DE8310393U1 - Dampfkessel mit Speisewasser- und Verbrennungsluftvorwärmung - Google Patents
Dampfkessel mit Speisewasser- und VerbrennungsluftvorwärmungInfo
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Description
Dampfkessel mit Speisewasser- und Verbrennung sIu ftvorwärmung
Die hohen Brennstoffkosten erfordern u.a. eine Steigerung der Wirkungsgrade
von Dampfkesseln, auch von jenen Kesseln, die bereits
in Betrieb sind.
Zu diesem Zweck wurden z.B. eine Reihe von Flammrohrkesseln nachträglich
mit Speisewasservorwärmern ausgerüstet, die - bei Nennlast - eine zusätzliche Absenkung der Abgastemperatür von meist
240 0C auf 140 0C erreichen lassen und so eine Brennstoffeinsparung
von ca. 5 Prozent bringen.
Eine tiefere Abkühlung der Rauchgase als auf ca. 140 0C ist bei
schwerölgefeuerten Kesseln im Blick auf die Gefahr von Taupunktkorrosionen von den rauchgasberührten Heizflächen und Komponenten
nicht ratsam.
Bei erdgasgefeuerten Kesseln, bei denen der Taupunkt tiefer liegt und wegen des sehr geringen Schwefelgehaltes des Brennstoffs die
Gefahr von Taupunktkorrosionen nur sehr klein ist, wäre zwecks einer weiteren Steigerung des Wirkungsgrades eine Abkühlung der
Rauchgase auf 100 0C - ggf. sogar auf 90 0C - erwünscht. Dies würde
eine zusätzliche Brennstoffeinsparung von 2 bis 2,5 % bringen.
(Eine Rauchgasabkühlung um 20 0C ergibt eine Brennstoffersparnis
von 1 %).
Diese Abgastemperatur von 100 0C (bzw. 90 0C) kann mit Speisewasservorwärmern
jedoch nicht erreicht werden, da das vom Speisewasserbehälter kommende Speisewasser eine Temperatur von 102 bis
105 0C hat und die Abgastemperatür aus Gründen der Wärmeübertragung
immer über der Speisewassereintrittstemperatur liegt.
um bei erdgasgefeuerten Flammrohrkesseln eine Abgastemperatur von
100 0C (bzw. 90 0C) zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen,
diese Kessel mit Verbrennungsluftvorwärmern (Röhrenluftvorwärmern)
auszurüsten, mit denen di2se Abgastemperaturen auch erreicht werden können. Dabei beträgt bei Nennlastbetrieb die Endtemperatur
der Luftvorwärmung ca. 170 0C, wodurch sich das Volumen
des benötigten Verbrennungsluftgewichtes um etwa 50 % vergrößert.
Da diese Vergrößerung des Verbrennungsluftvolumens an den Brennern
zu einer ebenfalls 50 %igen Steigerung der Luftaustrittsgeschwindigkeit
führt, und eine solche Steigerung mit Rücksicht auf die Aufrechterhaltung des Verbrennungsablaufes nicht zulässig
ist, müssen die Brenner bei der nachträglichen Ausstattung der Kessel mit Luftvorwärmern ausgetauscht werden. Dies bedingt
merkliche Mehrkosten für den umbau.
Weiters ist es hai den Röhrenluftvorwärmern von Nachteil, daß
diese einen verhältnismäßig hohen verbrennungsluftseitigen und
rauchgasseitigen Zugverlust aufweisen (bei Nennlast je ca. 0,005 bar). Dadurch wird ein Austausch der Laufräder der Verbrennungsluftgebläse
erforderlich und der elektrische Eigenbedarf des Kessels steigt an.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird ein Dampfkessel mit Speisewasser-
und Verbrennungsluftvorwärmung vorgeschlagen, der als Flammrohrkessel oder Industrie-Wasserrohrkessel (= kleinerer Wasserrohrkessel)
ausgeführt und erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß außerhalb des Kessels im ein- oder mehrflutigen Abgaspfad
desselben wenigstens ein Speisewasservorwärmer und ein primärer oder mehrere primäre Wärmetauscher einer ein- oder mehrteiligen,
hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
angeordnet sind, und daß der bzw. die sekundäre(n) Wärmetauscher
der hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage in an sich bekannter Weise im ein- oder mehrflutigen Verbrennungsluftpfad
des Kessels angebracht ist bzw. sind.
