DE910711C

DE910711C - Regenerative air preheater

Info

Publication number: DE910711C
Application number: DEA6674A
Authority: DE
Inventors: Alexander J Tigges
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1949-12-30
Filing date: 1950-11-21
Publication date: 1954-05-06

Description

Regenerativ-Luftvorwärmer Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Luftvorwärmer, Bauart Ljungström, mit einem durch radiale Zwischenwände in einzelne, mineralische Regenerativmasse enthaltende Sektoren unterteilten Rotor und mit Gas- sowie Luftanschlüssen an beiden Stirnseiten des Rotors.Regenerative air preheater The invention relates to a regenerative air preheater, Ljungström type, with a single, mineral one through radial partition walls Sectors containing regenerative mass, divided rotor and with gas and air connections on both ends of the rotor.

In den modernen Kraftanlagen verlangen die hohen Brennstoffkosten höchste Wärmeausnutzung; den Verbrennungsgasen ist möglichst viel Wärme zu entziehen. Bei völliger Ausnutzung des Wärmegefälles in umlaufendenLufterhitzern ergibt es sich, daß die Verbrennungsgase am kalten Ende des Wärmeaustauschers den Taupunkt der Gase erreichen und Kondenswasser auf den Wärmeübertragungsflächen sich abscheidet. Dies macht die Oberflächen anfällig für den Angriff der Gase und ihrer Bestandteile. Um die Korrosions- und Zerstörungserscheinungen am kalten Ende des Luftvorwärmers zu vermeiden, hat man früher vorgeschlagen, besonderes Material anzuwenden, z. B. emaillierte Stahlbleche, Aluminium usw.; dieses Material ist im Preise verhältnismäßig teuer.In the modern power plants, the high fuel costs demand highest heat utilization; As much heat as possible must be extracted from the combustion gases. If the heat gradient in circulating air heaters is fully utilized, it results that the combustion gases at the cold end of the heat exchanger reach the dew point of the gases reach and condensation water is deposited on the heat transfer surfaces. This makes the surfaces susceptible to attack by the gases and their components. About the signs of corrosion and destruction at the cold end of the air preheater To avoid it, it has previously been suggested to use special material, e.g. B. enamelled steel sheets, aluminum, etc .; this material is proportionate in price expensive.

Vor Jahrzehnten wurde bereits vorgeschlagen., die Sektoren des Rotors mit einer Schüttmasse aus mineralischen Stofffeh, z. B. Schlacke, Ziegeln Steinen od, dgl., zu füllen. Diese Füllungen haben sich niemals durchsetzen können, und zwar aus mehreren. Gründen: Die Füllungen können überhaupt nicht gereinigt werden; sie bieten den durchströmenden Gasen einen derart hohen Widerstand, daß der Wirkungsgrad der Wärmeaustauscher viel zu gering wird: sie wirken, was die Unreinigkeiten anbelangt, geradezu als Filter und sind daher bald verstopft, bedürfen also sehr :häufiger Erneuerung, d. h. einer häufigen Stillsetzung des Wärmeaustauschers. Dazu kommt noch,,daß der Wärmeübergangskoeffizient lose geschütteter mineralischer Massen niemals mit Sicherheit berechnet werden kann. Aus diesen Gründen blieb es bei :der Herstellung der Wärmeaustauschfläehen aus Stahl-oder Aluminiumblechen, und man nahm die damit verbundenen Nachteile in Kauf.Decades ago it was already proposed, the sectors of the rotor with a bulk mass of mineral materials, z. B. slag, bricks stones od, like. To fill. These fillings never caught on, and although from several. Reasons: the fillings cannot be cleaned at all; they offer the gases flowing through such a high resistance that the efficiency the heat exchanger becomes far too small: they act what the impurities as far as practically as a filter and are therefore soon clogged, so need a lot: more often Renewal, d. H. frequent shutdowns of the heat exchanger. In addition nor ,, that the heat transfer coefficient of loosely poured mineral masses never can be calculated with certainty. For these reasons it stayed with: the production the heat exchange surfaces made of steel or aluminum sheets, and you took them with them associated disadvantages in purchase.

