DE3780656T2

DE3780656T2 - Heizkessel.

Info

Publication number: DE3780656T2
Application number: DE8787300864T
Authority: DE
Inventors: Robert M Kendall
Original assignee: Alzeta Corp
Current assignee: Alzeta Corp
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2007-01-31
Also published as: US4658762A; ATE78909T1; DE3780656D1; CA1292650C; EP0233030B1; IN168275B; EP0233030A3; EP0233030A2

Description

Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Erhitzen von Fluiden zur Verwendung in der Erdölindustrie, der chemischen Industrie sowie in zugehörigen Industrien. Die Erfindung findet Anwendung in diesen Industrien für die Kohlenwasserstofferhitzung und die Erdölraffination, beispielsweise für das Hochtemperaturcracken von Kohlenwasserstoffgasen, für die thermische Polymerisation von leichten Kohlenwasserstoffen, für die Hydrierung von Ölen und für die Dampferzeugung.
In der Erdölindustrie ist Erdgas der größte Anteil an verkauftem Brennstoff und bildet ein Viertel des Gesamtenergiebedarfs der Industrie. Annähernd zwei Drittel dieses Erdgases werden in Raffinationsheizvorrichtungen eingesetzt.
Zum relevanten Stand der Technik gehört die US-A-4 494 485, welche eine befeuerte Heizvorrichtung mit Strahlungsrohrabschnitten in der Verbrennungskammer offenbart, die durch Strahlungsbrenner erhitzt werden. Die Strahlungsbrenner entsprechen der ebenen Plattenbauweise und sind in den Kammerseitenwänden so angebracht, daß thermische Energie nach innen strahlt, um Rohrschlangen zu erhitzen, die in der Kammer aufgenommen sind. Die US-A-2 527 410 offenbart eine ähnliche Heizvorrichtung, bei welcher eine Strahlungsheizungskammer Reihen von Fluidleitungen enthält und an den Kammerwänden angeordnete Strahlungsbrenner aufweist, die zwischen Leitplatten angeordnet sind, welche die Kammer in sich vertikal erstreckende Heizungszonen unterteilen. Die US-A-3 383 159 offenbart die Konstruktion von Strahlungsbrennern durch einen Vakuumformungsprozeß aus einer Aufschlämmung aus Fasern und Bindemittel zu einem Verbrennungselement in der gewünschten Form.
Diese Erfindung stellt eine Heizvorrichtung zur Erzeugung einer hohen Wärmezufuhrleistung in einer Kompaktausgestaltung bereit, welche einen Außenwandaufbau, der eine Kammer begrenzt, welche Rohrschlangen einschließt, die einen Strahlungsabschnitt bilden, eine Vielzahl von zylindrischen Fasermatrixbrennern, die in einer Abstandsbeziehung in wenigstens zwei Reihen in der Kammer angeordnet sind, wobei der Strahlungsabschnitt der Rohrschlangen Rohre aufweist, die von im Abstand gegenüberliegenden Seiten einer jeden Reihe von Brennern angeordnet sind und jeder Brenner einen hohlen Mantel aufweist, der aus einem Fasergrundmaterial besteht, das Zwischenräume zwischen den Fasern hat, sowie Einrichtungen zum Richten von Strömen eines Vorgemisches aus Brennstoff und Luft in die Brenner aufweist, wobei das Gemisch durch die Grundmasse strömt und flammenlos an der Außenfläche der Brenner verbrennt, die Wärme hauptsächlich durch Strahlung auf die Rohrschlangen übertragen wird und die Brenner zwischen den Rohrschlangen in dem Strahlungsabschnitt angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt eine Heizvorrichtung, die in Beziehung zu herkömmlichen Heizvorrichtungen, welche eine vergleichbare Wärmezufuhrleistung haben, größenmäßig kleiner und relativ kompakter sind und die mit reduzierten Kapitalkosten und verringerten Anforderungen an die Standortfläche gebaut werden können. Die Anordnung bietet ferner eine Heizvorrichtung, die mit verringerten NOx Emissionen und mit weniger Lärm verglichen mit herkömmlichen Heizvorrichtungen vergleichbarer Leistung arbeitet und die die Gefahr einer Rohrverkokung und eines Burnouts verringert, während die Notwendigkeit für eine Reinigungsausrüstung für Nachverbrennung entfällt.
