DE2712841A1

DE2712841A1 - Brandwaechter bei einem drehspeicherwaermetauscher

Info

Publication number: DE2712841A1
Application number: DE19772712841
Authority: DE
Inventors: George K Ostrander; Donald F Wixson
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1977-09-29
Also published as: OA05614A; FR2345688B1; US4019567A; FR2345688A1

Description

Dipl.-Ing. W.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

Frankfurt am Main " Staufenstrasse

In Sachen:

Svenska Rotor Maskiner Aktiebolag
S-1o4 65 Stockholm /Schweden

Brandwächter bei einem Drehspeicherwärmetauscher.

Die Erfindung betrifft einen Brandwächter bei einem Drehspeicherwärmetauscher mit mindestens einem an einer Stirnwand des feststehenden Wärmetauschergehäuses angeordneten und durch eine von einer Linse abdeckbare Durchbrechung in der Stirnwand auf das wärmetauschende Material des Drehspeichers gerichteten Infrarotdetektor.

Bei als Luftvorwärmer betriebenen Drehspeicherwärmetauschern führen die zur Aufheizung der wärmetauschenden Masse durch den Drehspeicher geleiteten Verbrennungsgase Flugasche und unverbrannte Verbrennungsstoffe mit sich, die sich auf der gewöhnlich aus Platten bestehenden wärmetauschenden Masse niederschlagen. Diese Niederschläge sammeln sich zunehmend auf den Plattenelementen an, bis die dazwischen befindlichen Strömungswege blockiert sind und damit jeder Gasstrom durch den Wärmetauscher im wesentlichen unterbrochen ist. Dies führt zu einer Wärmeerzeugung am Plattenelement selbst, bis die Niederschläge zu glühen beginnen und einen

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"Uberhitzungsfleck" bilden, der, falls er nicht entdeckt und augenblicklich abgekühlt wird, in seiner Größe und Temperatur schnell zunimmt, bis das Metall der Plattenelemente sich selbst entzündet und einen katastrophalen Brand auslöst.

Jüngste Entwicklungen bei der Anwendung von Einrichtungen zur Infrarot-Strahlungsüberwachung zwecks Entdeckung des Vorhandenseins von Uberhitzungsflecken in Drehspeicherwärmetauschern (US-PSen 3 73o 259 und 3 861 458) sind erfolgreich in Bezug auf das festgelegte Ziel verlaufen, eine mögliche Feuerentwicklung oder einen "Uberhitzungsfleck" im vorhinein vor dem Ausbrechen eines verheerenden Brandes zu signalisieren.

Bei der gegenwärtigen Benutzung hat sich jedoch jerausgpstellt, daß die Anbringung eines typischen Infrarotdetektors mit einer vorgeschalteten optischen Linse in einem Lufterhitzer sowohl den Detektor als die Linse ständig einem Strom korrosiver Gase und Schmutzpartikel aussetzt. Jedes einer solchen Atmosphäre ausgesetzte Beobachtungsmittel wird dadurch schnell mit einer Schmutzschicht überdeckt, versagt in der schnellen Entdeckung einer Änderung in der Infrarot-Strahlungsemission und verliert sein Eeobachtungsvermögen. Demzufolge konnte festgestellt werden, daß die Empfindlichkeit einer solchen Einrichtung gegenüber Änderungen in der von einem "überhitzuivgsfleck" ausgehenden Infrarotstrahlung unmittelbar abhängig ist von der Sauberkeit der Linse und dem Detektor.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Möglichkeit zu schaffen, durch welche ohne zeitaufwendige Montagearbeiter* die Linse öfters gereinigt und zugleich der Detektor vor einer Schinutzablagerung bewahrt werden können*

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

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die Linse in einem gegenüber der Stirnwand des Wärmetauschergehäuses derart verschwenkbaren Linsengehäuse angeordnet ist, daß die Linse vorübergehend in eine von außen zugängliche Reinigungsstellung gebracht werden kann.

Vorteilhafte Aasgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den UnteransprUchen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung bei einem als Luftvorwärmer ausgebildeten Drehspeicherwärmetauscher näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer und schematischer Darstellung einen Luftvorwärmer mit einer Anzahl von Brandwächtern gemäß der Erfindung an seiner oberen Stirnwand,

Fig. 2 und 3 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch einen solchen Brandwächter mit seiner Halterung an der Stirnwand des Wärmetauschergehäuses in Uberwachungsstellung bzw. in Reinigungsstellung, und

Fig. 4 eine Seitenansicht des Brandwächters in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 2.

