DE976754C

DE976754C - Mit verschiedenen Brennstoffen beheizter Dampferzeuger

Info

Publication number: DE976754C
Application number: DEST7051A
Authority: DE
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1953-09-26
Filing date: 1953-09-26
Publication date: 1964-04-16

Description

Mit verschiedenen Brennstoffen beheizter Dampferzeuger Die Erfindung betrifft seit langem bekannte Dampferzeuger, die zwecks abwechselnder oder in verschiedener Zusammensetzung gleichzeitiger Verbrennung verschiedener Brennstoffe mit sogenannten kombinierten Feuerungen oder Mischfeuerungen, beispielsweise für Gichtgas, Ö1,, Kohlenstaub verschiedener Qualität usf., ausgestattet sind.
Die Verfeuerung derart verschiedener Brennstoffe, insbesondere aber solcher mit verschieden großem Inertgasballast, der die theoretische Verbrennungstemperatur dieser Brennstoffe entscheidend beeinflußt, im gleichen Dampfkessel bedingt eine Heißdampftemperaturregelung in sehr großem Bereich, welche durch Einspritzkühler überhaupt nicht und durch Oberflächenkühler nur mit sehr großem Kühlflächenaufwand beherrscht werden kann. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Heizflächen eines für die Verfeuerung derart verschiedener Brennstoffe eingerichteten Dampfkessels im Rauchgasweg hinsichtlich ihrer Beheizbarkeit derart regelbar anzuordnen, daß mit geringsten Kosten, insbesondere für die einzubauenden Heizflächen, der erforderliche große Regelbereich für die Dampfüberhitzung erzielt und gleichzeitig der ohnehin große Aufmerksamkeit erfordernde Feuerungsbetrieb erleichtert wird.
Es ist bekannt und üblich, die Heißdampftemperatur durch Veränderung der Heizflächenbeaufschlagung durch die Rauchgase zu beeinflussen. So ist es beispielsweise bekannt, eine Überhitzergruppe für Frischdampf und/oder für ,Zwischendampf (im folgenden Überhitzerregelgruppe genannt) einem Teil der Verdampfer- bzw. Nachheizflächen rauchgasseitig parallel zu schalten# und- ihre Beheizung durch Regelklappen zu variieren.' Diese Schaltung erlaubt zwar grundsätzlich - und bei geeigneter Ausführung und Bedienung der Rauchgasorgane auch praktisch -, die Heißdampftemperatur für die verschiedenen Brennstoffe annähernd gleichzuhalten.
Dadurch wird jedoch die eigentliche Ursache der bestehenden Schwierigkeiten, nämlich die - neben der Feuergasmenge - vom Gasballast des Brennstoffes abhängige, verschieden hohe Flammentemperatur im Feuerraum, izicht beeinflußt, die mit steigendem Gasballast sinkt und somit die Dampfentwicklung in den Feuerraumkühlrohren wesentlich vermindert. Daher muß bei den bekannten Anordnungen der der Überhitzerregelgruppe parallel geschalteteRegelverdampferbesonders groß ausgelegt werden, wodurch die Kesselbaukosten bedeutend vergrößert und, insbesondere bei schlecht zündenden, z. B. feuchten Brennstoffen, der Verfeuerungsbetrieb erschwert werden.
Die Größe des Regelverdampfers oder Vorverdampfers ist wegen ihres Einflusses auf die Gesamtbaukosten des Kessels von besonderer Bedeutung.