Die Erfindung sorgt auch für die Verwendung einer Heizvorrichtung nach Anspruch 7, welche die Schritte aufweist, Ströme eines Vorgemisches aus Brennstoff und Luft in die Brenner zu richten, damit sie durch die Brenner und aus ihnen heraus durch ihren Grundmaterialmantel strömen, das Gemisch an den äußeren Oberflächen der Brenner flammenlos zu verbrennen, um die Rohrschlangen in dem Strahlungsabschnitt zu erhitzen, und die Abgase aus den Brennern zu veranlassen, in Wärmeaustausch mit einer konvektiven Schlange von Rohren zu strömen, die über dem Strahlungsabschnitt angeordnet sind, um Restwärme aus den Abgasen zu absorbieren.
Die vorstehenden und zusätzlichen Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in welcher mehrere Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind.
Fig. 1 ist eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht einer modernen Heizvorrichtung, welche die Erfindung einschließt.
Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht der Heizvorrichtung von Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab, die ein typisches Segment einer der Brennereinheiten zeigt, die in der Heizvorrichtung von Fig. 1 verwendet werden.
Die Zeichnungen zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form einer modernen Heizvorrichtung 10 in Kasten- oder Kabinenbauweise. Die Heizvorrichtung 10 hat an ihrem unteren Ende eine Strahlungsabschnittskammer 12, die von einem Außenwandaufbau umgrenzt ist, der Seitenwände 14, 15 und einen Boden 16 hat. An seinem oberen Ende hat die Heizvorrichtung eine konvektive Abschnittskammer 18 innerhalb einer Kuppel 20. Die Kuppel mündet in einen Kamin 22 zum Abführen von Abgasen.
Der Strahlungsabschnitt besteht aus einer horizontalen Anordnung von Rohrschlangen, die in vertikalen Reihen 24 - 30 angeordnet sind, die um eine Vielzahl von sich horizontal erstreckenden, langgestreckten, zylindrischen Fasermatrixbrennern in Reihen 32 - 38 herum und im Abstand dazu angeordnet sind. Die Brenner sind in einer vertikalen Abstandsbeziehung voneinander in einer Vielzahl von Reihen 40, 42, 44 angeordnet, wobei die Rohrschlangen auf gegenüberliegenden Seiten jeder der Reihen gruppiert sind.
Bei der gezeigten Ausführungsform hat jede Reihe vier Fasermatrixbrenner. Die Anzahl der Brenner in einer Reihe und die Anzahl der Reihen in der Heizvorrichtung ändert sich entsprechend den Spezifikationen und Erfordernissen einer speziellen Anwendung.
Jeder Brenner 32 - 38 hat eine Vielzahl von Brennersegmenten 44 und 46, und, wie in Fig. 3 für die dargestellte Ausführungsform gezeigt ist, sind zwei Segmente hintereinander zur Bildung jedes der langgestreckten zylindrischen Brenner angeordnet.
