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Dampfkessel mit Uberhitzer Die Erfindung bezieht sich auf Dampfkessel
mit Überhitzer, der in einem besonderen Abgaskanal zwischen Feuerraum und Abzug
angeordnet ist.
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Es ist bekannt, die durch den Überhitzer bewirkte Überhitzung des
Dampfes dadurch zu regeln, daß ein Dampfstrahl benutzt wird, um den Durchgang der
Abgase durch den Überhitzer zu beschleunigen. Die Abgase werden dadurch im Kessel
weniger stark abgekühlt und geben also entsprechend mehr Wärme im Überhitzer ab.
Diese Maßnahme ist jedoch nachteilig, weil maximale Dampfentnahme und maximale Überhitzung
häufig zusammentreffen. Bei der höchsten Belastung des Kessels muß also in diesem
Fall für das Durchblasen durch den überhitzer noch zusätzlicher Dampf abgezweigt
werden.
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Ferner ist bekannt, einerseits Dampf in den Erhitzer einzublasen,
um bei. zu starker Überhitzung die Temperatur herabzusetzen, und andererseits mit
Dampfstrahlen so@zu arbeiten, daß die Abgase
nur auf einen Teil
des Überhitzers einwirken. Das direkte Einblasen von Dampf in den Überhitzerkanal
ist auch schon zu dem Zweck vorgenommen worden, um insbesondere die letzten Überhitzerrohre.vor
zu starker Erhitzung zu schützen.
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Schließlich ist auch der Vorschlag bekanntgeworden, eine Umgehungsleitung
zum Überhitzerkanal vorzusehen, die durch einen eingeblasenen Strahl beeinflußt
wird, so daß der Überhitzer indirekt gesteuert wird.
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Gemäß der Erfindung wird die Regelung der Überhitzung des Dampfes
dadurch bewirkt, daß die Düsen für die eingeführten Strahlen am Einlaß oder Auslaß
des den Überhitzer enthaltenden Abgaskanals vorgesehen sind, so daß die Strahlen
eine Art Schirm bilden, durch den der Durchgang der Abgase durch den Kanal zur Herabsetzung
der Überhitzung vermindert werden kann.
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Diese Benutzung von Dampf- oder Gasstrahlen geht von der Grundlage
aus, daß der Abgaskanal, in dem sich der Überhitzer befindet, im normalen Betrieb
immer die ausreichende Menge an Abgasen erhält, die für die erforderliche Überhitzung
benötigt wird. Selbst bei maximaler Überhitzung und maximaler Dampfabgabe arbeitet
also der Kessel ohne zusätzliche Regelmaßnahmen, denn in diesem Fall ist ein Einblasen
von Strahlen überflüssig. Das Einblasen findet nur ausnahmsweise statt, beispielsweise
dann, wenn bei schwankender Dampfentnahme die Überhitzung zu stark wird und der
Überhitzer durch die hohen Temperaturen beschädigt werden kann.
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Die Regelung gemäß der Erfindung bietet daher gegenüber den erwähnten
bekannten Regelungsarten durch eingeblasene Strahlen den Vorteil, daß sie nur bei
besonderen Betriebszuständen des Kessels angewendet wird und normalerweise außer
Betrieb ist. Selbstverständlich kann aber die Drosselung des überhitzerkanals durch
Abschirmung auch immer dann vorgenommen werden, wenn die Überhitzung des Dampfes
aus bestimmten Gründen vermindert werden soll.
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Für die Erzeugung der Strahlen werden vorzugsweise Abgase benutzt,
die einen Teil des Kessels bereits durchströmt haben, beispielsweise den Überhitzer
durchlaufen haben, und schon abgekühlt sind. Die Verwendung 'solcher Abgasstrahlen
ist an sich bekannt, und zwar wurde eine Rückführung von Abgasen vorgeschlagen,
um Erhitzerrohre, die vorzugsweise Verbrennungsluft vorwärmen, vor Verschlackung
und vor der Strahlungswärme der Feuerung zu schützen. Hierbei bilden die rückgeführten
Abgase eine kühlende Schicht zwischen den Feuerungsgasen und den Erhitzerrohren.
Demgegenüber wird die Rückführung von Abgasen gemäß der Erfindung zu dem Zweck vorgenommen,
das Durchströmen der Abgase durch den Überhitzerkanal mehr oder weniger abzudrosseln.
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Bei der Regelung der Überhitzungstemperatur gemäß der Erfindung kann
auch Luft oder Dampf für die abzuschirmenden Strahlen verwendet werden. Zweckmäßig
kann eine Mischung von Luft und Abgas benutzt werden, wobei die vorzugsweise vorgewärmte
Luft dazu dient, die Abgase zu temperieren.
