DE976379C

DE976379C - In zwei oder mehrere Stufen unterteilter umlaufender Regenerativ-Luftvorwaermer

Info

Publication number: DE976379C
Application number: DEST4127A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Fikenscher
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1951-11-24
Filing date: 1951-11-24
Publication date: 1963-07-25

Description

In zwei oder mehrere Stufen unterteilter umlaufender Regenerativ-Luftvorwärmer Die Erfindung betrifft einen in zwei Stufen unterteilten umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmer (Ljungström-Vorwärmer) und besteht in dessen Einschaltung in ein System von Überhitzerheizflächen und Vorverdampferheizflächen zum Zwecke der Regelung der Heißdampftemperatur und der Temperatur der Verbrennungsluft. (Zur Begriffsbestimmung wird bemerkt, daß im gegebenen Zusammenhang nur das Wort »Vorverdampfer« gebraucht wird, auch wenn es sich noch um sogenannte »Speisewasservorwärmer« ohne Teilverdampfung handelt.) Es ist bekannt, zur Regelung der Wärmeaufnahme des Heißdampfes Teile des Dampfüberhitzers mit Heizflächengruppen des Vorverdampfers parallel zu schalten. Es ist weiterhin bekannt, zur Regelung der Wärmeaufnahme der Verbrennungsluft Teile des Luftvorwärmers mit Heizflächengruppen des Vorverdampfers parallel zu schalten. In beiden Fällen werden mit Hilfe von Regelklappen die Anteile der Rauchgasmengen in den parallel geschalteten Heizflächen verändert.
Die zur Regelung der Heißlufttemperatur gemachten Vorschläge m-it teilweiser Parallelschaltung von Luftvorwärme:r und Vorverdampferheizflächen und einer dieser Heizflächenkombination nachgeschalteten Luftv orwärmerheizfläche (G u m z, S. 2o6, Abb. 9q./7) sind bei Ausführung der Luftvorwärmer mit Rekuperativ-Heizflächen wegen des großen Raumbedarfs und der hohen Materialkosten unwirtschaftlich. Diese Schaltung der Vorwärmerheizflächen wird erst interessant in Verbindung mit Regenerativ-Luftvorwärmern, die bekanntlich getrennt vom Kesselblock aufgestellt werden. Weiterhin ist bei den genannten Schaltungen ein Anheben der Heißlufttemperatur bei Schwachlast durch die übliche Charakteristik der Rauchgaseintrittstemperatur in die heiße Luvostufe begrenzt.
Eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Gumz'schen Grundkonzeption ist durch die Verwendung des zweistufigen Ljungström-Vorwärmers geschaffen worden, wobei nicht nur die kalte Luftvorwärmer-Vollstufe, sonldern auch die heiße Luvo-Teilstufe als Regenerativ-Heizfläche ausgebildet und beide Heizflächen auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
Wenn auch bei dieser Heizflächenschaltung durch Verändern der beiden Teilstrommengen die Heißlufttemperatur sich in gewissen Grenzen regeln läßt, ist doch die Höhe der Heißlufttemperatur durch die von der Belastung der Kesselanlage abhängige Rauchgastemperatur vor Aufteilung des Rauchgasstromes begrenzt. Es ist Aufgabe der Erfindung, über einen großen Lastbereich den Regelbereich der Heißlufttemperatur zu erweitern, ohne hierbei den Regelbereich der Heißdampftemperatur in ungünstiger Weise einzuschränken, und eine möglichst niedrige Abgastemperatur sicherzustellen.
Nach der Erfindung wird bei einer Heizflächenanordnung, bei welcher der heiße Rauchgasstrom in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine die heiße Stufe eines zweistufigen Ljungström-Vorwärmers, der andere einen Vorverdampfer durchströmt, und bei welcher hierauf nach Vereinigung der beiden Teilströme der gesamte Rauchgasstrom die kalte Heizflächenstufe des Luftvorwärmers durchströmt, in dem in die heiße Luftvorwärmerstufe einmündenden Rauchgasteilzug dem Luftvorwärmer eine Überhitzerheizfläche vorgeschaltet und in dem anderen Rauchgasteilzug dem Vorverdampfer ein weiterer Vorverdampfer vorgeschaltet, der dem Überhitzer parallel geschaltet ist. Ferner werden die beiden Rauchgasteilzüge zwischen der Überhitzerheizfläche und der heißen Luftvorwärmerstufe einerseits und zwischen den beiden Vorverdampfern andererseits miteinander verbunden, und zusätzlich zu dem hinter dem kälteren Vorverdampfer angeordneten Drosselorgan werden weitere Drosselorgane in den Rauchgasteilzügen hinter der Überhitzerheizfläche und hinter dem ihr parallel geschalteten Speisewasservorwärmer sowie unmittelbar vor der heißen Luftvorwärmerstufe angeordnet.
Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht es, eine hohe Heißlufttemperatur über einen großen Lastbereich aufrechtzuerhalten. Dies gilt insbesondere auch für Teillasten. Um nämlich die Heißdampftemperatur konstant zu halten, wird mit absinkender Last der Überhitzerteilzug stärker beaufschlagt. Damit wird gleichzeitig die Rauchgastemperatur hinter dem Überhitzerteilzug angehoben. Von dieser Rauchgastemperatur ausgehend, kann die Heißlufttemperatur durch Änderung der Anteile der mit unterschiedlicher Rauchgastemperatur aus den Überhitzerregelzügen austretenden Teilströme ohne Beeinflussung der Heißdampftemperatur geregelt werden. Alle Regelvorgänge werden dabei lediglich durch Verschiebung der Rauchgasteilmengen in den mit Heizflächen versehenen Rauchgasteilzügen bewirkt.
Die Zeichnung zeigt in zwei Abbildungen je ein Ausführungsbeispiel.
Abb. i und 2 sind Vertikallängsschnitte durch je einen mit der Einrichtung gemäß der Erfindung versehenen Dampfkessel, wobei in Abb.2 der Feuerraum weggelassen ist.
In Abb, i ist ein Schmelzkammerkessel dargestellt, denn der Gegenstand der Erfindung ist insbesondere bei Feuerungen mit flüssigem Schlackenabzug vorteilhaft.
Die in der Schmelzkammer i erzeugten Flammengase brennen zunächst im Strahlungsraum 2 restlos aus und werden auf die Temperatur abgekühlt, die am Eintritt in die vorderste, hier in einem waagerecht geführten Gaszug 3 hängend dargestellte Überhitzergruppe q. notwendig und erträglich ist. Der anschließende fallende Gaszug 5 ist durch eine Querwand 6 unterteilt, vor der die Überhitzergruppe 7 und hinter der - rauchgasseitig parallel geschaltet - die Vorverdampfergruppe 8 liegt. Zur Regelung der Heißdampftemperatur dienen die hinter der Überhitzergruppe 7 und hinter der Vorverdampfergruppe 8 angeordneten, nicht näher bezeichneten Drosselklappen. Je nach der Stellung dieser Drosselklappen kann der größere Teil der Rauchgasmenge durch den Überhitzerteilzug oder durch den Vorverdampferteilzug geleitet werden.
Am Ende der Ouerwand 6 und rauchgasseitig hinter den beiden Heizflächengruppen 7 und 8 ist eine die beiden Rauchgaszüge verbindende Öffnung geschaffen, die in Verbindung mit der Drosselklappe io und der des Überströmkanals 13 eine von der im Überhitzerregelzug abweichende Aufteilung der Rauchgasströme im Luftvorwärmerregelzug ermöglicht. Damit kann also die Heißlufttemperatur unabhängig von der Heißdampftemperatur geregelt werden. In diesem Fall kann die Drosselklappe 9 entfallen.
Sollte jedoch bei bestimmten Brennstoffsorten eine gleiche Aufteilung der Rauchgasanteile im Überhitzerregelzug und im Luftvorwärmerregelzug über den ganzen Lastbereich gefordert werden, so kann die Klappe 9 geschlossen werden und die Heißdampftemperatur und die Heißlufttemperatur können gemeinsam durch die Klappe io und die im Verbindungskanal 13 liegende Regelklappe geregelt werden.
Die Rauchgase verlassen insgesamt die Kesselanlage durch das hinter der zweiten Luftvorwärmerstufe irl angeordnete Entstaubungsaggregat 15 und den Fuchs 16.
Eine weitere Entwicklung zugunsten der Dampf-und Lufttemperatur und des Regelbereichs, insbesondere bei Schwachlast, ergibt sich gemäß Abb. 2, bei der eine zusätzliche dritte Luftvorwärmerstufe 17 über den drosselbaren Kanal 18 rauchgasseitig der Überhitzergruppe 7 und der Vorverdampfergruppe 8 parallel geschaltet ist.
Die besonderen Vorteile des Gegenstandes der Erfindung bestehen im wesentlichen also darin, daß ohne einen nennenswerten -Zehrbedarf an Kosten eine einfache Möglichkeit geboten ist, um innerhalb des gesamten Regelbereichs sowohl die Luftvorwärmung höher als normal zu treiben und nach Wunsch zu verändern als auch - und zwar unabhängig davon - die Dampfüberhitzung stets auf der gewünschten Höhe zu halten. Das Anheben der Luftvorwärmung wirkt sich besonders günstig beim Anfahren eines Kessels aus, da hierbei zur Erleichterung der Zündung eine möglichst hohe Lufttemperatur erwünscht ist.

