DE3144789A1

DE3144789A1 - Process and equipment for heat recovery in directly steam-heated autoclaves

Info

Publication number: DE3144789A1
Application number: DE19813144789
Authority: DE
Inventors: Kurt 6831 Plankstadt Herrmann
Original assignee: DURMERSHEIM BAUSTOFFWERKE; JOHANN STAHL KESSEL und APPARA
Current assignee: DURMERSHEIM BAUSTOFFWERKE; JOHANN STAHL KESSEL und APPARA
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1983-05-19

Abstract

The invention relates to a process and equipment for heat recovery in directly steam-heated autoclaves, the invention being intended in particular for application in brick-hardening vessels or processes which operate by similar mechanisms. The point here is to utilise the heat of the condensate arising in the autoclave and the heat of the flash steam and residual steam in the best possible way without carrying out special controls and switching steps. This is achieved essentially by carrying out the heat exchange between condensate, flash steam and residual steam with the fresh feedwater in two or more stages via an appropriate number of feedwater tanks (7, 12) with hot-water cascades (16, 13). The condensate is here passed first through a heat exchanger (6) to a condensate receiver (9), where a phase separation into steam and water takes place. The resulting values are slightly above atmospheric pressure, and the boiler feedwater is heated in the hot-water cascades to a temperature of more than 100 DEG C, utilising the condensate temperature. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung Process and device for heat recovery

bei direkt dampfbeheizten Autoklaven Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei direkt dampfbeheizten Autoklaven, wobei das im Autoklaven anfallende Kondensat zur Erwärmung von Frischspeisewasser über Wärmetauscher geführt wird und Entspannungs- und Restdampf in das Speisewasser eingeblasen werden. in the case of directly steam-heated autoclaves The invention relates to a method for heat recovery in the case of directly steam-heated autoclaves, whereby the in the autoclave Accumulated condensate for heating fresh feed water passed through heat exchangers and expansion and residual steam are blown into the feed water.

Bei Autoklaven, in welche der Dampf direkt in den Autoklavenraum eingeblasen wird, wird dieser und damit auch das Kondensat meistens durch den Autoklaven verunreinigt. Damit kann das Kondensat nicht mehr in den Dampferzeuger eingespeist werden und geht mit hohem Wärmeinhalt verloren. Außerdem wird am Ende jeder Autoklavencharge Restdampf in die Atmosphäre geblasen.In the case of autoclaves in which the steam is blown directly into the autoclave space is, this and thus also the condensate is mostly contaminated by the autoclave. This means that the condensate can no longer be fed into the steam generator and is lost with a high heat content. In addition, at the end of each autoclave batch Residual steam is blown into the atmosphere.

Es sind Verfahren zur Wärmerückgewinnung bekannt, bei denen dem Kondensat die Wärme über Wärmetauscher entzogen wird und der Entspannungs- und Restdampf über Düsenrohre in das Speise wasser eingeblasen wird. Diese Verfahren erfordern entsprechende Regelungen der Aufheizvorgänge und vor allen Dingen bei dem Ausblasen des Restdampfes einen Umschaltvorgang von dem Wärmerückgewinnungssystem auf eine Abblaseleitung, die in die Atmosphäre mündet, um vor dem Öffnen der Autoklaven einen überdrucklosen Zustand sicherzustellen. Nebe diesem regelungstechnischen Aufwand ergibt sich auch noch der Nachteil, daß die Wärmerückgewinnung nur ungenügend ist.There are known methods for heat recovery in which the condensate the heat is extracted via heat exchangers and the expansion and residual steam via Nozzle pipes are blown into the feed water. These procedures require appropriate Regulations of the heating processes and, above all, of the blowing out of the residual steam a switchover process from the heat recovery system to a blow-off line, which empties into the atmosphere in order to have an overpressure-free before opening the autoclave Condition. In addition to this control-related effort, there is also nor the disadvantage that the heat recovery is insufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmerückgewinnung ohne Uurchi'iihrunp; von berlondergeWrl lçezel urlgen sind Schaltvorgängen optimal zu gestalten.The invention is based on the object of heat recovery without Uurchi'iihrunp; from berlondergeWrl lçezel urlgen, switching operations are optimally controlled design.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wärmeaustausch zwischen Kondensat, Entspannungs- und Restdampf mit dem Frischspeisewasser in zwei oder mehreren Stufen über eine entsprechende Anzahl von Speisewasserbehältern mit Heißwasserkaskaden vorgenommen wird.This object is achieved according to the invention in that the heat exchange between condensate, expansion and residual steam with the fresh feed water in two or several stages with a corresponding number of feed water tanks Hot water cascade is made.