Der in Fig. 1 gezeigte Luftvorwärmer, der als Drehspeicherwärmetauscher ausgebildet ist, hat ein feststehendes zylindrisches Wärmetauschergehäuse 1o mit die Stirnwände bildenden Endplatten 12, zwischen denen innerhalb des Gehäuses 12 ein Drehspeicher 14 mit einer Welle 16 aufgenommen ist, der in eine Anzahl sektorförmige Kammern 22 unterteilt ist. Die Kammern 22 nehmen eine Masse aus wärmeabsorbierendem Material in Form von Platten 24 auf, die eng zueinander

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unter Belassung von axialen Strömungswegen zum Durchtritt der wärmetauschenden Gase angeordnet sind. Durch eine bei 2o angedeutete Einrichtung wird der Speicher in Drehung versetzt. Das wärmeaufnehmende Gas, nämlich Luft wird dem Speicher auf einer Hälfte des Wärmetauschers durch einen an der einen Stirnwand 12 angeordneten Einlaßstutzen 2 2 zugeführt und gegenüber durch einen Auslaßstutzen 26 an der anderen Stirnwand wieder abgeführt. In ähnlicher Weiso wird auf der anderen Hälfte des Wärmetauschers das wärmeabgebonde Gas, nämlich Verbrennungsgas, durch einen Einlaßstutzen 34 zugeführt und durch einen Auslaßstutzen 32 wieder abgeführt.

Die Plattenelemente 24 absorbieren Wärme von den durch den Einlaß 34 eintretenden und den Auslaß 32 austretenden heißen Gase und geben diese nach Drehung in den Bereich der durch den Einlaß 22 eintretenden und den Auslaß 26 austretenden Luftstrom ab, der daraufhin in nunmehr vorgewärmtem Zustand einer Kesselfeuerung zugeleitet wird.

Während des Anfahrens eines Kessels oder einer anderen Verbrennungsgase erzeugenden Vorrichtung kann eine unvollständige Verbrennung in den Brennern des Kessels dazu führen, daß Brennstoffteilchen und unvollständig verbrannte Verbrennungsprodukte in die dem Luftvorwärmer zugeführten Abgase des Kessels gelangen und sich auf dem wärmeabsorbierenden Material des Luftvorwärmers niederschlagen. Diese Niederschläge bauen sich fortgesetzt auf und können in kurzer Zeit den Gasstrom über das wärmeabsorbierende Material blockieren oder zumindestens verlangsamen. Gleichzeitig wird dabei die Temperatur der Niederschläge und des angrenzenden wärmeabsorbierenden Materials schnell steigen, weil dieses Material nicht mehr ausreichend von dem wärmeaufnehmenden Luftstrom gekühlt wird. Wenn Temperaturen von 37o bis 4oo°C erreicht werden, wird der Vorgang exotherm und es wird in den Niederschlägen Wärme in einem Ausmaß

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erzeugt, bei dem es sich selbst entzündet und der Wärmetauscher schwer beschädigt, wenn nicht sogar zerstört wird.

Insoweit zerstörerische Brande in Wärmetauschern von harmlosen "Uberhitzungsflecken" ausgehen, deren Temperatur nur wenig über der'der benachbarten wärmetauschonden Elemente lift, ist diese Erfindung auf eine Hinrichtung gerichtet, die das Auftreten solcher "l'berhitzungsf locken" entdecken soll, bevor sie sich zu einem zerstörerischen Brand ausweiten, und sie schafft zu diesen Zweck eine Anordnuno zum Reinigen eines Infrarot-Brandwächters, damit dieser zu jeder Zeit optimal betriebsbereit gehalten v/erden kann.

In Übereinstimmung mit der Erfindung 1st die auf der Eintrittsseite des zu erwärmenden Gases (Luft) angeordnete Gehäusestirnwand 12 mit einer Anzahl radial zur Rotorachse mit Abstand zueinander gelegener zylindrischer Gehäuse 42 versehen, von denen ein jedes einen Infrarotdetektor 4 4 enthält, der die Aufgabe hat, ein bestimmtes Ansteigen in der Intensität der empfangenen Infrarotstrahlen zu signalisieren und eine geeignete Alarm- oder Abschaltvorrichtung auszulösen.

Jedes zylindrische Gehäuse 42 ist von einer Mulde in einer Platte 4o aufgenommen, die eine Durchbrechung 43 in der Stirnwand 12 überdeckt und selbst mit einer öffnung versehen ist. Jedes zylindrische Gehäuse 42 enthält in seinem Mantel eine Linsenöffnung 46, die von einer zur Infrarotstrahlung durchlässigen Linse 48 überdeckt ist, welche mit nicht gezeigten Mitteln an der Innenseite des Linsengehäuses 42 befestigt ist.

