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BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wärmeanlagen und betrifft
insbesondere Kessel.
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Diese Erfindung kann bei der Kesselmontage- und aber holung verwendet
werden, welche Kessel schottartige Heizflächen aufweisen, die im Gaszug des Kessels
längs der Strömungsrichtung der Abgase aufgehängt sind.
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Diese Erfindung kann besonders erfolgreich in Abhitzkesseln der NE-Metallurgie,
die zur Abkäbiung von Abgasen aus Konvertern, Flammöfen, Wannenschmelzöfen und anderen
Verhüttungsöfen angewandt werden, sowie in Kraftwerkkesseln zur Dampferzeugung verwendet
werden.
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Gegenwärtig ist das Problem einer Verkürzung der Montagedauer für
Abhitzkessel und insbesondere der oberholungsdauer aktuell, da ein häuriger Ausfall
der lleizflächen infolge z.B. einer schwefelsauren Korrosion der Rohre der Heizflächen
zu einem längeren Stillstand der Abeitzkessel und folglich auch des Verhüttungsofens
führt.
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Die Versuche, das genannte Problem zu lösen, führten zur Entwicklung
eines Kessels (s. Maximov V.M. "Dampfleistungsstarke Kesselaggregate", M., 1961,
S. 90, Abb. 40).
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Der bekannte Kessel ist II förmig ausgeführt. Im Gaszug des Kessels
sind Heizflächen untergebracht, die schottartig ausgebildet sind. Der Dampfsammler
jedes der Schotte ist mittels Aufhängungen mit zwei Trägern des Kesselgerüstes verbunden,
die sich voneinander in einem Abstand befinden, der geringer als die Länge des Sammlers
des Schottes ist.
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Die genannte bauliohe Gestaltung des Kessels gestattet jedoch eine
ungehinderte Herausnahme der Schotte aus dem Gas zug während der Demontage und überholung
des Kessels nicht, da es notwendig ist, die Kesselträger zu demontieren, wodurch
die Standzeit des Kessels verlängert wird.
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Die Versuche, die Standzeit des Kessels während der Überholung durch
eine Zeitverkürzung bei der Herausnahme von Schotten aus dem Gaszug zu reduzieren,
führten zur Entwicklung eines Kessels gemäß SU-Urheberschein Nr.787777.
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Im Berührungsteil des Gaszuges des bekannten Kessels befinden sich
längs der Strömungsrichtung der Abgase Be-
rührungsheizflächen,
welche in Gestalt von röhrenförmigen Schotten aus U-förmigen Rohren ausgebildet
sind.
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Der Sammler jedes der Schotte ist mit zwei Tragbalken mittels einer
kinematischen Bindung verbunden, welche an zwei Trägern des Kesselgerüstes gelenkig
befestigt sind.
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Die kinematische Bindung stellt r -förmige Konsolen dar. Jede der
Konsolen ist mit dem einen Ende am Sammler des Schottes angeschweißt, das andere
Ende liegt frei auf dem ragbalksn. Die Verbindung des Tragbalkens mit dem Träger
stellt eine Zugstange dar, bei der mindestes ein Ende mit einem der Balken gelenkig
verbunden ist. Die Länge des Sammlers jedes Schottes ist kleiner als der Abstand
zwischen zwei Trägern, mit denen der Sammler in Verbindung steht. Der Abstand zwischen
zwei Tragbalken ist geringer als der zwischen den *?rägern, mit denen die Tragbalken
verbunden sind.
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Eine derartige bauliche Gestaltung des Kessels führt zu einer Verkürzung
der Standzeit des Kessels während der Uberholung, da für die Herausnahme der Schotte
aus dem Gaszug keine Demontage der Träger erforderlich ist.
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Der bekannte Kessel weist jedoch eine geringere Zuverlässigkeit auf,
da die Zone der Verbindung des Sammlers mit der Konsole neben einer inneren Spsnnu:ng
auch einer Spannung von der Einwirkung der Biege- und Drehmomente ausgesetzt wird.