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Die Erfindung kann bei Kesseln mit verschiedenen Feuerungssystemen
angewandt werden, wie dies aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
hervorgeht, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt Fig. i einen senkrechten
Schnitt durch einen mit Öl beheizten Kessel gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine vergrößerte
Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Teils der Fig. i, Fig. 3, 4 und 5 Schnitte
nach den Linien III-III, IV-IV und V-V der Fig.2. Fig. d eine vergrößerte Ansicht
eines Teils der Fig. 3 bis 5 in schaubildlicher Darstellung, Fig. 7 mehr oder weniger
schematisch einen Schnitt ähnlich Fig. i durch einen Kessel mit Kettenrost, Fig.
8 mehr oder weniger schematisch einen Schnitt ähnlich Fig. i durch einen Kessel
mit Überschubfeuerung.
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Der Siederohrkessel nach Fig. i hat einen Feuerraum io mit Ölbrennern
12. Die Abgase strömen durch einen Auslaß 14 in den Abzug, nachdem sie ihre Wärme
an drei Bündel von Siederohren 16a, 16b, 16, abgegeben haben, die zwischen einer
Dampftrommel 18 und einer Wassertrommel 20 angeordnet sind. Die Abgase werden durch
Leitwände 22a, 22b, 22, gezwungen, einen gewundenen Weg zu nehmen.
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Auf der rechten Seite der Feuerung befindet sich eine Wand 24, durch
die ein Abgaskanal 26 gebildet wird, der am unteren Ende über einen Einlaß 28 mit
dem Feuerraum io und über einen Auslaß 30 mit dem Abzug in Verbindung steht.
Durch die Wand wird auch ein Auslaß 32 für die Abgase gebildet, die nicht durch
den Abgaskanal 26 strömen.
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Der Abgaskanal 26 enthält einen Überhitzer 34, dem von der Trommel
18 gesättigter Dampf zugeführt wird.
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Auf beiden Seiten der Wand 24 befinden sich Siederohre 36, 38, die
mit der Dampftrommel 18 und einer Wassertrommel4o verbunden sind. Die Rohre 38 sind
längs der Wand 24 dicht nebeneinander angeordnet, jedoch sind sie an ihren unteren
und oberen Enden voneinander getrennt, damit die Abgase durch den Einlaß 28 und
den Auslaß 32 strömen können.
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Die Ouerschnittsfläche des Auslasses 30 ist größer als die
des Auslasses 32. Ferner ist die Ouerschnittsfläche des Abgaskanals 26 größer als
die des Auslasses 32. Hierdurch wird gewährleistet, daß, falls keine besondere Regelung
stattfindet, die Abgase eine größere Neigung haben, durch den Abgaskanal
26 zu gehen, als im Nebenschluß dazu abzuströmen.
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Am unteren Ende der Wand 24 sind die Rohre 38 abwechselnd von der
VATand abgebogen, wie bei 40 dargestellt ist. Die abgebogenen Teile der Rohre 38
und die an dieser Stelle liegenden Teile der geraden Rohre 38 sind durch die feuerfesten
Blöcke 42 eingefaßt, die aneinanderliegen und einen Raum 44
bilden,
der gegenüber dem Feuerraum abgeschlossen ist. An der Stelle wo die beiden Reihen
von Rohren wieder zusammenkommen, sind die geraden Rohre mit Düsenblöcken 46 (Fig.
6) versehen, deren Düsen 47 Auslässe des Raumes 44 darstellen, wie aus Fig. 2 ersichtlich
'ist. Die feuerfesten Blöcke 42 der Rohre sind hier ausgeschnitten, wie bei 48 in
Fig. 2 angedeutet ist.
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Am Auslaß des Abgaskanals 26 befindet sich ein Gasauslaß 5o, der durch
eine Drosselklappe 52 geregelt wird. In der Seitenwand des Raumes 44 befindet sich
ein Gaseinlaß 54, der durch eine Drosselklappe 56 geregelt wird.
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Auf der linken Seite des Feuerraumes ist ein durch eine Ummantelung
gebildeter, Raum 58. vorhanden, in dem die Verbrennungsluft vorerhitzt wird. In
der Seitenwand dieses Raumes befindet sich ein Auslaß 6o, der durch eine Drosselklappe
62 geregelt wird.
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An der unteren rechten Ecke des Feuerraumes liegt ein Einlaß 64, der
durch eine Drosselklappe 66 geregelt wird und zu einer Reihe von Düsen 68 führt.
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Der Gasauslaß 5o, der Luftauslaß 6o, die Gaseinlässe 46 und der Eirnlaß
64 sind durch äußere Leitungen 70 verbunden, in denen ein Gebläse 72 und
eine Drosselklappe 74 eingeschaltet sind.
