WO2015070953A1 - Furnace wall arrangement - Google Patents

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WO2015070953A1
WO2015070953A1 PCT/EP2014/002930 EP2014002930W WO2015070953A1 WO 2015070953 A1 WO2015070953 A1 WO 2015070953A1 EP 2014002930 W EP2014002930 W EP 2014002930W WO 2015070953 A1 WO2015070953 A1 WO 2015070953A1
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WO
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furnace wall
furnace
protective element
arrangement
cooling fins
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/002930
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Weiss
Jürgen Schlax
Original Assignee
Saint Gobain Industriekeramik Rödental Gmbh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/04Supports for linings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/06Crowns or roofs for combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls

Definitions

  • the present invention relates to a furnace wall assembly of an industrial furnace with a furnace wall and with at least one on one side attached to an inner side of the furnace wall protective element made of refractory material.
  • the furnace walls are protected by the protective elements from heat and flue gas, which arise in the inside of the furnace or boiler combustion chamber.
  • the furnace wall is formed, for example, as a closed boiler tube wall and optionally on the ground as a broken through Lüftungssch strand rust.
  • the boiler tube wall is formed, for example, from parallel pipes connected to one another via pipe fins or to individual, partially back-fixed pipes.
  • the tubes are usually flowed through by a cooling fluid.
  • the cooling fluid used is preferably water whose boiling point can be adjusted to over 250 ° C. by a correspondingly high pressure.
  • Holes of the holding elements are pushed to anchor the protective elements to the holding elements.
  • the gap between the furnace wall and protective element is in the prior art in the operation of the furnace partially by a purge gas or a slit medium, as a so-called ventilated system, such as air, flows through to separate corrosive gases that arise in the combustion chamber as well as possible from the furnace wall ,
  • a poor heat transfer between the protective element and the furnace wall is disadvantageous because heat is transported almost only by heat radiation and hardly by heat conduction.
  • the protective elements on the combustion chamber side have a high surface temperature, which leads to premature wear of the protective elements and low heat extraction from the respective zone of the boiler.
  • a better heat transfer between the protective element and the furnace wall is achieved by filling the gap with mortar or by pouring the gap with cement.
  • the intermediate space is filled with an adhesive, which at the same time serves to secure the protective elements to the furnace walls.
  • a disadvantage of this solution is a relatively high installation and disassembly effort during repair work.
  • the object is achieved by a furnace wall arrangement of the type defined above, which has arranged between the inside of the furnace wall and an outer side of the protective element cooling fins, wherein the cooling fins have a specific thermal conductivity, in particular greater than specific istleitzuen one between the furnace wall (2) and the protective element (3) located gap medium, a between two protective elements arranged mortar or cement and the protective element (3).
  • the cooling fins ensure good heat dissipation from the protective elements into the furnace wall. As a result, the protective elements are cooled from their backs, which has an advantageous effect on the life of the protective elements.
  • the cooling ribs are elongate profile rods which are partially partially and / or non-positively arranged in matching with the cooling fins grooves which are formed in the protective element.
  • the profile bars are in a useful embodiment long rectangular solid profiles, in particular in the form of strips.
  • the profile bars have no filled cross section, but their cross section occupies only parts of a surface, for example, occupies a U-shaped profile three edges of a surface.
  • the cooling fin is constructed in layers of a graphite foil to the desired thickness.
  • strips of graphite foil having a thickness, in particular in the range from 0.4 to 1 mm, are stacked on top of one another and if necessary glued together.
  • the rod-shaped configuration of the cooling fins is particularly advantageous if the furnace wall also has linearly extending structures, for example tubes.
  • the cooling fins are in this case preferably arranged parallel to the linear structures of the furnace wall, so that large contact surfaces between the furnace wall and the cooling fins result, which in turn cause good heat conduction from the cooling fins in the furnace wall.
  • the grooves in the protective elements ensure large contact surfaces between the protective elements and the cooling ribs and thus good heat conduction from the protective elements into the cooling ribs.
  • the cooling fins can advantageously be mechanically fastened or glued in the grooves.
  • a purge gas can be passed between adjacent linearly extending cooling fins, the cooling fins serving as the channel walls of a purge gas channel. At Spülgaszu exiten and purge gas discharges of the furnace are usually no adjustments required.
  • the cooling fins have other than elongated shapes, such as circular.
  • the profile bars have an I-shaped cross-section or a cross-section in the form of a trapezoidal tapered "I" s, the wider side of the trapezoid engaging in the Oven wall and the narrower side of the trapezoid is provided in the groove of the protective element.
  • the cooling fins have particularly simple geometric shapes, which allow a particularly simple manufacture and processing of the cooling fins.
  • other profile bars are used, for example, those whose cross section is composed of a circular arc and radially extending from the circular arc straight ribs or layered graphite foil.
  • the cooling ribs are glued into the protective element.
  • the adhesive ensures a good thermal contact, for a gas-tight connection and also for a mechanical pre-assembly, which ultimately contributes to ease of assembly and disassembly of the furnace wall assembly.
  • cooling fins are attached to the furnace wall, for example glued, screwed, clamped or soldered.
  • the cooling fins are made of a heat-resistant elastic material.
  • a heat-resistant elastic material As a result of the elasticity which is also present under thermal cycling, such cooling fins, when clamped in the installed state between the furnace wall and the protective elements, remain permanently in a mechanical contact with the furnace wall and on the protective element.
  • the cooling fin material is soft and only exerts small forces on the clamping components during elastic deformation. Of the pressed on the furnace wall cooling fins only permissible small pressure forces are exerted on the protective elements, so that the protective elements are not damaged.
  • the heat-resistant elastic sealing material is expanded graphite.
  • This material is characterized by a good thermal conductivity, elasticity and a good chemical resistance to corrosion by flue gas.
  • the specific thermal conductivity of the material used is preferably 100 W m "1 K " 'large or larger. Consequently, this material is particularly well suited to the formation of cooling fins.
  • other materials such as metal bellows or metal foams are used.
  • the cooling fins are constructed in layers of a Graphitfol ie.
  • Graphite foil is flexible because of its small thickness. Multilayer arrangements of the graphite foil are processed in embodiments of the invention, for example as a lamellar stack or as a curl, in particular to a flexible seal.
  • the furnace wall assembly according to the invention is dimensioned such that the occurring temperatures of the cooling fins always remain below 600 ° C.
  • the insides of the protective elements are facing the combustion chamber in the high temperatures of, for example, 1 1 50 ° C prevail. This heats the inner surface of the protective elements.
  • temperatures up to greater than 1000 ° C. were measured on the surfaces of the inside of the protective elements.
  • the outer sides of the protective elements are cooled, so that they have a lower surface temperature. Accordingly, the protective element in the furnace wall assembly according to the invention are generally well cooled, so that temperatures occurring low and the durability of the protective elements is high.
  • the cooling fins are thermally conductively connected to the outer sides of the protective elements, so that they assume almost the same temperatures, at least in the vicinity of the boundary surfaces with the protective elements. Excessive temperatures can damage the cooling fins, for example, oxygen can oxidize graphite at temperatures above 600 ° C. Accordingly, material thicknesses and other parameters that affect the temperatures occurring are set so that predetermined temperature limits are not exceeded.