Nach der Erfindung wird nun auf die oben angegebenen Werkstoffe mineralischer Art zurückgegriffen. Es wird in neuer und fortschrittlicher Weise aus diesen alkalischen oder säurefesten Stoffen, vorzugsweise Zement oder keramische Kacheln, ein geformter regelmäßiger Körper durch Gießen, Pressen oder sonstwie hergestellt, wobei in diesem Körper Durchgangskanäle für Gas und Luft vorgesehen sind. Derartig geformte keramische Körper ergeben eine hoch wärmeaustauschende Oberfläche, lassen die gefährlichen Korrosionserscheinungen der metallischen Werkstoffe vermeiden und bieten eine einfache Reinigungsmöglichkeit, da die einzelnen Blöcke als ganzes aus dem Rotor gezogen und, ohne diesen außer Betrieb zu nehmen, durch Ersatzblöcke ausgewechselt werden können..According to the invention, the above-mentioned materials are now more mineral Kind of resorted to. It is made from these alkaline in new and advanced ways or acid-proof materials, preferably cement or ceramic tiles, a shaped regular body produced by casting, pressing or otherwise, being in this Body through channels for gas and air are provided. Such shaped ceramic Bodies result in a highly heat-exchanging surface, leaving the dangerous Avoid corrosion of the metallic materials and offer a simple Can be cleaned as the individual blocks are pulled out of the rotor as a whole and, without taking it out of operation, can be replaced with replacement blocks can..

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar.The drawing represents an embodiment of the subject matter of Invention.

Big. 1 ist die raumbildlich:eDarstellung eines umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmers.Big. 1 is the spatial image: eDepiction of a circulating regenerative air preheater.

Fig. 2 und: 3 sind Teilausschnitte, Ansichten und Draufsichten und zeigen Teile des umlaufenden Vorwärmers in vergrößertem Maßstab.Fig. 2 and: 3 are partial sections, views and plan views and show parts of the circulating preheater on an enlarged scale.

Die runde Schale io eines Rotors ist in keilförmige oder kreisförmige Ausschnitte unterteilt, die von den strahlenförmigen Teilen 1 i getragen werden und in Verbindung mit der Rotorachse 12 stehen, die von einem Motor, der den. Rotor langsam um seine Achse dreht, über das Zahnradgetriebe 13 bewegt wird. Die Rotorfächer enthalten ein regeneratives Wärmeübertragungsmaterial, das zuerst die Hitze von den heißen Gasen aufnimmt, die in den Vorwärmer durch die Klappe 15 aus einem Behälter oder von einer anderen Stelle kommen, nachdem sie über die heiße Oberfläche gegangen sind durch einen Auslaß 16 wieder austreten, mit dem eine Wechselklappe verbunden ist. Während der Rotor langsam um seine Achse gedreht wird, wird die heiße äußere Oberfläche im Strom der Luft bewegt, die durch den Einlaß 17 eingeströmt ist, an dem ebenfalls eine '\'G'echselklappe angeordnet ist. Nachdem der Luftstrom durch :den Vorwärmer hindurchgeströmt ist und die Hitze aufgenommen hat, wird er zu einer Verbrauchsstelle durch den Auslaß 18 abgeleitet. Das Gehäuse 2o, das den Rotor 1o umschließt, ist auf beiden Seiten des Rotors mit Abdeck- oder kreisförmigen Platten 21 versehen, um den Eintritt oder Austritt des Gas- oder Luftstromes zum Vorwärmer zu begrenzen.The round shell io of a rotor is divided into wedge-shaped or circular cutouts, which are carried by the radial parts 1 i and are in connection with the rotor axis 12, which is driven by a motor that the. Rotor slowly rotates around its axis, is moved via the gear mechanism 13. The rotor compartments contain a regenerative heat transfer material that first absorbs the heat from the hot gases entering the preheater through the flap 15 from a container or other location after they have passed over the hot surface and exiting through an outlet 16, to which an interchangeable flap is connected. While the rotor is slowly turning around its axis, the hot outer surface is moved in the flow of air that has flowed in through the inlet 17 , on which a '\' G 'flap is also arranged. After the air flow has passed through: the preheater and has absorbed the heat, it is diverted to a point of use through the outlet 18. The housing 2o, which encloses the rotor 1o, is provided on both sides of the rotor with cover or circular plates 21 in order to limit the entry or exit of the gas or air flow to the preheater.