Bei dieser Lösung wird das Rauchgas durch den Speisewasservorwärmer
wieder auf ca. 140 0C abgekühlt und die zusätzliche Abkühlung
der Rauchgase auf 100 0C (bzw. 90 0C) erfolgt durch die hydraulisch
gekoppelte Verbrennungsluft-Vorwärmanlage.
Bei dieser Ausführung beträgt die Endtemperatur der Luftvorwärmung
nur 60 bis 80 0C und bei der nachträglichen Anbringung von Speisewasservorwärmern
und Verbrennungsluft-Vorwärmanlage brauchen die vorhandenen Brenner nicht ausgetauscht zu werden.
Da bei Endgasfeuerung eine Verschmutzungsgefehr für den Speisewasservorwärmer
und den primären (= rauchgasbeheizten) Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage fast nicht gegeben ist, ist es
möglich, für diese Geräte Rippenrohre zu verwenden, die einen sehr niedrigen rauchgasseitigen Zugverlust aufweisen. Auch für den sekundären
(= verbrennungsluftgekühlten) Wärmetauscher der Verbrennung sluft-Vorwärmanlage können Rippenrohre mit ihrem niedrigen
Zugverlust verwendet werden.
Dadurch kann der gesamte Zugverlust von Speisewasservorwärmer und primären und sekundären Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
bei Nennlast auf ca. 0,002 bar reduziert werden, was den elektrischen Eigenbedarf vermindert und einen Austausch der Laufräder
der Verbrennungsluftgebläse meist erübrigt.
Falls erforderlich - wenn es z.B. die Platzverhältnisse bestimmen oder wenn neben dem Erdgas auch Schweröl über längere Zeit verbrannt
wird - können die genannten Wärmetausch-Geräte auch als Doppelrohr- oder als Glattrohr-Wärmetauscher (Schlangenrohr-Wärmetauscher)
ausgebildet sein.
Die hydraulisch gekoppelte Verbrennungsluft-Vorwärmanlage besteht
aus wenigstens einem primären (= rauchgasbeheizten) und einem sekundären (- verbrennungsluftgekühlten) Wärmetauscher,
die durch Verbindungsleitungen zu einem Strömungskreis geschaltet sind, in dem durch eine Umwälzpumpe der flüssige Wärmeträger
(Wärmeöl, Wasser) in Zirkulation gehalten wird.
Der flüssige Wärmeträger wird im primären Wärmetauscher durch Rauchgas aufgeheizt (z.B. von 70 0C auf 90 0C) und im sekundären
Wärmetauscher durch Verbrennungsluft wieder abgekühlt (z.B. von 90 0C auf 70 0C), wobei gleichzeitig sich die Verbrennungsluft
erwärmt (z.B. auf 65 0C).
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der sekundäre v|
Wärmetauscher bzw. werden die sekundären Wärmetauscher über -i
der Bedienungsdecke des Kessels und im Bereich der bedienungs- |
seitigen Kesselhälfte angeordnet, um die Verbrennungsluftlei- §|
tungen kurz und den verbrennungsluftseitigen Zugverlust nied- £']
rig zu halten.
Falls ein Keller unter dem Kessel vorhanden ist, kann der sekundäre
Wärmetauscher mit Verbrennungsluftgebläse bzw. können die sekundären Wärmetauscher mit Verbrennungsluftgebläsen vorteilhaft
unter der Bedienungsdecke des Kessels angeordnet sein. Dies reduziert vor allem den Lärmpegel über dem Heizerstand.
Wenn es die Platzverhältnisse erfordern, kann der sekundäre Wärmetauscher bzw. können die sekundären Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
auf oder über dem Kessel oder auf dessen Grundrahmen angeordnet sein. Eine Anordnung auf oder über
dem Kessel reduziert die erforderliche Grundfläche der Anlage.
