eine separate Druckluftanlage für den Rußbläser teuer ist und HeiQdampf bei den bisherigen Kesselanlagen nicht zur Verfügung stand, gab es bisher nur die Alternativen, entweder auf eine Rußbläseranlage ganz zu verzichten und Klopfwerke oder Kugelregen als Reinigungsmittel einzusetzen, oder aber den Heißdampf für den Rußbläser in einer separaten Kesselanlage zu erzeugen.

Dampferzeuger, wie Naturumlauf-, Zwangsumlauf- und Zwangsdurchlaufkessel für Heiß- oder Saitdampferzeugung sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So ist z. B. in der deutschen Patentanmeldung S 27 5l5!a/13d ein Dampferzeuger erläutert, der der Erzeugung von Heißdampf dient. Dieser Dampferzeuger ist aber weder zum Betrieb mit Brennstoffen stark schwankenden Heizwertes geeignet noch dazu ausgeb.idet, primär Sattdampf und gegebenenfalls zusätzlich und gleichzeitig auch Heißdampf zu liefern.

Ein anderer bekannter Dampferzeuger ist in der DE-PS 92 428 erläutert. Mit dieser bekannten Konstruktion kann lediglich alternativ Sattdampf oder Heißdampf abgegeben werden.

Aus der DE-AS 12 66 312 ist ein Dampferzeuger für Satt- und Heißdampf bekannt, der im Durchlaufverfahren arbeitet. Von einer Pumpe wird dort Speisewasser über einen Vorwärmer durch zwei Heizflächen und einen Dampftrockner zu einem Sattdampfausgang gedrückt. Will man diesem Dampferzeuger Heißdampf »ntnehmen, wird die Verbindung zwischen den beiden Heizflächen unterbrochen und der Dampftrockner zwischen die Heizflächen geschaltet. Hinter dem Dampftrockner kann dann Sattdampf und hinter einer der Heizflächen Heißdampf entnommen werden. Der Nachteil eines solchen Dampferzeugers besteht darin, daß er nicht mit Brennstoffen variierender Heizwerte,

d. h. mit wechselndem Wärmeangebot betreibbar ist, denn Rückgänge des Wärhieangebotes hätten wegen mangelhafter Nachverdampfungsmöglichkeiten Druckeinbrüche zur Folge, wenn die Dampfentnahme nicht an solche Rückgänge gekoppelt ist. Eine derartige Koppelung ist in der Praxis unerwünscht.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Dampferzeuger nach der DE-AS 12 66 312 so weiterzubilden, daß ein einwandfreier Betrieb mit Abgabe von Sattdampf und wahlweise zusätzlich und gleichzeitig von Heißdampf auch dann möglich ist, wenn Brennstoffe mit stark schwankenden Hei/werten verwendet werden.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind mit den

ίο Merkmalen der Unteransprüche möglich.

Ein bevorzugtes Ausführiingsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend beschrieben. In der Zeichnung ist

Fig. I eine schematiche Darstellung des Dampfer/L-ugers mit seiner Regelung, und

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines auf eine Anlage gemäß F" i g. 2 ausgerichteten Verbrauchers.

Der Dampferzeuger gemäß dem Ausführungsbeispiel ist für eine Müllverbrennungsanlage konzipiert, bei der

M) eine leistungsfähige Rußbläseranlage besonders wichtig ist, weil Müll nicht nur ein Brennstoff mit stark variierendem Heizwert ist, sondern auch besonders stark rußt.

Der schematisch dargestellte Dampferzeuger 25

h5 besitzt eine teilweise mit Wasser gefüllte Dampftrommel 10 mit einem Dampfraum 10a und einem Wasserraum 10/j. In einem l.ccrraum des Konveklionsteils des Dampferzeugers 25 befindet sich bei dem

Ausführungsbeispiel eine Nebenheizfläche 20 in Form von zwei Heizflächenabschnitien 20a und 206. Aufgrund des im Naturumlauf betriebenen Sattdampfkreislaufes haben die Rohrfahnen der Heizflächenabschnitte eine Neigung gegenüber der Horizontalen von 10°, sie sind an beiden Enden an horizontal liegende Sammlerrohre angeschlossen. Der jeweils untere Sammler jedes Heizflächenabschnittes ist mit dem Wasserraum 106 und der jeweils obere Sammler mit dem Dampfraum 10a der Dampftrommel 10 verbunden.