Demgegenüberwird gemäß derErfindung dieWirkung der rauchgasseitigen Parallelschaltung der Überhitze#- und der Verdampferregelgruppe dadurch entscheidend verstärkt, daß in dem Verdampferteilzug selbst unmittelbar hinter dem Verdampfer eine Luftvorwärmerheizfläche angeordnet ist und daß die in den Teilzügen angeordnetenRauchgasdrosselorgane derart -verstellbar ausgebildet sind, daß mit steigendem Inertgasgehalt der Brennstoffe der Teilzug mit der Verdampfer- und Luftvorwärmergruppe - auf Kosten des anderen Teilzuges mit der Überhitzerregelgruppe - von den Rauchgasen stärker beaufschlagt werden kann und umgekehrt. - ' Auf diese Weise wird die Dampfüberhitzung von zwei Seiten her zugleich jeweils in demselben Sinn beeinflußt: Bei steigendem Gasballast der Brennstoffe sinkt nämlich bei normalen Kesseln - wie bereits oben ausgeführt - die Feuerraumtemperatur, während die Feuergasmenge entsprechend anwächst. Die von den Feuerraumkühlwänden aufgenommene Wärme und damit die in ihnen erzeugte Dampfmenge sinken also, während der im nachfolgenden Rauchgaszug untergebrachte Hauptüberhitzer stärker beheizt, die Heißdampftemperatur also erhöht wird.
Den beiden Tendenzen wird erfindungsgemäß zunächst dadurch begegnet, daß die Dampferzeugung durch verstärkte Beheizung der Verdampferregelgruppe vergrößert und die Dampfüberhitzung durch verringerte Beheizung der - gewissermaßen einen Teil des Hauptüberhitzers darstellenden -Überhitzerregelgruppe unmittelbar herabgesetzt wird, des weiteren wird aber nun auch automatisch durch verstärkte Beheizung auch der (im Teilzug des Regelverdampfers liegenden) Luftvorwärmerregelgruppe die Temperatur der Verbrennungsluft und damit auch die der Flamme im Feuerraum wesentlich erhöht. Dadurch wird einerseits die Dampferzeugung in den Feuerraumkiihlflächeii erhöht, so daß die Verdampferregelgruppe an sich verkleinert werden kann, andererseits aber - infolge der größeren Wärmeabstrahlung im Feuerraum - die Feuergastemperatur verringert; denn die verfeuerte Brennstoffmenge kann wegen der besseren Gesamtwärmeausnutzung zugleich verringert werden, so claß auch die Gesamtfeuergasmenge und damit die -unmittelbare Beheizung des Hauptüberhitzers herabgesetzt werden. Infolge der zusätzlichen Luftvorwärmung nähert sich also das Verhalten des ganzen Dampfkessels in etwa dem eines üblichen, als wirtschaftlich bekannten Strahlungskessels, bei dem der Dampfüberhitzer mehr zum Feuerraum hin verschoben und damit mehr durch Strahlung beheizt werden kann. Dadurch wird auch bei gasballastarmen Brennstoffen, d. h. solchen mit hoher theoretischer Verbrennungstemperatur, die Heizfläche des Überhitzers in einem gewissen Maße verringert werden können.
Die vorgeschlagene Kesselkonstruktion läßt sich vorteilhaft verwirklichen, wenn die Verdampferheizflächen im Zwanglauf, beispielsweise im Zwangumlauf, durchströmt werden, wodurch bekaniterweise eine weitaus größere Freiheit in der räumlichen Anordnung der Verdampferheizflächen erreicht wird.
Bei Anwendung des Zwangumlaufsystems kann ein zur Sicherheit noch vorgesehener Heißdampfkühler in das Kesselwasseruinlaufsystem eingeschaltet sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Es bezeichnet i den Hauptverbrennungsrauni, 2 -den Strahlungsraum. 3 ist die Heißdarnpfgruppe und 13 die Sattdampfgruppe des von den gesamten Rauchgasen beaufschlagten Hauptüberhitzers. Dieser Hauptüberhitzer ist so ausgelegt, daß er für die Feuerung mit dein geringstwertigen Brennstoff ausreicht. Zwischen die Überhitzergruppen 3 und 13 ist dampfseitig ein Oberflächen-Heißdampfkühler 4 geschaltet, der die verlangte Heißdampftemperatur auch bei raschen Änderungen des Kesselbetriebs konstant hält. An den Überhitzerzug schließen sich zwei rauchgasseitig parallel geschaltete Kesselzüge 5 und 15 an. Beide Kesselzüge sind durch eine geschlossene Rohrwand 25 getrennt. Die beiden getrennten Züge sind rauchgasseitig absperrbar durch Rauchgasklappen 6 und 16. In dem Zug 15 ist in üblicher Weise