Das Linsengehäuse 42, dessen Stirnenden geschlossen sind, ist diametral zur öffnung 46 mit einem radialen Halsteil versehen, der an einem daran befestigten Deckel 54 endet.

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Der Deckel trägt an seiner Innenseite den Infrarotdetektor 44 und enthält eine Öffnung 56 für die von dem Detektor 44 ausgehenden Anschlußleitunqen, wobei die für die Infrarotstrahlung durchlässige Linse 48 auf den Detektor 44 fokusiert ist, um diesen gegebenenfalls auszulösen und ein elektrisches Signal zu erzeugen, das über die Leitungen 58 weitergeleitet wird. In herkömmlicher Weise kann die Intensität der Infrarotstrahlung, das Ausmaß einer Strahlungsänderung oder die Abweichung von der Norm auf ein Ansprechen hin programmiert sein, das eine Alarmvorrichtung und/oder eine von verschiedenen Korrekturmaßnahmen auslöst.

Jedes zylindrische Linsengehäuse 42 ist mit seiner Außenseite in der Mulde der Platte 4o durch zwei das Gehäuse beiderseits des Kaisteils 52 umfassende Schellen gehalten, die an der Platte 4o mit Schrauben 66 befestigt sind. Durch die Schraube 66 läßt sich der Anpreßdruck, mit welchem das Linsengehäuse 42 gegen die Mulde in der Platte 4o gehalten ist, einstellen. Außerdem ist die Mulde rings um die darin enthaltene öffnung mit einer Dichtung 53 ausgekleidet, um Unrundheiten auszugleichen und einer Leckage zwischen den Teilen 4o und 42 vorzubeugen.

Im Betrieb bewirkt die Einschaltung des Motors 2o eine Drehung des Drehspeichers 14 um seine Achse, und das wSrmetauschende Material 24 wird fortschreitend in Berührung mit dem erwärmenden Gas gebracht. Jedes Linsengehäuse 42 befindet sich normalerweise in einer Stellung, in welcher die Linse 48 mit der öffnung 46 über der öffnung in der Platte 4o steht, so daß von einem Plattenelement 24 des Drehspeichers ausgehende Infrarotstrahlen durch die Linse 48 zum Detektor 44 hindurchtreten können. Wenn die Linse 48 durch Partikelablagerungen verschmutzt wird, nimmt das Lichtdurchlaßvermögen der Linse schnell ab. Dementsprechend wird das Linsengehäuse 42 von Hand um 9o° gedreht, wodurch

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die Öffnung 43 vom Mantel des Linsengehäuses 42 verschlossen wird, und gleichzeitig wird die verschmutzte Linse in eine Stellung gebracht, in welcher sie von außen zugänglich ist und durch eine Bedienungsperson gereinigt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

\.) Brandwächter bei einem Drehspeicherwfirmetauschcr mit mindestens einem an einer Stirnwand des feststehenden Wrirmotauschergehäuses angeordneten und durch eine von einer Linse abdeckbare Durchbrechung in der Stirnwand auf das värine- tauschende Material des Drehspeichers gerichteten Infrarotdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (48) in einem gegenüber der Stirnwand (12) des Wcirmetauschergehäuses derart verschwenkbaren Linscnge- ha'use (42) angeordnet ist, daß die Linse (48) vorübergehend in eine von außen zugängliche Reinigungsstellung gebracht werden kann.
2. Brandwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Linsengehäuse (42) zugleich den Infrarotdetektor (44) aufnimmt.
3. Brandwächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Linsengehäuse (42) als zylindrischer Hohlkörper mit geschlossenen Stirnenden und einer von der Linse (48) abgedeckten öffnung (46) in seiner Mantelwandung ausgebildet und an der Außenseite der Stirnwand (12) des Wärmetauschergehäuses beweglich und dichtend geführt ist.
4. Brandwächter nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet , daß das Linsengehäuse (42) von einer mit einer teilzylindrischen Mulde versehenen Platte (4o) bündig aufgenommen und darin durch gegen die Platte (4o) abgespannte Schellen (64) drehbar gehalten ist, wobei die Platte (4o) im Boden der Mulde eine über der Durchbrechung (43) der Stirnwand (12) des Wärmetauschergehäuses befindliche öffnung aufweist, die mit der die Linse (48) ent-

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haltenden Öffnung (46) im Linsengehäuse (42) in Deckung bringbar ist.
5. Brandwächter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mulde in der Platte (4o) mit einer Dichtung (53) ausgekleidet ist.
6. Brandwächter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsengehäuse (42) diametral zu seiner von der Linse (48) abgedeckten Öffnung mit einem radial gerichteten Halsteil (52) versehen ist, der den Infrarotdetektor (44) aufnimmt.

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