Das in Fig. 4 gezeigte Brennersegment 44 ist charakteristisch und besteht aus einem Fasermatrixmantel 56 mit langgestreckter zylindrischer Form, der um ein perforiertes Traggitter 58 herum gehalten ist, das seinerseits zwischen einem Paar von Stirnplatten oder Flanschen 60, 62 angebracht ist. Die Querschnittsform des Mantels kann kreisförmig oder oval sein, bei der Heizvorrichtung der gezeigten Ausführungsform ist die Brennerform oval. Die ovale Gestalt sorgt für einen optimalen Strahlungssichtwinkel bzw. -feldwinkel zu den Rohrschlangen dadurch, daß die ebenen Brennerseiten eine große Strahlungsfläche bezogen auf die Ober- und Unterseite haben. Vorzugsweise liegt das Seitenverhältnis von Höhe zu Breite H/W des Brennerquerschnitts im Bereich von 1,5 bis 12, um einen optimalen Strahlungssichtwinkel zu schaffen. Die Brennersegmente sind aneinander tandemförmig durch Bolzen und nicht gezeigte Stangenanker befestigt, die durch Löcher 47 in den Stirnplatten geführt sind.
Der Brennermantel 56 besteht aus einer porösen Schicht aus keramischen Fasern, welche ein gasförmiges Vorgemisch aus Brennstoff und Luft an der Brenneroberfläche flammenlos verbrennt. Die Zusammensetzung und das Herstellungsverfahren der porösen Schicht erfolgt vorzugsweise durch ein Vakuumformungsverfahren aus einer Aufschlämmungszusammensetzung aus keramischen Fasern, Bindemittel, Katalysatoren und Füllstoff. Die Schicht kann in verschiedene Gestalten, einschließlich der zylindrischen Gestalt der bei der Erfindung verwendeten Brenner, vakuumgeformt werden. Die Zwischenfläche zwischen den Rändern der aktiven porösen Schicht und den inaktiven Metallflanschen ist durch eine geeignete temperaturwiderstandsfähige Klebemasse abgedichtet.
Jeder Brenner hat ein rückseitiges inaktives Stirnsegment 63 und ein vorderes inaktives Stirnsegment 64. Das hintere inaktive Stirnsegment kann durch eine Öffnung in der Rückwand 65 in der Heizvorrichtung vorstehen, um das Brennerende zu halten und/oder abzudichten. Das Stirnsegment 63 kann einen Haltezapfen 66 tragen, der in eine Ausnehmung einer Halteschale 67 an der Außenseite der Rückwand paßt. Das vordere Stirnsegment 64 steht durch eine Öffnung vor, die in der Vorderwand 68 der Heizvorrichtung ausgebildet und durch Zweigleitungen 69 mit einer Hauptleitung 70 verbunden ist, welche ein Vorgemisch aus Brennstoff und Luft in die Brenner richtet. Um die Zwischenflächen zwischen den Wandöffnungen und den inaktiven Stirnsegmenten 63 und 64 sind gasdichte Abdichtungen vorgesehen. In der Hauptleitung kann zur Steuerung des Mengenstroms des Brennstoff/Luft-Gemisches in die Brenner und dadurch zur Steuerung der Brennleistung ein geeignetes nicht gezeigtes Steuerventil in Klappenbauweise vorgesehen werden. Ein Gebläse 71 führt Druckluft in die Hauptleitung, während ein Brennstoff, wie Erdgas, in den Luftstrom gesteuert von einem geeigneten, ebenfalls nicht gezeichneten Gasventil injiziert wird. Das Brennstoff/Luft-Gemisch strömt in jeden Brenner längs der Kammern in dem Innenraum des Brennermantels 56. Das Gemisch strömt durch die Zwischenräume zwischen den Fasern der Grundmasse bzw. Matrix nach außen und zündet an der Außenfläche, um flammenlos zu verbrennen. Die aktive Oberfläche ist weißglühend und überträgt die Wärme hauptsächlich durch Strahlung auf die umgebenden Rohrwände.
Abhängig von den Erfordernissen einer speziellen Anwendung kann die gesamte Außenfläche eines jeden Brenners für die Verbrennung voll aktiv sein, oder es können ausgewählte Zonen oder Flächenbereichsabschnitte der Brenner hinsichtlich der Verbrennung weniger aktiv oder inaktiv sein. In dem Fall, in welchem voll aktive Brenner benutzt werden, sind die Brenner in jeder Reihe in einem ausreichend weiten Abstand angeordnet, um ein Überhitzen der zugewandten Ober- und Unterseite benachbarter Brenner zu vermeiden. Eine