DE4000376A1 - Operating procedure for machines using electricity - utilises waste heat and exhaust heat to generate steam - Google Patents
Operating procedure for machines using electricity - utilises waste heat and exhaust heat to generate steamInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von mit Stromenergie arbeitenden Vorrichtungen, wobei die Stromenergie von einem gekühlten und Abgase erzeugenden Generator, insbesondere einem Diesel-Generator, erzeugt und damit die Vorrichtung betrieben wird, sowie eine Anlage hierfür.The invention relates to a method for operating devices operating with electricity, the Electricity energy from a cooled and exhaust gas generating Generator, in particular a diesel generator and thus the device is operated, as well as a Attachment for this.
Bei einer Vielzahl von Arbeitsverfahren, beispielsweise bei der Herstellung von Ziegel wird sehr viel Wärme und Strom benötigt. Bei der Ziegelherstellung wird üblicherweise Ton über einen Trichter in einen Doppelwellenmischer gegeben und dort gemischt und ggfs. mit Zusätzen versehen. Insbesondere wird der Ton beim Mischen bedampft. For a variety of work processes, for example a lot of heat and heat is produced in the production of bricks Electricity needed. When manufacturing bricks usually sound through a funnel into one Given and mixed there and if necessary. with additives. In particular, the sound at Mixing steamed.
Somit spielt die Feuchtigkeit bei der Ziegelherstellung eine große Rolle.So the moisture plays in the brick production a major role.
Aus beispielsweise dem Doppelwellenmischer gelangt das geknetete, vermischte und bedampfte Material über eine Vakuumkammer, in der dem Material die hineingemischte Luft entzogen wird, in eine Förderschnecke. Die Förder schnecke presst das vermischte Tonmaterial durch einen Formtrichter, den die Tonmasse in Form eines Endlos stranges verläßt. Von diesem Endlosstrang werden dann die entsprechenden Ziegel abgeschnitten. Diese Ziegel gelangen in beispielsweise einen Tunnelofen und werden dort gebrannt.That comes from, for example, the twin-shaft mixer kneaded, mixed and steamed material over a Vacuum chamber in which the material is mixed Air is extracted into a screw conveyor. The funding snail presses the mixed clay material through one Form funnel, the clay mass in the form of an endless stranges leaves. Then from this endless strand cut off the corresponding bricks. These bricks get into a tunnel kiln, for example burned there.
Alle diese Pressen, Gebläse, Fördereinrichtungen und dgl. Aggregate sowie Wärme erzeugenden Einrichtungen werden mit Stromenergie betrieben. Ein Ziegelwerk braucht deshalb sehr viel Strom. Die Stromkosten können bei 50 000 bis 1 00 000 DM pro Monat liegen.All of these presses, blowers, conveyors and The like aggregates and heat generating devices are operated with electricity. A brick factory therefore needs a lot of electricity. The electricity costs can are between DM 50,000 and DM 1,000,000 per month.
In der Regel hat ein Ziegelwerk deshalb einen Diesel-Generator zur Eigenstromerzeugung. Dieser Diesel-Generator liefert bei der Stromerzeugung Wasser (Kühlwasser), Auspuffgase und Energie. Die für die Stromerzeugung gewonnene Energie macht nur 40% der Ausbeute der Gesamtenergie aus, der Rest heizt das Kühlwasser auf bzw. befindet sich in den Auspuffgasen. As a rule, a brick factory therefore has one Diesel generator for self-generation. This Diesel generator supplies water when generating electricity (Cooling water), exhaust gases and energy. The for the Electricity generation only makes up 40% of the Yield the total energy, the rest heats it Cooling water on or in the exhaust gases.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Gene rator zur Eigenstromerzeugung besser zu nutzen, d. h., seine erzeugte Energie wirkungsvoller auszunutzen.The object of the present invention is the genes to make better use of the generator for own power generation, d. H., to use its generated energy more effectively.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die beim Kühlen freiwerdende Wärmeenergie und/oder Abgaswärme einer Einrichtung zum Ausnützen dieser Energie zugeführt wird.The solution to this problem is that the cooling released thermal energy and / or exhaust gas heat Device supplied to utilize this energy becomes.
Insbesondere bei der Ziegelherstellung wird neben Strom zum Betreiben von Arbeitseinrichtungen sehr viel Dampf benötigt, damit die Ziegel in einer Ziegelpresse heiß verformt werden können. Die Verformung geschieht bei 60° bis 70°C.In addition to electricity, bricks are used in particular a lot of steam to operate work equipment needed to get the bricks hot in a brick press can be deformed. The deformation happens at 60 ° to 70 ° C.