  • At least one graphite foil is arranged on the furnace wall, wherein the graphite foil is clamped between adjacent cooling ribs.
  • the good chemical resistance of graphite is exploited in order to cover areas of the furnace wall which are at risk of corrosion and to protect against chemical stress by flue gas.
  • the furnace wall is designed as a boiler tube wall, in which parallel tubes are connected to one another via pipe fins, or as a grate.
  • Side walls and ceilings of industrial furnaces are often designed as boiler tube walls.
  • the boiler tube walls are protected by plate-shaped protective elements. clothes, the sides of which are partially profiled inversely to the boiler tube walls to ensure constant distances between the furnace wall and the protective element.
  • the rust is to be understood as a furnace wall, which is part of a furnace wall arrangement according to the invention as well as the protective element as such.
  • the protective elements are preferably formed as waisted plates, that is as plates, which are formed at two opposite ends with recesses, in particular those with tei lnikförmigem cross-section, wherein the recesses surround the tubes of the furnace wall with distance.
  • the cooling fins are preferably received in the region of these recesses and pass through the gap-shaped annular space between the recess and the tube.
  • the plates are arranged above and next to each other to form the furnace wall assembly and are guided loose, so that a fixing to the furnace wall can be omitted.
  • these plates pass through the space between adjacent tubes and project on both sides of the tube plane.
  • the plates are constructed of the same material as described above, which also applies to the cooling fins.
  • the material of the cooling fins can be suitably selected, but graphite is preferably used.
  • the advantage of the described embodiment is a very good protective function. Furthermore, the tubes are more or less completely surrounded by the cooling fins. The assembly is very simple and separate fasteners against the furnace wall are unnecessary.
  • Fig. 2 shows a protective element of the arrangement of Figure 1 in a perspective view on its back, as well as
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a furnace arrangement in perspective.
  • Fig. 1 shows schematically a preferredandsbeispiei a furnace wall assembly 1 according to the invention in cross section. Illustrated components of the furnace wall assembly 1 are a furnace wall 2, protective elements 3 and between an inside 4 of the furnace wall 2 and outer sides 5 of the protective elements 3 clamped cooling fins. 6
  • the furnace wall 2 is in the illustrated variant a boiler tube wall, which tubes 12 and pipe fins 13 has. Through the tubes 12 water is passed during operation of the furnace, through which heat is removed from the furnace wall 2.
  • the protective elements 3 Aufhssenaus traditions 1 1 are formed, with which the protective elements 3 are suspended from holding elements 10, wherein the holding elements 10 are arranged on the furnace wall 3, in particular fixed.
  • the protective elements 3 are made of silicon carbide plates. In other embodiments, the protective elements 3 are formed of other refractory materials. Between adjacent protective elements 3 there are joints 8, which are grouted with suitable mortar 9, for example a SiC mortar or cement.
  • cooling fins 6 are clamped, which in the illustrated embodiment, preferably elastic and in particular made of expanded graphite rods or strips, here for example, and preferably cuboid bars with an I-shaped cross-section.
  • the cooling fins 6 and the grooves 7 clearly have larger linear expansions than the illustrated cross-sectional edges.
  • the cooling fins 6 are suitably against the furnace wall 2 and to the wall elements, so that a good heat conduction from the wall elements 3 is ensured via the cooling fins 6 in the furnace wall 2.
  • 2 shows schematically a perspective view on the outside 5 of a wall element 3.
  • the edge of the wall element 3 shown in front is a cutting edge, on which the structure of the grooves 7 and the suspension recess 11 can be seen well.
  • the grooves or joints 7 strips are used with a trapezoidal cross section in a preferred embodiment, not shown, with a measured between the parallel sides of the trapezoid width 10 mm, a measured at the wide side of the trapezoidal length 8 mm and an the narrow side of the trapezium measured length is 7 mm, which is preferred, but only by way of example.
  • the cooling fins are in embodiments preferably made of the expanded graphite material "Ecophit L".
  • FIG. 3 again shows, purely schematically and in perspective, a part of a further embodiment of a furnace wall arrangement according to the invention.
  • the furnace wall is gebi Ldet by spaced tubes 12, which span, so to speak, a boiler tube wall, wherein during operation of the furnace through the tubes cooling water is passed to dissipate heat.
  • the protective elements 3 designed as waiststones are provided, on two opposite sides facing the tubes 12, with recesses 22, similar to the first exemplary embodiment, which here preferably have a semicircular cross section.
  • the corresponding cooling fins 6 are added. These cooling fins are in turn in contact with the tube 12 and the Tai llenstein and are also accessiblebi end, especially material designed according to the first embodiment, that is preferably formed of heat-resistant material, in particular expanded graphite with particular elastic material properties.
  • the waist stones are plate-shaped and - as has already been stated above, according to the height of the furnace wall order according to many stacks stacked and arranged side by side, so that compared to the formation of the protective elements in Figures 1 and 2, the protective elements and the free space between the Pass through tubes 12 and beyond ebenfal ls projecting on both sides and also in combination with the juxtaposed waist stones 20, the tube 12 substantially fully enclose, so that the cooling fins 6 are distributed so to speak over the entire circumference of the tubes 12. This increases the efficiency in this embodiment.
  • the waist blocks 20 are materially designed according to the support elements 3 explained in connection with the first embodiment. Advantage of this embodiment is that the plates no longer need to be attached to one side of the furnace wall, but loosely guided along the tubes 12 and arranged.
  • the waist panels have dimensions of 147 x 1 76 mm in length and width and a thickness of 1 00 mn.
  • the pipe spacing can be 150 mm with a pipe diameter of 57 mm.
  • the waist stones are preferably 223 x 1 87 x 64 mm.
  • Advantageous properties of graphite are high thermal conductivity and high chemical resistance to aggressive gases released in the furnace.
  • the heat resistance of graphite in air is sufficiently high for the application described because the graphite is cooled by the pipe wall.
  • the orientation of the cooling fins which are in particular graphite strips along the tubes of the tube wall and along the protective elements extending along the tubes, ensures a high heat transfer from the protective element into the furnace wall. This contributes to a considerably higher efficiency of the furnaces compared to furnaces with ventilated protective elements.
  • the surface temperature at the hot side of the protection element is smaller than in the prior art.
  • the protective elements have an increased life.
  • the adhesion of fly ash and slag is less pronounced than in the prior art.

Abstract

The invention relates to a furnace wall arrangement of an industrial furnace having a furnace wall and having at least one protective element which is composed of fire-resistant material and which is fastened at one end to an inner face of the furnace wall. The object of the present invention is to propose a tank wall arrangement which is distinguished by good heat transfer between the protective element and the furnace wall. The object is achieved by a furnace wall arrangement which has cooling ribs which are arranged between the inner face of the furnace wall and an outer face of the protective element, wherein the cooling ribs have a specific thermal conductivity which is greater than a specific thermal conductivity of a cleaving medium between the furnace wall and the protective element.

Description

Ofenwandanordnung  Furnace wall arrangement
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ofenwandanordnung eines industriellen Feuerungsofens mit einer Ofenwand und mit wenigstens einem einseitig an einer Innenseite der Ofenwand befestigten Schutzelement aus feuerfestem Material. The present invention relates to a furnace wall assembly of an industrial furnace with a furnace wall and with at least one on one side attached to an inner side of the furnace wall protective element made of refractory material.
