DE890112C

DE890112C - Tubular air heater

Info

Publication number: DE890112C
Application number: DEP27836D
Authority: DE
Inventors: John Henry Cruise
Original assignee: Combustion Engineering Superheater Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1948-12-05
Filing date: 1948-12-29
Publication date: 1953-09-17

Description

Röhrenlufterhitzer Die Erfindung betrifft einen Röhrenlufterhitzer mit Gehäuse und quer zu den Rühren liegenden äußeren Lenkwänden, insbesondere für Dampferzeuger mit kombinierter Feuerung.Tubular air heater The invention relates to a tubular air heater with housing and transverse to the agitators lying outer guide walls, in particular for Steam generator with combined firing.

Mit dem Gegenstand der Erfindung ist die Ausbildung eines Lufterhitzers angestrebt, der in einer einzigen Einheit die Erzielung zweier völlig vbneinander verschiedener Verbrennungslufttemperaturen gestattet.The subject matter of the invention is the formation of an air heater striving to achieve two completely interrelated in a single unit different combustion air temperatures allowed.

Die in Betracht kommenden Brennstoffe können völlig voneinander verschieden sein, wobei die eine Brennstoffart bei ihrer Verbrennung mit der Verbrennungstemperatur weit unter derjenigen liegt, die der andere Brennstoff benötigt, gleichgültig ob der eine oder der andere Brennstoff vom anderen getrennt verbrannt wird oder beide Brennstoffe gleichmäßig der Verbrennung unterworfen werden. Bei dem Gegenstand der Erfindung ist das Gehäuse mittels einer Wand in zwei Kammern mit je zwei Zügen geteilt und mit einer gemeinsamen Lufteinlaßöffnung und voneinander getrennten Heißluftauslaßöffnungen versehen. Die Heißluftauslaßleitungen der beiden Kammern sind durch eine mit Klappen versehene Umleitung miteinander verbunden. Und ebenfalls miteinander verbunden sind die beiden Züge der unteren Kammer durch eine mit Klappen versehene Umleitung. Der Luftauslaß der oberen Kammer ist mit den Brennern und der Luftauslaß der unteren Kammer mit der Feuerung für feste Brennstoffe verbunden, wobei Umleitungen und Schaltglieder vorgesehen sind, so daß ein Umschalten des Heißluftstromes nach der einen oder nach der anderen Feuerung allein möglich ist. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar, das im folgenden erläutert ist, und zwar zeigt Fig. i eine schematische Ansicht eines in einem Dampferzeuger vorgesehenen Lufterhitzers, wobei der Dampferzeuger mit zwei verschiedenen. Brennstellen zum Verbrennen verschiedener Brennstoffe ausgestattet ist, Fig. 2 einen Schnitt durch denLufterhitzer, gemäß Fig. i nach den Linien 2-2 durch Fig. 4, Fig. 3 einen halben Schnitt nach den Linien 3-3 durch Fig.2 und Fig. .4 eine halbeVorderansicht des Lufterhitzers, vom den Linien 4-4 der Fäg. i und 2 aus gesehen. Das in Fig. i gezeigte System umfaßt eine Feuerung i, welche einen Teil des dargestellten Dampferzeugers bildet. Eine erste Brennstoffart, beispielsweise Kohle, wird im unteren Teil der Feuerung i auf einem Wanderrost 2 oder in anderer geeigneter Weise verbrannt, während die zweite Brennstoffart, beispielsweise ein Gas, in die Feuerung i vermittels geeigneter Brenner 3 eingeführt wird. Mit der Feuerung arbeitet eine Kesselanlage 4 zusammen, deren Konstruktion bekannt ist und die an ihrer Oberseite und im Unterteil diie Behälter 5 und 6 aufweist, welche untereinander durch Rohrreihen 7 verbunden sind. Leitbleche 8, g und io leiten die aus der Feuerung hochsteigenden Rauchgase durch die Kesselanlage hindurch. Ein Rauchgasabzug i i leitet die Rauchgase durch den Kamin 12 nach dein Oberteil des Lufterhitzers 13, wo die Gase von oben nach unten durch die Rohre oder Rohrreihen 14 hindurchgehen. Sie verlassen den Lufterhitzer an seiner unteren Seite und treten in den Auslaß 15 über.The fuels in question can be completely different from one another be, with one type of fuel when it burns with the combustion temperature is far below what the other fuel requires, regardless of whether one or the other fuel is burned separately from the other, or both Fuels are evenly subjected to combustion. With the subject of In accordance with the invention, the housing is divided into two chambers with two trains each by means of a wall and with a common air inlet opening and separate hot air outlet openings Mistake. The hot air outlet lines of the two chambers are through one with flaps provided diversion connected to each other. And are also connected to each other the two trains of the lower chamber through a flap provided bypass. Of the The air outlet of the upper chamber is with the burners and the air outlet of the lower one Chamber connected to the solid fuel furnace, with diversions and switching elements are provided so that a switch of the hot air flow after one or after the other furnace alone is possible. The drawing is setting Embodiment of the subject matter of the invention, which is explained below Figure 1 is a schematic view of one in a steam generator provided air heater, the steam generator with two different. Burning points is equipped for burning various fuels, Fig. 2 is a section through the air heater, according to Fig. i along lines 2-2 through Fig. 4, Fig. 3 half section along lines 3-3 through Fig. 2 and Fig. 4 is a half front view of the air heater, from lines 4-4 of the Fäg. i and 2 seen from. The in Fig. The system shown i comprises a furnace i, which is part of the steam generator shown forms. A first type of fuel, such as coal, is in the lower part of the Firing i burned on a traveling grate 2 or in another suitable manner while the second type of fuel, for example a gas, into the furnace i by means of a suitable one Burner 3 is inserted. A boiler system 4 works together with the furnace, whose construction is known and the diie on their upper side and in the lower part Containers 5 and 6, which are connected to one another by rows 7 of tubes. Baffles 8, g and io guide the flue gases rising from the furnace through the boiler system. A smoke extractor i i directs the smoke through the Chimney 12 after your upper part of the air heater 13, where the gases from top to bottom pass through the tubes or rows of tubes 14. You are leaving the air heater at its lower side and enter the outlet 15 over.