Ein weiterer vorteilhafter Verfahrensschritt besteht darin, daß das Kondensat nach dem Wärmetauscher wenigstens einem Kondensatsammelbehälter zugeführt wird, in dem eine Phasentrennung in Dampf und Wasser auf Werte, die geringfügig über Atmosphärendruck liegen, in einem entsprechend großen Dampfraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels durchgeführt wird.Another advantageous process step is that the Condensate fed to at least one condensate collector after the heat exchanger in which a phase separation into steam and water to values that are slight above atmospheric pressure, in a correspondingly large vapor space above the Liquid level is carried out.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß das Kesselspeisewasser in den Heißwasserkaskaden auf eine Temperatur von über 1000C bis zu einer der mittleren Kondensattemperatur entsprechenden Maximaltemperatur aufgeheizt wird.It is also advantageous that the boiler feed water in the hot water cascade to a temperature of over 1000C up to one of the mean condensate temperature corresponding maximum temperature is heated.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens mit einem direkt dampfbeheizten Autoklaven, dessen Kondensat über eine Leitung einem in einem Behälter angeordneten Wärmetauscher zuführbar ist, besteht darin, daß der Wärmetauscher an einem Kondensatsammelbehälter angeschlos sen ist, dessen Dampfraum mit Behältern mit Heißwasserkaskaden verbunden ist, die das Heißwasser in einen Dampferzeuger einspeisen.An advantageous device for performing this method with a directly steam-heated autoclave, the condensate of which is a is arranged in a container heat exchanger can be supplied, is that the Heat exchanger is ruled out on a condensate collecting tank, the vapor space of which is connected to tanks with hot water cascades, which the hot water in a Feed in the steam generator.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, daß für den Restdampf die Leitungsquerschnitte der Verbindungsleitungen von den Autoklaven zum ersten Behälter und dessen Kaskade für einen nahezu drucklosen Zustand, d.h.An advantageous embodiment of the device is that for the residual steam, the cross-sections of the connecting lines from the autoclaves to the first container and its cascade for an almost pressureless state, i.e.

für einen maximalen Widerstand von etwa 0,5 m.WS ausgelegt sind.are designed for a maximum resistance of about 0.5 m water column.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß die Heißwasserkaskaden auf die Behälter aufgesetzt und mit Einbauten versehen sind.Finally, it is advantageous that the hot water cascades on the Containers are put on and provided with internals.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung haben den wesentlichen Vorteil, daß die Wärmerückgewinnung ohne Regelungen der Aufheizvorgänge bzw. ohne Umschaltvorgänge vorgenommen werden kann. Hierbei ergibt sich ein optimaler Entzug der Wärme aus dem Kondensat bzw. dem Entspannungs- und Restdampf. Die so gewonnene Wärme kann dann direkt wieder dem Dampferzeuger zugeführt werden. Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung bei Steinhärtekesseln und Kesseln zum Erzeugen von Gasbeton bzw.The method and the device according to the invention have the essential Advantage that the heat recovery without regulation of the heating processes or without Switching operations can be made. This results in an optimal withdrawal the heat from the condensate or the expansion and residual steam. The one won in this way Heat can then be fed back directly to the steam generator. Particularly beneficial the method and the device according to the invention can be used in stone hardening kettles and boilers for producing aerated concrete or

Verfahren, die nach ähnlichen Prozessen ablaufen, anwenden.Use procedures that follow similar processes.