Die — in dem Ausführungsbeispiel zweiflutige — aus den beiden Heizflächenabschnitten 20a, 206 bestehende Anordnung ist zwischen einer Grundstellung und einer Alternativstellung umschaltbar. In der Grundstellung trägt die Nebenheizfläche zur Sattdampferzeugung bei, wobei ihre Abschnitte parallel zueinander geschaltet sind. In der Alternativstellung erzeugt die Nebenheizfläche Heißdampf, wobei die beiden Abschnitte in Serie zueinander liegen.

Vom Wasserraum 106 führt eine Rohrleitung 24 über ein Umlauf-Sperrventil 2 sowie hierauf folgende Leitungen 11 und 12 zu den beiden unteren Sammlern der Heizflächenabschnitte 20a, 20ώ. Das UmlaL.-Sperrventil 2 ist mit einem Motorantrieb M versehpn und wird durch ein handbetätigtes Ventil überbrückt. Ks ist Bestandteil einer Umschalteinrichtung für die Grundbzw. Alternativstellung der Heizflächenabschnitte. Vom oberen Sammler des Heizflächenabschnittes 20a führt eine Leitung 13 zum Dampfraum 10a der Dampftrommel, und in dieser Leitung befindet sich ein Einspritzkühler 4. Der zweite Heizflächenabschnitt 206 besitzt an seinem oberen Sammler einen Dampfausgang 22, von dem eine ventilgesteuerte Entwässerungsleitung 18, eine Leitung 26 sowie eine Leitung 14 abgehen. Letztere führt über ein Sattdampf-Sperrventil 3 zum Dampfraum 10a der Dampftrommel 10. Das Sattdampf-Sperrventil 3 besitzt ebenfalls einen Motorantrieb M, es wird von einem handbetätigten Ventil überbrückt und bildet ebenfalls einen Teil der erwähnten Umschalteinrichtung.

Zur Umschlageinrichtung gehört weiterhin ein Heißdampf-Abgabeventil 1 mit Motorantrieb M, in das die vom Dampfausgang 22 kommende Leitung 2fi mündet. Von der Leitung 26 zweigt vor dem Heißdampf-Abgabeventil 1 eine Meßleitung 19 ab, die dauernd von Dampf durchströmt wird; zur Einstellung der durchströmenden Davnpfmenge ist sowohl civiP Drossel D als auch ein Temperaturfühler G in der Meßleitung 19 vorgesehen.

Im Zuge der Verbindung der beiden unteren Sammler der Heizflächenabschnitte 20a, 206 befindet sich in dieser Leitung 11 ein weiterer Einspritzkühler 5, vor dem ein Temperaturfühler / in der Leitung 11 angeordnet ist und vor dem von der Leitung 11 eine Entwässeriingsleitung 21 abzweigt. In dieser Entwässerungsleitung, die zum Kondensatentspanner des Dampferzeugers führt, befindet sich ein mit Motorantrieb M versehenes Entwässerungsventil 7, das von einem handbetätigten Ventil überbrückt ist. Vor dem Entwässerungsventil 7 ist in der Leitung 21 ein Temperaturfühler K angeordnet.

Der mit Heißdampf zu betreibende Verbraucher ist in dem Ausführungsbeispiel eine in F'ig. 2 schematisch dargestellte Rußbläseranlage 30. Diese besitzt eine Reihe von Dampflanzen 31, die programmgesteuert nacheinander zum Rußausblasen geöffnet werden.

Vom Heißdampf-Abgabeventil I führt eine Leitung 15 über eine Drossel D .lid ein mit Motorantrieb M versehenes Ventil 6 zur Rußbläseranlage 3D, und von dort führt eine Leitung 17 über ein mit Motorantrieb M versehenes Druckregelventil 9 zum Kondensatentspairner. Außerdem wird die Rußbläseranlage 30 von einer Bypass-Leitung 16 überbrückt, in der ein weiteres mit Motorantrieb M befindliches Druckregelventil 8 angeordnet ist. Die Temperatur in der Bypass-Leitung 16 wird von einem Temperaturfühler H überwacht. Auch in der Leitung 17, d. h. hinter der Rußbläseranlage 30 befindet sich ein Temperaturfühler E, während die Temperatur in der Leitung 15 hinter dem Heißdampf-Abgabeventil 1 mit einem Temperaturfühler F überwacht wird.