kompaktere Gestaltung der Heizvorrichtung kann erreicht werden, wenn Brenner verwendet werden, die voll aktive, den Rohrschlangen zugewandte Seitenwände und inaktive oder weniger aktive obere und untere Seitenwände haben. Die Verwendung der zonengesteuerten Strahlungsbrenner mit inaktiven oder weniger aktiven oberen und unteren Flächenabschnitten ermöglicht, daß benachbarte Brenner in jeder Reihe in geringerem Abstand ohne zerstörendes Überhitzen angeordnet werden können, was eine größere Wärmestromdichte pro Volumeneinheit erreichen läßt, so daß eine kompaktere und kleinere Heizvorrichtung mit einer äquivalenten Wärmezufuhrleistung gebaut werden kann.
Wenn Brenner dieser Bauweise verwendet werden, kann das Brennstoff/Luft-Gemisch mit reduziertem Mengenstrom durch die Öffnungen geführt werden, die in Leitplatten ausgebildet sind, welche die Räume zwischen den aktiven und den weniger aktiven Abschnitten trennen. Zusätzlich können Brennstoff/Luft-Steuerventile und Leiteinrichtungen in den Einlaßhauptleitungen und in den Brennern vorgesehen werden, um Räume für die Zuführung gesonderter Ströme von Brennstoff/Luft und von Luft zu den aktiven und inaktiven oder weniger aktiven Brenneroberflächen zu bilden. Die Ausgestaltung der Heizvorrichtung 10, welche zwei Segmente für jeden Brenner verwendet, ist für Anlagen mit relativ geringer Größe geeignet, beispielsweise für eine Heizvorrichtung, bei welcher der Innenraum des Strahlungsabschnitts eine Basis der Größenordnung von 2,134 m x 2,134 m (7' x 7') und eine Höhe von 2,286 m (7 1/2') hat und die zwölf Brenner enthält, welche eine Gesamtwärmezufuhr von 3,024 x 10&sup6; kg cal/hr (12 MMBtu/hr) erzeugen. Für größere Anlagen zieht die Erfindung den Einsatz größerer Brenner in einem großräumigen Strahlungsabschnitt in Betracht. Bei den größeren Anlagen kann jeder Brenner drei oder mehr Brennersegmente aufweisen, die in Hintereinanderanordnung miteinander verbunden und an horizontalen Trägern gehalten sind. Vorzugsweise liegt das Brennerseitenverhältnis Länge zu Höhe L/H in dem Bereich von 1,5 bis 30, damit eine optimale Beziehung zwischen der aktiven Brenneroberfläche und den Charakteristika bei der Herstellung, Handhabung, Installierung und der mechanischen Festigkeit des Brenners geschaffen wird.
Bei der gezeigten Ausführungsform hat die Heizvorrichtung 10 Wärmeaustauschrohre, welche das Prozeßfluid oder Wasser, je nachdem, in zwei getrennten Rohrschlangen 72, 74 enthalten, von denen jede einen Teil sowohl des konvektiven Abschnitts 18 als auch des Strahlungsabschnitts 12 bildet. Die Rohrschlange 72 erstreckt sich in Fig. 2 auf der linken Seite von einem Einlaßende 76 über miteinander verbundene Schleifen in der Kuppel 20 und bildet eine Hälfte der konvektiven Schlange. Die Rohrstränge in dem konvektiven Abschnitt sind vorzugsweise mit Rippen 77 versehen, um den Wärmeübergangswirkungsgrad zu steigern.
Die Rohrschlange 72 setzt sich über miteinander verbundene Schleifen fort, die horizontal ebene Gruppierungen bilden, welche abgestuft vertikal nach unten führen und bei 78 mit dem oberen Ende der vertikalen Schlangengruppe 28 auf der linken Seite des Strahlungsabschnitts 12 verbunden sind. Die Schlangengruppe 28 setzt sich nach unten zwischen dem Paar von Reihen 42 und 44 fort. Abwechselnde Rohrstränge in dieser Gruppe sind seitlich versetzt und vertikal gestaffelt, um optimale Sichtfeldfaktoren mit den Brennern zu schaffen. Die Schlangengruppe 28 