In einer solchen Ofenwandanordnung werden die Ofenwände durch die Schutzelemente vor Hitze und Rauchgas geschützt, die in dem in dem Ofen oder Kessel innen liegenden Brennraum entstehen. Die Ofenwand ist beispielsweise als geschlossene Kesselrohrwand und gegebenenfalls am Boden als ein durch Lüftungssch litze durchbrochener Rost ausgebildet. Die Kesselrohrwand ist dabei beispielsweise aus parallelen miteinander über Rohrflossen verbundenen Rohre oder einzeln stehenden, teilweise rückseitig fixierten Rohren ausgebildet. Die Rohre sind üblicherweise von einem Kühlfluid durchströmbar. Als Kühlfluid wird vorzugsweise Wasser verwendet, dessen Siedetemperatur durch einen entsprechend hohen Druck auf über 250°C eingestellt werden kann. In such a furnace wall arrangement, the furnace walls are protected by the protective elements from heat and flue gas, which arise in the inside of the furnace or boiler combustion chamber. The furnace wall is formed, for example, as a closed boiler tube wall and optionally on the ground as a broken through Lüftungssch strand rust. The boiler tube wall is formed, for example, from parallel pipes connected to one another via pipe fins or to individual, partially back-fixed pipes. The tubes are usually flowed through by a cooling fluid. The cooling fluid used is preferably water whose boiling point can be adjusted to over 250 ° C. by a correspondingly high pressure.
Die aus einem feuerfesten Material bestehenden Schutzelemente werden beispielsweise durch mechanische Haltevorrichtungen, wie z.B . Haken, und/oder durch Mörtel mit der Ofenwandanordnung verbunden.  The existing of a refractory material protective elements, for example, by mechanical holding devices, such. Hook, and / or connected by mortar with the furnace wall assembly.
Eine unter die oben genannte Gattung fallende Ofenwandanordnung ist aus DE 102 04 240 A I bekannt. In der dort vorgestellten Lösung weist die Kesselrohrwand Halteelemente auf und die Schutzelemente weisen Ausnehmungen auf, in denen die Halteelemente vorgesehen sind. Über Bohrungen in den Schutzelementen können Verankerungselemente durch A falling under the above-mentioned species furnace wall arrangement is known from DE 102 04 240 AI. In the solution presented there, the boiler tube wall has holding elements and the protective elements have recesses in which the holding elements are provided. Through holes in the protective elements anchoring elements through
Löcher der Halteelemente geschoben werden, um die Schutzelemente an den Halteelementen zu verankern. Holes of the holding elements are pushed to anchor the protective elements to the holding elements.
Der Spalt zwischen Ofenwand und Schutzelement wird im Stand der Technik beim Betrieb des Feuerungsofens teilweise von einem Spülgas bzw. einem Spaltmedium, als sogenanntes hinterlüftetes System, etwa Luft, durchströmt, um korrosive Gase, die im Brennraum entstehen, von der Ofenwand möglichst gut zu trennen. An dieser Lösung ist ein schlechter Wärmeübergang zwischen Schutzelement und Ofenwand nachteilig, da Wärme fast nur durch Wärmestrahlung und kaum durch Wärmeleitung transportiert wird. In der Folge haben die Schutzelemente auf der Brennraumseite eine hohe Oberflächentemperatur, die zu einem vorzeitigen Verschleiß der Schutzelemente und zu einer geringen Wärmeentnahme aus der jeweiligen Zone des Kessels führt. The gap between the furnace wall and protective element is in the prior art in the operation of the furnace partially by a purge gas or a slit medium, as a so-called ventilated system, such as air, flows through to separate corrosive gases that arise in the combustion chamber as well as possible from the furnace wall , In this solution, a poor heat transfer between the protective element and the furnace wall is disadvantageous because heat is transported almost only by heat radiation and hardly by heat conduction. As a result, the protective elements on the combustion chamber side have a high surface temperature, which leads to premature wear of the protective elements and low heat extraction from the respective zone of the boiler.
Ein besserer Wärmeübergang zwischen dem Schutzelement und der Ofenwand wird durch das Auffüllen des Zwischenraumes mit Mörtel oder durch das Ausgießen des Zwischenraums mit Zement erreicht. In DE 20 2004 020 448 U l wird der Zwischenraum mit einem Kleber ausgefüllt, der gleichzeitig der Befestigung der Schutzelemente an den Ofenwänden dient. Nachteilig an dieser Lösung ist ein relativ hoher Montage- und Demontageaufwand bei Reparaturarbeiten. A better heat transfer between the protective element and the furnace wall is achieved by filling the gap with mortar or by pouring the gap with cement. In DE 20 2004 020 448 U l, the intermediate space is filled with an adhesive, which at the same time serves to secure the protective elements to the furnace walls. A disadvantage of this solution is a relatively high installation and disassembly effort during repair work.
Im Stand der Technik sind im allgemeinen nur einige Ofenwände nämlich die Seitenwände und Decken mit Schutzelementen verkleidet. In the prior art, in general, only a few furnace walls namely the side walls and ceilings are covered with protective elements.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kesselwandanordnung vorzuschlagen, die sich durch einen guten Wärmeübergang zwischen Schutzelement und Ofenwand auszeichnet. It is therefore the object of the present invention to propose a boiler wall arrangement, which is characterized by a good heat transfer between the protective element and the furnace wall.
Die Aufgabe wird durch eine Ofenwandanordnung der eingangs definierten Gattung gelöst, die zwischen der Innenseite der Ofenwand und einer Außenseite des Schutzelements angeordnete Kühlrippen aufweist, wobei die Kühlrippen eine spezifische Wärmeleitfähigkeit besitzen, insbesondere größer als spezifische Wärmeleitfähigkeiten eines zwischen der Ofenwand (2) und dem Schutzelement (3) befindlichen Spaltmediums, eines zwischen zwei Schutzelementen angeordneten Mörtels oder Zements sowie des Schutzelements (3) ist. Die Kühlrippen sorgen für eine gute Wärmeableitung von den Schutzelementen in die Ofenwand. Dadurch sind die Schutzelemente von ihren Rückseiten her gekühlt, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Schutzelemente auswirkt. The object is achieved by a furnace wall arrangement of the type defined above, which has arranged between the inside of the furnace wall and an outer side of the protective element cooling fins, wherein the cooling fins have a specific thermal conductivity, in particular greater than specific Wärmeleitfähigkeiten one between the furnace wall (2) and the protective element (3) located gap medium, a between two protective elements arranged mortar or cement and the protective element (3). The cooling fins ensure good heat dissipation from the protective elements into the furnace wall. As a result, the protective elements are cooled from their backs, which has an advantageous effect on the life of the protective elements.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung sind die Kühlrippen langgestreckte Profilstangen, die zum indest teilweise form- und/oder kraftschlüssig in zu den Kühlrippen passenden Nuten, die in dem Schutzelement ausgebildet sind, angeordnet sind. In an advantageous embodiment of the furnace wall arrangement according to the invention, the cooling ribs are elongate profile rods which are partially partially and / or non-positively arranged in matching with the cooling fins grooves which are formed in the protective element.