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Bei einer beschränkten Höhe des Kesselhauses ist es zweckmäßig, die
Uberholung von Schotten innerhalb des Kessels vorzunehmen. Dazu müssen die Schotte
in den unteren Teil des Gaszuges gesenkt werden, wobei die Konsolen im voraus abgebaut
werden, wodurch die Uberholungsdauer verlängert und die Überholungskosten erhöht
werden.
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Der ErSindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kessel zu entwickeln,
in dem die bauliche Gestaltung der Befestigung von Schotten eine wesentliche Zeitverkürzung
für die Demontage und Montage dieser Schotte bei einer Erhöhung der Betriebssicherheit
des Kessels im ganzen gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Kessel, im dessen
Gaszug sich längs der ßtrömungsrichtung der Abgase röhrenförmige Heizflächen befinden,
welche in Gestalt von Schotten ausgebildet sind, der Sammler jedes der Schotte
mittels
einer kinematischen Bindung mit zwei Tragbalken in Verbindung steht, jeder von denen
mit einem Träger des Kesselgerüstes kinematisch verbunden ist, erfindungsgemä die
zwei Tragbalken untereinander durch Querbalken zur Bildung von mindestens zwei Rahmen
verbunden sind, an jedem von denen iaindestens zwei Schotte aufgehängt sind, die
kinematische Bindung jedes Sammlers mit den Tragbalken aber mittels zwei Zugstangen
gebildet wird, jede von denen durch ein Ende mit dem Tragbalken und durch das andere
Ende mit dem Sammler gelenkig in Verbindung steht.
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Eine derartige Ausführung des Kessels gewährleistet eine wesentliche
Zeitverkürzung für die Demontage und Montage von Schotten bei einer Erhöhung der
Betriebssicherheit des Kessels aufgrund einer eigenständigen konstruktiven Gestaltung
der Befestigung von Schotten im Gaszug und der Beseitigung der Einwirkung der Biege-
und Drehmomente auf die Sammler der Schotte.
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Die Befestigung der Schotte an den Rahmen, welche durch Verbindung
von Tragbalken mit Querbalken gebildet sind, führt zu einer ZeitverkUrzung für die
Demontage und IUiontage der Heizflächen während der Überholung des Kessels und gewährleistet
eine Verringerung des Arbeitsaufwandes bei der Montage und Überholung des Kessels.
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Die Gestaltung der kinemåtischen Bindung als zwei Zug*-stangen, jede
von denen durch das eine Ende mit dem Tragbalken und durch das andere Ende mit dem
Sammler gelenkig in Verbindung steht, ermöglichte eine Entlastung des Sammlers,
auf den ein Innendruck ausgeübt wird, von der Einwirkung der Biege- und Drehmomente.
Das letztere führt zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit des Kessels im ganzen.
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Janrelange Erfahrungen mit dem Kesselbetrieb, besonders in der NS-Metallurgie,
zeigen, daß es praktisch nicht möglich ist, schottartige Berührungsheizflächen in
ihrer Betriebslage zu überholen, deshalb reduziert die erfindungsgemä.ße Gestaltung
der Befestigung von Schotten die Überlohungszeiten des Kessels ungefähr auf die
Hälfte.
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Andere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden anhand des nachfolgenden
konkreten Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 schematisch einen Kessel in Isometrie; Fig.
2 zwei Rahmen, welche durch Trag- und Querbalken gebildet werden, an jedem von denen
Heizflächen gelenkig aufgehängt sind, Ansicht von der vorderen Kesselwand, in vergrößerem
Maßstab; Fig. 3 eine bauliche Gestaltung der kinematischen Bindung, Ansicht in Pfeilrichtung
A der Fig. 2, in vergrößertem Maßstab; Fig. 4 einen Rahmen, der durch Trag und querbalken
gebildet wird, an dem Heiflächen aufgehängt sind, in vergrößertem Maßstab.