Claims

PATENTANSPRUCH, Anordnung von Nachschaltheizflächen zur Regelung der Heißlufttemperatur, hei welcher der heiße Rauchgasstrom in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine die heiße Stufe eines zweistufigen Ljungström-Luftvorwärmers, der andere einen Vorverdampfer durchströmt, und bei welcher hierauf nach Vereinigung der beiden Teilströme der gesamte Rauchgasstrom die kalte Heizflächenstufe des Luftvorwärmers durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in die heiße Luftvorwärnierstufe einmündenden Rauchgasteilzug dem Luftvorwärmer eine Überhitzerheizfläche und in dein anderen Rauchgasteilzug dem kalten Vorverdampfer ein weiterer Vorverdampfer vorgeschaltet sind, wobei der zweite Vorverdampfer der Überhitzerheizfläche parallel geschaltet ist, daß ferner die beiden Rauchgasteilzüge zwischen der Überhitzerheizfläche und der heißen Luftvorwärmerstufe einerseits und zwischen den beiden Vorverdampfern andererseits miteinander verbunden sind und daß zusätzlich zu dein hinter dem Vorverdampfer (12) angeordneten Drosselorgan weitere Drosselorgane in den Rauchgasteilzügen hinter der Überhitzerheizfläche (7) und hinter dem ihr parallel geschalteten Vorverdampfer (8) sowie unmittelbar vor der heißen Luftvorwärmerstufe (11) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 572772, 454408, 558731, 45510..1. 856193; deutsche Patentanmeldung p29739Ia/24k (bekanntgemacht am 10. 2. 1955); britische Patentschriften Nr. 494 089, 494 147, 204 985; USA.-Patentschriften N r. 2 217 512, 2 511 647, 2 386 188, 2 424 587, 1 795 317 Zeitschrift »Feuerungstechn:ik«, 193o, Heft 13/14, S. 135; VDI-Zeitschrift, 1948, S.201 bis 204; Otto de Lorenzi : »Comhustion Engineering«, 1947, S. c8.19 und 8.2o; G u m z : »Die Luftvorwärmung im Dampfkesselbetrieb«, 1933, S. 2o6, Abb. 94, S. 2o4 ff., S. 211 ff. In Betracht gezogene ältere Patente Deutsches Patent Nr. 976 167.