DE567819C

DE567819C - Firing, especially for steam boilers

Info

Publication number: DE567819C
Application number: DEA58212D
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICH MUENZINGER DR; AEG AG
Current assignee: FRIEDRICH MUENZINGER DR; AEG AG
Priority date: 1929-06-22
Filing date: 1929-06-22
Publication date: 1933-01-10

Description

Feuerung, insbesondere für Dampfkessel In gewissen Kraftanlagen ist es erforderlich, zur Deckung von Leistungsspitzen sogenannte Spitzenkessel aufzustellen. Sollen diese Kessel den ihnen zugedachten Zweck erfüllen, dann müssen sie so ausgebildet sein, daß sie sofort nach Eintritt der Leistungsspitze die Dampflieferung aufnehmen können. Hinderlich dafür ist der Umstand, daß die für die Verbrennung erforderliche Luft bei den bekannten Dampfkesseln zur Zeit der Wiederinbetriebnahme nicht vorgewärmt werden kann, weil der von der Luft durchströmte Rauchgasvorwärmer noch kalt ist. Die Zündung und Verbrennung wird infolgedessen, insbesondere in mit Heizfläche ummantelten Feuerräumen, sehr verzögert, so daß die Dampflieferung verspätet einsetzen wird, was unangenehme Betriebsstörungen zur Folge haben kann.Firing, especially for steam boilers, is in certain power plants it is necessary to set up so-called peak boilers to cover power peaks. If these boilers are to fulfill their intended purpose, then they must be designed in this way be that they start supplying steam immediately after the power peak has occurred can. A hindrance to this is the fact that the required for the combustion In the known steam boilers, air is not preheated at the time of recommissioning because the flue gas preheater through which the air flows is still cold. The ignition and combustion is consequent, especially in those sheathed with a heating surface Fireplaces, very delayed, so that the steam delivery will start late, which can result in unpleasant operational disruptions.