Um die gesamte Arbeitseinrichtung zu betreiben, wird ein Diesel-Generator benötigt, der elektrische Energie erzeugt. Gleichzeitig erzeugt er aber auch Kühlwasser und heiße Abgase. Werden diese zur Dampferzeugung benutzt, so wird der Wirkungsgrad des Generators gerade in dem Augenblick wesentlich erhöht, wo neben elektrischer Energie auch Dampf benötigt wird.In order to operate the entire work facility, a diesel generator that needs electrical energy generated. At the same time, it also generates cooling water and hot exhaust gases. Do these become steam generation used, the efficiency of the generator is just significantly increased at the moment where next electrical energy also steam is needed.
Zum Ausnützen dieser vormals nicht genutzten Energien wird das aufgeheizte Kühlmedium, insbesondere Wasser, aus dem Kühlsystem des Diesel-Generators weg- und dem Dampferzeuger zugeführt, insbesondere einem Drei-Zug-Dampfkessel. Ein Drei-Zug-Dampfkessel ist er fahrungsgemäß wartungsfreier und beständiger als ein Schnelldampferzeuger. Dabei wird in der Regel das bis ca. 70°C aufgeheizte Kühlwasser in den Wasserraum des Dampferzeugers geleitet und dort bis zur Verdampfung weiter erhitzt. To take advantage of these previously unused energies the heated cooling medium, especially water, away from the cooling system of the diesel generator and that Steam generator supplied, in particular one Three-pass steam boiler. It is a three-pass steam boiler according to driving experience, maintenance-free and more durable than one Rapid steam generator. As a rule, this is until approx. 70 ° C heated cooling water in the water space of the Steam generator passed and there until evaporation heated further.
Bei diesem Verfahren ist es notwendig, daß dem Gene rator aus einer Fremdquelle wieder Kühlwasser bzw. ein entsprechendes Kühlmedium zugeführt wird und zwar in dem Maße, wie dem Kühlsystem Kühlmedium entnommen wird.This procedure requires that the gene from a third-party source again cooling water or on Appropriate cooling medium is supplied in the extent to which cooling medium is extracted from the cooling system.
Soll das aufgeheizte Kühlwasser jedoch nur durch bei spielsweise Wärmetauscherrohre innerhalb des Wasser raumes des Dampferzeugers geführt werden, um die Er wärmung der Dampf erzeugenden Einrichtung zu unterstützen, so kann es in einem entsprechenden Kreislauf dem Kühlsystem des Generators wieder zuge führt werden. Dies kann natürlich nur zu Beginn der Erwärmung des Dampferzeugers geschehen, da sonst zu heißes Kühlwasser zurückgeführt würde. Deshalb dürfte diese Möglichkeit eine Ausnahme sein.However, the heated cooling water should only be used for for example, heat exchanger tubes within the water space of the steam generator to the Er heating of the steam generating device support, so it can in an appropriate Circuit again the cooling system of the generator leads. Of course, this can only be done at the beginning of the Heating of the steam generator happen, otherwise too hot cooling water would be returned. Therefore probably this possibility may be an exception.
Handelt es sich bei dem den Generator kühlenden Kühlmedium, beispielsweise um Luft, so ist auch denkbar, daß die aufgewärmte Luft ebenfalls dem Dampf erzeuger zugeführt wird und zum Vorerwärmen der später den Dampf bildenden Flüssigkeit verwendet wird.Is it the one that cools the generator Cooling medium, for example around air, is also so conceivable that the warmed air also the steam generator is supplied and for preheating the later the vapor-forming liquid is used.
Ferner werden bevorzugt die Abgase die beim Verbrennen des Kraftstoffes entstehen und normalerweise ungenutzt uber eine Auspuffanlage abgeführt werden, über ein Rohrsystem dem Dampferzeuger zugeführt. Diese Abgase erreichen in der Regel eine Temperatur von bis zu ca. 600°C.Furthermore, the exhaust gases from combustion are preferred of fuel are generated and normally unused to be discharged via an exhaust system, via a Pipe system fed to the steam generator. These exhaust gases usually reach a temperature of up to approx. 600 ° C.
