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Einrichtung zum Regeln der Beheizung eines im Brennraum einer Dampfkesselfeuerung
mit schwenkbarem Heizbrenner angeordneten Strahlungsüberhitzers Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Beheizung eines im Brennraum einer Dampfkesselfeuerung
mit schwenkbarem Heizbrenner angeordneten Strahlungsüberhitzers, der bei normaler
Belastung der Anlage lediglich durch die strahlende Wärme der Feuerung beheizt wird.
Steigt die Belastung der Anlage und geht dementsprechend mehr Dampf durch den Strahlungsüberhitzer,
so sinkt bekanntlich die Überhitzungstemperatur, weil die an den Überhitzer übergehende
Strahlungswärme sich nicht wesentlich ändert und nicht mehr ausreicht, um die größere
Dampfmenge auf die, gleich hohe Temperatur zu bringen wie die geringere Dampfmenge
bei niedrigerer Belastung. In diesem, Fall kann eine genügend hohe Überhitzungstemperatur
nur durch eine zusätzliche Wärmezufuhr an den zu überhitzenden Dampf erhalten werden._
Man hat zu diesem Zwecke bereits vorgeschlagen, den Strahlungsüberhitzer verschiebbar
anzuordnen und ihn nach Bedarf ganz oder teilweise in den Feuergasstrom zu legen.
Bei einer Dampfkesselfeuerung mit schwenkbarem Heizbrenner wird die Möglichkeit
zur Regelung der Beheizung des im Brennraum angeordneten Strahlungsüberhitzers dadurch
geschaffen, daß die die Flammenbildung und -führung im Brennraum verändernde Einstellung
des Brenners in der Weise erfolgt, daß die bei niedriger Belastung des Kessels lediglich
durch Strahlungswärme beheizte Überhitzerbeizfläche entsprechend einer zunehmenden
Belastung -des Kessels zusätzlich durch Berührungswärme der Feuergase beheizt wird.
Die Erfindung besteht darin, daß die Schwenkvorrichtung des Brenners mit der Spindel
des Brennstoffeinlaßventils in der Weise verbunden ist, daß beim Öffnen dieses Ventils
gleichzeitig der Brenner derart mit Bezug auf die Überhitzerheizfläche verschwenkt
wird, daß entsprechend der größeren oder kleineren Öffnung des Ventils @ ein größerer
oder kleinerer Teil der überhitz.erheizfläche von den Feuergasen berührt wird.
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Es sei erwähnt, daß es bekannt ist, bei Herdöfen durch Schwenken des
Heizbrenners
die heißeste Zone innerhalb des Ofens entsprechend
der jeweiligen Beschaffenheit des Beschickungsgutes und nach dem Verlauf des Ofengangs
zu verlegen. Ein Überhitzer ist bei diesen Herdöfen nicht vorhanden, so daß über
die Möglichkeit, die Beheizung eines Überhitzers durch die Flammenführung zu verändern,
nichts zu entnehmen ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise in der Anwendung
bei einer Dampfkraftanlage mit Zwischenüberhitzung dargestellt.
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Abb. i zeigt schematisch eine Kesselanlage mit der neuen Anordnung.
Abb.2 zeigt in größerem Maßstab eine Einzelheit der Einrichtung in Draufsicht und
Abb. 3 in Seitenansicht. Abb. 4 zeigt einige zur Erläuterung der Erfindung dienende
Temperaturschaulinien.
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In Abb.4 sind die Belastungen des Kessels als Abszissen und die Dampftemperaturen
als Ordinaten aufgetragen. Die unterste Schaulinie ist kennzeichnend für den Verlauf
der Temperatur des Abdampfes einer Hochdruckturbine mit nur geringfügiger Änderung
der Belastung. Die Schaulinie läßt die Veränderungen der Temperatur des Abdampfes
der Hochdruckturbine erkennen, der nicht in eine Leitung mit gleichbleibendem Druck
eingeführt wird, sondern unmittelbar in einer niederen Druckstufe der Anlage oder
derselben Turbine weiterarbeitet. Es ist angenommen, daß die Belastung des Kessels
der Belastung der Anlage und damit der Belastung der Turbine entspricht. Bei einer
Belastungszunahme des Kessels in üblichen Grenzen steigt dieTemperaturkurve des
Abdampfes der Hochdruckturbine nur langsam an. Würde dieser Dampf in einem reinen
Strahlungsüberhitzer wieder überhitzt werden, d. h. in einem überhitzer, bei dem
die gesamte Wärmeaufnahme nur durch Strahlung und nicht zu einem Teil noch durch
Berührung durch die Heizgase erfolgt, so würde die in dem Strahlungsüberhitzer erzielbare
Überhitzungstemperatur etwa nach der zweiten, gestrichelt gezeichneten Schaulinie
der Abb. 4 verlaufen. Der Temperaturzuwachs, im Strahlttngsüberhitzer und auch die
Schaulinie der sich ergebenden Endtemperatur würde mit der Belastung fallen. Die
oberste Schaulinie in Abb.4 gibt nun den Verlauf der Endtemperaturen an, die durch
die Erfindung erreicht werden können. Diese Schaulinie verläuft angenähert parallel
zur Abszissenachse. Sie veranschaulicht also den wünschenswerten Zustand, daß auch
bei steigender Belastung die Endtemperatur, die der Abdampf nach seiner Wiedererhitzung
hat, im wesentlichen gleich bleibt.