Dieser Übelstand soll gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß in der Feuerung ein Wärmespeicher eingebaut ist, welcher Wärme durch die Rauchgase erhält und durch welchen zum Zwecke der Vorwärmung bei Wiederinbetriebsetzung der Feuerung die ganze oder ein Teil der Verbrennungsluft strömt. Auf diese Weise wird erreicht, daß im Augenblick der Einschaltung der Feuerung auch vorgewärmte Verbrennungsluft zur Verfügung steht.According to the invention, this disadvantage is to be avoided by that a heat accumulator is installed in the furnace, which heats through the flue gases received and by which for the purpose of preheating when the Firing all or part of the combustion air flows. That way will achieves that at the moment the furnace is switched on, preheated combustion air is also available is available.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen unmittelbar befeuerten Lufterhitzer vorzusehen, der entweder fahrbar ist oder durch ein Kanalsystem mit allen in Frage kommenden Kesseln verbunden wird. Diese Einrichtung hat aber den Nachteil, daß der Lufterhitzer zuerst in Betrieb gesetzt werden muß, wenn vorgewärmte Luft für das Anheizen eines Kessels erforderlich ist. Damit würde aber die wichtige Forderung einer schnellen Betriebsbereitschaft nicht erfüllt, die für Spitzenkessel von großer Wichtigkeit ist. Auch würde das Unterbringen der Verbindungskanäle der einzelnen Kessel bei einem besonderen Luftvorwärmer recht schwierig sein, ja sogar unmöglich wegen des in solchen. Anlagen meist herrschenden Raummangels. Dazu kommt, daß derartige Kanäle- eine erhebliche Länge haben müßten, so daß sich die im Vorwärmer vorgewärmte Luft beim Strömen zu den Kesseln so stark abkühlen würde, daß die Einrichtung verfehlt wäre. Diese Mängel weist die Erfindung nicht auf. Die Einrichtung nach der Erfindung ist billig, schnell betriebsbereit, einfach in der Schaltung, arbeitet fast ohne Wärmeverluste und beansprucht keine besondere Bedienung. Es sind auch bereits besondere direkt befeuerte steinerne Wärmespeicher vorgeschlagen worden, die zu Zeiten schwacher Belastung der mit Hochofengas befeuerten Kesselanlage mit dem verfügbaren Überschußgas beheizt werden sollen. Zu Zeiten großen Dampfbedarfs soll dann diesem Speicher die Wärme durch Erhitzung der Brennluft entzogen werden, um die Leistungsfähigkeit des Kessels während der Spitzenzeit zu steigern. Es sollen hierdurch besondere kohlebeheizte Spitzenkessel überhaupt vermieden werden. Der Erfindungsgegenstand bezieht sich gerade auf derartige Spitzenkessel und bezweckt eine Wärmespeicheranordnung zur Erleichterung ihrer Wiederinbetriebnahme. Der fest eingebaute Wärmespeicher soll während des Betriebes des Spitzenkessels durch die Rauchgase erhitzt werden. Irgendeine besondere Feuerung, etwa in der Art des Überschußgases, ist bei diesen Wärmespeichern nicht vorgesehen. Auch bei dieser vorbekannten Einrichtung müßte ein Kanalsvstem vorgesehen sein, bei dem der Nachteil bestände, daß die vorgewärmte Luft in den Kanälen sich abkühlen würde, so daß der Zweck verfehlt wäre. Der Wärmespeicher gemäß der Erfindung arbeitet fast verlustfrei ist einfacher und schneller betriebsbereit sowie billiger in Anschaffung und Betrieb.It has already been suggested an instantly fired Provide air heater that is either mobile or through a duct system connected to all boilers in question. But this facility has the Disadvantage that the air heater must first be put into operation when preheated Air is required for heating a boiler. But that would be the important one The requirement for rapid operational readiness not met, which is the case for peak boilers is of great importance. Also accommodating the connecting channels would be the single boiler with a special air preheater can be quite difficult, even impossible because of in such. Systems usually lacking space. In addition, that such channels would have to have a considerable length, so that the preheater preheated air as it flowed to the boilers would cool so much that the device would be wrong. The invention does not have these shortcomings. The establishment after the invention is cheap, quickly operational, simple in circuit, works almost no heat loss and does not require any special operation. There are too special directly fired stone heat storage systems have already been proposed, the boiler system fired with blast furnace gas at times of low load the available excess gas to be heated. At times great When the steam is required, the heat is then extracted from this storage unit by heating the combustion air to increase the efficiency of the boiler during peak periods. This is intended to avoid special coal-fired peak boilers at all. The subject matter of the invention relates precisely to such peak boilers and aims a heat storage arrangement to facilitate their recommissioning. The festival built-in heat storage should be during the operation of the peak boiler by the Flue gases are heated. Some special kind of furnace, for example of the type of excess gas, is not provided for with these heat accumulators. Even with this previously known device a duct system would have to be provided, which would have the disadvantage that the preheated Air in the ducts would cool down so that the purpose would be defeated. The heat storage according to the invention works almost lossless is easier and quicker to operate as well as cheaper to buy and operate.

Die Speicherkörper können z. B. in den Schornstein oder den Fuchs einer Feuerung derart eingebaut sein, daß sie während des Betriebes durch die Abgase erhitzt und durch gute Wärmeisolierung und Absperren von den Gaskanälen vor Wärmeverlusten während- des Stillstandes geschützt werden. Je nachdem, ob sie als Regeneratoren oder Rekuperatoren oder als eine Vereinigung beider ausgebildet sind, ist eine Rauchgasumführung während des Anheizens nötig.The storage body can, for. B. in the chimney or the fox a furnace must be installed in such a way that it passes through the exhaust gases during operation heated and through good thermal insulation and blocking of the gas ducts against heat loss be protected during standstill. Depending on whether they are used as regenerators or recuperators or a combination of both is a flue gas bypass necessary during heating up.