Der Brennstoff für den Rost 2 wird durch einen Trichter 16 auf den Wanderrost aufgegeben, während das zu verbrennende Gas durch die Brenner 3 eingeblasen wird und diesem Brenner über die Leitung 17 zuströmt. Die Leitung 17 wird von einer Luftkammer 18 umgeben, durch welche die vorerhitzte Verbrennungsluft von dem Lufterhitzer aus über die Leitung ig eingeführt wird. Die Luft, die zur Verbrennung auf dem Rost 2 benätigt wird, kommt ebenfalls aus dem Lufterhitzer 13, aber über die Zuleitung 2o und die Luftkammern 2°, die im Rost untergebracht sind.The fuel for the grate 2 is through a funnel 16 on the Moving grate abandoned while the gas to be burned is blown through the burner 3 and flows to this burner via line 17. The line 17 is from a Surrounding air chamber 18 through which the preheated combustion air from the air heater is introduced from over the line ig. The air needed to burn on the grate 2 is required, also comes from the air heater 13, but via the supply line 2o and the air chambers 2 °, which are housed in the grate.

Wie es ganz anschaulich in Fig. 1, 2, 3 und 4 gezeigt isst, ist der Lufterhitzer 13 in einem Gehäuse untergebracht, welches die V order- und Rückwände 21, Seitenwände 23, eine Decke und einen Boden 24 bzw. 25 umfaßt. In Decke und Boden des Gehäuses sind Platten 26 und 27 eingelassen, welche sich über die lichte Weite zwischen dem Seitenwänden 23 des. Lufterhitzers hinwegeistrecken und nur zwischen Vorder- und Rüzkwand 21 und 22, wie es Fig. 2 zeigt, einen bestimmten Abstand frei lassen. Rohrreihen oder -gruppen 14 sind in den Platten 26 und 27 befestigt, so daß sie die volle lichte Weite des Lufterhitzers zwischen den Seitenwänden 23 gemäß Fig. 3 und 4 ausfüllen. Diese Rohre 14 werden vom Rauchgasstrom durchströmt und lassen im Bereich der Vorder- und Rückwand 21 bzw. 22 des Lufterhitzers einen bestimmten Raum frei.As clearly shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4, the air heater 13 is housed in a housing which includes front and rear walls 21, side walls 23, a ceiling and a floor 24 and 25, respectively. In the top and bottom of the housing plates 26 and 27 are embedded, which extend over the clear width between the side walls 23 of the air heater and only leave a certain distance free between the front and rear walls 21 and 22, as FIG. 2 shows . Rows or groups of tubes 14 are fastened in the plates 26 and 27 so that they fill the full inside width of the air heater between the side walls 23 as shown in FIGS. These pipes 14 are traversed by the flue gas flow and leave a certain space free in the area of the front and rear walls 21 and 22 of the air heater.