In der der Sattdampferzeugung dienenden Grundstellung sind das Umlauf-Sperrventil 2 und das Sattdampf-Sperrventil 3 geöffnet sowie das Heißdampf-Abgabeventil 1 und das Entwässerungsventil 7 geschlossen. Das über die beiden unteren Sammler in die Heizflächenabschnitte 20a, 20b gelangende Wasser verdampft in der Nebenheizfläche teilweise. Der entsprechende Sattdampf gelangt — parallel — über dir Leitungen 13 und 14 in den Dampfraurn 10a der Dampftrommel <0. Außerdem strömt auch in der Grundstellung Dampf durch die Meßleitung 19 ab.

Da der Dampferzeuger nach dem Ausführun^sbeispiel für eine Müllverbrennungsanlage konzipiert ist, die im Regelfall nur Heizwärme abgibt, tragen die Heizflächenabschnitte 20a und 206 in der Grundstellung zur Erzeugung von Heizenergie in Form von Sattdampf bei. In bestimmten Abständen muß der Rußbläser 30 betätigt werden, um die Feuerungsseite des Dampfer zeugers 25 zu entrußen. Da der Rußbläser nicht mit Sattdampf betrieben werden darf, wird die Anlage auf Knopfdruck automatisch in ihre Alternativstellung umgesteuert, in der die Heizflächenabschnitte 20a. 206 Heißdampf zum Betrieb des Rußbläsers abgeben. Ausgelöst durch den Steuerbefehl werden das Umlauf-Sperrventil 2 geschlossen sowie das Entwässerungsventil 7 automatisch geöffnet. Dadurch kann das ^;n der Nebenheizfläche sowie den zugehörigen Rohrleitungen befindliche Wasser zum Kondensatentspanner abfließen Gleichzeitig strömt durch die Leitung 13 Sattdampf aus dem Dampfraum 10a in den ersten Heizflächenabschnitt 20a und weiter durch die Leitung 12 einerseits in die Leitung 21 sowie andererseits über die Leitung (I. den zweiten Heizflächenabschnitt 206 u.id die Leitung 26 zur Meßleitung 19.

Der außerdem die Entwässerungsleitung 21 passierende Dampf wird vom Temperaturfühler K auf seine Temperatur abgetastet. Beim Erreichen eines bestimmten Wertes von z. B. 230⁰C fährt das Entwässerungsventil 7 wieder zu, gleichzeitig wird das Sattdampf-Sperrventil 3 geschlossen, und es wird das Heißdampf-Abgabeventi! 1 geöffnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, öei dem der Heißdampf für die Rußbläseranlage 30 verwendet wird, öffnet nunmehr auch das Druckregelventil 8, das nach einer einstellbaren Öffnungszeit von beispielsweise 20 Sekunden auf Druckregelung umgeschaltet wird, in der sich das Ventil auf eine bestimm« Stellung einpendelt, so daß in den nun mit Dampf durchströmten Heizflächen konstante Druck Verhältnisse herrschen.

Im Zuge der Aufheizung des Dampfes wird nach einer gewissen Zeil am Temperaturfühler H hinter dem

h) Druckregclventil 8 die ansteigende Temperatur gemessen. Beim Erreichen ,.'ines bestimmten Wertes von z. B. 3^r)0°C öffnen sich das Ventil 6 und das Druckregelventil 9. Zu diesem Zeitpunkt wird außerdem die Driickrcge-

hing vom Druckrcgelvenlil 8 auf das Druckregclvenlil 9 umgeschaltet und das Ventil 8 geschlossen, so daß die Druckverhiillnissc jetzt über Jas Druckregclvenlil 9 gehalten werden. Außerdem übernimmt nunmehr der Temperaturfühler ft" am Ausgang der RuUbläseranlage 30 die Überwachung der Dampftemperatur und sorgt dafür, daß das Rußblasprogramm anläuft, subnld der Dampf am Ausgang des Rußbläsers einen bestimmten Wert von beispielsweise 350°C" erreicht hat. Während des Rußbiasprogrammeri. bei dem wegen sich nicht überschneidender Dam pflanzen Ventile Druck stoße auftreten können, sorgt das Dnickregelvcntil 9 für einen weitgehend konstanten Druck in der Anlage.