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Wie bereits bemerkt, werden die Abgase, falls keine besondere Regelung
vorhanden ist, die Neigung haben, eher durch den Abgaskanal 26 mit dem Überhitzer
zu gehen, als im iNebenschluß dazu abzuströmen. Der Überhitzer 34 wird daher einen
wesentlichen Teil der Feuerungswärme erhalten.
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Wenn sich die Temperatur des überhitzten Dampfes übermäßig erhöht,
so kann der Abgasstrom durch den Abgaskanal 26 vermindert werden, indem die Drosselklappen
des Gasauslasses 5o und der Einlässe 54 und 64 geöffnet werden. Dadurch zieht das
Gebläse 72 Abgase durch den Auslaß 50 ab und fördert sie durch die Einlässe 54 und
64 in den Feuerraum. Infolgedessen treten durch die Düsen 47 und 68 Ströme aus,
wie in Fig. i veranschaulicht, die vor dem Einlaß 28 des Abgaskanals 26 einen Schirm
bilden, durch den das Einströmen der heißen Abgase der Brenner i2 in den Abgaskanal
verhindert wird.
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Das Gebläse kann zweckmäßig mit einem Druck von einigen io mm WS arbeiten.
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Der Überhitzer wird also dann weniger Wärme erhalten, und die Endtemperatur
des Dampfes wird niedriger.
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Die Temperatur der Gase, die durch den Abgaskanal mit dem Überhitzer
strömen, kann durch Einstellung der Drosselklappe des Auslasses 6o für die vorerhitzte
Luft geregelt werden, so daß das Gebläse 72 Luft ansaugt, die dazu dient, die Abgase
zu temperieren, die vom Gasauslaß 5o zurückströmen.
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Fällt die Temperatur des überhitzten Dampfes unter den erwünschten
Wert, so werden die verschiedenen Drosselklappen geschlossen, i'amit der Überhitzer
wieder die heißesten _-1#bgase erhält. Fig. 7 zeigt etwas schematisch einen Kessel
des gleichen allgemeinen Aufbaus wie in Fig. i, jedoch mit Rostfeuerung. Ein Speisetrichter
86 ist vorgesehen, der Brennstoff auf einen Kettenrost 87 aufgibt.
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Zur Regelung des Abgasstroms durch den Abgaskanal 26 mit dem Überhitzer
sind drei Reihen Düsen 88, 89, 9o vorgesehen, die sämtlich an ein Luftgebläse 9i
angeschlossen sind.
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Die Düsen 88 dienen dazu, einen Luftstrom durch den Auslaß des Abgaskanals
26 mit dem Überhitzer in einem solchen Winkel gehen zu lassen, daß ein Abgasstrom
durch den Abgaskanal erzeugt wird.
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Die Düsen 89 dienen dazu, einen Luftstrom durch den Einlaß des Abgaskanals.
mit dem Überhitzer gehen zu lassen, um den Abgasstrom durch den Durchgang zu drosseln.
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Die Düsen 9o dienen .dazu, einen Luftstrom durch die Feuerung oberhalb
des Brennstoffbettes zu erzeugen, um dadurch den Strom der Abgase durch den Abgaskanal
mit dem Überhitzer zu bewirken.
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Auf diese Weise kann durch Regelung der Düsen der Abgasstrom durch
den Abgaskanal mit dem Überhitzer geregelt werden und infolgedessen auch die Endtemperatur
des Dampfes.
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Fig. 8 zeigt einen weiteren Kessel des gleichen allgemeinen Aufbaus
wie in Fig. i, jedoch mit einer Überschubfeuerung. Der Speisetrichter 92 gibt Brennstoff
auf den Rost 93 auf.
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Zur Regelung des Abgasstroms durch den Ab-
gaskanal 26 mit dem
überhitzer sind drei Reihen von Düsen 94, 95, 96 vorgesehen, die mit einem Fluidum
aus einer beliebigen Quelle gespeist werden können.
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Die Düsen 94 dienen dazu, einen Strom des Fluidums durch den Auslaß
des Abgaskanals 26 mit dem Überhitzer in einem solchen Winkel gehen zu lassen, daß
ein Abgasstrom durch den Abgaskanal erzeugt wird.
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Die Düsen 95 dienen dazu, einen Strom des Fluidums durch den Einlaß
des Abgaskanals mit dem Überhitzer gehen zu lassen, um den Abgasstrom durch den
Abgaskanal zu drosseln. Die Düsen werden in gleicher Weise gespeist wie die Düsen
47.
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Die Düsen 96 dienen dazu, einen Strom des Fluidums durch den Feuerraum
oberhalb des Brennstoffbettes zu erzeugen, um dadurch den Strom der Abgase durch
den Abgaskanal mit dem Überhitzer zu bewirken.