DE841617C

DE841617C - Drive of a circulating regenerative air preheater

Info

Publication number: DE841617C
Application number: DEK9524A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Mudersbach
Original assignee: Kraftanlagen AG
Current assignee: Kraftanlagen AG
Priority date: 1951-04-05
Filing date: 1951-04-05
Publication date: 1952-06-16

Description

Antrieb eines umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmers Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an Antrieben von umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmern und verfolgt den Zweck, gewisse bei Vorwärmern dieser Art bisher vorhandene Nachteile zu beseitigen.Driving a circulating regenerative air preheater The invention concerns an improvement to the drives of circulating regenerative air preheaters and has the purpose of eliminating certain disadvantages that have previously existed in preheaters of this type to eliminate.

Bei umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmern wird der mit Heizblechen ausgegitterte Drehkörper von wärmeabgebenden heißen Rauchgasen und von wärmeaufneh ender kalter Luft durchströmt, und zwar in der Regel im Gegenstrom. Während des Umlaufs ergeben sich hierbei in den Stirnebenen des Drehkörpers gleichmäßig verteilte mittlere Temperaturen, so daß trotz des wesentlichen Temperaturunterschiedes zwischen den beiden Medien doch die konzentrische Kreisform des Drehkörpers erhalten bleibt. Wird aber während des Kesselbetriebes die Drehbewegung ,des Rotors durch eine Störung des Antriebes unterbrochen, so dehnt sich der im heißen Gasstrom stehende Teil des Rotors durch die Erwärmung stark aus, im Gegensatz zu demjenigen Rotorteil, der sich im Kaltluftstrom befindet. Infolgedessen verformt sich der Rotor und wird unrund. Zusammen mit dem Rotor wird auch der an ihm angebrachte Zahnkranz unrund, so daB bei erneutem Anlauf des Rotors Überbeanspruchungen der Antriebsorgane auftreten können, die unter Umständen zur Zerstörung führen.In the case of circulating regenerative air preheaters, the latticed rotating body from heat-emitting hot smoke gases and from heat-absorbing cold air flows through it, usually in countercurrent. During the Circumferentially, this results in uniformly distributed ones in the end planes of the rotating body mean temperatures, so that despite the substantial temperature difference between the concentric circular shape of the rotating body is retained for the two media. If, however, the rotary movement of the rotor is caused by a malfunction during boiler operation of the drive is interrupted, the part of the in the hot gas stream expands The rotor is strongly affected by the heating, in contrast to that part of the rotor, the is in the cold air flow. As a result, the rotor deforms and becomes out of round. Together with the rotor, the ring gear attached to it also becomes out of round, so that when the rotor starts up again, overstressing of the drive elements occurs which may lead to destruction.

Um solche Getriebeschäden zu vermeiden, hat man sich bisher bei kurzzeitigen Betriebspausen dadurch geholfen, daß man den Rotor von Hand weiterdrehte und dadurch eine ungleichmäßigeErwärmung verhinderte. Bei längerem Stillstand hingegen blieb oft nachts anderes übrig, als den Kessel abzustellen. Beides ist natürlich sehr umständlich und auch nachteilig.In order to avoid such gear damage, one has so far with short-term Stops in operation helped by turning the rotor by hand and thereby prevented uneven heating. In the case of a longer standstill, however, remained often at night other things than turning off the boiler. Both are of course very good cumbersome and also disadvantageous.

Nach der Erfindung soll hier Abhilfe geschaffen werden, und zwar dadurch, däß- außer dem in normalem Betriebszustanüe wirksamen Hauptantrieb eine davon unabhängige Reserveantriebsquelle vorgesehen wird, die bei Aussetzen des Hauptantriebes wirksam gemacht werden kann.According to the invention, a remedy is to be provided here will, namely by the fact that apart from the main drive which is effective in normal operating conditions an independent reserve power source is provided, which in the event of failure the main drive can be made effective.

