DE2915486C2 - Korrosionsbeständiger Mehrzug-Luftvorwärmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen korrosionsbeständigen Mehrzug-Luftvorwärmer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Luftvorwärmer werden vorzugsweise in der Energiewirtschaft bei Dampferzeugern verwendet.

Bei solchen Luftvorwärmern wird Kaltluft durch aggressive, korrodierend wirkende heiße Abgase erhitzt, die durch von der Kaltluft umströmte Heizrohre geleitet werden. Die ersten umströmten Züge sind besonders stark der Korrosion ausgesetzt. Sie werden dadurch gegen Korrosion geschützt, daß der um die Rohre des ersten Zuges geführte Teil des Luftstromes auf eine relativ hohe Temperatur vorerhitzt wird. Der restliche Teil des Kaltluftstromes wird dann in Stufen in die zwischen den Zügen zur Führung der Luft angeordneten Luftumlenkkanäle zugemischt.

Das Mischen von Kalt- und Warmluft erfolgt bei bekannten Luftvorwärmern durch Anschluß der Kaltluftzuführung an eine Mischvorrichtung, die sich innerhalb eines Luftumlenkkanals befindet.

Die Korrosionsbeständigkeit eines mehrzügigen Luftvorwärmers hängt in hohem Maße von der Wirksamkeit der Mischvorrichtungen für Kalt- und vorerhitzter Luft ab, die jedoch aus Kostengründen für den Luftvorwärmer möglichst geringe Abmessungen haben sollen, um sie in den Luftumlenkkanälen unterzubringen. &o

Ein Mehrzug-Luftvorwärmer der vorstehend beschriebenen Gattung ist z. B. in der SU-PS 1 80 283 beschrieben. Dieser Luftvorwärmer weist vier hintereinander geschaltete Züge von Heizrohren auf, die durch Luftumlenkkanäle miteinander verbunden sind. Ein Teil der Luft wird in einem Vorwärmer erhitzt und nach seinem Durchgang durch den ersten Zug in einem Luftumlenkkanal mit Kaltluft gemischt. Ein weiterer Teil der Kaltluft wird dem Luftumlenkkanal zwischen dem zweiten und dem dritten Zug zugeführt.

Der bekannte Luftvorwärmer hat den Nachteil, daß bei ihm wegen der erforderlichen Länge der Mischstrekke für Kalt- und vorerhitzte Luft die Luftumlenkkanäle relativ groß bemessen werden müssen. Ferner stellt die Mischvorrichtung einen selbständigen Bauteil dar, der innerhalb eines Luftumlenkkanals mit erheblichem Bauaufwand untergebracht werden soll.

Hieraus ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ableitbar, die darin besteht, den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Mehrzug-Luftvorwärmer dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Mischvorrichtung einen integrierten Bauteil des Luftvorwärmers darstellt und bei hoher Wirksamkeit und geringen Abmessungen, d.h. bei Erreichen einer bestmöglichen Durchmischung von Kalt- und vorerhitzter Luft auf kürzester Strecke innerhalb des Luftvorwärmers raumsparend untergebracht werden kann.

Die Aufgabe ist mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Der Patentanspruch 2 hat eine vorteilhafte Weiterbildung der im Kennzeichen des Patentanspruches 1 beschriebenen Lösung zum Inhalt