In gewissem Abstand voneinander sind quer durch die Rohrreihen hindurchreichende Leitbleche 28, 2g und 30 vorgesehen, wobei das obere Prallblech 28 von der Vorderwand 2i aus zwischen die Rohre hineinreicht, während das mittlere Leitblech 29 sich quer durch die Rohre 14 hindurchzieht, von der rückwärtigen Wand 22 aus, und dicht vor der Vorderwand 2i endigt. Das untere Leitblech 30 läuft wie das obere von der Vorderwand-aus bis zwischen die Rohrreihen 40. Zwischen den Leitblechen 28 und 30 ist in der Vorderwand 2i eine Öffnung vorgesehen, an welche ein Kanal 31 angeschlossen ist, der der Zuführung der zu erhitzenden Luft nach dem Lufterhitzer dient. Diese Luftzuführung 3f ist am besten in Fing. 2 dargestellt.At a certain distance from one another, baffles 28, 2g and 30 extending transversely through the rows of pipes are provided, the upper baffle 28 extending from the front wall 2i between the pipes, while the middle baffle 29 extends across the pipes 14 from the rear wall 22 from, and ends just before the front wall 2i. The lower baffle 30, like the upper one, runs from the front wall to between the rows of tubes 40. Between the baffles 28 and 30 , an opening is provided in the front wall 2i, to which a duct 31 is connected, following the supply of the air to be heated is used for the air heater. This air supply 3f is best at hand. 2 shown.

Die Seitenwände 23 dagegen sind je mit einer Öffnung 32 versehen, an welche sich eine Rohrleitung ig anschließt, die der Zuführung der Luft nach dien Gasbrennern 3 dient. Des weiteren. sind die Seitenwände 23 je mit einer Öffnung 33 versehen, an welche eine Umleitung 34 angeschlossen ist. Diese letztere dient dazu, Luft ebenfalls nach der Rohrleitung ig (Fig. i) zu leiten. Die Bodenplatte 25 des Lufterhitzers weist eine Öffnung 35 auf, an die sich eine Ableitung 2o anschließt (Fig. i). Die Leitung Zia führt die erhitzte Luft alsVerbrennungsluft nach dem Roste. Gemäß Fig. i und 2 ist in dem Leitblech 3o eine Luftklappe 36 vorgesehen, durch deren Bedienung der Luftumlauf so, kurz geschlossen werden kann, daß Frischluft aus der Zuleitung 31 unmittelbar in die Ableiitung 2o umgeleitet werden kann, wobei die Leitung 2o ebenfalls mit einer solchen Klappe 37 ausgestattet ist. Ebenso sind auch die Rohrleitungen ig und 34 mit Luftklappen 38 und 39 ausgestattet.The side walls 23, however, are each provided with an opening 32, to which a pipeline ig connects, which is used to supply the air Gas burners 3 are used. Further. the side walls 23 are each with an opening 33, to which a diversion 34 is connected. This latter serves also to lead air to the pipeline ig (Fig. i). The bottom plate 25 of the air heater has an opening 35 to which a discharge line 2o is connected (Fig. I). The line Zia leads the heated air as combustion air to the grate. According to FIGS. I and 2, an air flap 36 is provided in the guide plate 3o whose operation the air circulation can be short-circuited so that fresh air can be diverted from the supply line 31 directly into the discharge line 2o, wherein the line 2o is also equipped with such a flap 37. Likewise are the pipes ig and 34 are also equipped with air flaps 38 and 39.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Die heißen Verbrennungsgase kommen aus dem Kanal 12 und streichen nach unten durch die Rohre 14 des Lufterhitzers hindurch, um von da durch die Ableitung 15 zu entweichen. Dabei treten die Gase, wenn sie am heißesten sind, in den oberen Teil des Lufterhitzers ein, und die kalten Gase kommen im unteren Teil wieder heraus. Die Verbrennungsluft gelangt durch die Zuleitung 31 in das Innere des. Lufterhitzers und wird hier durch das Leitblech 29 in. einen oberen und einen unteren Strom geteilt. Der obere Strom läuft quer durch die Rohre 14 hindurch bis in die Kammer, die zwischen der Rückwand 22- und den Rohrreihen offen gelassen ist, um hier nach oben hochzusteigen und oberhalb des Leitblechs 28 um die Rohre 14 zurückzufließen bis in die Auslaßkammer 32 im Bereich der Vorderwand 21, und von hier gelangt die erhitzte Luft über die Leitung ig nach dem Gasbrenner 3.The device works as follows: The hot combustion gases come out of the channel 12 and sweep down through the tubes 14 of the air heater through to escape from there through the discharge line 15. The gases enter when they are at their hottest, go to the top of the air heater, and the cold ones Gases come out again in the lower part. The combustion air passes through the Feed line 31 into the interior of the air heater and is here through the baffle 29 in. Divided an upper and a lower stream. The upper stream runs across through the tubes 14 through to the chamber between the rear wall 22 and the rows of pipes is left open to climb up here and above of the baffle 28 to flow back through the tubes 14 into the outlet chamber 32 in the Area of the front wall 21, and from here the heated air passes through the line ig after the gas burner 3.