Zum Antrieb von umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmern werden in der Regel Elektromotoren verwendet, die aus einem elektrischen Netz gespeist, werden. Tritt nun eine Störung in dem Netz oder am Elektromotor ein, so bleibt der Antriebsmotor stehen, was bei den bisher bekannten Ausführungsformen zu den erwähnten Nachteilen führt. Ist aber gemäß vorliegender Erfindung ein Reserveantrieb vorgesehen, dessen Kraftquelle von dem Hauptantrieb und seiner Kraftquelle, in diesem Beispiel also von dem elektrischer! Netz, unabhängig ist, so kann sich eine solche Betriebsstörung nicht mehr schädlich auswirken. Sehr zweckmäßig ist es hierbei, eine Schaltvorrichtung vorzusehen, die in Abhängigkeit von dem Hauptantrieb bei dessen Aussetzen den Reserveantrieb selbsttätig einschaltet.To drive circulating regenerative air preheaters, the Usually electric motors are used, which are fed from an electrical network. If a fault occurs in the network or in the electric motor, the drive motor remains stand what in the previously known embodiments to the disadvantages mentioned leads. But if a reserve drive is provided according to the present invention, its Power source from the main drive and its power source, in this example from the electric one! Network, is independent, such a malfunction can occur no longer have a harmful effect. It is very useful here to use a switching device to provide the reserve drive depending on the main drive when it fails switches on automatically.

Die beste praktische Verwirklichung des Haupterfindungsgedankens besteht darin, als Reserveantrieb einen Turbinenantrieb zu verwenden, dessen Schaufeln über eine Düse oder mehrere Düsen mit einem Antriebsmedium, beispielsweise mit Preßluft oder mit Wasserdampf, beaufschlagt werden. Die Speisung der Turbine mit diesem Antriebsmedium muß also nach der Erfindung von der Kraftquelle des Hauptantriebes, d. h. im Normalfalle von dem elektrischen Netz, unabhängig sein, was aber bei Kraftwerksanlagen in der Regel zutrifft oder aber jedenfalls leicht vorgesehen werden kann.The best practical realization of the main inventive concept is in using a turbine drive as a reserve drive, its blades over one or more nozzles with a drive medium, for example with compressed air or with steam. The supply of the turbine with this drive medium must therefore according to the invention of the power source of the main drive, d. H. normally be independent of the electrical network, but this is the case with power plants in the Rule applies or, in any case, can easily be provided for.

Zweckmäßig ist es, die Reserveturbine mit -dem Hauptantrieb kraftschlüssig zu kuppeln, so daß sie auch dann mitläuft, wenn der Hauptmotor normal arbeitet und sie selbst dementsprechend gar nicht wirksam ist. Auf Grund dieser Ankupplung läuft die Turbine also ständig um, sei es in ihrer Eigenschaft als Antriebsmaschine bei ausgefallenem Elektromotor, sei es bei normal arbeitendem Elektromotor nur als von diesem mitgezogenes Aggregat.It is useful to force-fit the reserve turbine with the main drive to couple so that it also runs when the main engine is working normally and accordingly, it is not at all effective itself. Because of this coupling runs the turbine is constantly changing, be it in its capacity as a prime mover failed electric motor, be it only as from a normally working electric motor this unit pulled along.

