DE4303606A1 - Rohrheizflächenwand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrheizflächenwand für Feuerräume, insbesondere von Dampferzeugern, z. B. für den Einsatz bei Müllverbrennungsanlagen, bei welcher die metallene Rohrwandung mit zur Feuerseite weisenden metallenen Stiften besetzt ist, welche mit Schutzkappen aus feuerfestem Material, wie aus einer bei hoher Temperatur gebrannten SiC-Masse, versehen sind, und bei welcher die Zwischenräume der mit den Schutzkappen versehenen Stifte unter Überdeckung der Rohrwandungen und der diese verbindenden metallenen Zwischenwandungen mit einer Schicht aus SiC-Massen oder dergleichen feuerfesten Massen zugestellt ist, welche von den mit Schutzkappen versehenen Stiften gehalten wird.

Eine derartige Rohrheizflächenwand ist aus der DE 27 24 336 C2 bekannt. Die Zustellungen dieser Rohrheizflächenwände haben sich bewährt; sie haben relativ lange Standzeiten zwischen 20 000 und 40 000 Betriebsstunden. Die Bestiftung ist vor Verschleiß durch Korrosion optimal geschützt. Dabei kann die Wärmeflußdichte durch die Wärmeleitfähigkeit der Stampfmasse, deren Stampfstärke und der Sattdampftemperatur in einem gewissen Bereich eingestellt werden. Die Feuerraumtemperatur liegt ohne Verschmutzung bei ca. 700°C und steigt erst mit der Ablagerung von Flugstaub, Flugasche oder ähnlichem allmählich an.

Aus Umweltschutzgründen soll vorgeschrieben werden, daß - neben einer Verweilzeit der Rauchgase von 2 Minuten und einem Luftüberschuß von 6 Vol.-% - eine vorgegebene Mindest-Feuerraumtemperatur von beispielsweise 850 °C und mehr bereits vor einer Müllaufgabe sichergestellt ist. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß die automatische Verriegelung der Müllaufgabe erst geöffnet wird, wenn die genannte Mindesttemperatur erreicht ist. Mit den bei den bekannten Rohrheizflächenwänden eingesetzten Zustellmethoden läßt sich jedoch eine Feuerraumtemperatur von beispielsweise 800°C nicht ohne weiteres erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rohrheizflächenwand der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß praktisch bereits von Anfang an des Betriebes eine vorgegebene höhere Feuerraumtemperatur von beispielsweise 850°C und mehr erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelost, daß zwischen der SiC-Massen-Schicht und den metallenen Wandungen eine Isolierschicht oder ein Isolierspalt und/oder auf der SiC-Massen-Schicht feuerraumseitig eine Isolierschicht vorgesehen sind/ist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann die Wärmeflußdichte der feuerfesten Zustellung ohne weiteres um einen Faktor 2, also beispielsweise von etwa 40 000 bis 59 000 W/m² auf ca. 20 000 bis 25 000 W/m² ₁ abgesenkt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der feuerfesten Zustellung wird die Feuerraumtemperatur bereits im Anfahrbetrieb auf dem gewünschten hohen Wert gebracht und gehalten. Bei Verwirklichung der Erfindung können nach wie vor die verhältnismäßig gut wärmeleitenden, jedoch hinsichtlich ihrer vorzüglichen Eigenschaften der schlechten Benetzbarkeit durch flüssige Schlacke, und der guten schlackenabstoßenden Wirkung geschätzten Massen mit verhältnismäßig grobem SiC-Gehalt eingesetzt werden, ohne die Stampfstärke zu vergrößern. Dadurch ist die Verwirklichung der Erfindung auf wirtschaftliche Weise möglich. Der erwähnte Isolierspalt kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man zunächst ein e Isolierung zwischen SiC-Masse und metallener Wandung aus einem Material, beispielsweise Pappe oder organischem Anstrichmittel, vorsieht, welches durch Ausbrennen zur Luftspaltbildung führt.

Die dauerhafte Isolierschicht zwischen der SiC-Massen-Schicht und den metallenen Wandungen bzw. auf der SiC-Massen-Schicht kann vorzugsweise aus einem feuerfesten Fasermaterial gebildet sein.