Der untere Luftstrom dagegen streicht ebenfalls um die Rohre 14 hindurch bis zur Rückwand 22 und dann um das. Leitblech 3o herum wieder zurück durch die Rohre 14 in die Abzugskammer 33, welche zwischen den Rohren und der Vorderwand 21 gebildet ist. Hi-: rauf tritt er in die Ableitung 2o, welche: nach dem Rost führt. Sollte dieser Luftstrom, der nach dem Rost geht, zu warm werden, so kann die Temperatur durch Öffnen der Luftklappe 36 reguliert werden, indem ein Teil der Frischluft aus der Leitung 31 unmittelbar in die erhitzte Luft übergeleitet wird.The lower air flow, on the other hand, also sweeps around the pipes 14 to the rear wall 22 and then around the baffle 3o back through the pipes 14 into the exhaust chamber 33, which is formed between the pipes and the front wall 21. Up: he steps up into the derivation 2o, which: leads to the grate. If this air flow, which goes to the grate, becomes too warm, the temperature can be regulated by opening the air flap 36, in that part of the fresh air from the line 31 is transferred directly into the heated air.

Wie es hier beschrieben wurde, ist der Lufterhitzer in zwei Teile, nämlich einen oberen und einen unteren Teil unterteilt. Im Oberteil läuft der Luftstrom im allgemeinen aufwärts im Gegenstrom zu dem nach unten durch die Rohre 14 hindurchfließenden Rauchgas, während im unteren Teil des Abscheiders der Luftstrom im allgemeinen parallel zum Gasstrom nach unten gerichtet ist. Die: Verbrennungsluft für die Gasbrenner wird dabei, durch den oberen Teil des Lufterhitzers geleitet, welcher gegenüber dem unteren Teil eine größere Heizfläche aufweist, wodurch dieser Teil der Frischluft stärker erhitzt wird als im unteren Teil des Erhitzers. Die Lufttemperatur, welche im unteren Teil des Lufterhitzers zu erzielen ist, wird dabei in den Grenzen gehalten, die für die Bedienung der Rostfeuerung richtig sind. Die Lufttemperatur der im oberen Teil des Lufterhitzers zu erhitzenden Verbrennungsluft für die Gasbrenner ist relativ hoch, weil die Brennerkonstruktio:n eine solche hohe Temperatur verlangt.As described here, the air heater is in two parts, namely divided into an upper and a lower part. The air flow runs in the upper part generally upward in countercurrent to that flowing down through tubes 14 Flue gas, while in the lower part of the separator the air flow is generally parallel is directed downwards to the gas flow. The: combustion air for the gas burners is passed through the upper part of the air heater, which is opposite the lower part has a larger heating surface, whereby this part of the fresh air is heated more than in the lower part of the heater. The air temperature, which can be achieved in the lower part of the air heater, is kept within the limits, which are correct for operating the grate furnace. The air temperature of the upper Part of the air heater to be heated combustion air for the gas burners is relative high because the burner construction requires such a high temperature.