eine Überhitzerregelgruppe 7, 17 untergebracht, die dazu dient, die verlangte Heißdampftemperatur auch bei hochwertigen Brennstoffen, z. B. Kohle, zu erreichen. Um die Rauchgasdrosselorgane 16 vor zu hohen Temperaturen zu schützen, ist der Überhitzerregelgruppe 7/17 rauchgasseitig eine zusätzliche geringe Verdampferheizfläche 18 nachgeschaltet. In dem Zug 5 werden bei Fahren des Kessels mit minderwertigem Brennstoff die Rauchgase durch eine Verdampferheizfläche 8 sowie einen Luftvorwärmer g abgekühlt. Dabei ist der Kesselzug 15 mit dein Überhitze# 7/i7 und der Verdampferheizfläche 18 durch Regelklappen 16 mehr oder weniger aus dem Rauchgasstrom ausgeschaltet.
Im weiteren Verlauf durchströmen sowohl die Rauchgase der minderwertigen als auch die der hochwertigen Brennstoffe die Nachheizflächen, z. B. Speisewasser- oder Luftvorwärmer ig.
Die in die Kesselzüge 5 und 15 eingebauten Verdampferheizflächen sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel an gemeinsame Verteiler und Sammler 21 angeschlossen. Die Rohrgruppen 8 und 18 sind mit der Trennwand 25 und der Überhitzeraufhängung 22 in Reihe geschaltet.
Die mittels der Pumpe 2o im Zwanglauf betriebenen Kesselheizflächen 8 und 18 sind mit der Brennerkühlung 23 und dem Heißdampfkühler 4 wasserseitig parallel geschaltet. Das in diesen zwangdurchströmten Rohren gebildete Dampf-Wasser-Gemisch wird über die Gemischleitungen 14, 24 und 34 der Kesseltrommel 26 zugeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit einer Mischfeuerung bzw. kombinierten Feuerung für die Beheizung durch abwechselnd oder in verschiedener Mischung gleichzeitig verfeuerte Brennstoffe mit verschiedener theoretischer Verbrennungstemperatur ausgerüsteter Dampfkessel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der Überhitzungstemperatur zwei mit verstellbaren Drosselorganen (6, 16) ausgestattete Rauchgasteilzüge (5, 15) einander parallel geschaltet sind, wobei in dem einen Teilzug (15) eine überhitzerregelgruppe (7, 17) und in dein anderen Teilzug (5) eine Verdampferregelgruppe (8) und dieser, in demselben Teilzug (5) unmittelbar nachgeschaltet, eine Luftvorwärmerteilgruppe (9) angeordnet und die Rauchgasdrosselorgane (6, 16) derart verstellbar ausgebildet sind, daß bei Verfeuerung von Brennstoffen mit steigendem Inertgasballast der Teilzug (5) mit der Verdampfer- und Luftvorwärmergruppe (8, 9) stärker, der Teilzug (15) mit der überhitzergruppe (7, 17) dagegen schwächer beaufschlagt wird und umgekehrt.
2. Dampfkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferregelgruppe (8) an ein Zwangumlaufsystem des Kesselarbeitsmittels angeschlossen ist, das in an sich bekannter Weise gleichzeitig die Kühlflächen der Feuerung (23) und/oder eines Heißdampfoberflächenkühlers (4) umfaßt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 428 880, 455 10,4, 475 693, 526173 558 734 559 067; britische Patentschrift Nr. 688 830; USA.-Patentschriften Nr. 2:217 512, 2 268 776, 2 403 237; deutsche Patentanmeldungen St 3328 Ia/24k (bekanntgemacht am 22, i. 1g53), K 87io I a/46h (bekanntgemacht am 5.2.1g53), L7965Ia/46f (bekanntgemacht am 2o. i i. 1952) ; Zeitschrift »Die Wärme«, Bd. 61 (1938), S.488 bis 492; Gumz, ».Die Luftvorwärmung im Dampfkesselbetrieb«, 1933, S. 2o6; Zeitschrift »Mechanical Engineering«, 1952, S. 8oi, Fig. 9; Zeitschrift »Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkesselwesen«, Bd. 18 (1937), Nr. i, S. 8 bis g. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 976379.