Zum Ausnützen der heißen Abgase sind zwei Möglichkeiten vorgesehen: Q:0Zum einen werden die Abgase in einen Brennraum vor einen Ölbrenner od. dgl. geführt, wo sie mit dem Brennstoff vermischt und nochmals verbrannt werden. Durch das Zumischen der heißen Abgase wird beispielsweise das Öl einerseits in einen temperaturmäßig optimal brennbaren Zustand versetzt, was die Energieausnutzung des Mineralöls optimiert, andererseits werden durch das Verbrennen der Abgase dessen Restenergien freigesetzt.There are two ways to take advantage of the hot exhaust gases intended: Q: 0On the one hand, the exhaust gases are placed in a combustion chamber an oil burner or the like. Where they with the Fuel mixed and burned again. By mixing in the hot exhaust gases for example the oil in one optimally combustible state in terms of temperature, which optimizes the energy utilization of the mineral oil, on the other hand, by burning the exhaust gases its residual energies released.
Zum anderen können die o. g. bis etwa 600°C aufge heizten Abgase über ein Gebläse direkt in die Wärme tauscherrohre innerhalb des Dampferzeugers geführt werden, wo sie mit den Abgasen aus dem Brennraum vermischt werden.On the other hand, the above-mentioned. up to about 600 ° C heats exhaust gases directly into the heat via a fan exchanger tubes inside the steam generator where they are with the exhaust gases from the combustion chamber be mixed.
Durch das Verwenden des aufgeheizten Kühlwassers als vorerwärmtes Medium im Kessel und durch die Zuführung der bis ca. 600°C aufgeheizten Abgase zum Wärmetausch ist eine optimale Energieausnutzung erreicht. Der Aufwand der zusätzlichen Energie eines Brenners, die jetzt noch notwendig ist, bis im Kessel Dampf erzeut wird, ist somit auf ein Minimum reduziert.By using the heated cooling water as preheated medium in the boiler and through the feed the exhaust gases heated up to approx. 600 ° C for heat exchange optimal energy utilization is achieved. The Effort of the additional energy of a burner that is now necessary until steam is generated in the boiler is reduced to a minimum.
Des weiteren ist vorgesehen, daß die Abgase vorher ei nen Rußabscheider durchlaufen. Da zudem die Abgase während ihres Durchströmens durch die Wärmetauscher rohre durch die Abgabe der Energie an das dampferzeu gende Mediums weit abkühlen, sind sie beim Austritt aus dem Dampferzeuger nahezu umweltneutral. Furthermore, it is provided that the exhaust gases previously Run through a soot separator. Since also the exhaust gases while flowing through the heat exchangers pipes by releasing the energy to the steam generator cool down well enough, they are out when they exit the steam generator almost environmentally neutral.
Der Dampf der im Dampferzeuger auf diese Art und Weise erzeugt wurde, kann jetzt beispielsweise der Ziegelpresse bzw. der Ziegelmasse zur Bedampfung zu geführt werden.The steam in the steam generator in this way was created, for example the Brick press or the brick mass for vapor deposition be performed.
Ebenso ist aber möglich, daß mit diesem Dampf Turbinen od. dgl. zur Gewinnung anderer Energie betrieben wer den. Diese Vorrichtung ist überall dort einsetzbar, wo hohe Stromenergien und Dampf nötig sind, wie z. B. in der Holzindustrie bei der Herstellung von Preß spanplatten, bei der Möbelherstellung usw.But it is also possible that with this steam turbines od. Like. Who operated to generate other energy the. This device can be used wherever high electricity energies and steam are required, such as B. in the wood industry in the manufacture of press chipboard, in furniture manufacturing, etc.
Ebenso ist denkbar, daß vorzugsweise der mit Hilfe der Sekundärenergie erzeugte Dampf nur zur Beheizung von Räumen oder Anlagen verwendet wird, wobei vorstellbar ist, daß sich diese Räume oder Anlagen durchaus an vom Ort der Dampferzeugung entlegenen Standorten befinden.It is also conceivable that preferably with the help of Secondary energy generated steam only for heating Rooms or facilities are used, which is conceivable is that these rooms or facilities from the Location of the steam production remote locations.
Ebenso ist die Vorrichtung nicht nur auf Diesel-Genera toren beschränkt, sondern diese Sekundärenergien lassen sich auch bei Verwendung anderer Brennstoffe, wie z. B. Benzin, Kohle, Holz od. dgl. ausnützen.Likewise, the device is not only for diesel genera gates limited, but leave these secondary energies even when using other fuels, such as. B. Use petrol, coal, wood or the like.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Er findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in einer einzigen Figur den schematischen Ablauf eines Verfahrens zum Ausnützen von Sekundärenergie bei der Stromerzeugung durch einen Diesel-Generator. Other advantages, features and details of the Er Find out from the following description of a preferred embodiment, and based on the drawing; this shows in a single figure the schematic flow of a method for exploitation of secondary energy in electricity generation from a Diesel generator.