Das Inbetriebsetzen der Turbine kann im einfachsten Falle von Hand vorgenommen werden, sobald der Elektromotor aussetzt. Es läßt sich aber auch eine selbsttätige Einschaltung mit einfachen -Mitteln bewirken. Die hierzu. erforderliche Impulsgäbe kann beispielsweise in Abhängigkeit von' der Motorspannung, vom Motorstrom oder von der Stellung des Motorsc'hutzschalters erfolgen derart, daß bei zusammenbrechender Netzspannung oder bei Störung am Motor, beispielsweise Zweiphasenlauf, sofort der Reserveantrieb in Tätigkeit gesetzt wird, etwa mit Hilfe eines fernbetätigten Öffnungsventils. In entsprechender Weise kann auch umgekehrt das Abstellen der Turbine nach Wiederanlauf des Elektromotors von Hand oder selbsttätig erfolgen.In the simplest case, the turbine can be started up manually be made as soon as the electric motor fails. But it can also be a cause automatic activation with simple means. The for this. required Impulse output can, for example, depend on the motor voltage, the motor current or from the position of the motor protection switch take place in such a way that with collapsing Mains voltage or in the event of a fault in the motor, e.g. two-phase operation, the Reserve drive is put into action, for example with the help of a remotely operated opening valve. Conversely, the turbine can also be switched off after restarting in a corresponding manner of the electric motor by hand or automatically.

Bei neueren Ausführungsformen von Regenerativ-Luftvorwärmern wird die in den Gasstrom gelangende Falschluft mittels eines. Hilfsventilators abgesaugt. Dieser Hilfsventilator' wird in der Regel von (lern zweiten freien Wellenende des Hauptantriebsmotors aiigetrieben. Bei Ausführungsformen dieser Art können. die Turbinenschaufeln -des' ",geserveantriebes' zusammen mit den Schaufeln des Ventilators auf einem gemeinsamen Laufrad befestigt sein, so daß also Turbine und Ventilator auf der gleichen Welle sitzen. Zweckmäßigerweise werden sie auch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Hierbei kann man nun die Turbine so ausbilden, daß sie bei Antrieb des Vorwärmers durch den normal arbeitenden Hauptmotor (wobei sie ja mitläuft) ebenfalls als Ventilator arbeitet und somit eitre Luftförderung zusätzlich zu derjenigen des Hilfsventilators bewirkt.In newer embodiments of regenerative air preheaters the false air getting into the gas flow by means of a. Auxiliary fan extracted. This auxiliary fan is usually made of (learn the second free shaft end of the Main drive motor is driven. In embodiments of this type can. the turbine blades -the '", server drive' together with the blades of the fan on a common The impeller must be attached so that the turbine and fan are on the same shaft sit. Appropriately, they are also accommodated in a common housing. Here you can now train the turbine so that it is driven when the preheater by the normally working main motor (although it runs with it) also as a fan works and thus its air delivery in addition to that of the auxiliary fan causes.