Um den verbrennungsluftseitigen Zugverlust möglichst niedrig zu halten, ist zwischen jedem sekundären Wärmetauscher der hydraulisch
gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage und seinem zu-
gehörigen Brenner ein gerader Luftkanal angeordnet, dessen Längsachse
auf die Brennerachse senkrecht oder ungefähr senkrecht steht. Auch ist das Verbrennungsluftgebläse am Gehäuse des zugehörigen
sekundären Wärmetauschers angeflanscht, wobei Krümmer vermieden sind.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung sind ein oder mehrere Speisewasservorwärmer und ein oder mehrere primärö
Wärmetauscher der hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
in einem gemeinsamen Blechgehäuse angeordnet. Hierdurch reduzieren sich der Bauaufwand und der Platzbedarf und die
benötigte Isolierung und der rauchgasseitige Zugverlust werden kleiner.
Bei jenen Dampfkesseln, die ausschließlich oder fast ausschließlich
mit Erdgas befeuert sind, bestehen Speisewasservorwärmer, primäre (r) und sokunrläre (r) Wärmetauscher aus Rippenrohren, da
hier eine rauchgasseitige Verschmutzungsgefahr nicht gegeben ist.
Hingegen ist es bei jenen Kesseln, die abwechselnd mit Erdgas und Schweröl - und zwar je über längere Zeit - befeuert werden, wegen
der erhöhten Verschmutzungsgefahr bei Schwerölfeuerung nicht ratsam,
für den Speisewasservorwärmer und den primären Wärmetauscher Rippenrohre zu verwenden.
Bei diesen Kesseln bestehen diese Geräte aus Doppelrohren oder Glattrohren (Schlangenrohren) und nur der sekundäre Wärmetauscher
besteht - wegen des geringen verbrennungsluftseitigen Zugverlustes und des kleineren Platzbedarfes - aus Rippenrohren.
Besteht der Speisewasservorwärmer aus Doppelrohrer; und einem länglichen
Blechgehäuse, so ist er in an sich bekannter Weise seitlich des Kessels oder seitlich über dem Kessel angeordnet, wobei Kessellänge
und Speisewasservorwärmerlänge ungefähr übereinstimmen.
Ein primärer Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage kann in an sich bekannter Weise auch im Kamin angeordnet sein,
wobei er vorzugsweise aus Doppelrohren besteht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage als Einrohr-Wärmetauscher
ausgebildet, deren wärmeaustauschenden Rohre wärmeträgerseitig hintereinander geschaltet sind. Diese Ausführung vermeidet
die Problematik paralleler Strömungswege und läßt eine einwandfreie Entlüftung der Rohrsysteme erreichen. Auch erreicht
der flüssige Wärmeträger dann ausreichend hohe Geschwindigkeiten, was günstigere Wärmeübertragungsverhältnisse gibt.
Nach einem anderen Erfindungsmerkmal ist im System der Verbindungsleitungen
der hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage wenigstens ein Blasenspeicher als Behälter zur
Aufrechterhaltung des Druckes des flüssigen Wärmeträgers angeordnet. Dieser Druck darf einen bestimmten Wert nicht unterschreiten,
um Dampfblasenbildung im flüssigen Wärmeträger zu vermeiden. Bei der Festlegung dieses Minimaldruckes ist auch
zu berücksichtigen, daß bei Ausfall des Speisewasservorwärmers (z.B. durch Ausfall der Speisewasserpumpen) der primäre Wärmetauscher
der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage durch Rauchgas höherer Temperatur (Rauchgastemperatur vom Kesselaustritt) beaufschlagt
wird. (Es steigt dann auch die Endtemperatur der vorgewärmten Verbrennungsluft an).
Die ü/nwälzpumpe (n) der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage ist bzw.
sind in an sich bekannter Weise zweckmäßig als In-Line-Pumpe(n)
ausgeführt, was eine einfachere Rohrführung ermöglicht.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der primäre und der sekundäre Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
in an sich bekannter Weise durch ein oder mehrere Wärnierohre (Heat-pipes) miteinander verbunden
sind.