Der erfindungsgemäße Luftvorwärmer besitzt eine raumsparende, wirksame und kostengünstig herzustellende Mischvorrichtung. Die aus der Mischvorrichtung austretend? Luft ist gut durchmischt Dies ermöglicht es, die Mischtemperatur nahe der niedrigst zulässigen Grenze zu halten, was eine hohe Wirtschaftlichkeit des Luftvorwärmers bei sicherem Schutz desselben vor Korrosion erreichen läßt. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Mischvorrichtung ist der Verlauf der Luftströme aus den nebeneinanderliegenden Mischrohren weitgehend gleich gerichtet Die einzelnen Durchsätze ergänzen sich mengenmäßig gegenseitig, so daß der Gesamtdurchsatz in einem beliebigen Querschnitt der gleiche bleibt, wodurch auch die Mischtemperatur über die Länge der Mischrohre weitgehend konstant ist. Dies ermöglicht es, die Mischtemperatur an die optimale Temperaturgrenze näher zu bringen, so daß auch der zweite Zug des Luftvorwätmers vor Korrosion geschützt wird. Dies gilt entsprechend auch für den dritter. Zug des Luftvor-varmers. Der Luftvorwärmer weist durch die Bauart und die Anordnung der Mischvorrichtung einen guten Wirkungsgrad auf, da nur ein kleiner Teil des Luftstromes durch Vorwärmung auf eine hohe Temperatur gebracht wird und die Mischtemperatur von Kalt- und Warmluft nahe an der optimalen Grenze gewählt werden kann.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Luftvorwärmer in schematischer Darstellung,

Fig.2 den Querschnitt A ... Bdurch den ersten Zug des Luftvorwärmers nach Fig. 1 mit vergrößerter Darstellung der Mischrohre,

Fi g. 3 den Querschnitt durch eine Luftverteilerkammer mit Mischrohren gemäß einer Variante der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 enthält der erste Zug 1 des Luftvorwärmers Bündel von Heizrohren 2. In Strömungsrichtung der Luft folgen, durch Umlenkkanäle 3 und 13 verbunden, die Heizrohrzüge 11 und 12. Am Heizrohrbündel 2 befindet sich eine Mischvorrichtung 4, die Kalt- und Warmluft miteinander mischt. Die Mischvorrichtung 4 stellt ein System von parallelen

Rohren 5 dar, die über ihre Länge verteilt Löcher 24 aufweisen. Die Mischrohre 5 sind an einer Kaltluft-Verteilungskammer 6 angeschlossen, der die Kaltluft durch . einen LuftzufühmngFkanal 7 zugeführt wird. Ein weiterer Luftzuführungskanal 8, der aber nur mit einem kleineren Teil des Kaltluftstromes beaufschlagt wird, enthält eine Luftheizvorrichtung 9. Der gjnze Kaltluftstrom wird durch ein Gebläse 10 gefördert

Die Wirksamkeit der Mischung von Kalt- und Warmluft wird durch die besondere Anordnung de. Löcher 24 in den Mischrohren 5 der Mischvorrichtung 4 günstig beeinflubt, so daß die Kaltluftströme 18 quer zu der Strömungsrichtung 16 der Warmluft austreten.

Fig.2 zeigt die Heizrohre 2 des ersten Zuges 1 und den aus diesem Zug austretenden Warmluftstrom 16 V; sowie Rohre 5 der Mischvorrichtung 4 mit aus den ϊ Löchern 24 der Rohre 5 austretenden Kaltluft 18. Die ii'i Mischluft strömt dann aus der Mischvorrichtung 4 in U Richtung der Pfeile 19 in den Luftumlenkkanal 3 und ;? weiter zwischen die Heizrohre des zweiten Zuges 11 des U Luftvorwärmers.

t. Gemäß einer Variante der Erfindung nach Fig.3 \--_: werden die Mischrohre 5 von einander gegenüberlie- !/ genden an den Luftzuführungskanal 7 angeschlossenen i: Verteilungskammern 6 und 6' gespeist, während die den '■:■·- Verteilungskammern jeweils gegenüberliegenden En-Γ den der Mischrohre 5 verschlossen sind. Dadurch wird :, ein vollständiges Ausströmen der Kaltluft durch die Löcher 24 in die Mischvorrichtung 4 und eine gleichmäßige Temperaturverteilung erreicht. Die Mischrohre 5 können in zwei oder auch in mehreren den Heizgasrohren 2 parallelen Reihen angeordnet sein.