Das Verfahren und die Vorrichtung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The method and the device are based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist eine derartige Anlage schematisch dargestellt, wobei mit dem Bezugszeichen 1 die Autoklaven gekennzeichnet sind. Insbesondere eignet sich das Verfahren und auch die dargestellte Anlage für Steinhärtekessel und ähnlich ablaufende Prozesse, wobei der Dampf über einen Dampferzeuger 2 eine Leitung 3 und ein Leitungssystem 4 den Kesseln 1 zugeführt wird. Das in dem Härtekessel 1 anfallende verunreinigte Kondensat wird über eine Sammelleitung 5 einem oder mehreren Wärmetauschern 6 zugeführt,wobei ein solcher Wärmetauscher in einem Speisewasserbehälter 7 angeordnet ist. Dem Kondensat wird hierbei teilweise die Wärme entzogen und es wird das in diesem Behälter 7 befindliche Speisewasser sufgeheizt und teilweise verdampft.Such a system is shown schematically in the drawing, the autoclaves being identified by the reference numeral 1. Particularly suitable the process and the system shown for stone hardening kettles and similar ongoing processes, the steam via a steam generator 2, a line 3 and a line system 4 is fed to the boilers 1. The accumulating in the hardening kettle 1 Contaminated condensate is via a collecting line 5 to one or more heat exchangers 6 supplied, such a heat exchanger being arranged in a feed water tank 7 is. The heat is partially withdrawn from the condensate and the in This container 7 located feed water is heated and partially evaporated.

Das Kondensat gelangt über eine weitere Verbindungsleitung 8 von dem Wärmetauscher 6 zu einem Kondensatsammelbehälter 9, der einen Dampfraum 10 aufweist. Dieser Dampfraum 10 dient zur Entspannung des Kondensats und zur Phasentrennung in Dampf und Wasser auf Werte, die geringfügig über Atmosphärendruck liegen.The condensate arrives via a further connecting line 8 from the Heat exchanger 6 to a condensate collecting container 9, which has a steam space 10. This steam space 10 is used to relax the condensate and to Phase separation in steam and water to values that are slightly above atmospheric pressure lie.

Der Wärmeaustausch zwischen dem Kondensat und dem Speisewasser erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in zwei Stufen unter Benutzung des Speisewassers selbst als Wärmeträger, wobei der Dampfraum 10 des Sammelbehälers 9 über eine Leitung 11 mit einem ersten Speisewasserbehälter 12 verbunden ist, der als Aufbau eine Kaskade 13 mit Einbauten 14 aufweist. Der Mediumtransport zwischen dem Behälter 9 und dem Behälter 12 erfolgt durch den Systemdruck.The heat exchange between the condensate and the feed water takes place in the illustrated embodiment in two stages using the feed water itself as a heat transfer medium, the vapor space 10 of the collecting container 9 via a line 11 is connected to a first feed water tank 12, which is a cascade structure 13 with internals 14 has. The medium transport between the container 9 and the Container 12 takes place through the system pressure.

Dieser erste Behälter 12 ist über eine Leitung 15 mit der Kaskade 16 des weiteren Behälters 7 verbunden, wobei die Förderung des Kesselspeisewassers mit Hilfe einer Pumpe 17 erfolgt. Das in dieser zweiten Vorwärmstufe aufgeheizte Kesselspeisewasser wird über eine Leitung 18 zum Dampferzeuger 2 gefördert, und zwar unter Verwendung einer Förderpumpe 19.This first container 12 is connected to the cascade via a line 15 16 of the further container 7 connected, the promotion of the boiler feed water takes place with the aid of a pump 17. The one heated in this second preheating stage Boiler feed water is conveyed to the steam generator 2 via a line 18, and although using a feed pump 19.

Der bei der Entspannung im Dampfraum 10 entstehende Dampf wird in der Vorwärmkaskade 13 des Speisewasserbehälters 12 praktisch ohne meßbaren Druckverlust auf maximal 1000 C erwärmt, wobei der Abdampf entweder kondensiert oder nach Durchströmen der Kaskadeneinbauten 14 in die Atmosphäre abgeführt wird. In der nachgeschalteten Vorwärmstufe mit dem Behälter 7 und der auf diesem Behälter angeordneten Aufheiz-und Entgasungskaskade 16 wird das Eesselspeisewasser auf eine Temperatur von über 1000 G bis zu einer maximalen Temperatur die der mittleren Kondensattemperatur entspricht, aufgeheizt.The steam resulting from the expansion in the steam space 10 is in the preheating cascade 13 of the feed water tank 12 with practically no measurable pressure loss heated to a maximum of 1000 C, the exhaust steam either condensing or flowing through the cascade internals 14 is discharged into the atmosphere. In the downstream Preheating stage with the container 7 and the heating-up and heating-up steps arranged on this container Degassing cascade 16 is the boiler feed water to a temperature of over 1000 G up to a maximum temperature that corresponds to the mean condensate temperature, heated up.