Das Fasermaterial kann zur Halterung an den metallenen Wandungen beispielsweise als mit Schlitzen versehen Fasermatte so auf die metallenen Wandungen aufgebracht sein, daß die mit Schutzkappen versehenen Stifte durch die Schlitze hindurchragen.

Das Fasermaterial kann ferner aus anorganischen, bevorzugt Aluminiumsilikat-Fasern gebildet sein.

Die Festlegung des Fasermaterials kann ferner mittels eines feuerfesten Klebers auf die metallenen Wandungen aufgeklebt sein.

Es ist aber auch möglich, das Fasermaterial, insbesondere die Fasermatte, mittels der Schutzkappen selbst an den metallenen Wandungen zu halten, z. B. einzuklemmen.

Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Fasermaterial mittels eines Härters verfestigt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die SiC-Massen-Schicht feuerraumseitig mit einem Schutzanstrich, z. B. einem Cr/SiC-haltigen Schutzanstrich, versehen.

Die dauerhafte Isolierschicht zwischen der SiC-Massen-Schicht und den metallenen Wandungen bzw. auf der SiC-Massen-Schicht kann auch aus Feuerbeton gebildet sein.

Eine einfache Verwirklichung der Erfindung ist auch dann möglich, wenn die Isolierschicht auf die metallenen Wandungen oder die SiC-Massen-Schicht feuerraumseitig als Spritzmasse aufgebracht ist.

Um zu verhindern, daß die Stifte, wenn sie länger sind als die für ihren Schutz vorgesehenen Schutzkappen, korrosiven Angriffen ausgesetzt sind, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, den Kitt, mit Hilfe dessen die Schutzkappen auf die Stifte aufgeklebt sind, auch auf die Stiftoberfläche in dem Zwischenraum zwischen der Unterkante der Schutzkappe und der Rohrwandung aufzutragen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Die einzige Figur zeigt schematisch im Schnitt einen Ausschnitt aus einer nach der Erfindung ausgebildeten Rohrheizflächenwand.

Die Rohrheizflächenwand 1 weist in an sich bekannter Weise mehrere nebeneinander angeordnete und mittels Zwischenwandungen 5 miteinander verbundene Rohrwandungen 2 auf. Die zeichnerische Darstellung veranschaulicht einen Abschnitt mit zwei derartigen nebeneinander angeordneten Rohren. Auf der Mantelfläche der Rohrwandungen 2 sind Stifte 3 bezüglich Höhe und Umfangslage versetzt zueinander aufgeschweißt. Die Stifte 3 tragen im wesentlichen hohlzylindrische Schutzkappen 4 aus feuerfestem, z. B. SiC-enthaltendem Material, welche mittels eines in kaltem Zustand chemisch-keramisch abbindenden Kitt 8 auf die freien Enden der Stifte 3 aufgeklebt sind. Der Kitt 8 befindet sich zur Vermeidung von Korrosionen auch auf der Stiftoberfläche zwischen der jeweiligen Unterkante der Schutzkappen 4 und der Mantelfläche der Rohrwandungen 2. Die Zwischenräume der mit Schutzkappen 4 versehenen Stifte 3 sind in einer SiC-Massen-Schicht 6 ausgestampft. Zwischen der SiC-Massen-Schicht 6 und den metallenen Wandungen 2 und 5 befindet sich eine Isolierschicht 7, welche beispielsweise aus einem feuerfesten Fasermaterials als Fasermatte ausgebildet ist. Eine solche Isolierschicht 7′ kann zusätzlich oder statt der ersten Isolierschicht 7 auch auf der feuerraumseitigen Oberfläche der SiC-Massen-Schicht 6 vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, statt der Isolierschicht 7 oder zusätzlich zu der Isolierschicht 7 oder 7′ einen Luftspalt zwischen der SiC-Massen-Schicht 6 und den metallenen Wandungen 2 und 5 bzw. der feuerraumseitigen Oberfläche der Isolierschicht 7 freizulassen. Dieser Isolierspalt kann beispielsweise dadurch gebildet sein, daß an dessen Stelle zunächst eine Schicht aus brennbarem Material, wie aus Pappe oder einem organischen Anstrich vorgesehen wird, welcher nach dem Ausstampfen mit der SiC-Massen-Schicht 6 ausgebrannt wird.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Teilung T der Rohrheizflächenwand 1 75 mm, der Außendurchmesser D1 der Rohrwandungen 2 57 mm, die Länge L und der Durchmesser D2 der Stifte 3 30 mm bzw. 10 mm und die Stifte 3 sind unter einem Winkel von 65 0 zur Wandebene angeschweißt. Die Gesamtdicke von SiC-Massen-Schicht 6 und Isolierschicht 7 kann bei etwa 40 mm liegen, wobei die Dicke der Isolierschicht beispielsweise zwischen 2 und 6 mm variiert.