Bei diesem modifizierten System der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
erfolgt der Wärmetransport durch Verdampfen und Kondensieren des flüssigen bzw. dampfförmigen Wärmeträgers in
Verbindung mit kapillaren Wanderungen und/oder mit Schwerkraftwirkung. Die Umwälzpumpe(n) kann bzw. können entfallen und es
ergibt sich ein sehr wartungsarmes System das keine Eigenbedarf sleistung benötigt.
Dabei ergeben sich hinsichtlich der Kondensatrückführung aus dem sekundären in den primären Wärmetauscher besonders sichere
Verhältnisse, wenn der sekundäre Wärmetauscher der geodätischen Höhe nach über dem primären Wärmetauscher angeordnet ist.
Die Kondensatrückführung geschieht dann mittels Schwerkraft, wozu die Rückführleitung mit stetigem Gefälle zu verlegen ist.
Ist der Dampfkessel ein Zweiflammrohrkessel, so kann zweckmäßig
jedem seiner zwei Brenner ein separates System zugeordnet sein, das aus einem Speisewasservorwärmer und einer Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
mit den vorbeschriebenen Kennzeichen besteht.
Ist der Kessel ein Heißwasserkessel, so wird der Speisewasservorwärmer
durch einen HeiBwasservorwärmer ersetzt, der während des Betriebes in an sich bekannter Weise vom rückkehrenden Strom des
zirkulierenden Heißwassers - oder einem Teil strom desselben - beaufschlagt
ist.
Während des Nennlastbetriebes erfolgt die Abkühlung der Rauchgase durch den bzw. die Speisewasservorwärmer auf 180° bis 120 0C
und die weitere Abkühlung der Rauchgase auf 110 bis 90 0C im primären
Wärmetauscher bzw. in den primären Wärmetauschern der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
.
Hierzu sind die Heizflächengrößen dieser Geräte entsprechend zu
dimensionieren.
Die geringe Abkühlung der Rauchgase im primären Wärmetauscher bzw.
in den primären Wärmetauschern bewirkt auch nur eine geringe Aufwärmung der Verbrennungsluft (auf 60 - 80 0C) und es können dadurch
bei einer Kesselnachrüstung die vorhandenen Brenner beibehalten werden.
Ein weiterer Vorteil dieser stufenweisen Abkühlung der Rauchgase im Speisewasservorwärmer und im primären Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
besteht darin, daß die ümwälzrate des flüssigen Wärmeträgers der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage bei
Vollast und Teillast konstant ist (wodurch auch die Drehzahl der umwälzpumpe(n) konstant bleibt). (Würde die gesamte Rauchgasabkühlung
nur in der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage erfolgen, so müßte die ümwälzrate des flüssigen Wärmeträgers bei Teillast des
Kessels verkleinert werden).
Die ümwälzrate des flüssigen Wäntieträgers wird zweckmäßig so ausgelegt,
daß während des Nennlastbetriebes die Aufwärmspanne (= Temperaturdifferenz zwischen Austrittstemperatur und Eintrittstemperatur)
kleiner als 40 0C ist. Hierdurch ergeben sich auch bei niedrigen
Kessellasten keine allzugroßen Temperaturänderungen des Wärmeträgers
im Vergleich zu den Nennlastverhältnissen.
Nach einem anderen, wesentlichen Merkmal der Erfindung wird bei der Umstellung der Kesselfeuerung von Gas auf Schweröl der sekundäre
Wärmetauscher der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage vom
flüssigen Wärmeträger im Teilstrom oder zur Gänze umströmt. Hierdurch
wird die Eintrittstemperatur des Wärmeträgers in den primären Wärmetauscher angehoben und es steigt die Abgastemperatur des
Kessels auf etwa 150 0C an. (Vermeidung der Taupunktgefahr).
Wir der sekundäre Wärmetauscher während der Feuerung mit Schweröl vom flüssigen Wärmeträger zur Gänze umströmt, so findet keine
Vorwärmung der Verbrennungsluft mehr statt und der flüssige Wärmeträger nimmt jene Temperatur m, mit welcher die Rauchgase in
den primären Wärmetauscher eintreten.
Wird der Kessel mit niedriger Teillast gefahren, so kann auch bei Gasfeuerung der sekundäre Wärmetauscher vom flüssigen Wärmeträger
im Teilstrom umströmt werden, wodurch ein unerwünschtes
Absinken der Abgastemperatur unter den Sollwert (ca. 100 0C) vermieden
werden kann.