Gemäß Fi g. 1 wird für die Mischvorrichtung 4 eine Gruppe von Heizgasrohren 2 des ersten Luftvorwärmerzuges 1 benutzt, die vom Heizgasstrom abgetrennt sind. Die Mischvorrichtung 4 ist somit als Ganzes mit dem Heizrohrbündel 2 des ersten Zuges 1 ausgeführt Dabei ist der Querschnitt des Luftkanals hinter dem ersten Zug entsprechend verkleinert, um die am Luftzuführungskanal 7 angeschlossenen Verteilerkammern unterzubringen.

Die Wirkungsweise des Mehrzug-Luftvorwärmers nach der Erfindung ist wie folgt:

Das Gebläse 10 fördert die Kaltluft durch zwei Luftzuführungskanäle 7 und 8. Im kleineren Luftzuführungskanal 8 ist eine Luftheizvorrichtuiig 9 zum Vorheizen der Kaltluft vorgesehen. In dieser Luftheizvorrichtung 9 wird ein kleiner Teil des Kaltluftstromes — z. B. mit Dampf — so weit erhitzt, daß er beim Eintritt zwischen die Rohre 2 des ersten Zuges 1 des Luftvorwärmers die Heizrohre 2 desselben vor Korrosion schützt, indem er ihre Temperatur am Eintritt über den Taupunkt erhöht.

Dieser Teil des Luftstromes wird im ersten Zug 1 des Luftvorwärmers noch weiter erwärmt und weist beim Austritt aus dem Raum zwischen den Heizrohren 2 über den ganzen Querschnitt eine relativ hohe Temperatur auf. Unmittelbar hinter dem ersten Zug 1 durchströmt die vorerhitzte Luft die Vorrichtung 4. Aus den Mischrohren 5 der Mischvorrichtung 4 treten quer zu der Warmluft 16 Kaltluftstrahlen 18 aus. Diese kalte Luft die den größten Teil des Gesamtluftstromes bildet und in Umgehung des ersten Zuges 1 geführt wird, tritt in die Mischrohre 5 aus der Verteilerkammer 6 — oder aus zwei Verteilerkammern 6, 6' — ein, an der bzw. an den der Luftzuführungskanal 7 angeschlossen ist. Der ganze aus dem zweiten Zug 11 austretende Luftstrom wird durch den nächsten Luftumlenkkanal 13 zum dritten Zug 12 geleitet. Nach Verlassen des dritten und letzten Zuges des Mehrzug-Luftvorwärmers tritt die Luft z. B. in den Brennraum eines Dampferzeugers, oder in den Brennraum eines Ofens ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Korrosionsbeständiger Mehrzug-Luftvorwärmer mit Bündeln von Heizrohren, welche zu hintereinander geschalteten Zügen zusammengefaßt s sind, weiterhin mit Luftumlenkkanälen, welche die benachbarten Züge nacheinander verbinden, und mit Kaltluftzuführungskanälen, von denen einer eine Heizvorrichtung zum Vorwärmen eines durch den ersten Zug geführten Teils des Kaltluftstromes enthält, während die anderen Luftzuführungskanäle über Mischvorrichtungen für Kalt- und Warmluft an die Luftumlenkkanäle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch vorrichtungen (4) aus einer Gruppe von vom Heizgasstrom abgetrennten Rohren (2) eines Zuges des Luftvorwärmers bestehen, wobei die Rohrgruppe unmittelbar dem Luftumlenkkanal benachbart ist und die Rohre (5) über ihre ganze Länge mit Löchern (24) versehen sind und die Löcher (24) so angeordnet sind, daß die Kattluftstrahlen (18) quer zur Richtung der diese Rohre umströmenden Luft (16) austreten.

2. Luftvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Mischrohre (22,23) der Mischvorrichtung jeweils an gegenüberliegenden Seiten an einem Ende verschlossen und mit den anderen Enden an je einer Kaltluft-Verteilerkammer (20,21) angeschlossen sind.

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