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Ein Abhitzkessel 1 (Fig.l), bestimmt zur Abkühlung von Abgasen aus
Ofen der NE-ldetallurgie, enthält einen waagerechten Gaszug 2, dessen Seitenwände
mit röhrenförmigen gasdichten Platten 3 abgeschirmt sind. Rohre 4 jeder der Platten
3 sind mit einem Eintrittssammler 5 und einem Austrittssammler 6 verbunden. Die
Austrittssammler 6 der Platten 3 sind mittels Federaufhängungen 7 an längsverlaufenden
Trägern 8 eines Gerüstes 9 autgehängt (in Fig. teilweise dargestellt).
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Jede der Federaufhängungen 7 stellt z.B. eine metallische Zugstange
10 dar, bei der ein sunde am Austrittssammler 6 gelenkig befestigt ist, das andere
Ende aber mit einem Gewinde versehen und am Träger 8 mittels einer Mutter befestigt
ist (in Fig. nicht dargestellt). Das mit einem Gewinde versehene Ende der Zugstange
10 wird durch zwei Platten 11 hindurchgeführt, zwischen denen eine Feder 12 angebracht
ist. Die untere Platte 11 liegt frei auf dem Träger 8.
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An der Vorderwand des Gaszuges 2 ist eine Eintrittsöffnung 13 für
die Durchströmung von Abgasen vorgesehen. Die Platten 3 der Seitenwände im unteren
Teil des Gaszuges 2 bilden einen Bunker 14 zum Sammeln und Entfernen von Ascheteilchen.
Im Gaszug 2 befinden sich zwei Reihen von Heizflächen, welche in Gestalt von Schotten
15 aus U-förmigen Rohren 16 ausgebildet und längs der Strömungsrichtung der Abgase
angeordnet sind. Die geradlinigen Enden der U-förmigen Rohre 16 stehen mit den Bintritts-
und Austrittsabsohnitten eines
Sammlers 17 in Verbindung. Sämtliche
Sammler 17 der Schotte 15 liegen außerhalb des Gaszugs 2 in einem gewissen Abstand
von der Decke 18 des Gaszuges 2.
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Tragbalken 19 (Fig. 2) sind untereinander durch Querbalken 20 verbunden
und bilden mindestens zwei Rahmen. An jedem Rahmen sind mindestens zwei Schotte
15 aufgehängt. Jeder Rahmen ist mit zwei Trägern 21 mittels der FederauShängungen
7 verbunden. Das eine Ende der metallischen Zugstange 10 der Aufhängung 7 ist gelenkig
mit dem Tragbalken 19 und ihr mit einem Gewinde versehenes Ende mit dem Träger 21
verbunden. Der Sammler 17 jedes der Schotte 15 ist mittels einer kinematischen Bindung
22 (Fig. 2) mit zwei Tragbalken 19 verbunden. Die kinematische Bindung 22 kFig.
3) wird mittels zweier Zugstangen 23 gebildet, die durch das eine Ende mit den Tragbalken
t9 mittels Bolzens 24 und durch das andere Ende mit dem Sammler 17 mittels Bolzens
25 gelenkig verbunden sind.
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Der Abstand zwischen den Tragbalken 19 im Rahmen übertrifft die Läge
des Sammlers 17 des Schottes 15 zwecks seiner ungehinderten Her ausnahme aus dem
Gaszug 2.
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Bei geringen geometrischen Abmessungen des Kessels können sämtliche
Schotte 15 der einen Reihe mit einem Rahmen, in Fig. 4 dargestellt, verbunden werden.
Dabei wird die kinematische Bindung jedes Schottes 15 mit dem Rahmen sowie d ie
Verbindung des Rahmens mit den Trägern 21 des Gerüstes ähnlich dem obengeschilderten
ausgeführt.
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Bei der Montage des Kessels naoh der Aufstellung des Gerüstes 9 (Fig.l)
wird der Gaszug 2 aus röhrenförmigen gasdichten Platten 3 zusammengebaut, welche
mittels der Federaufhängungen 7 an den Trägern 8 des Gerüstes 9 aufgehängt werden.