setzt sich in einer Reihe von miteinander verbundenen Schleifen fort bis unter den Boden der Brennerreihe 44, wo sie mit der Schlangengruppe 30 verbunden ist, die sich vertikal nach oben zwischen der Reihe und der äußeren Heizwand 15 erstreckt. Das obere Auslaßende dieser Schlange ist bei 79 mit einer nicht gezeigten Leitung verbunden, die nach außen durch die Wand der Heizvorrichtung führt. Die gegenüberliegende Spule 74 verläuft in gleicher Weise von einem Einlaßende 80 nach unten durch eine Reihe von miteinander verbundenen Strängen mit Rippen besetzter Rohre, welche in Figur 2 die rechte Seite des konvektiven Abschnitts bilden. Die Schlange 74 ist bei 82 mit dem oberen Ende der vertikalen Schlangengruppe 26 auf der rechten Seite des Strahlungsabschnitts verbunden. Die Schlangengruppe 26 setzt sich nach unten zwischen den Brennerreihen 40 und 42 über eine Reihe von miteinander verbundenen Rohrsträngen fort, die seitlich versetzt und vertikal gestaffelt sind. Diese Schlange setzt sich in einer Reihe von Schleifen unter der Reihe 40 fort und steht mit der Schlangengruppe 24 in Verbindung, die sich vertikal nach oben zwischen der Reihe 40 und der Wand 14 der Heizvorrichtung erstreckt. Das Auslaßende der Spulengruppe 24 ist bei 33 mit einer nicht gezeigten Leitung verbunden, die durch die Wand der Heizvorrichtung nach außen führt.
Einzelheiten der Rohrabstützung, des Abzugs und anderer herkömmlicher Erfordernisse sind nicht gezeigt.
Im folgenden wird ein Beispiel für die Anwendung und den Betrieb der Erfindung erläutert. Bei einer gemäß Fig. 1 bis 4 gebauten Prozeß-Heizvorrichtung hat jede Seitenwand 14, 15 eine Dicke von 15,24 cm (6''), wobei die Außenbreite 2,438 m (8') und die Höhe 2,591 m (8 1/2')beträgt. Die Abmessungen des Innenraums des Strahlungsabschnitts 12 sind eine quadratische Basis von 2,134 m x 2,134 m (7' x 7') und eine Höhe von 2,286 in (7 1/2'). Der Innenraum des konvektiven Abschnitts 18 hat eine Basis von 1,676 m x 2,134 m (5 1/2' x 7') bei einer Höhe von 1,829 m (6') bis zur Oberseite der konvektiven Schlangen. Es sind insgesamt zwölf Brenner 32 bis 38, wobei vier horizontal angebrachte Brenner in jeder der drei Reihen vorgesehen sind.
Jeder Brenner besteht aus zwei Brennersegmenten 44 und 46, von denen jedes eine Länge von 1,067 m (3 1/2') bei einem ovalen Querschnitt mit einer Höhe von 30,48 cm (12'') und einer Breite von 7,63 cm (3'') hat. Bei Verwendung von einem vorgemischten Brennstoff aus Luft und Erdgas erzeugt jeder Brenner 2,520 x 10&sup5; kg cal/hr (1 MMBtu/hr) Wärmezufuhr bei einer spezifischen Wärmezuführleistung von 2,713 x 10&sup5; kg cal/hr/m² (100 MBtu/hr/ft²) der Brennerfläche. Wenn alle zwölf Brenner mit voller Leistung arbeiten, erzeugt die Heizvorrichtung eine Wärmezufuhr von 3,024 x 10&sup6; kg cal/hr (12 MMBtu/hr).
Während des Betriebs der Heizvorrichtung 10 werden die Gas- und Luftventile so gesteuert, daß Ströme einer vorher festgelegten Mischung aus Brennstoff und Luft in die Räume der Brenner gerichtet werden. Die Mischung strömt nach außen durch das Fasergrundmaterial und wird an den Brenneroberflächen durch eine nicht gezeigte geeignete Pilotflamme oder Glühkerze gezündet. Das Brennstoff/Luft- Gemisch verbrennt flammenlos gleichförmig an der gesamten aktiven Brenneroberfläche. Wenn zonengesteuerte Strahlungsbrenner verwendet werden, sind die oberen und unteren Oberflächenabschnitte der Brenner bei der Verbrennung entweder inaktiv oder