Gemäß der Zeichnung arbeitet eine Ziegelpresse R zum Herstellen von Ziegelrohlingen in mehreren Arbeits schritten.According to the drawing, a brick press R works Manufacture of brick blanks in several work steps.
Eine Tonmasse 1 wird über nicht näher dargestellte Fördereinrichtungen in einen Doppelwellenmischer 2 eingebracht, in welchem der Ton zu einer homogenen Masse vermischt bzw. geknetet wird. Um eine optimale Homogenisierung zu erhalten, wird dem Ton in diesem Stadium Feuchtigkeit in Form von Dampf zugegeben.A clay mass 1 is introduced into a double-shaft mixer 2 by means of conveying devices, not shown, in which the clay is mixed or kneaded to a homogeneous mass. At this stage, moisture is added to the clay in the form of steam in order to obtain optimal homogenization.
Nach diesem ersten Arbeitsschritt gelangt der durch mischte Ton in eine Vakuumkammer 3, in welcher ihm die während des Knet- und Befeuchtungsvorganges einge lagerte Luft entzogen wird.After this first step, the mixed clay gets into a vacuum chamber 3 , in which the stored air is removed during the kneading and moistening process.
Der durchgeknetete und entlüftete Ton wird des weiteren mit Hilfe einer Förderpresse, beispielsweise einer Schneckenpresse 4 durch einen Formtrichter 5 gepreßt, wo er als Endlosstrang 6 austritt. Eine sich anschließende Kupiereinrichtung 7 schneidet von dem Endlosstrang 6 Ziegelrohlinge 8 ab, deren Größe jeweils bestimmt wird.The kneaded and deaerated clay is further pressed with the aid of a conveying press, for example a screw press 4, through a form funnel 5 , where it emerges as an endless strand 6 . A subsequent coupling device 7 cuts from the endless strand 6 brick blanks 8 , the size of which is determined in each case.
Die Rohlinge werden als Brenngut nicht näher gezeigten Brennöfen, insbesondere Tunnelbrennöfen zugeführt.The blanks are not shown as firing material Kilns, especially tunnel kilns.
Zum Betreiben der Ziegelpresse R, und dort insbesondere der einzelnen Arbeitseinrichtungen, ist ein Aggregat 9 notwendig. Dieses Aggregat 9 bezieht seine Energie, nämlich Strom, aus einem Generator, insbesondere einem Diesel-Generator 10. An aggregate 9 is required to operate the brick press R, and in particular the individual work facilities there. This unit 9 obtains its energy, namely electricity, from a generator, in particular a diesel generator 10 .
Der Dieselgenerator 10 erzeugt in Betrieb durch Ver brennen von Dieselkraftstoff einerseits Strom, anderer seits aber auch Heißwasser durch Aufheizen von Kühl wasser und naturgemäß heiße Auspuffgase.The diesel generator 10 generates in operation by burning diesel fuel on the one hand electricity, but on the other hand also hot water by heating cooling water and naturally hot exhaust gases.
Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist dem Diesel-Generator 10 ein Dampferzeuger 14 zugeordnet. Als Dampferzeuger wird ein Kessel, insbesondere ein Drei-Zug-Dampfkessel verwendet, welcher beständiger und wartungsfreier als beispielsweise ein Schnelldampfer zeuger arbeitet.In the exemplary embodiment according to the invention, a steam generator 14 is assigned to the diesel generator 10 . A boiler, in particular a three-pass steam boiler, is used as the steam generator, which works more consistently and maintenance-free than, for example, a high-speed steam generator.
Zum Aufbau eines Dampferzeugers 14 gehört ein Kessel 15, der einen Wasserraum 16 besitzt, welcher wiederum von Wärmetauscherrohren, insbesondere von Rauchgasrohren 17 durchsetzt ist, die von Rauchgasen durchströmt werden. Die Rauchgase werden von einem dem Dampferzeuger 14 zugeordneten Ölbrenner 18 entwickelt, der in Verbindung mit einem nicht näher gezeigten Verbrennungsluftgebläse steht. Zwischen dem Ölbrenner 18 und dem Kessel 15 bzw. den Rauchgasrohren 17 ist ein Rußabschneider 19 eingeschaltet.The structure of a steam generator 14 includes a boiler 15 which has a water space 16 , which in turn is penetrated by heat exchanger tubes, in particular flue gas tubes 17, through which flue gases flow. The flue gases are developed by an oil burner 18 assigned to the steam generator 14 , which is connected to a combustion air blower, not shown in detail. A soot cutter 19 is switched on between the oil burner 18 and the boiler 15 or the flue gas pipes 17 .
