DE3344712C1 - Dampferzeuger - Google Patents
DampferzeugerInfo
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- DE3344712C1 DE3344712C1 DE19833344712 DE3344712A DE3344712C1 DE 3344712 C1 DE3344712 C1 DE 3344712C1 DE 19833344712 DE19833344712 DE 19833344712 DE 3344712 A DE3344712 A DE 3344712A DE 3344712 C1 DE3344712 C1 DE 3344712C1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/02—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters with water tubes arranged in the boiler furnace, fire tubes, or flue ways
- F22D1/12—Control devices, e.g. for regulating steam temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/008—Adaptations for flue gas purification in steam generators
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, vorzugsweise Zwangdurchlauf-Dampferzeuger, mit einem
Speisewasservorwärmer und einem rauchgasseilig zwischen Kesselaustritt und Lufterhitzereintritt angeordneten
Katalysator zur Stickoxid-Verminderung, mit einer zwischen dem Austrittsammler des Speisewasservorwärmers
und dem Eintritt in die Verdampferheizflächen angeordneten Mischstelle in Form eines Verbindungsrohres,
sowie mit einem Überhitzer.
Dampferzeuger der voranstehend beschriebenen Art mit einem Katalysator zur Verringerung der im Rauchgas
enthaltenen Stickoxide sind bekannt. Die Wirksamkeit der Katalysatoren zur Stickoxid-Verminderung ist
hierbei auf einen engen Temperaturbereich der Rauchgase zwischen 3400C und 4000C beschränkt. Bei einer
Rauchgastemperatur oberhalb von 4000C und unterhalb
von 340°C>verlierendie Katalysatoren ihre Wirkung.
Da Dampferzeuger nur in Ausnahmefällen mit gleichbleibender Last betrieben werden, müssen Maßnahmen
getroffen werden, um auch bei sehr unterschiedlichen Lastfällen die Wirksamkeit der Katalysatoren sicherzustellen.
Während ein Überschreiten der oberen Temperaturgrenze der dem Katalysator zugeführten Rauchgase
durch eine entsprechende bauliche Konzeption des Dampferzeugers vermieden werden kann, bereitet es
Schwierigkeilen, bei niedriger TdIIaM ein Unterschreiten
der unteren Temperaturgrenze zu verhindern.
Bei bekannten Dampferzeuger-Konstruktionen wird zu diesem Zweck ein Teil der Rauchgase vom normalen
Rauchgasstrom abgezweigt, um Vorheizflächen für das Speisewasser bzw. die Verbrennungsluft herumgeleitet
und dem Rauchgaskanal vor dem Katalysator zugeführt, so daß dieser heiße Rauchgasteilstrom nach seiner
Vermischung mit den durch Wärmeaustausch abgekühlten Rauchgasen die Rauchgastemperatur vor dem Eintritt
in den Katalysator erhöht. Diese bekannten Maßnahmen besitzen verschiedene Nachteile. Zum einen ist
ein großer technischer Aufwand erforderlich, weil die Kanäle und Riegelklappen für den heißen Rauchgasteilstrom
große Abmessungen aufweisen müssen. Zinn anderen entstehen bei der Vermischung des heißen Rauchgasteilstromes
mit dem kälteren Rauchgasstrom Temperatursträhnen, die sich mit vertretbarem technischen
Aufwand nicht vermeiden lassen. Derartige Temperatursträhnen verringern jedoch die Wirksamkeit der Katalysatoren.
Ausgehend von einem Dampferzeuger der eingangs beschriebenen Art, insbesondere einem Zwangdurehlauf-Dampferzeuger,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Temperatur der Rauchgase vor deren
Eintritt in den Katalysator unter allen Lastbedingungen und mit geringem technischen Aufwand auf den schmalen
Temperaturbereich zwischen 340"C und 400"C /ti
begrenzen, ohne daß aufwendige Rauchgaskanäle erforderlich sind und die Gefahr der Bildung von Temperatursträhnen
besteht.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Eintrittsammler
des Speisewasservorwärmers führenden Speisewasserleitung ein Dreiwegeventil angeordnet ist,
von dem eine Abzweigleitung zum unteren Teil der Mischstelle führt, und daß der obere Teil der Mischstelle
über ein Regelventil und eine Dampfleitung mit dem Überhitzer verbunden ist.