weniger aktiv. An den aktiven Brenneroberflächen erzeugt die Verbrennung eine weißglühende heiße Oberfläche, welche die von den Brennern abgegebene Wärme hauptsächlich durch Strahlung mit einer gleichförmigen Wärmestromdichte auf eine gegenüberliegende Wärmesenke überträgt, welche die Strahlungsrohrschlangen aufweist. In dem konvektiven Abschnitt 18 strömen Abgase aus den Brennern zwischen den Rohrschlangen nach oben. Die konvektiven Schlangen absorbieren einen wesentlichen Teil der Restwärme in den Abgasen, die dann durch den Rauchzug 22 abgeführt werden, in welchem ein Verbrennungsluftvorwärmer oder ein anderes Abwärmerückgewinnungssystem vorgesehen sein können.
Die Brennerform und die Plazierung der Brennerreihen zwischen den Rohrschlangen zusammen mit der Art der flammenlosen Verbrennung der Brenner ermöglicht einen schmaleren Abstand von Brenner zu Schlange in dem Strahlungsabschnitt verglichen mit Heizvorrichtungen herkömmlicher Konstruktion. Dies verringert verglichen mit herkömmlichen Heizeinrichtungen vergleichbarer Leistung in Kastenoder Kabinenbauweise das Volumen der Heizvorrichtung und die erforderliche Stahlkonstruktion. Ferner werden dadurch die Kapitalkosten für die Herstellung und das Aufstellen der Heizvorrichtungen sowie die Anforderungen an die Standortfläche verringert.
Bei der Erfindung verringern die gleichförmigere Wärmestromdichte und das Fehlen des Flammenauftreffens, was durch die Fasermatrixbrenner erreicht wird, die Gefahr der Verkokung und des Ausbrennens der Strahlungsabschnittsrohre. Die reduzierte Verkokung und die verringerte Ausbrennmöglichkeit reduzieren die an den Rohren erforderliche Wartung. Dadurch, daß mehr Wärmeenergie auf die Strahlungsschlangen übertragen wird, verbessert die Erfindung den Prozeßdurchsatz verglichen mit bestehenden Heizvorrichtungen vergleichbarer Wärmezufuhrleistungen.
Die Fasermatrixbrenner der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß die Fasern eine niedrige Leitfähigkeit haben, was in Verbindung mit der Kühlungsdurchleitung von dem zugeführten Reaktionsteilnehmerstrom den Brennern ermöglicht, sicher ohne Flammenrückschlag zu arbeiten. Die Brennereinheiten sind im Betrieb auch leiser, da sie kein aerodynamisches Verbrennungsgeräusch erzeugen, wie es bei Brennern mit gehaltenen Flammen der Fall ist. Die Brenner der Erfindung lassen sich unmittelbar von einer Pilotflamme oder einem Zünder ein- und abschalten und unterliegen keinem Wärmeschock. Die Brenner arbeiten auch mit sehr niedrigen Luftüberschußwerten und mit geringem Druckabfall. Aufgrund der niedrigen Verbrennungstemperaturen der Faserschichten, welche die thermische Bildung von NOx unterdrücken, emittieren die Brenner weniger als 15 ppm NOx und haben niedrige Emissionen an CO und Kohlenwasserstoff. Zusätzlich sind die NOx Emissionswerte nahezu unabhängig von der Umgebung, wie der Temperatur der Wärmesenke, in welche der Brenner strahlt, oder der Vorwärmung der Verbrennungsluft. Dies beseitigt die Notwendigkeit für Nachverbrennungs-Reinigungseinrichtungen.
Die Wärmezufuhr der Brennersegmente ist eine Funktion der aktiven Oberfläche, so daß die Brennereinheiten bis zu der gewünschten Wärmezufuhranforderung im Maßstab angepaßt werden können. Zusätzlich kann die Anzahl der zur Bildung eines Brenners zusammengefügten Brennersegmente und die Anzahl der Brennereinheiten in einer Reihe entsprechend den Anforderungen der speziellen Anwendung variiert werden.