Die Profilstangen sind in einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel lange quaderförmige Vollprofile, insbesondere in Form von Streifen. In anderen Ausführungsbeispielen haben die Profilstangen keinen gefüllten Querschnitt, sondern ihr Querschnitt belegt nur Teile einer Fläche, beispielsweise belegt ein U-förmiges Profil drei Ränder einer Fläche. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Kühlrippe lagenweise aus einer Grafitfolie bis zur gewünschten Stärke aufgebaut. Hierbei werden Streifen aus Graphitfolie mit einer Dicke insbesondere im Bereich von 0,4 bis 1 mm lageweise aufeinandergelegt und gegebenenfalls miteinander verklebt. Die stangenförmige Ausgestaltung der Kühlrippen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auch die Ofenwand linear verlaufende Strukturen, beispielsweise Rohre, aufweist. Die Kühlrippen werden in diesem Fall vorzugsweise parallel zu den linear verlaufenden Strukturen der Ofenwand angeordnet, so dass sich große Kontaktflächen zwischen der Ofenwand und den Kühlrippen ergeben, die wiederum eine gute Wärmeleitung von den Kühlrippen in die Ofenwand bewirken. Die Nuten in den Schutzelementen gewährleisen große Kontaktflächen zwischen den Schutzelementen und den Kühlrippen und somit eine gute Wärmeleitung aus den Schutzelementen in die Kühlrippen. Außerdem können die Kühlrippen in den Nuten vorteilhaft mechanisch befestigt oder eingeklebt werden. Zwischen benachbarten sich linear erstreckenden Kühlrippen kann ein Spülgas geleitet werden, wobei die Küh lrippen als Kanalwände eines Spülgaskanals dienen. An Spülgaszuführungen und Spülgasableitungen des Feuerungsofens sind dabei üblicherweise keinerlei Anpassungen erforderlich. In einigen Ausführungsbeispielen, beispielsweise bei flächigen Ofenwänden, haben die Kühlrippen andere als langgestreckte Formen, beispielsweise kreisförmige. The profile bars are in a useful embodiment long rectangular solid profiles, in particular in the form of strips. In other embodiments, the profile bars have no filled cross section, but their cross section occupies only parts of a surface, for example, occupies a U-shaped profile three edges of a surface. In a further embodiment, the cooling fin is constructed in layers of a graphite foil to the desired thickness. In this case, strips of graphite foil having a thickness, in particular in the range from 0.4 to 1 mm, are stacked on top of one another and if necessary glued together. The rod-shaped configuration of the cooling fins is particularly advantageous if the furnace wall also has linearly extending structures, for example tubes. The cooling fins are in this case preferably arranged parallel to the linear structures of the furnace wall, so that large contact surfaces between the furnace wall and the cooling fins result, which in turn cause good heat conduction from the cooling fins in the furnace wall. The grooves in the protective elements ensure large contact surfaces between the protective elements and the cooling ribs and thus good heat conduction from the protective elements into the cooling ribs. In addition, the cooling fins can advantageously be mechanically fastened or glued in the grooves. A purge gas can be passed between adjacent linearly extending cooling fins, the cooling fins serving as the channel walls of a purge gas channel. At Spülgaszuführungen and purge gas discharges of the furnace are usually no adjustments required. In some embodiments, for example, in sheet-like furnace walls, the cooling fins have other than elongated shapes, such as circular.
Gemäß bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung haben die die Profilstangen einen I-förmigen Querschnitt oder einen Querschnitt in Form eines trapezförmig verjüngten„I"s , wobei die breitere Seite des Trapezes in Anlage an der Ofenwand und die schmalere Seite des Trapezes in der Nut des Schutzelements vorgesehen ist. In diesen Ausgestaltungen haben die Kühlrippen besonders einfache geometrische Formen, die eine besonders einfache Herstellung und Bearbeitung der Kühlrippen ermöglichen. Die Kühlrippen mit dem Querschnitt in Form eines trapezförmig verj üngten„F's, also leicht angespitzte Kühlrippen, erleichtern teilweise ein vollständ iges Einführen der Kühlrippen in die Nuten. Alternativ werden andere Profilstangen verwendet, beispielsweise solche, deren Querschnitt sich aus einem Kreisbogen und von dem Kreisbogen radial abstehenden geraden Rippen zusammensetzt oder aus lagenweise aufgebauter Graphitfolie. According to preferred embodiments of the furnace wall arrangement according to the invention, the profile bars have an I-shaped cross-section or a cross-section in the form of a trapezoidal tapered "I" s, the wider side of the trapezoid engaging in the Oven wall and the narrower side of the trapezoid is provided in the groove of the protective element. In these embodiments, the cooling fins have particularly simple geometric shapes, which allow a particularly simple manufacture and processing of the cooling fins. The cooling ribs with the cross section in the form of a trapezoidally tapered "F", so slightly pointed cooling fins, partially facilitate a full iges insertion of the cooling fins in the grooves. Alternatively, other profile bars are used, for example, those whose cross section is composed of a circular arc and radially extending from the circular arc straight ribs or layered graphite foil.