Wenn Gasfeuerung und Kohlefeuerung gleichzeitig arbeiten, wobei die Brennstoffe: entsprechend proportioniert sind, so ist der Lufterhitzer so einzustellen, daß die Temperatur der Luft, welche den oberen Teil verläß.t, nicht die Sicherheitsgrenze überschreibet, die für den Rost eingehalten werden muß. Wenn jedoch die Kohlenfeuerung allein arbeitet, so ist von vornherein die Temperatur, welche die durch den Dampferzeuger hindurchstreichenden Rauchgase haben, niedriger, so daß die im Lufterhitzer vorgewärmteVerbrennungsluft die Temperatur aufweist, welche für die Kohleverbrennung richtig ist. Wenn der Dampferzeuger mit der Gasfeuerung arbeitet, so läßt sich selbstverständlich eine größere Dampfleistung erzielen als mit der Kohlenfeuerung. Es kann aber wünschenswert sein, eine noch bessere Wirkung zu erzielen als bei alleiniger Benützung des Gasbrenners. Element für eine noch größere Ausbeute ist in diesem Falle der statische Druck, der von dem nicht dargestelltenVentilator erzeugt wird, welcher notwendig ist, um die erhitzte Luft aus dem Überhitzer durch die Leitung 31 und den Erhitzer 13 nach der Feuerung i zu bringen. In diesem Falle kann auch die Luft, welche im unteren Teil des Lufterhitzers erhitzt wird, zum Brenner 3 gefördert werden, indem die Leitung 34 an die Rohrleitung ig angeschlossen wird. Zu diesem Zwecke ist die Luftklappe 39 in dem Schacht 34 zu öffnen und die Klappe 37 in derAb:leitung 2o zu schließen, so daß keine Luft nach der Kohlenfeuerung entweichen kann.If gas-fired and coal-fired work at the same time, whereby the fuels are appropriately proportioned, the air heater must be set so that the temperature of the air leaving the upper part does not exceed the safety limit that must be observed for the grate. If, however, the coal firing works alone, the temperature of the flue gases passing through the steam generator is lower from the outset, so that the combustion air preheated in the air heater has the temperature which is correct for coal combustion. If the steam generator works with gas firing, a greater steam output can of course be achieved than with coal firing. However, it can be desirable to achieve an even better effect than when using the gas burner alone. The element for an even greater yield in this case is the static pressure which is generated by the fan, not shown, which is necessary to bring the heated air from the superheater through the line 31 and the heater 13 to the furnace i. In this case, the air which is heated in the lower part of the air heater can also be conveyed to the burner 3 by connecting the line 34 to the pipeline ig. For this purpose, the air flap 39 in the shaft 34 is to be opened and the flap 37 in the discharge line 2o to be closed so that no air can escape after the coal has been fired.

Dadurch, daß die gesamte Luft, die im oberen und unteren Teil des Lufterhitzers erhitzt wird, dem Brenner 3 zugeführt wird, kann der Luftstrom wesentlich gesteigert werden. Der Strömungswiderstand gegen diesen erhöhten Luftstrom wird dadurch herabgesetzt. Der Gegendruck, gegen den der Ventilator arbeiten muß, ist geringer und andererseits die Leistung desselben und in Abhängigkeit davon die Leistung des Dampferzeugers höher.Because all the air in the upper and lower part of the Air heater is heated, the burner 3 is supplied, the air flow can be significant can be increased. The flow resistance against this increased air flow is thereby reduced. The back pressure against which the fan has to work is lower and on the other hand the performance of the same and, depending on it, the performance of the steam generator higher.

In den Zeichnungen und in der Beschreibung wurde nur eine besonders vorteilhafte VerkGrperung der Erfindung wiedergegeben. Es ist selbstverständlich, daß Änderungen in der Konstruktion, der Kombination und Anordnung der einzelnen Teile getroffen werden können, ohne daß an dem Inhalt der Erfindung dadurch etwas geändert wird.In the drawings and in the description, only one has been special advantageous embodiment of the invention reproduced. It goes without saying that changes in the construction, the combination and arrangement of each Parts can be taken without affecting the content of the invention will be changed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tubular air heater with housing and outer guide walls lying transversely to the tubes, especially for steam generators with combined firing, characterized in that the housing is divided into two chambers with two puffs each by means of a wall and provided with a common air inlet opening and separate hot air outlet openings.

2. Tubular air heater according to claim i, characterized in that the hot air outlet lines (ig, 2o) of the two chambers connected to one another by a bypass provided with flaps are.

3. Röhrenl: air heater according to claim 1 or 2, characterized in that the two trains of the lower chamber through a bypass provided with flaps (36) are connected to each other.

4. Tubular air heater according to one of claims i to 3, characterized in that the air outlet of the upper chamber with the burners and that of the lower chamber is connected to the solid fuel furnace, whereby diversions and switching elements are provided, so that switching of the hot air flow after one or the other furnace alone is possible.