Durch das erfindungsgemäße Aufspalten des Speisewasserstromes in einen Teil, der dem Speisewasservorwärmer
zugeführt wird, und einen Teil, der direkt in die Mischstelle geführt wird, ist es bei allen Lastbedingungen
möglich, die untere Grenze des Temperaturbereiches nicht zu unterschreiten. Der zur Vermeidung einer
Unterkühlung der Rauchgase am Speisewasservorwärmer vorbeigeführte Speisewasserteilstrom gelangt hierbei
unmittelbar in die Mischstelle. Die Temperatur der aus dem Speisewasservorwärmer austretenden Rauchgase
kann somit dadurch oberhalb von 340°C gehalten werden, daß bei Bedarf ein bestimmter Teil des Speisewassers
am Speisewasservorwärmer vorbeigeführt wird.
Da es bei einer Beaufschlagung des Speisewasservorwärmers nur mit einem Teil des dem Verdampfer zuzuführenden
Speisewassers nicht ausgeschlossen werden kann, daß der dem Speisewasservorwärmer zugeführtc
Teilstrom zumindest teilweise verdampft, wird mit der erfindungsgemäßen Dampfleitung, die den oberen Teil
der Mischstelle über ein Regelventil mit dem Überhitzer verbindet, dafür gesorgt, daß dieser aus dem Austrittsammler
des Speisewasservorwärmers austretende Dampf nicht in die Verdampferheizflächen gelangen
kann, weil er hier zu örtlichen Überhitzungen und damit
Zerstörungen der gasdicht verschweißten Wände führen würde. Bei dem erfindungsgemäßen Dampferzeuger
wird dieser im Speisewasservorwärmer entstehende Dampf aus dem oberen Teil der Mischstelle unter Um-
M) gehung des Verdampfers unmittelbar dem Überhitzer
des Dampferzeugers zugeführt. Die zu diesem Zweck vorgesehene Dampfleitung kann durch das Regelventil
vollständig verschlossen werden, um den Eintritt von Speisewasser in den Überhitzer zu verhindern, wenn
kein Dampf im Speisevorwärmer entsteht.
Mit der Erfindung ist es somit möglich, durch einfache technische Maßnahmen, die im wesentlichen nur zwei
Leitungen und zwei Ventile umfassen, ein Untcrschrei-
OOFY
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BAD ORIGINAL
lon der unteren Temperaturgrenzc der dem Katalysator
zugeführten Rauchgase bei allen Lastzuständen des Dampferzeugers zu vermeiden. Aufgrund dieser einfachen
technischen Lösung der eingangs geschilderten Aufgabe und aufgrund des geringen Raumbedarfes läßt
sich die Erfindung nicht nur auf neu zu erstellende Dampferzeuger anwenden, sondern ist ebensogut geeignet,
vorhandene Dampferzeuger, die zur Verminderung der Stickoxide ihrer Rauchgase mit Katalysatoren
ausgestattet werden, nachträglich umzurüsten.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Dreiwegeventil in der Speisewasserleitung durch
einen im Rauchgaskanal vor dem Katalysator angeordneten Temperaturfühler gesteuert werden. Mit Hilfe
dieses Temperaturfühlers wird die Stellung des Dreiwegevcntils
verändert, so daß bei Unterschreiten einer vorgegebenen Rauchgastemperatur ein bestimmter
Teilstrom des Speisewassers unter Umgehung des Speisewasservorwärmers
direkt in die Mischstelle geführt wird, wobei die Größe dieses Teilstromes temperaturabhängig
verändert werden kann.
Das Regelventil in der Dampfleitung kann erfindungsgemäß durch eine Wasserstandsregelung in der
Mischstelle gesteuert werden, so daß einerseits stets ein Wasserstand in der Mischstelle gehalten wird, sobald
Dampf aus dem Speisewasservorwärmer austritt, und andererseits ein Verschließen der Dampfleitung erfolgt,
wenn durch Überschreiten eines maximalen Wasserstandes die Gefahr besteht, daß Wasser über die
Dampfleitung in die Überhitzerheizflächen gelangen könnte.
In der Zeichp'ing ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Dampferzeugers anhand eines vereinfachten Schaltbildes dargestellt
Die Zeichnung zeigt eine Speisewasserpumpe 1, die über eine Speisewasserleitung la mit dem Eintrittsaminlcr
2a eines Speisewasservorwärmers 2 verbunden ist. Das in diesem Speisewasservorwärmer 2 durch
die Rauchgase erwärmte Speisewasser gelangt in einen Auslrillsammlcr 26, der mit dem oberen Teil einer
Mischslelle 3 verbunden ist, die in der Art eines Verbindungsrohres
für eine Mischung des Speisewassers sorgt, bevor dieses einem Verdampfer 4 zugeführt wird. Der
aus dem Verdampfer 4 austretende Dampf gelangt über eine Leitung 5 zum Überhitzer, der auf der Zeichnung
nicht dargestellt ist.