In einigen vorteilhaften Varianten erfindungsgemäßer Ofenwandanordnungen sind die Kühlrippen in dem Schutzelement eingeklebt. Der Kleber sorgt dabei für einen guten thermischen Kontakt, für eine gasdichte Verbindung und außerdem für eine mechanische Vormontage, die letztlich zu einer einfachen Montierbarkeit und Demontierbarkeit der Ofenwandanordnung beiträt. In alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind Kühlrippen an der Ofenwand befestigt, beispielsweise geklebt, verschraubt, geklemmt oder gelötet. In some advantageous variants of furnace wall arrangements according to the invention, the cooling ribs are glued into the protective element. The adhesive ensures a good thermal contact, for a gas-tight connection and also for a mechanical pre-assembly, which ultimately contributes to ease of assembly and disassembly of the furnace wall assembly. In alternative embodiments of the invention, cooling fins are attached to the furnace wall, for example glued, screwed, clamped or soldered.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ofenwandanordnungen bestehen die Kühlrippen aus einem hitzebeständigen elastischen Material. Durch die auch bei Temperaturwechselbelastungen vorhandene Elastizität bleiben solche Kühlrippen, wenn sie im montierten Zustand zwischen der Ofenwand und dem Schutzelemente eingespannt sind, dauerhaft in einer mechanischen Anlage an der Ofenwand und an dem Schutzelement. Das Kühlrippenmaterial ist weich und übt bei einer elastischen Deformation nur kleine Kräfte auf die einspannenden Bauteile aus. Von den an die Ofenwand angepressten Kühlrippen werden nur zulässige kleine Druckkräfte auf die Schutzelemente ausgeübt, so dass die Schutzelemente nicht beschädigt werden. In further furnace wall arrangements according to the invention, the cooling fins are made of a heat-resistant elastic material. As a result of the elasticity which is also present under thermal cycling, such cooling fins, when clamped in the installed state between the furnace wall and the protective elements, remain permanently in a mechanical contact with the furnace wall and on the protective element. The cooling fin material is soft and only exerts small forces on the clamping components during elastic deformation. Of the pressed on the furnace wall cooling fins only permissible small pressure forces are exerted on the protective elements, so that the protective elements are not damaged.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung ist das hitzebeständige elastische Dichtungsmaterial expandierter Graphit. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch eine gute Wärmeleitfähigkeit, Elastizität und eine gute chemische Beständigkeit gegen Korrosion durch Rauchgas aus. Die spezifische Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Werkstoffes ist vorzugsweise 100 W m" 1 K" ' groß oder größer. Folglich ist dieser Werkstoff besonders gut zur Ausbildung der Kühlrippen geeignet. In alternativen Ausbildungen kommen andere Werkstoffe, beispielsweise Metallbalgen oder Metallschäume zum Einsatz. In einer anderen vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung sind die Kühlrippen lagenweise aus einer Graphitfol ie aufgebaut. Graphitfolie ist wegen ihrer geringen Dicke flexibel. Mehrlagige Anordnungen der Graphitfolie sind in Ausgestaltungen der Erfindung, beispielsweise als lamellenförmiger Stapel oder als eine Einrollung, insbesondere zu einer flexiblen Dichtung verarbeitet. In a preferred embodiment of the furnace wall assembly according to the invention, the heat-resistant elastic sealing material is expanded graphite. This material is characterized by a good thermal conductivity, elasticity and a good chemical resistance to corrosion by flue gas. The specific thermal conductivity of the material used is preferably 100 W m "1 K " 'large or larger. Consequently, this material is particularly well suited to the formation of cooling fins. In alternative embodiments, other materials, such as metal bellows or metal foams are used. In another advantageous variant of the furnace wall arrangement according to the invention, the cooling fins are constructed in layers of a Graphitfol ie. Graphite foil is flexible because of its small thickness. Multilayer arrangements of the graphite foil are processed in embodiments of the invention, for example as a lamellar stack or as a curl, in particular to a flexible seal.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Ofenwandanordnung derart dimensioniert, dass die auftretenden Temperaturen der Kühlrippen immer unter 600°C bleiben. Die Innenseiten der Schutzelemente sind dem Brennraum zugewandt in dem hohe Temperaturen von beispielsweise 1 1 50°C herrschen. Dadurch erwärmt sich die innere Oberfläche der Schutzelemente. Bei Ofenwandanordnungen nach dem Stand der Technik wurden an den Oberflächen der Innenseite der Schutzelemente Temperaturen bis zu größer als 1 000°C gemessen. Die Außenseiten der Schutzelemente sind gekühlt, so dass diese eine geringere Ober- flächentemperatur aufweisen. Entsprechend werden die Schutzelement in der erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung insgesamt gut gekühlt, so dass auftretende Temperaturen gering und die Haltbarkeit der Schutzelemente hoch ist. Die Kühlrippen sind wärmeleitend mit den Außenseiten der Schutzelemente verbunden, so dass diese zumindest in der Nähe der Grenzflächen mit den Schutzelementen nahezu die gleichen Temperaturen annehmen. Zu hohe Temperaturen können die Kühlrippen schädigen, beispielsweise kann Sauerstoff Graphit bei Temperaturen über 600°C oxidieren. Dementsprechend werden Materialstärken und andere Parameter, die die auftretenden Temperaturen beeinflussen, so eingestellt, dass vorgegebene Temperaturgrenzwerte nicht überschritten werden. Preferably, the furnace wall assembly according to the invention is dimensioned such that the occurring temperatures of the cooling fins always remain below 600 ° C. The insides of the protective elements are facing the combustion chamber in the high temperatures of, for example, 1 1 50 ° C prevail. This heats the inner surface of the protective elements. In prior art furnace wall assemblies, temperatures up to greater than 1000 ° C. were measured on the surfaces of the inside of the protective elements. The outer sides of the protective elements are cooled, so that they have a lower surface temperature. Accordingly, the protective element in the furnace wall assembly according to the invention are generally well cooled, so that temperatures occurring low and the durability of the protective elements is high. The cooling fins are thermally conductively connected to the outer sides of the protective elements, so that they assume almost the same temperatures, at least in the vicinity of the boundary surfaces with the protective elements. Excessive temperatures can damage the cooling fins, for example, oxygen can oxidize graphite at temperatures above 600 ° C. Accordingly, material thicknesses and other parameters that affect the temperatures occurring are set so that predetermined temperature limits are not exceeded.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung ist an der Ofenwand wenigstens eine Graphitfolie angeordnet, wobei die Graphitfolie zwischen benachbarte Kühlrippen geklemmt ist. In dieser Weiterbildung wird die gute chemische Beständigkeit von Graphit ausgenutzt, um korrosionsgefährdete Bereiche der Ofenwand abzudecken und vor chemischer Belastung durch Rauchgas zu schützen. According to an advantageous development of the furnace wall arrangement according to the invention at least one graphite foil is arranged on the furnace wall, wherein the graphite foil is clamped between adjacent cooling ribs. In this development, the good chemical resistance of graphite is exploited in order to cover areas of the furnace wall which are at risk of corrosion and to protect against chemical stress by flue gas.
In zwei Varianten der erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung ist die Ofenwand als Kesselrohrwand, in der parallele Rohre über Rohrflossen miteinander verbunden sind, oder als Rost ausgebildet. Seitenwände und Decken von Industrieöfen sind häufig als Kesselrohrwände ausgebildet. Die Kesselrohrwände sind durch plattenförmige Schutzelemente ver- kleidet, deren Seiten teilweise invers zu den Kesselrohrwänden profiliert sind, um konstante Abstände zwischen der Ofenwand und dem Schutzelement sicherzustellen. In two variants of the furnace wall arrangement according to the invention, the furnace wall is designed as a boiler tube wall, in which parallel tubes are connected to one another via pipe fins, or as a grate. Side walls and ceilings of industrial furnaces are often designed as boiler tube walls. The boiler tube walls are protected by plate-shaped protective elements. clothes, the sides of which are partially profiled inversely to the boiler tube walls to ensure constant distances between the furnace wall and the protective element.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass in erfindungsgemäßen Ofenwandanordnungen durch die Kühlrippen nur so geringe Kräfte auf die Schutzelemente übertragen werden, dass auch der Rost des Kessels mit passenden Schutzelementen verkleidet werden kann. In einer solchen Anordnung ist also auch der Rost als eine Ofenwand zu verstehen, der Bestandteil einer erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung ist ebenso wie das Schutzelement als solches. Surprisingly, it was found that only small forces are transmitted to the protective elements in the furnace wall arrangements according to the invention by the cooling fins, so that the grate of the boiler can be clad with suitable protective elements. In such an arrangement, therefore, the rust is to be understood as a furnace wall, which is part of a furnace wall arrangement according to the invention as well as the protective element as such.