Durch diese Art der Regelung (bzw. Konstanthaltung) der Abgastemperatur
kann auch der rauchgasseitige Bypaß des Speisewasservorwärmers und/oder des primären Wärmetauschers entfallen. Dadurch
werden die bypaßseitigen Wärmeverluste vermieden, die sonst durch undichte Rauchgasklappen verursacht werden.
Es sei noch besonders darauf verwiesen, daß gasgefeuerte Flammrohr-
oder Industriekessel, die bereits einen externen Speisewasservorwärmer besitzen, aber noch eine zu hohe Abgastemperatur
aufweisen (z.B. 150 0C), mit einer Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
der vorbeschriebenen Art nachträglich ausgestattet werden können.
I · fc · · t · .
- 11 -
In den Zeichnungen sind drei beispielhafte Ausführungen der
Erfindung und zwei Temperaturdiagramme über den Wärmetauschern der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage beispielhaft dargestellt.
Erfindung und zwei Temperaturdiagramme über den Wärmetauschern der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage beispielhaft dargestellt.
Es zeigt: |
Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt eines Flammrohrkessels mit der ersten Ausführungsform von Speisewasservorwärmer
und Verbrennungsluft-Vorwärmanlage.
Figur 2 einen vertikalen Längsschnitt eines Flammrohrkessels mit der zweiten äuöführungsform von Speisewasservorwärmer
und Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
Figur 3 einen vertikalen Längsschnitt eines Flammrohrkessels
mit der dritten Ausführungsform von Speisewasservorwärmer und Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (mit zwei
Wärmerohren).
Wärmerohren).
Figur 4 ein erstes Temperatur-Diagramm über den Wärmetauschern einer Verbrennungsluft-Vorwärmanlage mit flüssigem
Wärmeträger.
Wärmeträger.
Figur 5 ein zweites Temperatur-Diagramm über den Wärmetauschern
einer Verbrennungsluft-Vorwärmanlage mit Wärmerohren (Heat-pipes).
Bei der in Figur 1 im vertikalen Längsschnitt dargestellten ersten
Ausführungsform der Erfindung besteht der Flammrohrkessel 1
aus dem drucktragenden Walzenkörper 2, dem Flammrohr 3, der inneren Wendekammer 4, den Heizrohren 5, der bedienungsseitigen Wendekammer
6 und der Abgaskammer 7.
An der bedienungsseitigen Stirnwand des Flammrohres 3 ist der Gas/Ölbrenner 8 angeordnet.
Dem Flammrohrkessel 1 ist ein aus Rippenrohren bestehender
Speisewasservorwärmer 9 und eine Verbrennungsluft-Vorwärmanlage 10 zugeordnet.
Die Verbrennungsluft-Vorwärmanlage 10 besteht aus dem primären (rauchgasbeheizten) Wärmetauscher 10a, dem sekundären (verbrennungsluftgekühlten)
Wärmetauscher 10b sowie den Verbindungsleitungen 10c für den flüssigen Wärmeträger mit umwälzpumpe 1Od
(In-Line-Pumpe) und Blasenspeicher 1Oe für die Druckhaltung. Der fs
primäre Wärmetauscher 10a und der sekundäre Wärmetauscher 10b $
bestehen ebenfalls aus Rippenrohren. J-I
Der Speisewasservorwärmer 9 und der primäre Wärmetauscher 10a $
der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage 10 sind in einem gemeinsamen '';{
Blechgehäuse 11 angeordnet, das auf dem von der Abgaskammer 7 ύ
abzweigenden Abgasstutzen 7a aufgesetzt ist. ;|
Vom gemeinsamen Blechgehäuse 11 führt ein Abgaskanal 12 zum Ka- »|
min 13.
Während des Betriebes fördert die Speisepumpe 14 über die Speiseleitung
14a mit Speisewasserregelventil 15 und den Speisewasservorwärmers 9 das Speisewasser in den Walzenkörper 2 des
Flammrohrkessels 1.