In Übereinstimmung mit üblichen: Ausführungen kann der größte Teil der wärmeaustauschenden Oberfläche 24 innerhalb der Rotorausschnitte eine Form wellenförmiger und eingeschnittener Platten aufweisen, um vorzugsweise parallel zur Rotorach-se angeordnete Kanäle für den Strom der heißen Gase oder der Luft oder einem anderen erhitzten Mittel zu bilden. Am kalten Ende des Vorwärmers, wo die frische Kaltluft eintritt und die abgekühlten ('rase austreten, ist :die wärmeaustauschende Oberfläche in der Form von Steinblöcken oder steinigen Massen 33 angeordnet. Vorzugsweise bestehen die Blöcke für die wärmeaustauschende Oberfläche nach der Erfindung aus alkalischem Material, wie keramische Ziegel oder einer festen Masse, mit einer Vielzahl von in sich geschlossenen parallelen Öffnungen 3q., die sich von einem Ende bis zum anderen Ende erstrecken, so daß sie, wenn sie in die Ausschnitte des Rotors eingebaut sind, Kanäle für den Gas- und Luftstrom bilden und mit den Öffnungen 34 parallel zur Rotorachse verlaufen. Die Öffnungen 34 in den Steinblöcken 33 sollen vorteilhafter-,veise eine kreisförmige Gestalt besitzen, wie in Fig. 2 dargestellt, und rechteckig unterteilt sein.In accordance with usual: designs can be the largest part of the heat exchanging surface 24 within the rotor cutouts a shape of undulating and have incised plates, preferably parallel to the rotor axis arranged channels for the flow of hot gases or air or another to form heated agents. At the cold end of the preheater, where the fresh cold air enters and the cooled ('lawn exit is: the heat-exchanging surface arranged in the form of stone blocks or stony masses 33. Preferably consist the blocks for the heat-exchanging surface according to the invention are made of alkaline Material, such as ceramic brick or solid mass, with a variety of self-contained parallel openings 3q., extending from one end to the extend other end so that they can when fitted into the cutouts of the rotor are, form channels for the gas and air flow and with the openings 34 parallel run to the rotor axis. The openings 34 in the stone blocks 33 should advantageously, veise have a circular shape, as shown in Fig. 2, and divided rectangularly be.

Ein geeigneter Werkstoff= für die Steinblöcke 33 ist ein säurewiderstandsfähiger Ziegel mit einer nicht absorbierenden Oberfläche, d. h. deren Absorptionsverhältnis unter 1,50/0 liegt. Weil ein solcher Ziegel alkalischen Charakter besitzt, werden sich keine festen Ansätze auf den Wärmeübertragungsb.locks beim Vorhandensein saurer Verbrennungsgase bilden. Solche Niederschläge, wie sie sich aus .den Gasen ausscheiden, besitzen ein mehr oder weniger flockiges Aussehen und werden bei der Normalgeschwindigkeit der Gase mitgerissen. Es ist möglich, daß eine solche Geschwindigkeit kleine Teile der wärmeaustauschenden Oberfläche, entlang ihrer Formen, herausfrißt, aber die wärmeaustauschende Oberfläche wird doch bedeutend dauerhafter sein als metallische Platten, die der Korrosion ausgesetzt sind, und die Kosten für die wärmeaustauschende Oberfläche des kalten Endes des Vorwärmers werden etwa nur ein Drittel derjenigen betragen, die bei Verwendung metallischer Platten entstehen.A suitable material = for the stone blocks 33 is an acid-resistant one Brick with a non-absorbent surface, d. H. their absorption ratio is below 1.50 / 0. Because such a brick has an alkaline character, will there are no solid deposits on the heat transfer blocks in the presence of acidic Form combustion gases. Precipitates such as those precipitated from the gases have a more or less flaky appearance and will run at normal speed carried away by the gases. It is possible for such a speed to be small parts the heat-exchanging surface, along its forms, eats away, but the heat-exchanging surfaces will be significantly more durable than metallic ones Plates exposed to corrosion and the cost of heat exchanging The surface of the cold end of the preheater will only be about a third of that that arise when using metallic plates.

