DE9316053U1

DE9316053U1 - Plattenpaket, insbesondere für die Kaltgasseite von regenerativen Gasvorwärmern

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Publication number: DE9316053U1
Application number: DE9316053U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2003-10-22

Description

Dr.-lng. Reirnan König · D^:p!.-lng. Kiaus Bergen Wilhelm-Tell-Str. 14 4Ü219 Düsseldorf Tel. O*? 11 -33"7CT^B Patentanwälte

20. Okt. 1993 40 065 K

Bernhard Knickenberg, Im Nachtigallental 6

59071 Hamm

Adolf Ahrens, Marktstraße 1 59510 Lippetal

"Plattenpaket, insbesondere für die Kaltgasseite von regenerativen GasVorwärmern"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Plattenpaket, insbesondere für die Kaltgasseite von regenerativen Gasvorwärmern, beispielsweise Ljungström-Vorwärmern.

Gasvorwärmer erfüllen die Aufgabe, die zur Verbrennung erforderlichen Gase zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit vorzuwärmen und die Rauchgaswärme auszunutzen.

Die Wiederaufheizung kann außerdem zur Verbesserung der Auftriebs- und Ausbreitungsbedingungen hinsichtlich der Schornsteinemissionswerte genutzt werden und schützt gleichzeitig die nachgeschalteten Anlagenteile vor Taupunktunter schreitung. Die Arbeitstemperatur liegt dabei

vorwiegend unterhalb des Säure- bzw. Schwefelsäuretaupunktes .

Bekannt sind Rekuperativ- und Regenerativ-Vorwärmer. Bei ersteren wird die Wärme durch Konvektion über metallische Wände übertragen, die die strömenden Medien voneinander trennen. Regenerative Luftvorwärmer sind dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme eines Mediums an eine Speichermasse übertragen wird, die das aufzuheizende Medium der Speichermasse wieder entzieht.

Regenerativ-Gasvorwärmer sind in zwei Ausführungen bekannt: Bei Gasvorwärmern mit feststehender Speichermasse rotieren die Zufuhrhauben, während sich bei Gasvorwärmern mit rotierender Speichermasse ein Heizflächenträger zwischen feststehenden Gaskanälen dreht. Dabei werden die Medien kontinuierlich, ohne Unterbrechung des Gasflusses im Gegenstrom geführt.

Bei der Verbrennung insbesondere schwefelhaltiger Brennstoffe sind Korrosionsschutzmaßnahmen erforderlich. Die
Temperatur der Kaltgasseite der Gasvorwärmer liegt überwiegend unterhalb des Schwefelsäuretaupunktes. So bilden
sich im Bereich der Rohgasseite, auf der sich das ungereinigte heiße Gas abkühlt, korrosive und erosive Niederschläge, die in Wechselwirkung mit der sich auf der
Reingasseite ablagernden Feststoff-Fracht schwer zu entfernende Beläge bilden.

Zur ständigen Reinigung der Heizflächen besitzen Gasvorwärmer baulich integrierte Blas- und Spülvorrichtungen,
die eine Reinigung während des Betriebs ermöglichen.

Die nicht vollständige Reinigung durch die Blasvorrichtung führt, aufgrund fester Ablagerungen, die dem Reinigen mit Druckluft widerstehen, mit zunehmender Betriebsdauer des Gasvorwärmers zum Anstieg des Druckverlustes.

Diese festen Beläge lassen sich nur mittels einer Spülvorrichtung mit Hilfe von Hochdruckwasser entfernen.
Hierfür ist ein Druck von 40 bis 60 bar auf der kalten
bzw. 80 bis 120 bar auf der heißen Seite des Gasvorwärmers erforderlich.

Aufgrund dieser materialbeanspruchenden Betriebsbedin-gungen werden einlagige Heizpakete aus emailliertem
Stahlblech mit einer einer sogenannten Opferlage als Kaltendlage verwendet. Die teuren und empfindlichen Heizelemente lassen sich durch Einbau der Opferlage auf der
kalten Seite des Gasvorwärmers, die aus austauschbaren
Kunststoff- oder emaillierten Stahlpaketen besteht, gegen die hohe Beanspruchung schützen.

Die als Kaltendlage verwendeten Pakete bestehen beispielsweise aus einzelnen, im Abstand voneinander mit einem Träger verschweißten Kunststoffplatten. Bei dieser Ausführung kommt es infolge der hohen chemischen thermischen und mechanischen Materialbeanspruchung im Einsatz nach kurzer Zeit zu Rißbildungen im Bereich der Plattenverbindung. Diese Rißbildung ist auf die Versprödung der Schweißstellen zurückzuführen; denn beim Schweißen ergibt sich stets im Bereich der Schweißstelle eine mehr oder minder ausgedehnte wärmebeeinflußte Zone, in der sich die Werkstoffeigenschaften unter dem Einfluß der Schweißwärme verändern und insbesondere ein Teil der WerkstoffZähigkeit verlorengeht. Hinzu kommen durch die Schweißwärme

verursachte innere Spannungen. In der Folge lösen sich Einzelplatten aus dem Verband. Der Schutz der Heizpakete ist nicht weiter gewährleistet. Zudem kann eine Verstopfung der Spiraldüsen, Pumpen und Regelventile sowie eine Beschädigung der Gummierung in den Rohrleitungen durch gelöste Teile der Kunststoffpakete die Folge sein.

Neben der Beanspruchung durch das Gasvorwärmen wird die Alterung der Kunststoffpakete durch die mechanische Beanspruchung bei der regelmäßigen Druckluftreinigung und der von Zeit zu Zeit erforderlichen Hochdruckreinigung mit Wasser beschleunigt.

Maßgeblich für die angestrebte Lebensdauer der Kaltendlage sind die Revisionsintervalle. Jede zusätzliche, außerhalb dieser Intervalle liegende Wartung der Kaltendlage ist mit einem Ausfall des Vorwärmers verbunden und
verursacht erhebliche Kosten. Eine Erhöhung der Lebensdauer der Kaltendlage kommt somit einer erheblichen Kosteneinsparung gleich.

Pakete aus emailliertem Stahl sind bekannt und liefern
eine höhere Lebensdauer. Mit der Verwendung dieser Pakete sind jedoch schwerwiegende Nachteile verbunden. Durch Abrasion und Erosion an den Anströmkanten der Stahlbleche
wird die Emaille zerstört. Es kommt so zu einem korrosi-onsbedingten Zerfall des Stahlbleches. Darüber hinaus ist aufgrund der geringeren Schwingfähigkeit des
Stahls der bei Verwendung von Kunststoffplatten zu beobachtende Selbstreinigungseffekt nicht vorhanden. Dies
führt zu einem gehäuft auftretenden Verstopfen der Gassen zwischen den Stahllamellen, was einen Anstieg des Druckverlustes des Gasvorwärmers nach sich zieht und eine

Erhöhung der Leistung der Gesamtanlage mit dem daraus resultierenden erhöhten Energiebedarf erfordert.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Plattenpaket zu schaffen, das die Nachteile der herkömmlichen Plattenpakete vermeidet, keines thermischen Fixierungsverfahrens bedarf, dennoch eine hinreichende Fixierung bei gleichzeitiger Selbstreinigungsfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet und damit eine längere Lebensdauer besitzt und einen effektiveren, dauerhafteren sowie kostengünstigeren Schutz für die Heizpaketlage bietet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Platten in einer Halterung durch Stecken und/oder Klemmen fixiert sind. Die Halterung kann aus Trägern bestehen und kammartig mit Schlitzen versehen sein. Zusätzlich können an den Platten Aufnahmeschlitze für die Trä-ger vorgesehen sein. Durch das Einarbeiten der Schlitze in die Platten und das Verbinden der Platten mit Trägern läßt sich das Schweißen vermeiden. Somit entfällt die Gefahr einer thermischen Verformung und des Entstehens von Eigenspannungen der Platten und die Lebensdauer erhöht sich.

Dabei gewährleistet die Art der Halterung, trotz des guten Schwingvermögens der einzelnen Platten, deren dauerhafte Fixierung im Plattenverband und verhindert ein Aufweiten der Gassen zwischen den Platten durch Fremdteile. Auch die für eine Begehbarkeit erforderliche Steifigkeit der Pakete ist durch die erfindungsgemäße Halterung gewährleistet.

Zudem besteht die Möglichkeit einzelne Elemente des Plat

tenpakets zu ersetzten oder auszutauschen, was bei herkömmlichen Paketen aufgrund der permanenten Verbindung ausgeschlossen ist. Vorzugsweise bestehen die Plattenpakete aus Kunststoff. Ein Einsatz der erfindungsgemäßen Fixierung der Platten ist aber auch bei anderen Paketmaterialien denkbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich-nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Regenerativ-Gasvorwärmer in schematischer Darstellung mit Kaltendlage aus Plattenpaketen;

Fig. 2: ein Kunststoffpaket mit Träger;

Fig. 3: eine schematische Darstellung der Träger und der Platten; und

Fig. 4: eine schematische Darstellung des Kunststoffpaketes im zusammengesteckten Zustand.

Die im dargestellten Ausführungsbeispiel in Fig.l in einen Rotor 1 eingesetzte Kaltendlage 2 besteht aus Kunststoff paketen 3 mit Platten 4 und Trägern 5.

Die Kaltendlage 2 befindet sich in Strömungsrichtung vor einem Wärmetauscher 6 auf der kalten Seite des Gasvorwärmers. Die Kunststoffpakete sind kuchenstückartig angeordnet .

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Träger 5 im rechten Winkel zu den Platten 4 angeordnet. In den Platten 4 und in den

Trägern 5 befinden sich in Fig. 3 dargestellte Schlitze 7 und 8. Im Paket sind jeweils ein Schlitz 7 einer Platte 4 und ein Schlitz 8 eines Trägers 5 ineinandergesteckt, so daß jede Platte mittels Trägern 5 mit weiteren Platten verbunden ist. Die eingearbeiteten Schlitze 7 und 8 gewährleisten die Fixierung der Platten 4 in vorgegebenem Abstand, wie in Fig. 4 erkennbar, der die Gasse für den Gasdurchfluß bildet. Die Träger 5 sind jeweils an der Ober- sowie Unterseite auf die Platten 4 aufgesteckt. Entsprechend befinden sich die Plattenschlitze 7 auf der Ober- und Unterseite der Platten.

Beim Gasdurchfluß werden die teuren Wärmetauscher 6 durch die Kaltendlage 2 vor Erosion und Korrosion geschützt. Die gesteckten Träger 5 bewirken eine dauerhafte Fixierung der Platten 4 im Plattenverband des Kunststoffpakets 3 bei gleichzeitigem Schwingvermögen. Ein Herauslösen der Platten 4 aus dem Kunststoffpaket 3 ist aufgrund der stabilen Fixierung durch die Träger 5 von der Ober- und Unterseite auszuschließen.

Claims

Schutzansprüche:

1. Plattenpaket (3) insbesondere für die Kaltendlage von regenerativen Gasvorwärmern, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (4) in einer Halterung (5) durch Stecken und/oder Klemmen fixiert sind.

2. Plattenpaket (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _f daß die Halterung (5) aus geschlitzten Trägern besteht.

3. Plattenpaket (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (4) Aufnahmeschlitze (7, 8) für Träger (5) besitzen.

4. Plattenpaket (3) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (4) und/oder Träger (5) aus Kunststoff bestehen.