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Verfahren zur Regelung der Temperatur der Abgase bei Dampfkesseln.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Regelung der Temperatur der
Abgase bei Dampfkesseln. Es ist eine bekannte Erscheinung, daß bei neueren Kesselanlagen,
besonders bei solchen, in denen das Speisewasser den Oberflächenkondensatoren entnommen
wird und der aus Pumpen und sonstigen Hilfsmaschinen kommende Abdampf .zur Erwärmung
des Speisewassers mitbenutzt wird, es unmöglich ist, die Temperatur der den Rauchgasvorwärmer
verlassenden Rauchgase so niedrig zu halten, wie dies zur höchstmöglichen Wärmeausnutzung
notwendig wäre. Der hohe Beanspruchungsgrad der Kessel sowie die verhältnismäßig
kleine Wirkung der Vorwärmerheizfläche bei geringen Temperaturunterschieden und
der hohe Preis der Flächeneinheit bei Rauchgasvorwärmern ist hieran schuld. Man
hat nun Versuche gemacht, den Wirkungsgrad der Kesselanlage durch weitere Erniedrigung
der Abgastemperaturen durch Vorwärmung der Verbrennungsluft zu erhöhen. Die bisher
benutzten Rauchgaslufterhitzer, welche in der Regel hinter oder im Vorwärmer eingebaut
waren, ergaben verhältnismäßig geringe Lufttemperaturen und somit keine nennenswerte
Steigerung des Wirkungsgrades der Kesselanlage.
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Diesem Übelstand soll die nachstehend beschriebene Erfindung abhelfen.
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.Ihr Hauptmerkmal besteht darin, daß der Lufterhitzer nicht am Kesselende,
sondern ähnlich wie bei Dampfüberhitzern allgemein üblich, in die Kesselzüge eingefügt
wird. Erst
dadurch, daß der Rauchgaslufterhitzer den Rauchgasen
im zweiten oder dritten Kesselzug Wärme entzieht, ist es möglich, mit der Vorwärmung
der Verbrennungsluft sehr hoch zu gehen und die Abgastemperatur herunterzudrücken.
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Eine weitere Bedingung für diesen Verbrennungsluftvorwärmer ist, daß
er in weiten Grenzen regelbar ist. Diese Regelung muß eine doppelte sein, und zwar
muß erstens die Regelung der den Lufterhitzer bestreichenden Rauchgasmengen, zweitens
die Regelung der ihn durchströmenden Menge der Verbrennungsluft, und zwar jede Regelung
von der anderen unabhängig, erfolgen können.
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Durch diese doppelte Regelung ist es möglich, durch den Erhitzer die
Wärmeaufnahme der Verbrennungsluft beliebig 'hoch zu wählen und dadurch den Rauchgasen
eine beliebige Menge Wärmeeinheiten zu entziehen.
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Zur Veranschaulichung dient die schematische Darstellung Abb. i.
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Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß die Möglichkeit
geschaffen wird, den Rauchgasen an einer Stelle, wo ihre Temperatur noch verhältnismäßig
hoch ist, zum Zwecke der Verbrennungsluftvorwärmung ein innerhalb gewisser Grenzen
beliebiges Quantum Wärme zu entziehen, sowohl durch die Regulierung der Rauchgasmenge
als auch durch die Regulierung der Luftmenge, welche durch den Erhitzer geht. Man
hat es dadurch in der Hand, die Abgastemperatur des Kessels in gewissen Grenzen
zu regulieren.
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Ausführung und Anordnung des Lufterhitzers selbst ist in den Abb.
i, 2 und 3 dargestellt, und zwar der Einfachheit halber an einem Zweiflammenrohrkessel.
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In den Abb. i und 2 ist ein Rauchgaslufterhitzer für einen normalen
Zweiflammenrohrkessel dargestellt. Der Lufterhitzer ist zwischen den zweiten und
dritten Kesselzug eingebaut und besteht aus einzelnen Elementen nach Abb. 3 und
.I.
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Zwischen Querhäuptern A sind Rohre B
von tropfenförmigem
oder ovalem Querschnitt durch Schraubenbolzen C eingeklemmt. Die tropfenförmigen
Rohre bieten den Rauchgasen den geringsten Widerstand und können anderseits leicht
durch Auswischen gereinigt werden.
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Durch Anordnung einer Regelungsklappe D ist es möglich, die Rauchgasmenge,
welche den Lufterhitzer durchströmt, zu regeln.- Ferner kann die Temperatur der
Abgase durch JalousieschieberE geregelt werden, so daß man durch den Rauchgaslufterhitzer
mehr oder weniger kalte Verbrennungsluft strömen läßt. Eine hinter dem Warmluftaustritt
F aus dem Rauchgaslufterhitzer angeordnete Ansaugdüse G ermöglicht es ferner, die
Warmluft mit Kaltluft zu vermischen, so daß also in dem Falle, wenn nur wenig Luft
durch den Rauchgaslufterhitzer geht, die zur Verbrennung notwendige Luftmenge durch
die Düse G mit angesaugt werden kann.
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Es ist gleichgültig, ob die Frischluft durch den Rauchgaslufterhitzer
mittels eines Ventilators gepreßt wird oder ob der reine Schornsteinzug durch seine
Saugwirkung die Verbrennungsluft durch den Lufterhitzer saugt.
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Im Betrieb wird sich der Vorgang etwa folgendermaßen abspielen: Wird
der Kessel nur gering beansprucht, so wird man den Rauchgaslufterhitzer ausschalten,
denn die Rauchgase werden auf dem Wege durch die Kesselzüge und durch den Ekonomiser
bereits tief genug gekühlt werden.
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Wenn nun die Kesselbeanspruchung gesteigert wird, so wird man durch
den eingeschalteten Rauchgaslufterhitzer immer mehr Wärme entziehen, und bei starkmöglichem
Kesselbetrieb wird der Rauchgaslufterhitzer so eingestellt, daß er möglichst große
Wärmemengen aus den Rauchgasen nimmt.
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Die Rückwirkung dieses Vorganges auf die Kesselbelastung ist klar.
Es wird bei angestrengtem Kesselbetrieb die Verbrennungsluft am meisten vorgewärmt
und auf diese Weise eine höhere Verbrennungstemperatur erreicht. Es läßt sich also
die Kesselleistung durch Einbau eines Rauchgaslufterhitzers innerhalb der Kesselzüge
um ein gewisses Maß steigern.
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Der in Abb.2 dargestellte Rauchgaslufterhitzer ist für einen Zweiflammenrohrkessel
gedacht. Es kann natürlich bei anderen` Kesselanlagen der Einbau an beliebigen Stellen
erfolgen, jedoch immer so, daß hinter dem Rauchgaslufterhitzer noch Kesselheizfläche
zur Ausnützung der Rauchgase vorhanden ist.