Claims

1. Heizvorrichtung (10) zum Erzeugen einer hohen Wärmeeingangsleistung in einer Kompaktausgestaltung

- mit einem Außenwandaufbau (14), der eine Kammer (12) begrenzt, welche Rohrschlangen (24 - 30) einschließt, welche einen Strahlungsabschnitt bilden,

- mit einer Vielzahl von zylindrischen Fasermatrixbrennern (32 - 38), die in einer Abstandsbeziehung in wenigstens zwei Reihen in der Kammer angeordnet sind,

- wobei der Strahlungsabschnitt der Rohrschlangen Rohre aufweist, die von im Abstand gegenüberliegenden Seiten einer jeden Reihe von Brennern angeordnet sind,

- wobei jeder Brenner einen hohlen Mantel (56) aufweist, der aus einem Fasergrundmaterial besteht, das Zwischenräume zwischen den Fasern hat, und

- mit Einrichtungen (70, 71) zum Richten von Strömen aus vorgemischtem Brennstoff und Luft in die Brenner,

- wobei das Gemisch durch die Grundmasse strömt und flammenlos an der Außenfläche der Brenner verbrennt, wobei die Wärme hauptsächlich durch Strahlung auf die Rohrschlangen übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (32 - 38) zwischen den Rohrschlangen (24 - 30) in dem Strahlungsabschnitt angeordnet sind.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt haben.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (32 - 38) mit ovalen Querschnitten ausgebildet sind, welche im wesentlichen ebene Seitenwände und gekrümmte obere und untere Seiten haben, wobei die ebenen Seitenwände optimale Sichtwinkel für die Energieabstrahlung auf die Rohrschlangen (24 - 30) bilden.

4. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ovalen Querschnittsabmessungen der Brenner (32 - 38) ein Höhe-zu-Breite-Seitenverhältnis H/W zwischen 1,5 und 12 haben, wobei H die vertikale Höhe des Brenners und W die seitliche Breite des Brenners sind und die Seitenwände der Brenner einen wesentlichen Teil der Wärmestromdichte von den Brennern abstrahlen.

5. Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Länge-zu-Höhe-Seitenverhältnis L/H wenigstens 6 ist, wobei L die Gesamtlänge des aktiven Teils eines jeden Brenners (32 - 38) ist.

6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (24 - 30) des Strahlungsabschnitts miteinander verbundene parallele Rohre aufweisen, die in Gruppen in Abstandsbeziehung von gegenüberliegenden Seiten der Brennerreihen (40 - 44) angeordnet sind, wodurch die aktiven Oberflächen (56) der Brenner den Rohroberflächen in den Gruppen ausgesetzt sind.

7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine konvektive Schlange von Rohren (72 - 74) vorgesehen ist, die über dem Strahlungsabschnitt angeordnet ist, und daß Abgase aus den Brennern in Wärmeaustauschbeziehung mit der konvektiven Schlange strömen, um Restwärme aus den Abgasen zu absorbieren.

8. Verwendung einer Heizvorrichtung nach Anspruch 7, welche die Schritte aufweist,

- Ströme von vorgemischtem Brennstoff und Luft in die Brenner zu richten, damit sie durch die Brenner und aus ihnen heraus durch ihren Grundmaterialmantel strömen,

- das Gemisch an den äußeren Oberflächen der Brenner flammenlos zu verbrennen, um die Rohrschlangen in dem Strahlungsabschnitt zu erhitzen, und

- die Abgase aus den Brennern zu veranlassen, in Wärmeaustausch mit einer konvektiven Schlange von Rohren (72 - 74) zu strömen, die über dem Strahlungsabschnitt angeordnet sind, um Restwärme aus den Abgasen zu absorbieren.

9. Verwendung einer Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, - daß durch eine Schlange von Rohren (72 - 74) in einem konvektiven Abschnitt (18), die mit den Rohren in dem Strahlungsabschnitt verbunden sind, Prozeßfluid oder -wasser geführt wird und

- daß Abgase aus den Brennern längs einer Bahn mit Wärmeaustauschbeziehung mit den Rohrschlangen des konvektiven Abschnitts geführt werden.

10. Verwendung einer Heizvorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (32 - 38) in jeder Reihe (40 - 44) vertikal ebene Seiten und gekrümmte obere und untere Seiten aufweisen und daß der Teil des Brennstoff/Luftgemisches, der an den ebenen Seiten verbrannt wird, größer ist als der Teil, der an den oberen und unteren Seiten eines jeden Brenners verbrannt wird, wodurch ein wesentlichen Teil der Wärmestromdichte von den ebenen Seiten abgestrahlt wird.