Die Ausstattung des kalten Endes mit alkalischen Massen bewirkt außerdem, daß eine getrocknete Außenluft über die metallische Oberfläche 34 der Luftseite geht. Als Folge davon wird die Temperatur der Gase, die die metallische Oberfläche verlassen, hoch genug, und ihre relative Feuchtigkeit wird so niedrig sein, daß heißfeuchte Niederschläge auf :der keramischen oder Ziegeloberfläche nicht entstehen. Dadurch wird die Anwendung heißen Dampfes oder der Rücklauf heißer Luft, um die Luft vorzuwärmen, unnötig, bevor sie mit dem kalten Ende des Vorwärmers in Berührung kommt. Dies gewährt also den Schutz, daß auf der Gasseite der Durchgang von Luft nicht erforderlich ist. Die wärmeübertragenden Massen aus keramischen Ziegeln oder aus Zement können also im kalten Ende des Luftvorwärmers eingebaut werden, und zwar in allen Fällen, in denen mit einer hohen Gasaustrittstemperatur gerechnet werden muß. Die Güte dieser Ziegel soll der Eintrittstemperatur angepaßt werden, und es sollte bei der Verwendung keramischer Ziegel oder Platten an Stelle von Metallplatten mit Temperaturen von etwa, 140o bis 150ä° C gerechnet werden.Equipping the cold end with alkaline compounds also has the effect of that a dried outside air over the metallic surface 34 of the air side goes. As a result, the temperature of the gases that make up the metallic surface leave high enough, and their relative humidity will be so low that hot humid deposits on: the ceramic or brick surface does not arise. This will allow the application of hot steam or the return of hot air to the It is unnecessary to preheat air before it comes into contact with the cold end of the preheater comes. This thus guarantees the protection that air can pass through on the gas side is not required. The heat-transferring masses made of ceramic bricks or made of cement can therefore be installed in the cold end of the air preheater, namely in all cases in which a high gas outlet temperature is expected got to. The quality of this brick should be adapted to the inlet temperature, and it should when using ceramic bricks or plates in place of metal plates with temperatures of about. 140o to 150ä ° C can be expected.

Die Größe der Steinblöcke für die Ausschnitte kann verschieden sein.The size of the stone blocks for the cutouts can be different.

Statt keramischer Ziegel oder Zement zur Herstellung der Steinblöcke können auch andere alkalische oder säurefeste Werkstoffe verwendet werden.Instead of ceramic bricks or cement to make the stone blocks other alkaline or acid-resistant materials can also be used.

Wärmeaustauschende Oberflächen gemäß der Erfindung sind der Korrosion nicht so sehr ausgesetzt, und die verhältnismäßig kleinen Einheiten für jeden Ausschnitt sind leichter einsetzbar als die üblichen wärmeübertragenden Platten.Heat-exchanging surfaces according to the invention are corrosion-resistant not so exposed, and the relatively small units for each section are easier to use than the usual heat transferring plates.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Regenerative air preheater with a rotor divided by radial partitions into individual, mineral regenerative mass containing sectors and with gas and air connections on both end faces of the rotor, characterized in that the sectors, preferably in the cold zone of the rotor, with a from alkaline reacting or acid-resistant substances, such as concrete or brick, made uniform regenerative material are filled, in which from top to bottom continuous, parallel to the flow direction are arranged channels. a. Regenerative air preheater according to claim 1, characterized in that the regenerative mass consists of exchangeable block segments. 3. Regenerative air preheater according to claim 1 and z, characterized in that the regenerative material lying in the warmer and hot zones of the rotor consists in a known manner of metal fittings. Attached publications :: German patent specifications no. A94141, 415391-