Wird ein Turbinenantrieb dieser Art mit Dampf betrieben, so ist es wesentlich, der Turbine im Verhältnis zum Ventilator die richtige Bemessung zu geben. Es soll nämlich die umgesetzte Dampfmenge nicht größer sein,. als daß sie durch die geförderte Falschluftmenge, derer! Temperatur oberhalb etwa ioo° liegt, noch ohne Kondensation aufgenommen und zusammen mit dieser Falschluft abgeführt werden kann.If a turbine drive of this type is operated with steam, it is It is essential to give the turbine the correct dimensioning in relation to the fan. The amount of steam converted should not be greater. than that they get through the conveyed false air volume, those! Temperature is above about ioo °, still absorbed without condensation and discharged together with this false air can.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das mit einem Elektromotor als Hauptantrieb und einer Turbine als Reserveantrieb arbeitet ,erNvähtt'tte°tr° und auch mit einem Hilfsventilator der, Art ausgestattet ist. Es zeigt Abb. i einen Axiälschnitt durch diese Antriebsvorrichtung und Abb.2 einen Schnitt senkrecht dazu, und zwar durch den Lüfter in Blickrichtung auf das Turbinenlaufrad. ..,.To illustrate the concept of the invention is in the drawing an embodiment shown with an electric motor as the main drive and a turbine works as a reserve drive, erNvähtt'tte ° tr ° and also with one Auxiliary fan of the type is equipped. Fig. I shows an axial section through this drive device and Fig.2 a section perpendicular to it, namely through the fan in the direction of the turbine runner. ..,.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der als Hauptantrieb- dienende Elektromotor i über sein linkes Wellenende 2 mit dem Drehkörper dies Luftvorwärmers verbunden. Das andere Wellenende treibt über eine Kupplung 3 das Laufrad 4 des Ventilators an, dessen Schaufeln 5 durch eine Einströmöffnung 6 die heiße Luft von mehr als too° ansaugen. Auf der gleichenWelle, mitdemLaufrad4zueinemAggregat' vereinigt, sitzen die Turbinenschaufeln 8, die beispielsweise mit Preßluft oder Wasserdampf beaufschlagt werden, und zwar durch Düsen 7, von denen das Ausführungsbeispiel zwei besitzt. Pei Betrieb mit Dampf soll also durch die Ventilatorschaufeln 5 stets so viel Warmluft gefördert werden, wie erforderlich ist; um die im Wasserdampf enthaltene Feuchtigkeit nach Durchtritt des Dampfes durch die' Turbinen-schaufeln ohne Kondensation aüfzunehnkn und durch die Ausströmöffnung g abzuführen:`'' ' Die Inbetriebnahme -der Turbine als Reserveantrieb erfolgt mittels eines Ventils !o, das bei Aus= fall des Elektromotors in der angegebenen Weise selbsttätig geöffnet wird. Bei geschlossenem Ventil io arbeiten die zusammen mit den VentilatorschauT feln 5 umlaufenden Turbinenschaufeln 8 also .ebenfalls als Ventilator.In this embodiment, the one serving as the main drive Electric motor i via its left shaft end 2 with the rotating body of this air preheater tied together. The other end of the shaft drives the impeller 4 of the fan via a coupling 3 on, the blades 5 through an inflow opening 6 the hot air of more than too ° suck in. On the same shaft, with the impeller 4 combined into one unit, sit the turbine blades 8, for example with compressed air or steam are acted upon, through nozzles 7, of which the embodiment has two owns. When operating with steam, the fan blades 5 should always do so as much warm air as is required is encouraged; around the contained in the water vapor Moisture after the steam has passed through the turbine blades without condensation to be removed and to be discharged through the outlet opening g: `` '' 'Commissioning -The turbine as a reserve drive takes place by means of a valve! o, which in the event of failure of the electric motor is automatically opened in the specified manner. When closed Valve io work together with the fan blades 5 rotating turbine blades 8 also as a fan.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Drive a circulating regenerative =. Air preheater, characterized in that, in addition to the main drive which is active in normal operating conditions, for example an electric motor, an independent reserve drive power source is provided which can be made active when the main drive is interrupted.

2. Drive according to claim i, characterized by a switching device, which depends on the main drive in its If the reserve drive is interrupted, it switches on automatically.

3. Drive according to claim i or 2, characterized in that the reserve drive is coupled to the main drive so that it is driven by it, as long as it is not itself the driving force Aggregate is, and thus constantly revolves. .

4. Drive according to one of claims i up to 3, characterized in that a turbine drive is used as a reserve drive, its drive medium; for example compressed air or steam, from the power duels the main drive, for example the electrical network, is independent.

5. Drive according to claim 4 with a circulating regenerative air preheater with hot air auxiliary fan, characterized in that the fan and the turbine are combined into one unit are, in which the turbine blades and the fan blades on a common Impeller mounted with a common shaft and arranged in a common housing are.

6. Drive according to one of claims 3 to 5, characterized by such Training and dimensioning of the reserve turbine so that it runs along with the working Main drive causes air delivery in addition to that of the fan.

7. Drive according to claim 6, in which the reserve turbine is operated with water vapor is characterized by a turbine and fan dimensioning such that with the resulting ratio of the amount of steam to the amount of hot air conveyed the exhaust steam is absorbed and removed from the warm air without condensation. B. Drive according to one of Claims 4 to 7 with automatic activation of the turbine drive if the main drive fails, characterized in that the switch-on device is equipped with a remotely operated opening valve.