Bei einzeln stehenden Rohren einer Ofenwandanordnung sind die Schutzelemente vorzugsweise als taillierte Platten ausgebildet, das heißt als Platten, die an zwei gegenüberliegenden Enden mit Ausnehmungen, insbesondere solche mit tei lkreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind, wobei die Ausnehmungen die Rohre der Ofenwand mit Abstand umgreifen. Die Kühlrippen sind vorzugsweise im Bereich dieser Ausnehmungen aufgenommen und durchgreifen den spaltförmigen Ringraum zwischen Ausnehmung und Rohr. Die Platten werden über- und nebeneinander zur Bildung der Ofenwandanordnung angeordnet und sind lose geführt, so dass eine Befestigung an der Ofenwand entfallen kann. In individual standing pipes of a furnace wall arrangement, the protective elements are preferably formed as waisted plates, that is as plates, which are formed at two opposite ends with recesses, in particular those with tei lkreisförmigem cross-section, wherein the recesses surround the tubes of the furnace wall with distance. The cooling fins are preferably received in the region of these recesses and pass through the gap-shaped annular space between the recess and the tube. The plates are arranged above and next to each other to form the furnace wall assembly and are guided loose, so that a fixing to the furnace wall can be omitted.
Vorzugsweise durchgreifen diese Platten den Freiraum zwischen benachbarten Rohren und stehen beidseits der Rohrebene vor. Im Übrigen sind die Platten aus demselben Material aufgebaut, wie vorstehend beschrieben ist, was auch auf die Kühlrippen zutrifft. Preferably, these plates pass through the space between adjacent tubes and project on both sides of the tube plane. Incidentally, the plates are constructed of the same material as described above, which also applies to the cooling fins.
Schließlich ist auszuführen, dass das Material der Kühlrippen geeignet gewählt werden kann, wobei bevorzugt jedoch Graphit verwendet wird. Finally, it should be noted that the material of the cooling fins can be suitably selected, but graphite is preferably used.
Der Vorteil der beschriebenen Ausführungsform besteht in einer sehr guten Schutzfunktion. Ferner werden die Rohre mehr oder weniger insgesamt von den Kühlrippen umgeben. Auch die Montage ist denkbar einfach und gesonderte Befestigungsmittel gegenüber der Ofenwand sind entbehrlich. The advantage of the described embodiment is a very good protective function. Furthermore, the tubes are more or less completely surrounded by the cooling fins. The assembly is very simple and separate fasteners against the furnace wall are unnecessary.
Die vorliegende Erfindung soll im Folgenden an Hand von Figuren rein schematisch näher erläutert werden, wobei, Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wandanordnung, The present invention will be explained in more detail below with reference to figures purely schematically, wherein 1 shows a cross section through a first embodiment of the wall assembly according to the invention,
Fig. 2 ein Schutzelement der Anordnung nach Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht auf seine Rückseite zeigt, sowie Fig. 2 shows a protective element of the arrangement of Figure 1 in a perspective view on its back, as well as
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Ofenanordnung in Perspektive zeigt. Fig. 3 shows a further embodiment of a furnace arrangement in perspective.
Fig. 1 zeigt schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiei einer erfindungsgemäßen Ofenwandanordnung 1 im Querschnitt. Dargestellte Komponenten der Ofenwandanordnung 1 sind eine Ofenwand 2, Schutzelemente 3 und zwischen einer Innenseite 4 der Ofenwand 2 und Außenseiten 5 der Schutzelementen 3 eingespannte Kühlrippen 6. Fig. 1 shows schematically a preferred Ausführungsbeispiei a furnace wall assembly 1 according to the invention in cross section. Illustrated components of the furnace wall assembly 1 are a furnace wall 2, protective elements 3 and between an inside 4 of the furnace wall 2 and outer sides 5 of the protective elements 3 clamped cooling fins. 6
Die Ofenwand 2 ist in der dargestellten Variante eine Kesselrohrwand, welche Rohre 12 und Rohrflossen 13 aufweist. Durch die Rohre 12 wird beim Betrieb des Ofens Wasser geleitet, über welches Wärme aus der Ofenwand 2 abgeführt wird. The furnace wall 2 is in the illustrated variant a boiler tube wall, which tubes 12 and pipe fins 13 has. Through the tubes 12 water is passed during operation of the furnace, through which heat is removed from the furnace wall 2.
In den Schutzelementen 3 sind Aufhängausnehmungen 1 1 ausgebildet, mit denen die Schutzelemente 3 an Halteelementen 10 aufgehängt sind, wobei die Halteelemente 10 an der Ofenwand 3 angeordnet, insbesondere befestigt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schutzelemente 3 aus Siliziumcarbid hergestellte Platten. In anderen Ausführungsbeispielen sind die Schutzelemente 3 aus anderen feuerfesten Materialien ausgebildet. Zwischen benachbarten Schutzelementen 3 befinden sich Fugen 8, die mit geeignetem Mörtel 9, beispielsweise einem SiC-Mörtel oder auch Zement, verfugt sind. In the protective elements 3 Aufhängausnehmungen 1 1 are formed, with which the protective elements 3 are suspended from holding elements 10, wherein the holding elements 10 are arranged on the furnace wall 3, in particular fixed. In the illustrated embodiment, the protective elements 3 are made of silicon carbide plates. In other embodiments, the protective elements 3 are formed of other refractory materials. Between adjacent protective elements 3 there are joints 8, which are grouted with suitable mortar 9, for example a SiC mortar or cement.
Zwischen die Ofenwand 2 und die Schutzelemente 3 sind Kühlrippen 6 eingespannt, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise elastische und insbesondere aus expandiertem Graphit gebildete Stangen bzw. Streifen, hier beispielsweise und bevorzugt quaderförmige Stangen mit einem I-förmigen Querschnitt sind. In der räuml ichen Di mension senkrecht zu der dargestellten Ebene haben die Kühlrippen 6 und die Nuten 7 deutl ich größere lineare Längenausdehnungen als die dargestellten Querschnittskanten. Die Kühlrippen 6 liegen geeignet an der Ofenwand 2 und an den Wandelementen an, so dass eine gute Wärmeleitung aus den Wandelementen 3 über die Kühlrippen 6 in die Ofenwand 2 gewährleistet ist. Fig. 2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht auf die Außenseite 5 eines Wandelements 3. Die vorn dargestellte Kante des Wandelements 3 ist eine Schnittkante, an der gut die Struktur der Nuten 7 und der Aufhängausnehmung 1 1 zu erkennen sind. Between the furnace wall 2 and the protective elements 3 cooling fins 6 are clamped, which in the illustrated embodiment, preferably elastic and in particular made of expanded graphite rods or strips, here for example, and preferably cuboid bars with an I-shaped cross-section. In the spatial dimension perpendicular to the plane shown, the cooling fins 6 and the grooves 7 clearly have larger linear expansions than the illustrated cross-sectional edges. The cooling fins 6 are suitably against the furnace wall 2 and to the wall elements, so that a good heat conduction from the wall elements 3 is ensured via the cooling fins 6 in the furnace wall 2. 2 shows schematically a perspective view on the outside 5 of a wall element 3. The edge of the wall element 3 shown in front is a cutting edge, on which the structure of the grooves 7 and the suspension recess 11 can be seen well.