Durch Anordnung einer Isoliermatte aus Fasermaterial als Isolierschicht 7 zwischen SiC-Massen-Schicht 6 und den Wandungen 2, 5 kann die Wärmeflußdichte um einen Faktor von mehr als 6 reduziert werden. Wird die Isolierschicht 7′ beispielsweise als Spritzisolierung außen auf die SiC-Massen-Schicht 6 aufgebracht, kann beispielsweise eine Verringerung der Wärmeflußdichte um einen Faktur von mehr als 7 erreicht werden, wenn die Dicke der Isolierschicht 7′ beispielsweise 6 mm beträgt.

Bezugszeichenliste

1 Rohrheizflächenwand
2 Rohrwandung
3 Stifte
4 Schutzkappen
5 Zwischenwandung
6 SiC-Massen-Schicht
7 Isolierschicht
8 Kitt
T Teilung der Rohrheizflächenwand 1
D1 Außendurchmesser der Rohrwandung 2
L Länge der Stifte 3
D2 Durchmesser der Stifte 3

Claims (11)

1. Rohrheizflächenwand für Feuerräume, insbesondere von Dampferzeugern, z. B. für den Einsatz bei Müllverbrennungsanlagen, bei welcher die metallene Rohrwandung (2) mit zur Feuerseite weisenden metallenen Stiften (3) besetzt ist, welche mit Schutzkappen (4) aus feuerfestem Material, wie aus einer bei hoher Temperatur gebrannten SiC-Masse, versehen sind, und bei welcher die Zwischenräume der mit den Schutzkappen (4) versehenen Stifte (3) unter Überdeckung der Rohrwandungen (2) und der diese verbindenden metallenen Zwischenwandungen (5) mit einer Schicht (6) aus SiC-Massen oder dergleichen feuerfesten Massen zugestellt ist, welche von den mit Schutzkappen (4) versehenen Stiften (3) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der SiC-Massen-Schicht (6) und den metallenen Wandungen (2, 5) eine Isolierschicht (7) oder ein Isolierspalt und/oder auf der SiC-Massen-Schicht (6) feuerraumseitig eine Isolierschicht (7′) vorgesehen sind/ist.

2. Rohrheizflächenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Isolierschicht (7) aus einem feuerfesten Fasermaterial gebildet ist.

3. Rohrheizflächenwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial als mit Schlitzen versehene Fasermatte so auf die metallenen Wandungen (2, 5) aufgebracht ist, daß die mit Schutzkappen (4) versehenen Stifte (3) durch die Schlitze hindurchragen.

4. Rohrheizflächenwand nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus anorganischen, bevorzugt Aluminiumsilikat-Fasern gebildet ist.

5. Rohrheizflächenwand nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial mittels eines feuerfesten Klebers auf die metallenen Wandungen (2, 5) aufgeklebt ist.

6. Rohrheizflächenwand nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial, insbesondere die Fasermatte, mittels der Schutzkappen (4) an den metallenen Wandungen (2, 5) gehalten, z. B. eingeklemmt ist.

7. Rohrheizflächenwand nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial mittels eines Härters verfestigt ist.

8. Rohrheizflächenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die SiC-Massen-Schicht (6) feuerraumseitig mit einem Schutzanstrich, z. B. einem Cr/SiC-haltigen Schutzanstrich versehen ist.

9. Rohrheizflächenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (7) aus Feuerbeton gebildet ist.

10. Rohrheizflächenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (7) auf die metallenen Wandungen (2, 5) oder die SiC-Massen-Schicht (6) feuerraumseitig als Spritzmasse aufgebracht ist.

11. Rohrheizflächenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schutzkappen (4) mittels Kitt (8) auf die Stifte (3) aufgeklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kitt (8) auch auf die Stiftoberfläche in dem Zwischenraum zwischen der Unterkante der Schutzkappe (4) und der Rohrwandung (2) aufgetragen ist.