Der Haupterfindungsgedanke besteht darin, daß nun zur optimalen Ausnutzung der vom Generator 10 erzeugten Energie (Strom/Wärme) das bis etwa 70°C erwärmte Kühl wasser dem Kühlsystem des Diesel-Generators 10 entnommen und über eine Leitung 12 in den Wasserraum 16 des Kessels 15 geleitet wird, so daß jetzt entsprechend weniger Energie zur Dampfbildung aufgewendet werden muß. The main idea of the invention is that now for optimal use of the energy generated by the generator 10 (electricity / heat) the heated to about 70 ° C cooling water is removed from the cooling system of the diesel generator 10 and via a line 12 in the water chamber 16 of the boiler 15th is passed, so that now correspondingly less energy has to be used to form steam.
Dabei ist einmal daran gedacht, dieses Kühlwasser in Wärmetauscherrohre od. dgl. durch den Kessel 15 zu leiten und abgekühlt wieder als Kühlwasser dem Diesel-Generator 10 zurückzuführen. Andererseits ist es auch möglich, das erwärmte Kühlwasser in den Kessel 15 einzuleiten und als Wasser zur Dampferzeugung zu benutzen. In diesem Fall muß dann aus einer Quelle dem Dieselaggregat neues Kühlwasser zugeführt werden.It is once thought to pass this cooling water into heat exchanger pipes or the like through the boiler 15 and, once cooled, to return it to the diesel generator 10 as cooling water. On the other hand, it is also possible to introduce the heated cooling water into the boiler 15 and to use it as water for steam generation. In this case, new cooling water must then be supplied to the diesel unit from a source.
Gleichzeitig werden auch die heißen Abgase des Diesel-Generators 10, die bei Entnahme einer Temperatur von ca. 600°C aufweisen, über eine Leitung 13 zum Öl brenner 18 bzw. zum Verbrennungsgebläse geführt. Dort werden sie entweder zum Vorerwärmen des Öls verwendet oder sie werden zusammen mit Öl verbrannt und als Rauchgase durch die Rauchgasrohre 17 geleitet.At the same time, the hot exhaust gases of the diesel generator 10 , which have a temperature of approximately 600 ° C. when removed, are conducted via a line 13 to the oil burner 18 or to the combustion fan. There they are either used for preheating the oil or they are burned together with oil and passed through the flue gas pipes 17 as flue gases.
Im Kessel 15 findet zwischen den Rauchgasrohren 17 und dem Wasserraum 16 ein Wärmeaustausch statt, wobei das Wasser soweit erhitzt wird, daß es zu einer Dampferzeu gung kommt. Der Wasserdampf wird über ein Dampfent nahmerohr 20 und über eine Rohrleitung 21 im Ausführungsbeispiel zu dem Doppelwellenmischer 2 zum Bedampfen des Tones geleitet.A heat exchange takes place in the boiler 15 between the flue gas pipes 17 and the water space 16 , the water being heated to such an extent that steam is generated. The water vapor is passed via a steam extraction pipe 20 and via a pipeline 21 in the exemplary embodiment to the twin-shaft mixer 2 for steaming the sound.
Die Rauchgase kühlen auf ihrem Weg durch die Rauchgas rohre 17 aufgrund des Wärmetausches ab und verlassen den Dampferzeuger gereinigt und abgekühlt durch einen schematisch dargestellten Rauchgasaustritt 22.The flue gases cool on their way through the flue gas tubes 17 due to the heat exchange and leave the steam generator cleaned and cooled by a schematically illustrated flue gas outlet 22 .
Durch diese Ausnutzung der Sekundärenergie des Diesel-Generators 10 werden beträchtliche Mengen an Heizöl für den Betrieb des Dampferzeugers eingespart.This utilization of the secondary energy of the diesel generator 10 saves considerable amounts of heating oil for the operation of the steam generator.
Claims (17)
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DE4000376A DE4000376A1 (en) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | Operating procedure for machines using electricity - utilises waste heat and exhaust heat to generate steam |
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DE (1) | DE4000376A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103470370A (en) * | 2013-08-30 | 2013-12-25 | 广东康菱动力科技有限公司 | Efficient energy-saving heat-insulating box-type diesel generator set in alpine region |
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1990
- 1990-01-09 DE DE4000376A patent/DE4000376A1/en not_active Withdrawn
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