In die Nuten bzw. Fugen 7 sind in einem bevorzugten nicht dargestellten Ausführungsbeispiel als Kühlrippen Streifen mit einem trapezförmigen Querschnitt eingesetzt, wobei eine zwischen den parallelen Seiten des Trapezes gemessene Breite 10 mm, eine an der breiten Seite des Trapezes gemessene Länge 8 mm und eine an der schmalen Seite des Trapezes gemessene Länge 7 mm beträgt, was bevorzugt, aber nur exemplarisch ist. Die Kühlrippen bestehen in Ausführungsbeispielen bevorzugt aus dem expandierten Graphitwerkstoff „Ecophit L". In the grooves or joints 7 strips are used with a trapezoidal cross section in a preferred embodiment, not shown, with a measured between the parallel sides of the trapezoid width 10 mm, a measured at the wide side of the trapezoidal length 8 mm and an the narrow side of the trapezium measured length is 7 mm, which is preferred, but only by way of example. The cooling fins are in embodiments preferably made of the expanded graphite material "Ecophit L".
Figur 3 zeigt wiederum rein schematisch und in perspektivischer Darstellung einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Ofenwandanordnung nach der Erfindung. Hierbei sind gleiche Bauelemente mit denselben Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2 bezeichnet. Dabei ist die Ofenwand durch beabstandete Rohre 12 gebi ldet, die sozusagen eine Kesselrohrwand aufspannen, wobei im Betrieb des Ofens durch die Rohre Kühlwasser geleitet wird, um Wärme abzuführen. Anstelle der Schutzelemente 3 nach der Ausführungsform in den Figuren 1 und 2 werden nunmehr Schutzelemente in Form von Taillensteinen 20 verwendet, die anders als bei der vorhergehenden Ausführungsform nicht mehr unmittelbar an der Ofenwand befestigt sind, sondern gegenüber bzw. an den Rohren 12 lose geführt sind. Diese Taillensteine 20 sind zur Bildung der Ofenwandanordnung über- und nebeneinander angeordnet, also in Art einer Ziegelwand. FIG. 3 again shows, purely schematically and in perspective, a part of a further embodiment of a furnace wall arrangement according to the invention. Here, the same components with the same reference numerals as in Figures 1 and 2 are designated. The furnace wall is gebi Ldet by spaced tubes 12, which span, so to speak, a boiler tube wall, wherein during operation of the furnace through the tubes cooling water is passed to dissipate heat. Instead of the protective elements 3 according to the embodiment in Figures 1 and 2 now protective elements in the form of waist stones 20 are used, which are no longer attached directly to the furnace wall, as in the previous embodiment, but compared to or on the tubes 12 loosely , These waist blocks 20 are arranged above and next to one another to form the furnace wall arrangement, ie in the manner of a brick wall.
Wie Figur 3 zeigt, sind die als Taillensteine ausgebildeten Schutzelemente 3 an zwei gegenüberliegenden Seiten, die den Rohren 12 zugewandt sind, mit Ausnehmungen 22 versehen, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel, die hier bevorzugt halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. In diesen Ausnehmungen 22 sind analog dem ersten Ausführungsbeispiel auch die entsprechenden Kühlrippen 6 aufgenommen. Diese Kühlrippen stehen wiederum in Kontakt mit dem Rohr 12 und dem Tai llenstein und sind ebenso ausgebi ldet, insbesondere materialmäßig entsprechend der ersten Ausführungsform ausgelegt, das heißt vorzugsweise aus hitzebeständigem Material, insbesondere expandiertem Graphit mit insbesondere elastischen Materialeigenschaften ausgebildet. Die Taillensteine sind plattenförmig ausgebildet und - wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, sind entsprechend der Höhe der Ofenwandordnung entsprechend viele Steine übereinander stapelweise sowie auch nebeneinander angeordnet, so dass gegenüber der Ausbildung der Schutzelemente in den Figuren 1 und 2 die Schutzelemente auch den Freiraum zwischen den Rohren 12 durchgreifen und darüber hinaus ebenfal ls beidseitig vorstehen und überdies im Verbund mit den nebeneinander angeordneten Taillensteinen 20 das Rohr 12 im wesentlichen vollumfänglich umschließen, so dass die Kühlrippen 6 sozusagen über den gesamten Umfang der Rohre 12 verteilt angeordnet sind. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad bei dieser Ausführungsform. Die Taillensteine 20 sind materialmäßig entsprechend den im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläuterten Stützelementen 3 ausgebildet. Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Platten nicht mehr einseitig an der Ofenwand befestigt werden müssen, vielmehr lose längs der Rohre 12 geführt und angeordnet sind. As FIG. 3 shows, the protective elements 3 designed as waiststones are provided, on two opposite sides facing the tubes 12, with recesses 22, similar to the first exemplary embodiment, which here preferably have a semicircular cross section. In these recesses 22 analogous to the first embodiment, the corresponding cooling fins 6 are added. These cooling fins are in turn in contact with the tube 12 and the Tai llenstein and are also ausgebi end, especially material designed according to the first embodiment, that is preferably formed of heat-resistant material, in particular expanded graphite with particular elastic material properties. The waist stones are plate-shaped and - as has already been stated above, according to the height of the furnace wall order according to many stacks stacked and arranged side by side, so that compared to the formation of the protective elements in Figures 1 and 2, the protective elements and the free space between the Pass through tubes 12 and beyond ebenfal ls projecting on both sides and also in combination with the juxtaposed waist stones 20, the tube 12 substantially fully enclose, so that the cooling fins 6 are distributed so to speak over the entire circumference of the tubes 12. This increases the efficiency in this embodiment. The waist blocks 20 are materially designed according to the support elements 3 explained in connection with the first embodiment. Advantage of this embodiment is that the plates no longer need to be attached to one side of the furnace wall, but loosely guided along the tubes 12 and arranged.
In einer bevorzugten, nicht zwingenden Ausgestaltung haben die Taillenplatten Abmessungen von 147 x 1 76 mm in Länge und Breite und eine Dicke von 1 00 mn. Der Rohrabstand kann 150 mm bei einem Rohrdurchmesser von 57 mm sein. Bei einem Rohrabstand von 225 mm und Rohrdurchmessern von 57 mm sind die Taillensteine bevorzugt mit 223 x 1 87 x 64 mm bemessen. In a preferred, non-mandatory embodiment, the waist panels have dimensions of 147 x 1 76 mm in length and width and a thickness of 1 00 mn. The pipe spacing can be 150 mm with a pipe diameter of 57 mm. With a pipe spacing of 225 mm and pipe diameters of 57 mm, the waist stones are preferably 223 x 1 87 x 64 mm.