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Nach Abb. i umschließt das Kesselgehäuse i einen Kessel, der zwei
Obertrommeln 2 und 3 und eine Untertrommel 4 hat, die mit den Obertrommeln durch
die Steilrohrbündel 5, 6 und 7 verbunden ist. Die beiden oberen Trommeln sind im
Dampfraum durch Rohre 8 und im Wasserraum durch Rohre 9 verbunden. Zwischen den
Rohren des Bündels 5 ist ein überhitzer io angeordnet, dem aus der Trommel 3 Saftdampf
durch ein Rohr i i zugeleitet wird und von dem ein Rohr 13 den überhitzen Dampf
zur Hochdruckturbine 12 führt, An den Seitenwänden des Feuerraumes 14 sind Kühlrohre
15 angeordnet. Die Beheizung des Feuerraumes erfolgt durch Ölbrenner 16, die, wie
weiter unten erläutert wird, gemäß der Erfindung in besonderer Weise eingerichtet
sind. An der den Brennern gegenüberliegenden Rückwand der Feuerung ist ein Strahlungsüberhitzer
17 angeordnet, der in üblicher Weise mit einem oberen Sammelbehälter 18, einem unteren
Sammelbehälter 19 und Rohren 2o, welche die beiden Sammelbehälter verbinden, -versehen
ist.. Dem oberen Sammler 18 wird der Abdampf der Hochdruckturbine 12 durch eine
Leitung 21 zugeführt, und der im Strahlungsüberhitzer wieder erhitzte Dampf strömt
vom unteren Sammler 19 durch eine Leitung 22 zur Niederdruckturbine 23, mit deren
Abdampfseite bin Kondensator 24 durch eine Leitung 25 verbunden ist.
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Würde der überhitzer 17 bei allen Kesselbelastungen nur Strahlungswärme
erhalten und keine Berührungswärme aufnehmen, so würde der Temperaturverlauf des
überhitzten Dampfes im Rohr 22 so sein, wie es die mittlere Kurve in Abb.4 veranschaulicht.
Um die wechselnden Erhitzungsbeträge zuzufügen, die notwendig sind, um die endgültige
Überhitzungstemperatur auf die in Abb.4 veranschaulichte obere flache Kurve. zu
bringen, ist folgende Einrichtung getroffen: Die Abmessungen des Feuerraumes und
insbesondere der Abstand des Brenners 16 von dem ihm gegenüberliegenden überhitzer
17 sind so gewählt, daß bei niedriger Belastung der Feuerung die Flamme der Brenner
16 sich nicht wesentlich über die senkrechte Mittelebene des Brennraume$ erstreckt
und auf keinen Fall mit den Rohren 2o des Überhitzers in Berührung kommt. Die unter
diesen Bedingungen sich ergebende Farm der Flamme ist durch die kurz gestrichelten
Linien in Abb. i veranschaulicht. Wenn dagegen der Kessel stark belastet und die
Feuerung verstärkt wird, so wird die Form der Flamme so abgeändert, daß sie bis
an den Überhitzer 2o heranreicht, wie dies durch. die lang gestrichelten Linien
angedeutet ist. Daraus folgt, daß bei niedriger Belastung der Feuerung der überhitzer
nur Strahlungswärme aufnimmt, während ihm bei steigender
Belastung
der Feuerung auch ein immer wachsender Betrag an Berührungswärme zugeführt wird.
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Die Brenner 16 sind schwenkbar angeordnet, ihre Schwenkachse ist mit
26 bezeichnet. Wie die Abb.2 und 3 zeigen, sind an dem Gehäuse der Brenner 16 Zapfen
27, 28 angeordnet, die in Lager 29, 30 eingreifen, die an der Vorderwand
der Feuerung befestigt sind. Der Brennstoff wird den Brennern durch ein biegsames
Rohr 31 über ein Absperrventil 32 zugeführt. Auf der Spindel 33 dieses Ventils,
die ein Handrad 38 trägt, ist ein Kettenrad 34 befestigt. Über dieses Kettenrad
34 und ein zweites Kettenrad 36, das durch ein Lagerstück 37 gleichachsig zur Schwenkachse
27, 28 des Brenners 16 an der Kesselwand gelagert ist, läuft eine Kette 35. Dreht
man das Handrad 38, um durch entsprechendes Einstellen des Ventils 32 die Brennstoffzufuhr
zu regeln, so wird gleichzeitig durch das Kettengetriebe 33, 35, 36 der Brenner
16 um die Achse der Zapfen 27,28
geschwenkt. Die Anordnung ist so getroffen,
daß bei niedrigen Belastungen der Brenner die Flamme etwa waagerecht oder gegebenenfalls
etwas aufwärts gerichtet ist. Wird bei steigender Kesselbelastung die- Brennstoffzufuhr
vergrößert und damit die Flamme verlängert, so wird gleichzeitig noch der Brenner
so geschwenkt, daß die Flamme mehr nach unten gerichtet wird. Eine solche Einstellung
des Brenners ist durch die strichpunktierte Linie in Abb. 3 angedeutet.
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Die Erfindung ist vorstehend in der Anwendung auf einen Zwischenüberhitzer
beschrieben. Sie kann natürlich auch sonst bei Überhitzern Anwendung finden.