Der sekundäre Wärmetauscher 10b mit angeflanschtem Verbrennungsluftgebläse
16 ist unter der Bedienungsdecke 17 des Kessels und zwar im Bereich der bedienungsseitigen Kesselhälfte angeordnet«
In dem System der Verbindungsleitungen 10c ist wärmeträgerseitig eine Bypaßleitung 1Of zum sekundären Wärmetauscher 10b angeordnet,
über diese Bypaßleitung 1Of und die Bypaßarmatur 10a kann der flüssige
Wärmeträger im Teil strom oder zur Gänze am sekundären Wärme-
- 13 -
tauscher 10b vorbeigeleitet und so die Abgastemperatur am Kamineintritt
beeinfluß werden. (Dies besonders bei Umstellung der Kesselfeuerung von Gas auf Schweröl oder bei niedriger
Kessellast).
Vom sekundären Wärmetauscher 10b zum Brenner 8 führt ein gerader Luftkanal 18, dessen Längsachse auf die Brennerachse
senkrecht steht. Dadurch wird der verbrennungsluftseitige Zugverlust klein gehalten.
Der primäre Wärmetauscher 10a und der sekundäre Wärmetauscher 10b sind je als Einrohr-Wärmetauscher ausgebildet, deren wärmeaustauschenden
Rohre wärmeträgerseitig hintereinander geschaltet sind. Dies erleichtert ihre Entlüftung.
Während oas Nennlastbetriebes erfolgt die Abkühlung der Rauchgase
durch den Speisewasservorwärmer 9 auf 180° bis 120 0C und
die weitere Abkühlui g der Rauchgase auf 110 bis 90 0C durch
die Verbrennungsluft-Vorwärmanlage 10.
Während des Kesselbetriebes wird die Omwälzrate des flüssigen
Wärmeträgers bei hoher und niedriger Last konstant gehalten, wodurch deren Regelung entfällt.
Während des Nennleastbetriebes beträgt die Aufwärmspanne des flüssigen Wärmeträgers weniger als 40 0C, vorzugsweise ca. 10 0C.
Dadurch ist es erforderlichenfalls möglich, den primären Wärmetauscher
10a und/oder den sekundären Wärmetauscher 10b - abweichend von der Normalausführung - als Gleichstromwärmetauscher
auszubilden, was für deren einwandfreie Entlüftung vorteilhaft sein kann.
14 -
Bei der in Figur 2 im vertikalen Längsschnitt dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der zeitliche Anteil
der Schwerölfeuerung größer als bei der Ausführung nach Figur 1.
Um der dadurch gegebenen größeren Verschmutzungsgefahr besser zu begegnen, ist der Speisewasservorwärmer 9' als Glattrohrkonstruktion
(Schlangenrohrkonstruktion) und der primäre Wärmetauscher 10a1 der Verbrennungsluft-Vorwärmeranlage 10' als Doppelrohrkonstruktion
ausgeführt. Letzterer ist im Kamin Ij angeordnet und wird während des Betriebes - zwecks besserer Entlüftung
- vom flüssigen Wärmeträger im Gleichstrom zu den Rauchgasen von unten nach oben durchströmt.
Der sekundäre Wärmetauscher 10b1 ist stirnseitig am bzw. auf
dem Flammrohrkessel 1 angebracht.
Die übrigen Komponenten in Figur 2 stimmen mit jenen in Figur dann überein, wenn die Positionsnummern dieselben sind.
Bei der in Figur 3 im vertikalen Längsschnitt dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung weist die Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
10x zwei Wärmerohre 10hx und 10jx auf, die
den primären Wärmetauscher 10ax mit dem sekundären Wärmetauscher
10bx verbinden. Letzterer ist bezüglich der geodätischen
Höhe über dem primären Wärmetauscher löax angeordnet.
Der Wärmetransport vom primären Wärmetauscher 10ax zum sekundären
Wärmetauscher 10bx erfolgt in der Weise, daß der flüssige
- 15 -
wärmeträger im primären Wärmetauscher 10ax verdampft und über
das Wärmerohr 10hx zum sekundären Wärmetauscher 10bx strömt.
In diesem kondensiert der Dampf und das Kondensat strömt durch Schwerkraftwirkung über das Wärmerohr 10jx zum primären Wärmetauscher
10ax zurück.