In gewissen Fällen ist es zweckmäßig, hinter den Speicherkörpern noch Heizfläche, z. B. noch Kesselheizfläche, Ekonomiser oder Luftvorwärmer vorzusehen. Dadurch kommt man mit kleineren Wärmespeichern aus, weil sie auf höhere Temperatur erhitzt werden. Auch die Wärmeverluste werden wegen der kleineren freien Mantelfläche der Wärmespeicher geringer. Sind außerdem noch die üblichen Luftvorwärmer vorhanden, so ist es vorteilhaft, den Luftvorwärmer und den Wärmespeicher luftseitig hintereinanderzuschalten. Auf diese Weise kommt man mit einem Ventilator aus und kann außerdem bei entsprechender Ausbildung die Verbrennungsluft auch im Dauerbetriebe durch die Speicher leiten und höher vorwärmen als mit dem eigentlichen Luftvorwärmer allein.In certain cases it is advisable to go behind the storage bodies Heating surface, e.g. B. still to provide boiler heating surface, economizer or air preheater. This means that you can get by with smaller heat stores because they are at a higher temperature be heated. The heat losses are also due to the smaller free surface area the heat storage less. If the usual air preheaters are also available, it is therefore advantageous to connect the air preheater and the heat accumulator in series on the air side. In this way you can get by with a fan and can also use the appropriate Training to direct the combustion air through the storage tank even in continuous operation and preheat higher than with the actual air preheater alone.

In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawings, the subject matter of the invention is for example shown.

Die Abb. i und a stellen einen Dampfkessel mit Wanderrostfeuerung dar, und zwar zeigt die Abb. 2 einen Schnitt nach einer Ebene BB der Abb. i. Der Feuerraum i wird einerseits umschlossen von dem Rohrbündel z, andererseits von einer die Feuerraumwand 3 bekleidenden Kühlrohrreihe . f. Die Brennstoffzufuhr erfolgt durch den Wanderrost 5. Die Heizgase strömen nach Verlassen der Kesselzüge durch die Klappen 6 in einen abwärts gerichteten Zug. Dieser Zug besteht aus drei parallelen Schächten, wobei in den beiden außenliegenden Schächten die vorgeschlagenen Wärmespeicher 7 untergebracht sind. Der mittlere Zug bildet einen Leerzug. Im normalen Betriebe ist der Eintritt für die Heizgase in den Leerzug io durch Klappen verhindert. Die Heizgase müssen die Wärmespeicher 7 durchströmen und gelangen durch weitere Klappen i i in einen aufwärts gerichteten Zug, in welchem der übliche Speise-\vasservorwärmer 12 und Luftvorwärmer 13 vorgesehen sind. Nach Verlassen des Luftvorwärmers 13 ziehen die Rauchgase durch den Schornstein 14 ins Freie ab. Während des Betriebes werden also die Wärmespeicher 7 so lange von den Rauchgasen Wärme aufnehmen, bis sie die käuchgastemperatur erreichen. Beim Stillsetzen des Kessels werden alle Klappen, die die zum Wärmespeicher führenden Öffnungen beherrschen, geschlossen (so auch die Klappen 6 und i i), so daß die aufgespeicherte Wärme nicht entweichen kann. Zweckmäßig ist es auch, sämtliche Wandungen, die die Speicherkörper umgrenzen, aus gutem wärmeisolierendem Material herzustellen, damit die Abstrahlungsverluste möglichst gering bleiben.Fig. I and a represent a steam boiler with traveling grate firing Figure 2 shows a section along a plane BB of Figure i. Of the Firebox i is on the one hand enclosed by the tube bundle z, on the other hand by a the furnace wall 3 clad cooling tube row. f. The fuel is supplied through the traveling grate 5. The heating gases flow through after leaving the boiler flues the flaps 6 in a downward train. This move consists of three parallel ones Shafts, with the proposed heat storage in the two outer shafts 7 are housed. The middle train forms an empty train. In normal operations the entry for the hot gases into the empty draft is prevented by flaps. the Heating gases must flow through the heat accumulator 7 and pass through further flaps i i in an upward train, in which the usual feed / water preheater 12 and air preheater 13 are provided. After leaving the air preheater pull 13 the flue gases through the chimney 14 to the outside. Be during operation so the heat accumulator 7 so long absorb heat from the flue gases until they reach chewing gas temperature. When the boiler is shut down, all flaps, which dominate the openings leading to the heat accumulator, closed (so also the flaps 6 and i i), so that the stored heat cannot escape. It is also useful to remove all of the walls that delimit the storage bodies to produce good heat-insulating material, so that the radiation losses as possible stay low.

