DE4414776A1 - Heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel.

Es ist bekannt, einen Heizkessel so auszubilden, daß er einen oder zwei Feuerräume und mehrere der Rauchgaskühlung dienende Heizflächen enthält. Der in den Feuerraum gerichtete Brenner führt dem Brennraum Brennstoff und Luft zu und wird zur Anpassung an die tatsächlich benötigte Leistung intervallweise oder/und modulierend betrieben.

Die Auslegung der Kessel erfolgt meist für den Dauerbetrieb, so daß sie im Teillastbetrieb mit geringerem Wirkungsgrad und/oder höherem Schadstoffaustrag arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere im Teillastbetrieb den Wirkungsgrad der Heizkessel zu erhöhen und den Schadstoff­ austrag zu reduzieren, die auf das Kesselvolumen bezogene Wärmeübergangsfläche zu erhöhen und die auf die Kesselleistung bezogenen Kesselmasse zu senken.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den in den Ansprüchen genannten und im Ausführungsbeispiel näher erläuterten Mitteln gelöst.

Durch die Anordnung einer mehr oder weniger großen Zahl von Brennstellen am Anfang der bislang als Rauchgasrohre bekannten bzw. fungierenden Rohre entsteht eine Reihe von Vorteilen.

Durch die Aufteilung des Brennstoffstromes auf mehrere/viele Brennstellen entsteht die Möglichkeit eine Kesselteilleistung digital so zu realisieren, daß der die Brennstellen umhüllende Raum an eine in allen Betriebszuständen nahezu konstante Brenn­ stellenleistung feuerungstechnisch angepaßt werden kann. Durch diskretes Zu- und Abschalten von Brennstellen wird eine Kesselteilleistung derart realisiert, daß die Verbrennung an den jeweils betriebenen Brennstellen optimal, d. h. mit hohem Wirkungsgrad und niedrigem Schadstoffaustrag abläuft.

Die bislang bekannte, meist großvolumige zentrale Brennkammer wird nicht mehr benötigt und dieser Raum wird mit mehreren Rohren mit kleinerem Durchmesser und somit größerer Wärme­ übertragungsfläche ausgefüllt.

Dadurch kommt es zu einer Erhöhung der auf das Kesselvolumen und die -masse bezogenen Kesselleistung.

Die zielgerichtete Ausbildung der einzelnen Rohre mit ansich einzeln bekannten Mitteln zur Förderung von Verbrennung, des Wärmeüberganges und des Schutzes gegen Rauchgas- und/oder Kondensatangriff an einem Rohr verbilligen die Kesselher­ stellung.

Durch mindestens drei über die Rohrlänge verteilte Abflachungen in gleicher radialer Richtung wird bei unterschiedlicher thermischer Längendehnung der einzelnen Rohre ein gezieltes Ausknicken der auf Druck belasteten Rohre ermöglicht, wodurch geringere Belastungen an den gefährdeten Einschweißenden der Rohre auftreten.

Die Schadstoffinhalte im Rauchgas werden gemessen, einem Rech­ ner zugeführt und in diesem wird nach bekannten Optimierungs­ verfahren eine Schadstoffaustragsminimierung ausgeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt. In der Zeichnung ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Heizkessel gezeigt.

Der Heizkessel 1 ist im zu erwärmenden Raum 7 von mehreren Rohren 2 durchdrungen, denen jeweils eine eigene Brennstoff­ zufuhreinrichtung 3 zugeordnet ist. In den Rohren 2 fördert eine Ausbauchung 11 die Verbrennung, ein Turbulator 8 die Nachverbrennung, oberflächenvergrößernde Elemente 9 die Wärmeübertragung und ein korrosionsfestes Material 10 den Erhalt des Rohres.

Ein Meßgerät 6 bestimmt den Schadstoffinhalt im Rauchgas und gibt diesen Wert an den Rechner 5 weiter. Im Rechner wird mit bekannten Mitteln und durch Verarbeitung weiterer Werte eine Optimierung hinsichtlich eines minimalem Schadstoffaustrages ausgeführt und die Zahl der zu betreibenden Brennstoffzufuhreinrichtungen 3 und die Drehzahl des Ventilators 4 gesteuert. Einrichtungen zum Verschließen der Luftdurchtrittsöffnungen der nicht betriebenen Brennstoff­ zufuhreinrichtungen 3 sind hinreichend bekannt und im Schnitt nicht dargestellt.

Claims (6)

1. Heizkessel mit mehreren den zu erwärmenden Raum (7) durch­ dringenden Rohren (2), gekennzeichnet dadurch, daß an nahezu jedem Rohr (2) eine eigene Brennstoffzufuhrein­ richtung (3) angeordnet ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die den zu erwärmenden Raum (7) durchdringenden Rohre (2) in Längsrichtung mit mehreren, verschiedenen, bereichsweise angeordneten Einrichtungen (8, 9, 10, 11) versehen sind, die in Achsrichtung der Verbrennung, dem Wärmeübergang vom Rauchgas an den zu erwärmenden Raum (7) und dem Schutz der Rohre (2) gegen Rauchgas- und/oder Kondensatangriff förderlich sind.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohre (2) wendelförmig gebogen sind, oder die Rohre (2) annähernd gerade sind und mit an mindestens drei Stellen in gleicher radialer Richtung angeordneten Abflachungen versehen sind oder die Rohre (2) am Anfang gerade sind und sich ein wendel- oder ungleichförmig gebogenes Rohrstück von gleichem oder geringerem Durchmesser anschließt.

4. Heizkessel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zur Verbrennung erforderliche Luft von einem Ventilator (4) gefördert wird, dessen Förderleistung in Abhängigkeit von der Zahl der betriebenen Brennstoffzufuhreinrichtungen (3) veränderbar ist.

5. Heizkessel nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Zahl der betriebenen Brennstoffzufuhreinrichtungen (3) und die Förderleistung des Ventilators (4) von einem Rechner (5) gesteuert oder geregelt wird.

6. Heizkessel nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Rechner (5) mit einem Programm zur Minimierung des Schadstoffaustrages bestückt ist, das mit einer Einrichtung (6) zur Messung mindestens eines Schadstoffes im Rauchgas gekoppelt ist.