Die Temperatur des flüssigen bzw. dampfförmigen Wärmeträgers
bleibt dabei konstant.
In Figur 4 sind über den Heizflächen des primären Wärmetauschers 10a und des sekundären Wärmetauschers 10b von Figur 1 die Temperaturen
des Abgases, des flüssigen Wärmeträgers und der Verbrennungsluft aufgetragen. Aus diesem Diagramm sind die Temperaturdifferenzen
zu entnehmen, die für die Berechnung der Größen der Wärmetauscher 10a und 10b erforderlich sind.
In analoger Weise sind in Figur 5 über den Heizflächen der Wärmetauscher
10ax und 10bx von Figur 3 die Temperaturen des Abgases,
des verdampfenden und kondensierenden Wärmeträgers und der Verbrennungsluft aufgetragen. Bei dieser Art von Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
10x ist die Temperatur des Wärmeüberträgers
konstant.
Claims (2)
1. Dampfkessel mit Speisewasser- und Verbrennungsluftvorwärmung, ausgeführt als Flammrohrkessel oder Industrie-Was-
r serrohrkessel, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des
Kessels im ein- oder mehrflutigen Abgaspfad desselben wenigstens ein Speisewasservorwärmer (9, 9", 9 ) und ein
primärer oder mehrere primäre Wärmetauscher (10a, 10'a,
10ax) einer ein- oder mehrteiligen hydraulisch gekoppelten
Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10, 10', 10 ) angeordnet
sind, und daß der bzw. die sekundäre(n) Wärmetauscher (10b, 10b1, 10bx) der hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
(10, 10', 10X) in an sich bekannter Weise im ein- oder mehrflutigen Verbrennungsluftpfad
dei Kessels angebracht ist bzw. sind.
'{ι
2. Dampfkessel nach ί ispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der bzw. die sekundäre(n) Wärmetauscher (10b, 10b', 10bx}
ν der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10, 10', 10Λ) über
' der Bedienungsdecke (17) des Kessels und im Bereich der
bedienungsseitigen Kesselhälfte angeordnet ist bzw. sind.
3. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der bzw. die sekundäre(n) Wärmetauscher (10b, 10b1, 10bx)
der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10, 10', 10x) mit Verbrennungsluftgebläse(n)
(16) unter der Bedienungsdecke (17) des Kessels angeordnet ist bzw. sind.
4. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der oder die sekundäre(n) Wärmetauscher (10b, 10b', 10bx)
der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10, 10', 10x) auf oder
über dem Kessel oder auf dessen Grundrahmen angeordnet ist
bzw. sind.
5. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen jedem sekundären Wärmetauscher (10b, 10b1, 10bX)
der hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
(10, 10', 10x) und seinem zugehörigen Brenner (8) ein gerader
Luftkanal (18) angeordnet ist, dessen Längsachse auf die Brennerachse senkrecht oder ungefähr senkrecht steht.
6. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verbrennungsluftgebläse (16) am Gehäuse des sekundären Wärmetauschers (10b, 10b', 10bx) der hydraulisch gekoppelten
Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10, 10', 10 ) angeflanscht
ist bzw. daß die Verbrennungsluftgebläse an den Gehäusen der sekundären Wärmetauscher der hydraulisch gekoppelten
Verbrej
geflanscht sind.
koppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10, 10', 10 ) anDampfkessel
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Speisewasservorwärmer (9, 9', 9 ) und ein
oder mehrere primäre Wärmetauscher (10a, 10a1, 10ax) der
hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10,
10«,
sind.
sind.
10x) in einem gemeinsamen Blechgehäuse (11) angeordnet
8. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmetauscher (10a, 10b) der hydraulisch gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10) und/oder der bzw. die
Speisewasservorwärmer (9) in an sich bekannter Weise als Rippenrohr-Wärmetauscher und/oder als DoppeIrohr-Wärmetauscher
und/oder als Glattrohr-Wärmetauscher (Schlangenrohr-Wärmetauscher) ausgeführt sind.
9. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der bzw. die Speisewasservorwärmer (9) und der bzw. die primäre(n) und sekundäre(n) Wärmetauscher (10a, 10b) der
Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10) in an sich bekannter
Weise aus Rippenrohren bestehen.
10. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der bzw. die Speisewasservorwärmer (9) und/oder der bzw. die primären wärmetauscher (10a) der Verbrennungsluftvorwärmanlage
(10) aus Doppelrohren und/oder Glattrohren (Schlangenrohren) und der bzw. die sekundäre(n) Wärmetauscher
(10b) der Verbrennungsluft-VorwSrmanlage (10) aus Rippenrohren bestehen.
11. Dampfkessel nach Anspruch 1, mit einem aus Doppelrohren und einem länglichen Blechgehäuse bestehenden Speisewasservorwärmer,
dadurch gekennzeichnet, daß der Speisewasservorwärmer (9) in an sich bekannter Weise seitlich des
Kessels oder seitlich über dem Kessel angeordnet ist, wobei Kessel länge und Speisewasservorwc.rmerlänge ungefähr
übereinstimmen.
12. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein primärer Wärmetauscher (10a1) der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
(10) in an sich bekannter Weise im Kamin (13) angeordnet ist und vorzugsweise aus Doppelrohren
besteht.
13. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmetauscher (10a, 10b) der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10) als Einrohr-Wärmetauscher ausgebildet sind,
deren wärmeaustauschenden Rohre wärmeträgerseitig hintereinander
geschaltet sind.
14. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im System der Verbindungsleitungen (10c) der hydraulisch
gekoppelten Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10) wenigstens ein Blasenspeicher (1Oe) als Behälter zur Aufrechterhaitui
des Druckes des flüssigen Wärmeträgers angeordnet ist.
15. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umwälzpumpe(n) (lOd) der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
(10) in an sich bekannter Weise als In-Line-Pumpe(n)
ausgeführt ist bzw. sind.
16. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der bzw. die primäre(n) Wärmetauscher (10ax) und der bzw.
die sekundäre(n) Wärmetauscher (10bx) der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
(10x) in an sich bekannter Weise durch ein oder mehrere Wärmerohre (10hx, 10jX) (Heat-pipes) miteinander
verbunden sind.
17. Dampfkessel nach Anspruch 1 und 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der sekundäre Wärmetauscher (10bx) den Verbrennungsluft-Vorwärnanlage
(10x) der geodätischen Höeh nach über dem primären Wärmetauscher (10ax) angeordnet ist bzw. daß
die sekundären Wärmetauscher (10bx) der Verbrennungsluft-Vorwärmanlage
(10x) der geodätischen Höhe rieh über den
primären Wärmetauschern (10ax) angeordnet sind.
18. Dampfkessel, ausgeführt als Zweiflammrohrkessel, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem der zwei Brenner (8) ein separates System zugeordnet ist, das aus wenigstens einem
Speisewasservorwärmer (9) und einer Verbrennungsluft-Vorwärmanlage (10) mit den Kennzeichen des Hauptanspruches 1
und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 17 besteht.
19. Kessel nach Anspruch 1, sowie einem oder mehreren der Ansprüche
2 bis 18, ausgeführt als Heißwasserkessel, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisewasservorwärmer (9) durch einen
Heißwasservorwärmer ersetzt ist, der während des Betriebes in an sich bekannter Weise vom rückkehrenden Strom des
zirkulierenden Heißwassers - oder einem Teilstrom desselben
beaufschlagt ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19838310393 DE8310393U1 (de) | 1983-04-09 | 1983-04-09 | Dampfkessel mit Speisewasser- und Verbrennungsluftvorwärmung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19838310393 DE8310393U1 (de) | 1983-04-09 | 1983-04-09 | Dampfkessel mit Speisewasser- und Verbrennungsluftvorwärmung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8310393U1 true DE8310393U1 (de) | 1986-08-28 |
Family
ID=6752086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19838310393 Expired DE8310393U1 (de) | 1983-04-09 | 1983-04-09 | Dampfkessel mit Speisewasser- und Verbrennungsluftvorwärmung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8310393U1 (de) |
-
1983
- 1983-04-09 DE DE19838310393 patent/DE8310393U1/de not_active Expired
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