Soll der Kessel in Betrieb genommen werden, so bleiben zunächst die Rauchgasklappen 6 und i i geschlossen, so daß die Wärmespeicher aus dem Rauchgasstrom ausgeschaltet bleiben. Die Klappen, die zum Leerfuchs io führen, werden geöffnet, wodurch es den Rauchgasen ermöglicht wird, unter Umgehung der Wärmespeicher unmittelbar zum Ekonomiser und Luftvorwärmer zu gelangen.If the boiler is to be put into operation, the Flue gas flaps 6 and i i closed, so that the heat accumulator from the flue gas flow stay off. The flaps that lead to Leerfuchs io are opened, whereby it is made possible for the flue gases, bypassing the heat accumulator directly to get to the economizer and air preheater.

Im normalen Betrieb wird die Verbrennungsluft durch den Ventilator 15 angesaugt und dem Luftvorwärmer 13 zugeführt, aus welchem sie durch die Leitung 16 über die Klappe 17 der Feuerung zugedrückt wird. Um bei Inbetriebsetzung der Feuerung die Verbrennungsluft in den Wärmespeichern 7 vorwärmen zu können, ist ein- besonderer Ventilator 18 vorgesehen, der Luft durch die erwähnten Speicher hindurch ansaugt und mittels der Luftleitung icg der Feuerung zuführt. Hierbei kann die Anordnung so getroffen sein, daß der Ventilator 18 Frischluft ansaugt, und zwar auf dem Wege über die Klappen 20, 21 und 2z; die Klappe 17 der Leitung 16 muß dann geschlossen bleiben. In gewissen Fällen kann es indessen zweckmäßig sein; die Luft in üblicher Weise durch den Luftvorwärmer 13 zu führen, aus welchem der Ventilator 18 die Luft durch die Speicher ; hindurch ansaugt. In diesem Falle müssen die Klappen 17 und 2o geschlossen sein. Die zuletzt genannte Schaltung wird insbesondere deswegen vorzuziehen sein, weil nach kurzer Betriebszeit die Luft auch schon im Vorwärmer 13 um einen gewissen Betrag vorgewärmt wird, bevor sie mit den Wärmespeicherkörpern 7 in Berührung kommt. Auf diese Weise hält der Wärmevorrat der Speicherkörper länger vor, und die Verbrennungsluft kann längere Zeit hindurch auf die erwünschte hohe Temperatur erhitzt werden.In normal operation, the combustion air is sucked in by the fan 15 and fed to the air preheater 13, from which it is pressed through the line 16 via the flap 17 of the furnace. In order to be able to preheat the combustion air in the heat accumulators 7 when the furnace is started up, a special fan 18 is provided which sucks air through the mentioned accumulator and feeds it to the furnace by means of the air line icg. Here, the arrangement can be made so that the fan 18 sucks in fresh air, on the way over the flaps 20, 21 and 2z; the flap 17 of the line 16 must then remain closed. In certain cases, however, it can be useful; to lead the air in the usual way through the air preheater 13, from which the fan 18 the air through the memory; sucks through it. In this case, the flaps 17 and 2o must be closed. The last-mentioned circuit is particularly preferable because after a short operating time the air is already preheated by a certain amount in the preheater 13 before it comes into contact with the heat storage bodies 7. In this way, the heat supply of the storage body holds longer, and the combustion air can be heated to the desired high temperature for a longer period of time.