Das /inumschalten des Dampferzeugers in seine Ciriindstelluiig geschieht in dem Ausführungsbeispicl unter l\inbeziehung des Bypass, der allerdings auch entfallen kann. Soweit vorhanden übernimmt zunächst das Dnickregelventil 8 die Druckregelung vom Druckregclventil 9.

lievor der Nalurumlauf wieder hergestellt werden kann, muß der I leißdampf — von Notfällen abgesehen — langsam auf eine der Sattdampftemperatur naheliegende Temperatur abgekühlt werden. Die hierfür benötigte /eil liegt nicht wesentlich unter > Minuten, um das Auftreten von Temperaturschocks in den 1 leizflächen zu vermeiden.

Nach der Übernahme der Druckregelung durch das Druckregclventil 8 fahren zunächst die Ventile 6 und 9 zu. und der fünspritzkühler 4 wird geöffnet. Die durch die Einspritzung stattfindende Kühlung wird von dem inzwischen wieder wirksam gemachten Temperaturfühler /in der Leitung Il abgetastet. Bei (Erreichen eines bestimmten Temperaturwertes von z. B. 240 C wird das Umlauf-Sperrventil 2 aufgefahren. Sobald auch der Temperaturfühler /'einen bestimmten Tempcraturwerl von beispielsweise 240°C feststellt, öffnet sich das Sattdampf-Sperrventil 1 und das Heißdampf-Abgaheventil I sowie das Druckregelventil 8 werden zugefahren. In diesem Moment ist die Grundstellung wieder erreicht, so daß der F'jnsprii/kiihlcr 4 abgeschälte! win!

ι? Der weitere Kinspritzkühler 5 regelt während des gesamten Programms die lleißdampftemperatur und hält sie auf einem bestimmten Wert von ca. J">0 C.

Der Temperaturfühler Ct, der auch den Satldampfbetrieb der Nebenheizflächc überwacht, ist vorzugsweise als Doppclfühlcr ausgebildet, der bei einer ersten Temperaturmarke — wie erwähnt — den l^:.insprit/kühler 5 in Tätigkeit setzt, f'ine zweite ! emperaturmarke des Temperaturfühlers G löst beim Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur Alarm aus und schaltet den Finspritzkühler 4 zusätzlich ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dampferzeuger mit einer an einem Dampf-Wasserabscheider angeschlossenen Hauptheizfläche zur Erzeugung von Sattdampf und einer Nebenheizfläche zur gleichzeitigen zusätzlichen Erzeugung von Sattdampf oder von Heißdampf, deren erster Anschluß bei Betrieb zur Erzeugung von Sattdampf mit dem Dampfraum des Dampf-Wasserabscheiders verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb mit Brennstoff stark schwankenden Heizwertes der Dampf-Wasserabscheider als großvolumige Dampftrommel (10) ausgebildet ist, deren Dampfraum (1Oa^ ständig am Ausgang der Hauptheizfläche liegt, daß bei Betrieb zur Erzeugung von Sattdampf der zweite Anschluß (11, 12) der Nebenheizfläche (20) mit dem Wasserraum (lOb) der Trommel verbunden ist und bei Betrieb zur Erzeugung von Heißdampf der zweite Anschluß voin Wasserraum (iOb) der Trommel abgeschaltet und ariden HeiBdampfverbraucliei(i5) gelegt ist, und daß sich an dem zweiten Anschluß ein Entwässerungsventil (7) für die Nebenheizfläche befindet und daß in dci Verbindungslcitung vom Dampfraum (lOa^derTrommel zur Nebenheizfläche (20) ein Einspritzkühler (4) liegt und in dem zwischen dieser Heizfläche und dem Heißdampfausgang verlaufenden Leitungszug (12, 11) ein Temperaturfühler (J) angeordnet ist, der ein in diesem Leitungszug befindliches Sperrventil (2) in Öffnungsrichtung steue ··.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenheizfläche (20) aus zwei Heizflächenabschriitten (20a 20b) besteht, die bei Betrieb zur Erzeugung von .S.mdampf arbeitsmittelseitig parallel und bei Betrieb zur Erzeugung von Heißdampf hintereinander geschaltet sind.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der die beiden Abschnitte (20a, 20b) der Nebenheizfläche verbindenden Leitung ein temperaturabhängig gesteuerter Einspritzkühler (5) vorgesehen ist.