Vorteilhafte Eigenschaften von Graphit sind eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe chemische Beständigkeit gegen in dem Feuerungsofen freigesetzte aggressive Gase. Die Hitzebeständigkeit von Graphit an Luft ist für die beschriebene Anwendung ausreichend groß, da das Graphit durch die Rohrwand gekühlt wird. Durch die Ausrichtung der Kühlrippen, bei denen es sich insbesondere um Graphitstreifen handelt, entlang der Rohre der Rohrwand und entlang der sich entlang der Rohre ersteckenden Schutzelemente wird eine hohe Wärmeübertragung aus dem Schutzelement in die Ofenwand gewährleistet. Dies trägt zu einer erheblich höheren Effektivität der Feuerungsöfen, im Vergleich zu Feuerungsöfen mit hinterlüfteten Schutzelementen, bei . Darüber hinaus ist die Oberflächentemperatur an der Heißseite des Schutzelements kleiner als im Stand der Technik. In der Folge haben die Schutzelemente eine erhöhte Lebensdauer. Außerdem ist das Anhaften von Flugaschen und Schlacken schwächer ausgeprägt als im Stand der Technik. Advantageous properties of graphite are high thermal conductivity and high chemical resistance to aggressive gases released in the furnace. The heat resistance of graphite in air is sufficiently high for the application described because the graphite is cooled by the pipe wall. The orientation of the cooling fins, which are in particular graphite strips along the tubes of the tube wall and along the protective elements extending along the tubes, ensures a high heat transfer from the protective element into the furnace wall. This contributes to a considerably higher efficiency of the furnaces compared to furnaces with ventilated protective elements. In addition, the surface temperature at the hot side of the protection element is smaller than in the prior art. As a result, the protective elements have an increased life. In addition, the adhesion of fly ash and slag is less pronounced than in the prior art.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ofenwandanordnung (1 ) eines industriellen Feuerungsofens mit einer Ofenwand (2) und mit wenigstens einem einseitig an einer Innenseite (4) der Ofenwand befestigten Schutzelement (3) aus feuerfestem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenwandanordnung zwischen der Innenseite (4) der Ofenwand und einer Außenseite (5) des Schutzelements (3) angeordnete Kühlrippen (6) aufweist, wobei die Kühlrippen (6) eine spezifische Wärmeleitfähigkeit besitzen, die größer als spezifische Wärmeleitfähigkeiten eines zwischen der Ofenwand (2) und dem Schutzelement (3) befindlichen Spaltmediums und/oder eines zwischen zwei Schutzelementen angeordneten Mörtels sowie des Schutzelements (3) ist. A furnace wall arrangement (1) of an industrial furnace with a furnace wall (2) and with at least one protective element (3) of refractory material fixed on one side to an inner side (4) of the furnace wall, characterized in that the furnace wall arrangement between the inside (4) of the furnace wall Oven wall and an outer side (5) of the protective element (3) arranged cooling ribs (6), wherein the cooling ribs (6) have a specific thermal conductivity greater than specific Wärmeleitbigkeiten a gap between the furnace wall (2) and the protective element (3) and / or a mortar arranged between two protective elements and of the protective element (3).
2. Ofenwandanordnung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (6) langgestreckte Profilstangen sind, die zumindest teilweise form- und/oder kraftschlüssig in zu den Kühlrippen (6) passenden Nuten (7), die in dem Schutzelement (3) ausgebildet sind, angeordnet sind. 2. furnace wall arrangement (1) according to claim 1, characterized in that the cooling ribs (6) are elongated profile bars which at least partially positive and / or non-positively in the cooling fins (6) matching grooves (7) in the protective element ( 3) are formed, are arranged.
3. Ofenwandanordnung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstangen einen I-förmigen Querschnitt oder einen Querschnitt in Form trapezförmig verjüngten„I"s haben, wobei die breitere Seite des Trapezes in Anlage an der Ofenwand (2) und die schmalere Seite des Trapezes in der Nut des Schutzelements (3) vorgesehen ist. 3. furnace wall assembly (1) according to claim 2, characterized in that the profile bars have an I-shaped cross section or a cross-section in the shape of trapezoidal tapered "I" s, wherein the wider side of the trapezium in abutment against the furnace wall (2) and the narrower side of the trapezoid in the groove of the protective element (3) is provided.
4. Ofenwandanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (6) in dem Schutzelement (3) eingeklebt sind. 4. furnace wall arrangement according to claim 1, characterized in that the cooling ribs (6) in the protective element (3) are glued.
5. Ofenwandanordnung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (6) aus einem hitzebeständigen elastischen Material bestehen. 5. furnace wall assembly (1) according to claim 1, characterized in that the cooling ribs (6) consist of a heat-resistant elastic material.
6. Ofenwandanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hitzebeständige, elastische Material expandierter Graphit ist. 6. furnace wall assembly (1) according to claim 5, characterized in that the heat-resistant, elastic material is expanded graphite.
7. Ofenwandanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen lagenweise aus Graphitfolien aufgebaut sind. 7. furnace wall assembly (1) according to claim 1, characterized in that the cooling fins are constructed in layers of graphite foils.
8. Ofenwandanordnung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenwandanordnung (1) derart dimensioniert ist, dass die auftretenden Temperaturen der Kühlrippen (6) immer unter 600°C bleiben. 8. furnace wall assembly (1) according to claim 6 or 7, characterized in that the furnace wall assembly (1) is dimensioned such that the occurring temperatures of the cooling fins (6) always remain below 600 ° C.
9. Ofenwandanordnung ( 1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ofenwand (2) wenigstens eine Graphitfolie angeordnet ist, wobei die Graphitfolie zwischen benachbarte Kühlrippen (6) geklemmt ist. 9. furnace wall arrangement (1) according to claim 1, characterized in that on the furnace wall (2) at least one graphite foil is arranged, wherein the graphite foil between adjacent cooling fins (6) is clamped.
10. Ofenwandanordnung ( 1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenwand (2) als Kesselrohrwand, in der parallele Rohre ( 12) über Rohrflossen (13) miteinander verbunden sind, oder als Rost ausgebildet ist. 10. furnace wall assembly (1) according to claim 1, characterized in that the furnace wall (2) as a boiler tube wall, in the parallel tubes (12) via pipe fins (13) are interconnected, or formed as a grate.
1 1. Ofenwandanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzelemente (3) durch Platten (20) gebildet sind, die innerhalb der Ofenwandanordnung lose geführt sind, wobei jede Platte auf zwei gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen (22), vorzugsweise in Teilkreisform, aufweist und in den Ausnehmungen (22) die Kühlrippen (6) angeordnet sind. 1 1. Oven wall assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the protective elements (3) by plates (20) are formed, which are guided loosely within the furnace wall assembly, each plate on two opposite sides recesses (22), preferably in a circular shape , and in the recesses (22) the cooling ribs (6) are arranged.
12. Ofenwandanordnung mit einer durch beabstandete Kühlmittelrohre (12) gebildeten Ofenwand, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (20) den Raum zwischen zwei Rohren ( 12) durchgreifen, beidseits seitlich der durch die Rohre aufgespannten Ebene vorstehen, wobei vorzugsweise die Ausnehmungen (22) benachbarter Platten (20) die Rohre (12) umgreifen. 12. furnace wall arrangement with a furnace wall formed by spaced coolant tubes (12), characterized in that the plates (20) pass through the space between two tubes (12) projecting on both sides of the plane defined by the tubes plane, wherein preferably the recesses (22) adjacent plates (20) engage around the tubes (12).
13. Ofenwandanordnung nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (20) zur Bildung der Ofenwandanordnung über- und nebeneinander angeordnet sind. 13. Oven wall arrangement according to one of claims 1 1 or 12, characterized in that the plates (20) for forming the furnace wall arrangement are arranged above and next to each other.
14. Ofenwandanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Kühlrippen (6) größer als eine spezifische Wärmeleitfähigkeit der Ofenwand (2) ist. 14. Furnace wall arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the specific thermal conductivity of the cooling ribs (6) is greater than a specific thermal conductivity of the furnace wall (2).
15. Ofenwand-Schutzelement gekennzeichnet durch Merkmale von wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche. 15. Oven wall protection element characterized by features of at least one of the preceding claims.
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