Das in einer nicht dargestellten Brennkammer erhitzte Gas, das einen Teil seiner Wärme zuerst an die Verdampferheizflächen
und danach an nicht dargestellte Überhitzungsheizflächen abgegeben hat, wird vor seinem
Austritt aus dem eigentlichen Kessel den Wärmetauschflächen des Speisewasservorwärmers 2 zugeführt,
bevor es in einen Rauchgaskanal 6 gelangt, in dem ein Katalysator 7 angeordnet ist. Mit Hilfe dieses Katalysators
7 werden dem Rauchgas Stickoxide entzogen, bevor das Rauchgas gemäß dem in der Zeichnung dargestellten
Pfeil 8 einem nicht dargestellten Luftvorwärmer zugeführt wird. Üblicherweise werden die Rauchgase
nach Passieren des Luftvorwärmers noch einem Elektrofilter zugeführt, bevor sie in die Atmosphäre geleitet
werden.
Während es durch die bauliche Konzeption des Dampferzeugers möglich ist, dafür zu sorgen, daß in
keinem Lastbereich die dem Rauchgaskanal 6 mit dem Katalysator 7 zugeführten Rauchgase die Obergrenze
des zwischen 3400C und 4000C liegenden Temperaturbereiches
überschreiten, sind besondere Maßnahmen getroffen, um ein Unterschreiten der unteren Temperaturgrenze
von 340" C zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist in der Speisewasserlcilung la zwischen Speisewasserpumpe
1 und Einlrittsammler 2a des Speisewasservorwärmers 2 ein Dreiwegeventil 9 angeordnet, von
dem eine Abzweigleitung 10 zum unteren Teil der Mischstelle 3 führt. Auf diese Weise ist es möglich, einen
Teilstrom des Speisewassers unter Umgehung des Speisewasservorwärmers 2 unmittelbar der Mischstelle 3
zuzuführen. Die Stellung des Dreiwegeventils 9 wird
ίο durch einen Temperaturfühler 11 gesteuert, der vor dem
Katalysator 7 im Rauchgaskanal 6 angeordnet ist.
Sobald durch diesen Temperaturfühler 11 im Rauchgaskanal 6 festgestellt wird, daß sich die Rauchgastemperatur
im Rauchgaskanal 6 der unteren Grenze des voranstehend erwähnten Temperaturbereichs nähert,
wird das Dreiwegeventil 9 derart verstellt, daß ein Teilstrom des Speisewassers unter Umgehung des Speisewasservorwärmers
2 der Mischstelle 3 zugeführt wird. Durch diese Herabsetzung der den Speisewasservorwärmer
2 durchströmenden Wassermenge wird dem Rauchgasstrom eine geringere Wärmemenge im Speisewasservorwärmer
2 entzogen, so daß die Temperatur der in den Rauchgaskanal 6 eintretenden Rauchgase
ansteigt. Es wird somit dafür gesorgt, daß die untere Temperaturgrenze von 3400C auch dann nicht unterschritten
wird, wenn der Dampferzeuger beispielsweise mit Teillast betrieben wird.
Wenn dem Speisewasservorwärmer 2 nur ein-sehr geringer Teil des Speisewassers zugeführt wird, weil der
größte Teil des Speisewassers über die Abzweigeleitung 10 unmittelbar in die Mischstelle 3 geleitet wird, kann
der Fall eintreten, daß zumindest ein Teil des dem Speisewasservorwärmer
2 zugeführten Speisewassers aufgrund des Wärmeaustausches mit dem Rauchgas verdampft.
Dieser in den Austrittsammler 2b gelangende Dampf gelangt zusammen mit dem erwärmten Speisewasser
in die Mischstelle 3, welche die Form eines Verbindungsrohres hat. Der Dampf wird sich im oberen Teil
dieses rohrförmigen Gehäuses sammeln.
Um sicherzustellen, daß kein Dampf aus der Mischstelle
3 in die Heizflächen des Verdampfers 4 gelangt, weil er hier zu örtlichen Überhitzungen und damit zu
Zerstörungen der gasdicht verschweißten Verdampferwände führen würde, ist der obere Teil der Mischstelle 3
über eine Dampfleitung 12 mit der zum Überhitzer führenden Leitung 5 des Dampferzeugers verbunden. Diese
Dampfleitung 12 führt somit den sich im oberen Teil der Mischstelle 3 ansammelnden trockenen Dampf unter
Umgehung des Verdampfers 4 unmittelbar den
Überhitzerflächen zu, so daß keine Probleme bei der Beimischung dieses Dampfes aus der Mischstelle 3 entstehen.