Weiterhin ist das Leitungssystem 4 über eine Leitung 20 mit dem Dampfraum des Behälters 12 verbunden, so daß der Rest- dampf von den Härtekesseln 1 über die Kaskade 13 ausgeblasen werden kann. Die Leitungsquerschnitte und auch die Anordnung und Ausgestaltung der Einbauten 14 sind derart gewählt, daß die Härtekessel 1 bis zu einem praktisch überdrucklosen Zustand ohne Umschaltvorgänge über diese Kaskade 13 ausgeblasen werden können. Dieser maximale Druckwiderstand liegt bei etwa 0,5 mWS.Furthermore, the line system 4 is connected to the steam space via a line 20 of the container 12 connected so that the remaining steam from the hardening kettles 1 can be blown out via the cascade 13. The cable cross-sections and also the arrangement and configuration of the internals 14 are chosen so that the hardening kettle 1 to a practically overpressure-free state without switching processes via this Cascade 13 can be blown out. This maximum pressure resistance is included about 0.5 mWS.

An der ersten Vorwärmstufe, d.h. an der Kaskade 13, ist oberhalb der Einbauten 14 ein Anschluß 21 für kaltes Speisewasser vorgesehen. Weiterhin ist zur besseren Ausnutzung und Anpassung der Anlage eine Verbindung 22 zwischen der Leitung 12 und der Kaskade 13 vorgesehen.At the first preheating stage, i.e. at the cascade 13, is above the Internals 14, a connection 21 for cold feed water is provided. Furthermore, for better utilization and adaptation of the system a connection 22 between the line 12 and the cascade 13 are provided.

Mit. allen diesen Maßnahmen lassen sich die Betriebsdaten von Druck und Temperatur in den Kaskaden 16 und 13 automatisch ohne Umschaltungen und Regelungen an die Betriebsdaten der Kessel 1 von dem Anfahrzustand bis zu dem Ausblasen auf überdrucklosen Zustand anpassen.With. All of these measures allow the operating data of pressure and temperature in the cascades 16 and 13 automatically without switchovers and controls to the operating data of the boiler 1 from the start-up to the blow-out Adjust the overpressure-free state.

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Claims

Claims Process for heat recovery with direct steam heating Autoclaves, whereby the condensate accumulating in the autoclave is used to heat fresh feed water is passed through heat exchangers and expansion and residual steam into the feed water are blown in, characterized in that the heat exchange between condensate, Relaxation and residual steam with the fresh feed water in two or more stages via a corresponding number of feed water tanks with hot water cascades is made.

2. The method according to claim 1, characterized in that the condensate is fed to at least one condensate collecting tank after the heat exchanger, in which a phase separation into steam and water to values that are slightly above atmospheric pressure lie in a correspondingly large vapor space above the liquid level is carried out.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the Boiler feed water in the hot water cascades to a temperature of over 1000 C up to a maximum temperature corresponding to the mean condensate temperature is heated.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, with a directly steam-heated autoclave (1), the condensate of which is via a line (5) can be fed to a heat exchanger (6) arranged in a container (7), thereby characterized in that the heat exchanger (6) is connected to a condensate collecting tank (9) is, the steam space (10) with containers (12,73 with hot water cascades (13,16) connected which feed the hot water into a steam generator (2).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that for the Residual steam the line cross-sections of the connecting lines (4,20) from the autoclave (1) to the first container (12) and its cascade (13) for an almost unpressurized State, i.e. designed for a maximum resistance of about 0.5 m WS.

6. Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that the hot water cascades (13, 16) placed on the container (12, 7) and with internals (14) are provided.