Für die Aufwärmung der Speicherkörper steht meistens reichlich Zeit zur Verfügung (wenn erwünscht, die ganze Betriebsperiode), nicht aber für die Erwärmung der Verbrennungsluft während des Anheizens. Um eine möglichst günstige Wärmeübertragung von den Speichern auf die Luft zu erzielen, kann eine Ausführung getroffen werden, wie sie in den Abb. 3 bis 6 dargestellt ist. Von diesen Abbildungen zeigt die -AM. 3 einen Schnitt nach der Ebene A.-1 und die Abb. 6 einen Schnitt nach der Ebene CC der Abb. 4, während die Abb. @ einen Schnitt DD der Abb. 3 wiedergibt. Wie die genannten Abbildungen zeigen, sind mehrere Wärmespeicher 7 vorgesehen. die hintereinander von den Rauchgasen bespült werden. Da die Luft gleichfalls die Wärmespeicher nacheinander durchströmen muß, wird sie gegenüber der Anordnung nach den Abb. r und :2 auf längerem Wege der Beeinflussung durch die Wärmespeicher ausgesetzt und demnach intensiver erwärmt werden können.There is usually ample time available for heating the storage bodies (if desired, the entire operating period), but not for heating the combustion air during heating. In order to achieve the best possible heat transfer from the stores to the air, an embodiment can be made as shown in FIGS. 3 to 6. Of these figures, the -AM. 3 shows a section along the plane A.-1 and Fig. 6 shows a section along the plane CC in Fig. 4, while Fig. @ Shows a section DD in Fig. 3. As the above figures show, several heat accumulators 7 are provided. which are flushed one after the other by the smoke gases. Since the air also has to flow through the heat accumulators one after the other, it is exposed to the influence of the heat accumulator over a longer distance than the arrangement according to Figs. R and: 2 and can therefore be heated more intensively.

Unterhalb der Obertrommel 23 (Abb. 3 sind die Heizgase bestrebt, die Kesselzüge zu verlassen. Sie finden auf der ganzen Breite des Kessels Öffnungen 24 vor, die durch Klappen 25 absperrbar sind. Den Rauchgasen bieten sich zwei parallel geschaltete Wege. Der eine führt durch den abwärts gerichteten Leerzug 26 unter Umgehung der Wärmespeicher zu den in üblicher Weise vorgesehenen Speisewasser- und Luftvorwärmern. Der andere Weg führt ebenfalls durch einen abwärts gerichteten Leerzug 27 über die Klappen 28 zu den Wärmespeichern. Die Wärmespeicher werden nun in vier Zügen von den Rauchgasen durchströmt, bis sie zu der Klappe 29 gelangen, aus welcher sie zu den Vorwärmern abziehen können. Durch entsprechende Einstellung der verschiedenen Klappen kann einerseits die ganze Rauchgasmenge durch die Vorwärmekörper 7 geschickt werden (in diesem Falle müssen die zum Leerfuchs 26 führenden Öffnungen 24 durch die darin befindlichen Klappen 25 abgeschlossen ,werden, während die Klappen in der Öffnung zum Leerzug 27 sowie die Klappen 28 und 2() geöffnet werden müssen), andererseits kann die Rauchgasführung so bewerkstelligt werden, daß ein Teil der Rauchgase durch die Speicher, der andere Teil gleichzeitig durch den Leerzug 26 unmittelbar zu den Vorwärmern strömt. Wird die Feuerung abgestellt, so müssen die vor und hinter dem Speicher angeordneten Klappen 28 und 2g geschlossen werden, so daß der Speicher vor dem Schornsteinzuge bewahrt wird. Zum f_fiberfluß kann dann noch die Klappe 30 geöffnet Zverden, die den Leerzug 27 in gleicher Weise wie den Leerzug 26 mit dem Abzug der Rauchgase verbindet.Below the upper drum 23 (Fig. 3) the hot gases try to leave the boiler flues. You will find openings 24 across the entire width of the boiler, which can be shut off by flaps 25. The flue gases have two parallel paths the downwardly directed empty pass 26, bypassing the heat accumulator to the feed water and air preheaters provided in the usual way. The other way also leads through a downward directed empty pass 27 via the flaps 28 to the heat accumulators. The heat accumulators are now flowed through in four passes by the flue gases until they reach the flap 29, from which they can withdraw to the preheaters. By setting the various flaps accordingly, the entire amount of flue gas can be sent through the preheater 7 (in this case the openings 24 leading to the empty fox 26 must be passed through the openings therein Located flaps 25 are completed, while the flaps in the opening to empty pass 27 and the flaps 28 and 2 () must be opened), on the other hand the flue gas routing can be accomplished so that part of the flue gases flows through the storage, the other part at the same time through the empty pass 26 directly to the preheaters. If the furnace is switched off, the flaps 28 and 2g arranged in front of and behind the store must be closed so that the store is protected from the chimney. For f_fiberfluss the flap 30 can then still be opened Zverden, which connects the empty pass 27 in the same way as the empty pass 26 with the exhaust of the flue gases.