Damit sichergestellt ist, daß durch die Dampfleitung 12 kein Wasser in die Überhitzerheizflächen gelangen
kann, ist in der Dampfleitung 12 ein Regelventil 13 angeordnet, welches die Dampfleitung 12 abschließen
kann.
Die Stellung des Regelventils 13 ist bei dem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine
Wasserstandsregelung 14 steuerbar, die in der Mischstelle 3 angeordnet ist. Diese Wasserstandsregelung 14
sorgt dafür, daß das Regelventil 13 geschlossen ist, wenn der in der Zeichnung angedeutete maximale Wasserstand
überschritten wird. Hierdurch wird das Eintreten von Wasser über die Dampfleitung 12 in die Überhitzerheizflächen
verhindert. Wird dagegen der eingezeichnete minimale Wasserstand unterschritten, weil die in der
Mischstelle 3 vorhandene Dampfmenge zunimmt und demzufolge der Wasserstand absinkt, wird das Regel-
COPY BAD ORIQINAi.
ventil 13 geöffnet, so daß dieser trockene Dampf über die Dampfleitung 12 den Überhitzerheizflächen zugeführt
werden kann. Mit dieser Ableitung des Dampfes aus der Mischstelle 3 steigt deren Wasserstand an.
Selbstverständlich ist es hierbei möglich, eine feinfühlige Wasserstandsregelung 14 zu verwenden, die im Falle
des Auftretens von Dampf in der Mischstelle 3 deren Wasserstand auf einem mittleren Niveau hält
Mit den voranstehend geschilderten Maßnahmen wird sichergestellt, daß die dem Katalysator 7 zugeführten
Rauchgase die untere Temperaturgrenze von 34O0C
nicht unterschreiten und zwar unabhängig vom jeweiligen Lastzustand des Dampferzeugers. Die Steuerung
sowohl des Dreiwegeventils 9 als auch des Regelventils 13 erfolgt hierbei selbsttätig in Abhängigkeit einerseits
vom Temperaturfühler 11 und andererseits von der Wasserstandsregelung 14 in der Mischstelle 3.
Bezugsziffernliste:
1 Speisewasserpumpe
la Speisewasserleitung
la Speisewasserleitung
2 Speisewasservorwärmer
2a Eintrittsammler
26 Austrittsammler
3 Mischstelle
4 Verdampfer
5 Leitung zum Überhitzer
6 Rauchgaskanal jo
7 Katalysator
8 Rauchgase zum Luftvorwärmer
9 Dreiwegeventil
10 Abzweigleitung
11 Temperaturfühler
12 Dampfleitung
13 Regelventil
14 Wasserstandsregelung
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
40
45
■so
55
60
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Claims (3)
1. Dampferzeuger, vorzugsweise Zwangdurchlauf-Dampferzeuger, mit einem Speisewasservorwärmer
und einem rauchgasseitig zwischen Kesseiaustritt und Lufterhitzereintritt angeordneten Katalysator
zur Stickoxid-Verminderung, mit einer zwischen dem Austrittsammler des Speisewasservorwärmers
und dem Eintritt in die Verdampferheizflächen angeordneten Mischstelle in Form eines Verbindungsrohres,
sowie mit einem Überhitzer, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Eintrittsammler
(2a) des Speisewasservorwärmers (2) führenden Speisewasserleitung (Ia^ ein Dreiwegeventil
(9) angeordnet ist, von dem eine Abzweigleitung (10) zum unteren Teil der Mischstelle (3) führt,
und daß der obere Teil der Mischstelle (3) über ein Regelventil (13) und eine Dampfleitung (12) mit dem
Überhitzer verbunden ist.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dreiwegeventil (9) in der Speisewasserleitung (la) durch einen Rauchgaskanal
(6) vor dem Katalysator (7) angeordneten Temperaturfühler (11) steuerbar ist.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (13) in
der Dampfleitung (12) durch eine Wasserstandsregelung (14) in der Mischstelle (3) steuerbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833344712 DE3344712C1 (de) | 1983-12-10 | 1983-12-10 | Dampferzeuger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833344712 DE3344712C1 (de) | 1983-12-10 | 1983-12-10 | Dampferzeuger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3344712C1 true DE3344712C1 (de) | 1985-04-18 |
Family
ID=6216593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833344712 Expired DE3344712C1 (de) | 1983-12-10 | 1983-12-10 | Dampferzeuger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3344712C1 (de) |
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- 1983-12-10 DE DE19833344712 patent/DE3344712C1/de not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |