DE951870C

DE951870C - Procedure for operating steam generators with forced circulation of the boiler water

Info

Publication number: DE951870C
Application number: DEM17741A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Vorkauf
Original assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL; La Mont Kessel Herpen and Co KG
Current assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL; La Mont Kessel Herpen and Co KG
Priority date: 1953-03-15
Filing date: 1953-03-15
Publication date: 1956-11-08

Description

Verfahren zum Betrieb von Dampferzeugern mit Zwangumlauf des Kesselwassers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Dampferzeugern mit Zwangumlauf des Kesselwassers, bei denen Umwälzwasser an einer Stelle aus dem Kesselkreislauf entnommen wird, an der bei allen Belastungen eine dem Kesseldruck entsprechende Siedetemperatur herrscht und dieses Umwälzwasser in einem von der Verhrennungsluft durchströmten Wärmeaus-tausdher abgekühlt wird.Procedure for operating steam generators with forced circulation of the boiler water The invention relates to a method for operating steam generators with forced circulation of the boiler water, where circulating water comes from the boiler circuit at one point is taken from which, for all loads, a pressure corresponding to the boiler pressure Boiling temperature prevails and this circulating water in one of the Verhrnung air the heat exchanger through which it flows is cooled.

Es ist bekannt, die Verbrennungsluft in einem Wänmeaustauscher anfzuwärmen, der vom Speisewasser durchströmt wird, das zuvor in einem von Rauchgasen beheizten Speisewasserverwärmer aufgewärmt wurde und nach der Abkühlung durch die Verbrennungsluft abermals in einem rauchgasfiehöizten Vorwärmer wieder aufgewärmt wird. Dies hat den Vorzug, daß ein rauchgasleheizter Luftvorwärmer, der im allgemeinen viel Raum benötigt, entfallen kann und durch einen sehr viel kleineren besonderen Wärmeaustauscher ersetzt werden kann. Die Vorwärmung der Verbrennungsluft durch aufgewärmtes Speisewasser hat aber den Nachteil, daB die Ternperatur.der Verbrennungsluft ,mit der Leistung des Kessels abfällt und bei kleiner Last zu nied@nig wird.It is known to warm up the combustion air in a heat exchanger, which is flowed through by the feed water, which was previously heated by flue gases Feed water heater was warmed up and after cooling by the combustion air is reheated again in a flue gas heated preheater. this has the advantage of a smoke gas heated air preheater, which generally takes up a lot of space required, can be omitted and by a much smaller special heat exchanger can be replaced. The preheating of the combustion air by heated feed water but has the disadvantage that the temperature of the combustion air increases with the power of the boiler drops and becomes too low with a small load.

Ferner ist !bekannt, zur Vorwärmung der Verbrennungsluft Kesselwasser zu verwenden. Dies hat den Vorzug, daß das Kesselwasser bei allen Belastungen die gleiche Temperatur aufweist. Das Kesselwasser kann .dabei mittels einer Umwälzpumpe durch einen von der Verbrennungsluft durchströmten Wärmeaustauscher gefördert und nach der Abkühlung durch Rauchgase wieder aufgewärmt werden. Es ist aber auch möglich, den Wärmeaustauscher durch Naturumlauf mit Kesselwasser zu beaufschlagen, wobei allerdings auf eine Wiederaufwärmung .durch Rauchgase verzichtet werden ruß.It is also known that boiler water is used to preheat the combustion air to use. This has the advantage that the boiler water under all loads the has the same temperature. That Boiler water can .this by means of a circulation pump through a heat exchanger through which the combustion air flows conveyed and warmed up again after cooling by smoke gases. It is but also possible to charge the heat exchanger with boiler water through natural circulation, However, there is no need for rewarming through smoke gases soot.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das abgekühlte Umwälzwasser mit dem von der Speisepumpe eingeförderten Speisewasser gemischt in einer rauchgasbeheizten Heizfläche wieder aufzuwärmen.According to the invention it is proposed to use the cooled circulating water the feed water supplied by the feed pump mixed in a flue gas-heated Warm up the heating surface again.

Durch die Mischung von Umwälzwasser mit Speisewasser ergeben sich dem Bekannten gegenüber eine Reihe von Vorteilen.The mixture of circulating water with feed water results in a number of advantages over the familiar.

Zunächst wird durch die Mischung von Umwälzwasser und Speisewasser eine wärmetechnisch günstige Heizflächenanordnung erreicht. Es ergibt sich eine wesentlich kleinere Heizfläche .als bei getrennter Aufwärmung in zwei Heizflächengruppen.First, by mixing circulating water and feed water a thermally favorable heating surface arrangement is achieved. There is one significantly smaller heating surface than with separate heating in two heating surface groups.

Ferner wird erreicht, daß durch die Mischung in der Heizfläche eine ständige Strömung aufrechterhalten wird, selbst dann, wenn die Speisung vorübergehend aussetzt. Hierdurch wird verhindert, daß sich Dampfblasen !bei Unterbrechung der Speisung 'bilden können, die Anlaß zu ungleicher Wasserverteilung geben.It is also achieved that the mixture in the heating surface a constant flow is maintained even when the feed is temporary suspends. This prevents vapor bubbles from forming when the Feed 'can form which give rise to uneven water distribution.

Von Bedeutung ist auch, d:aß durch die Mischung von gbgekühltem Kesselwasser mit Speisewasser die Alkalität indem Vorwärmer erhöht wird und damit ein besserer Schutz gegen innere Korrosionen gegeben ist.It is also of importance that ate through the mixture of chilled boiler water with feed water the alkalinity is increased by the preheater and thus a better one Protection against internal corrosion is given.

Wenn das Speisewasser durch Anzapfdampf schon verhältnismäßig hoch aufgewärmt ist, so ist es zweckmäßig, das im Wärmeaustauscher abgekühlte Umwälzwasser zunächst für sich allein durch eine rauchgasberührte Heizfläche zu leiten und es nach gewisser Aufwärmung mit dem Speisewasser zu vermischen, mit dem es dann gemeinsam durch eine weitere Heizfläche fließt.If the feed water is already relatively high due to the extraction steam is warmed up, it is advisable to use the circulating water cooled in the heat exchanger first of all to pass it alone through a heating surface that is in contact with flue gas after a certain warming up to mix with the feed water, with which it then shares flows through another heating surface.

Bei dieser Art der Luftaufwärmung hat man es leicht in der Hand, die Abgastemperatur in gewünschten Grenzen zuhalten. So kann z. B. durch einen. Thermostat die umlaufende Wassermenge beeinflußt werden. Erhöht man die umlaufende Wassermenge, so steigt die Abgastemperatur und umgekehrt.With this type of air heating, it's easy to control the Keep the exhaust gas temperature within the desired limits. So z. B. by a. thermostat the amount of circulating water can be influenced. If you increase the amount of circulating water, so the exhaust gas temperature rises and vice versa.

Die Erfindung ist an Hand des Schemas nach Abb. i näher erläutert.The invention is explained in more detail using the scheme according to FIG.

Aus der Trommel i, in der beispielsweise ein Druck von 8o at herrscht, läuft Umwälzwasser mit einer Temperatur von etwa 300° zur Umwälzpumpe 2 und wird auf einen Druck von 82,5 at gefördert. Der größte Teil des Umwälzwassers gelangt über Leitung 3 in die Kesselheizfläche 4 und gelangt mit dem erzeugten Dampf zurück zur Trommel i. Ein Teil des Umwälzwassers strömt durch- Leitung 5 zum Wärmeaustau.scher6. Durch diesen Wärmeaustauscher wird die Verbrennungsluft vom Ventilator 7 gefördert und auf beispielsweise 240° aufgewärmt; sie gelangt dann in den Brenner B. Das Umwälzwasser wird im Wärmeaustauscher abgekühlt. Es sei angenommen auf 8o°. Dies hängt von der durchgeförderten Menge ab. Das Wasser mit 8o° strömt über Leitung 9 zur Heizfläche 1o. In dieser Heizfläche 1o wird es von den $auchgasen auf etwa 200° aufgewärmt, wobei die Rauchgase auf i5o° abgekühlt werden können, wenn sie mit etwa 27o° eintreten. In den Zwischensammler i i wird nun das Speisewasser von der Speisepumpe 12 über Leitung 13 und Regelventil 14. eingefördert. Speisewasser und Umwälzwasser zusammen durchströmen nun die Heizfläche 15, in der sie auf annähernd 300° wieder aufgewärmt werden können und hierbei die Rauchgase von etwa 55o° auf 270° abkühlen. Umwälzwasser und Speisewasser gehen über Leitung 16 wieder zur Trommel i.. Die Heizfläche 17 ist ein Ü"berhitzer.From drum i, in which there is, for example, a pressure of 8o at, circulating water with a temperature of about 300 ° runs to circulating pump 2 and becomes promoted to a pressure of 82.5 at. Most of the circulating water arrives via line 3 into the boiler heating surface 4 and returns with the generated steam to the drum i. Part of the circulating water flows through line 5 to Wärmeaustau.scher6. The combustion air is conveyed by the fan 7 through this heat exchanger and warmed up to, for example, 240 °; it then enters the burner B. The circulating water is cooled in the heat exchanger. It is assumed to be 80 °. This depends on the conveyed amount. The 80 ° water flows through line 9 to the heating surface 1o. In this heating surface 1o it is warmed up by the also gases to about 200 °, whereby the flue gases can be cooled to 150 ° if they enter at about 270 °. The feed water from the feed pump 12 is now transferred to the intermediate collector i i Line 13 and control valve 14 conveyed. Feed water and circulating water together now flow through the heating surface 15, in which it is warmed up again to approximately 300 ° can be and thereby cool the flue gases from about 55o ° to 270 °. Circulating water and feed water go via line 16 back to the drum i .. The heating surface 17 is an overheater.

In dem dargestellten Beispiel arbeitet die Kesselheizfläche 4 mit Zwangumlauf. Es ist aber auch möglich, daß hier Naturumlaufflächen eingebaut sind oder der Dampf auf andere Art erzeugt wird.In the example shown, the boiler heating surface 4 also works Forced circulation. But it is also possible that natural circulation areas are built in here or the steam is generated in some other way.

Es kann zweckmäßig sein, den Wärmeaustauscher 6 zu umgehen, wofür eine Umgehungsleitung i8 mit Regelventil i9 vorgesehen sein kann. Auch ist es möglich, einen Teil des Umwälzwassers, das im Wärmeaustausch er 6 abgekühlt ist, nicht über die rauchgasbeheizte Fläche strömen zu lassen, sondern zurück zur Trornmdl, z. B. über Leitung 2o mit Regelventil 21.It may be useful to bypass the heat exchanger 6, for which purpose a bypass line i8 with control valve i9 can be provided. It is also possible a part of the circulating water that has been cooled in the heat exchange 6 does not have to let the flue gas-heated surface flow, but back to the Trornmdl, z. B. via line 2o with control valve 21.

Bei der Mischung von abgekühltem Umwälzwasser mit Speisewasser verändert sich selbsttätig die Menge des Umwälzwassers. Bei großer Speisewassermenge, d. h. hoher Kesselleistung, wird der wasserseitige Widerstand in der Heizfläche 15 steigen,.daher die Umwälzmenge zurückgehen und umgekehrt. Dies entspricht den verlangten Betriebsverhältnissen, denn so steigt bei kleiner Last die Temperatur des in die Heizfläche io eintretenden Wassers, und es wird eine zu weitgehende Rauchgasabkühlung vermieden. Bei hoher Last dagegen erhöht sich die Temperaturdifferenz und verbessert die Wärmeübertragung. Die durch die Heizfläche 1o durchfließende Wassermenge kann auch mittels Ventil 22 durch Thermostat 23 gesteuert werden.Changed when mixing cooled circulating water with feed water the amount of circulating water automatically. If there is a large amount of feed water, i. H. high boiler output, the water-side resistance in the heating surface 15 will increase, .therefore the circulation rate decrease and vice versa. This corresponds to the required operating conditions, because in this way the temperature of the element entering the heating surface rises when the load is small Water, and excessive cooling of the flue gas is avoided. At high Load, on the other hand, increases the temperature difference and improves the heat transfer. The amount of water flowing through the heating surface 1o can also be controlled by means of a valve 22 can be controlled by thermostat 23.

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist es auch ohne weiteres möglich, die Luftaufwärmung in Abhängigkeit von der Heiß,dampftemperatur zu regeln, und zwar @in dem Sinne, daß bei zu hoher Heißdam_pftemperatur -die Luftaufwärmung verringert und umgekehrt bei zu niedriger Heißdampftemperatur erhöht wird.According to the proposed method, it is also easily possible the air heating depending on the hot, steam temperature to regulate, namely @In the sense that if the hot steam temperature is too high, the warming up of the air is reduced and conversely, if the superheated steam temperature is too low, it is increased.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for operating steam generators with forced circulation of boiler water, where circulating water comes from the boiler circuit at one point is taken from which, for all loads, a pressure corresponding to the boiler pressure Boiling temperature prevails and this circulating water in one of the combustion air Thirehstzöm-th heat exchanger is cooled, characterized in that the cooled circulating water with that of the Feed pump Mixed feed water in a rauchgasb @ heated heating surface (15) is reheated will.

2. A method for operating steam generators according to claim i, characterized in that that the circulating water cooled by combustion air in the heat exchanger before his Mixture with the feed water warmed up in a flue gas heated area (io) will.

3. A method for operating steam generators according to claim i, characterized in that that the circulating amount of water in the heat exchanger (6) from the combustion air is cooled and warmed up again in the flue gas flow, is variable.

4. Procedure according to claim 1 and 2, characterized in that the amount of circulating water, which are cooled by the combustion air in the heat exchanger and in the flue gas flow is warmed up again, increases with decreasing boiler output and with increasing boiler output Boiler output decreases.

5. The method according to claim i and 2, characterized in that that the amount of circulating water in the heat exchanger from the combustion air is cooled and warmed up again in the flue gas flow, according to the exhaust gas temperature is regulated.

6. The method according to claim i, characterized in that the boiler water from a circulation device with all loads at approximately the same feed pressure brought and the amount of feed water fed in the amount of by the Air preheater flowing circulating water changed.

7. The method according to claim i, characterized in that the amount of water flowing through the heat exchanger (6) different from the amount of water flowing through the flue gas heated surface (io). is. B. The method according to claim i, characterized in that by the air warming The amount of water flowing is regulated according to the superheated steam temperature. Considered Publications: German Patent No. 434 112; Archive for heat technology, 195o, Issue 5/6, p. 118; Fuel and heat economy, 1940, p. 4.