Nach dem Zusammenbau des Gas zuges 2 beginnt man mit der Aufstellung von Schotten
15 im Gaszug 2. Dazu werden auf eine Montagebühne (in Fig. nicht dargestellt) Rahmen
(Fig. 2) gebracht, an denen die Schotte 15 befestigt werden. Jedes der Schotte 15
wird mittels der Zugstangen 23 (Fig. 3) aufgehängt, welche zuerst mit dem einen
Ende an den Tragbalken 19 (Fig.2) des Rahmens mittels der Bolzen 24 (Fig. 3) und
mit dem anderen Ende an den Sammlern 17 (Fig. 2) der Schotte 15 mittels der Bolzen
25 (Fig. 3) befestigt werden. Danach werden die Rahmen
mit Hilfe
der Federaufhängungen 7 (Fig.l) mit den Trägern 21 des Gerüstes 9 verbunden. Nach
der Befestigung sämtlischer Aufhängungen 7 und Schotte 15 an den Rahmen, hebt man
einen der Rahmen mit einem Hydraulikkraftheber (in Fig.
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nicht dargestellt) und ordnet diesen über dem Kessel an.
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Danach stellt man die Schotte 15 im Gaszug 2 auf, bei diesem Vorgang
muß man jedoch aufpassen, daß jedes Schott 15 mit der dafür vorgesehenen Offnung
(in Fig. nicht dargestellt) In der Decke 18 des Gaszuges 2 genau zusammentrifft.
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Nach Einhaltung dieser Bedingungen senkt man den Rahmen mit den daran
aufgehängten Schotten 15 auf die erforderliche Tiefe in den Gaszug 2 und befestigt
die Träger 21 an dem Gerüst 9.
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Bei der Aufhängung der Schotte 15 an einen Rahmen, in Fig. 4 dargestellt,
werden die Schotte 15 an diesem Rahmen genauso befestigt, wie an zwei Rahmen (Fig.
2).
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Wird jedes Schott 15 einzeln montiert, hängt man die Rahmen mit sämtlichen
angeschlossenen Zugstangen 23 mittels der Federaufhängungen 7 an ihren Stellen auf,
wonach jedes Schott 15 an seinem Platz aufgestellt und sein Sammler 17 an die Zugstangen
23 mittels der Bolzen 25 angeschlossen wird.
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Bei einer Überholung des Kessels werden die Schotte 15 wie folgt
ausgewechselt. Die aufzustellenden neuen Schotte 15 (Fig.l) werden auf einem speziellen
Stand (in Fig. nicht dargestellt) an dem Rahmen (Fig. 2) mit Hilfe von Zugstangen
23 und Bolzen 24 (Fig. 3) befestigt (es muß ein zusätzlicher Satz von Rahmen, Zugstangen
und Bolzen vorhanden sein). Die Befestigung der Schotte 15 wird genauso durchgeführt,
wie bei der Montage des Kessels. Danach wird der Kessel abgestellt Der Rahmen des
auszuwechselnden Pakets der Schotte 15 wird an dem Haken eines Hydraulikkrafthebers
(in Fig. nicht dargestellt) befestigt, die Federaufhängungen 7 vom Rahmen abgetrennt
und die Träger 21 so auseinandergeführt, daß der Rahmen ungehindert nach oben durchgehen
kann. Der Rahmen mit dem Paket der Schotte 15 wird aus dem Gaszug 2 herausgenommen
und durch das vorbereitete neue Paket der Schotte 15 ausgewechselt. Danach werden
die Federaufhängungen 7 an den neuen Rahmen angeschlossen und die Träger 21 in die
ursprüngliche Stel-
lung gebracht.
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Ist es notwendig, nur ein Schott 15 auszuwechseln, wird es durch
Abtrennung des Sammlers 17 von den Zugstangen 23 ohne zusätzliches Auseinandernehmen
von oben oder von unten herausgenommen. Das erneuerte bzw. neue Schott 15 wird anstelle
des herausgenommenen aufgestellt uno sein Sammler 17 an die Zugstangen 23 mittels
der Bolzen 25 angeschlossen.
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Somit können die Schotte 15 während der Überholung sowohl einzeln,
als auch paketweise bei einer minimalen Standzeit des Kessels ausgewechselt werden.
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- L e e r s e i t e -