Soll der Kessel in Betrieb genommen werden, so wird die Luft durch das Rohr 31 entweder aus der Atmosphäre oder aus dem üblichen Luftvorwärmer angesaugt, hintereinander durch alle vier Speicherzüge geführt und in die Feuerung geleitet.If the boiler is to be put into operation, the air is sucked in through the pipe 31 either from the atmosphere or from the usual air preheater, guided one after the other through all four storage passages and directed into the furnace.

Die Abb.7 und 8 zeigen schließlich eine Ausführung, bei welcher die Rauchgase und die vorzuwärmende Luft verschiedene Seiten der Speicherkörper umspülen. Die Verbrennungsluft durchströmt die als Hohlkörper ausgebildeten Speicher, während die Rauchgase die Speicherkörper von außen umspülen. Die Luft, die entweder dem Luftvorwärmer3 oder aus der Atmosphäre entnommen werden kann, strömt zunächst in die Sammelkammer 34. Aus dieser gelangt sie in die hohlen Speicherkörper 33 und aus diesen über die Sammelkammer 35 in die Leitung 36, welche die Verbrennungsluft der Feuerung zuführt. Die Heizgase können wieder entweder nur durch den Leerzug 37 oder nur durch den Speicherzug 38 geleitet werden. Durch eine entsprechende Einstellung der Klappen kann indessen auch die Rauchgasführung so bewirkt werden, daß ein Teil der Rauchgase durch den Leerzug der anderen Teile gleichzeitig durch den Speicherzug strömt. Der Vorteil der Anordnung nach Abb. 7 und 8 besteht darin, daß die vorzuwärmende Luft nicht durch Flugasche verschmutzt wird, die sich während des Aufheizens durch die Rauchgase in den Speicherkörpern absetzt. Ferner kann der Speicher leichter luftdicht ausgeführt werden, so daß es unschwer möglich ist, mit einem einzigen Ventilator die Luft sowohl durch den üblichen Luftvorwärmer als auch durch den Speicher zu drücken. Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, daß bei schwacher Belastung oder auch in anderen Bedarfsfällen die Verbrennungsluft auch im normalen Betriebe dauernd höher aufgewärmt werden kann als bei einer Ausführung nach den Abb. r bis 6, indem man die ganzen oder einen Teil der Rauchgase sowohl durch den Speicher als auch durch den Luftv orwärmer strömen läßt.Finally, Figures 7 and 8 show an embodiment in which the Flue gases and the air to be preheated wash around different sides of the storage body. The combustion air flows through the storage tank, which is designed as a hollow body, while the flue gases wash around the storage body from the outside. The air that either the Air preheater3 or can be taken from the atmosphere, initially flows into the collecting chamber 34. From this it passes into the hollow storage body 33 and from these via the collecting chamber 35 into the line 36, which carries the combustion air feeds to the furnace. The heating gases can either only return through the empty line 37 or only through the storage train 38. With an appropriate setting of the flaps, however, the flue gas flow can also be effected in such a way that a part the flue gases through the empty draft of the other parts at the same time through the storage draft flows. The advantage of the arrangement according to Fig. 7 and 8 is that the preheating Air is not polluted by fly ash that spreads out during heating the smoke gases settle in the storage bodies. Furthermore, the memory can be lighter be made airtight, so that it is easily possible with a single Fan the air both through the usual air preheater and through the storage tank to press. Another advantage is to be seen in the fact that when the load is low or, in other cases, the combustion air also in normal operations can be continuously warmed up higher than with an embodiment according to fig. r to 6 by passing all or part of the flue gases through both the store as well as through the air heater.

Claims

PATENTANSPRUCIi firing, especially for steam boilers, marked by means of a built-in heat accumulator, which is absorbed by the flue gases during operation is heated and when the furnace is restarted all or part of it the combustion air is preheated before it enters the furnace.