DE1031803B - Dampferzeuger zur Ausnutzung der Abwaerme staubhaltiger oder aggressiver Gase - Google Patents

Description

• Dampferzeuger zur Ausnutzung der Abwärme staubhaltiger oder aggressiver Gase Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger zur Ausnutzung der Abwärme staubhaltiger oder aggressiver Gase, insbesondere hinter chemischen oder metallu:rgi,schen Ofen.
• Bisher war die Ausnutzung der Abwärme von stark staubhaltigen oder aggressiven Gasen vielfach unwirtschaftlich, weil starke Staubablagerungen oder Rohranfressungen nur kurze Reisezeiten erlaubten und die häufige Unterbrechung der Dampferzeugung den Ofenbetrieb störte. Eine wirtschaftliche Ausnutzung solcher Abgase setzt eine längere Reisezeit voraus, und es kommt darauf an, diese durch geeignete Ausbildung der Kesselzüge und der Heizflächen zu erreichen.
• Bei Kesselanlagen sind senkrechte Gaszüge, die für staubhaltige Gase Vorteile bieten können, bekannt. Bei diesen Anlagen mußten. die Gase die einzelnen senkrechten Züge hintereinander durchströmen. Zur Verhinderung von Korrosionen, die durch aggressive Gase hervorgerufen werden können, kommt es jedoch auch darauf an, daß man die Abkühlung der Gase bei den jeweiligen Belastungen in der Hand hat und bei einer etwaigen Verschmutzung eines Gaszuges die Möglichkeit der Umgehung dieses Gaszuges hat.
• Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, mehrere parallel zueinander liegende, senkrechte Rauchgaszüge, in denen Heizflächen mit jeweils in einer Ebene liegenden Rohren untergebracht sind, vorzusehen und oberhalb dieser senkrechten Gaszüge einen waagerechten Gaskanal anzuordnen, in welchem Absperrorgane angebracht sind, durch die einzelne Gaszüge umgangen oder mehr oder minder stark in den Rauchgasstrom eingeschaltet werden können.
• Eine solche Bauart hat eine Reihe von Vorzügen. Durch Umgehung von einem oder auch mehreren Kesselzügen kann die Abgastemperatur erhöht werden. Dies ist wichtig bei schwefelhaltigen Gasen, um zu verhindern, daß der Taupunkt unterschritten wird. Dieser kann bei einem hohen Prozentsatz von Schwefeldioxyd, z. B. bei Gasen aus Schwefelröstöfen, sehr hoch sein, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit. Ferner hat sich gezeigt. daß die Rauchgase sehr häufig auch grobe Verunreinigungen mit sich führen, die erst bei der ersten oder zweiten Umlenkung aus dem Gasstrom ausgeschieden werden. Diese grobeng Verunreinigungen haften an den Heizflächen nicht fest, sondern streichen an den Heizflächen vorbei und bewirken eine Säuberung von leicht anhaftendem, feinem Staub. Eine Verschmutzung der Heizflächen tritt in diesem Falle erst im dritten oder vierten Zug auf. Durch Umgehung der ersten beiden Züge ist es möglich, auch die letzten Züge mit Rauchgasen zu beaufschlagen, die grobkörnige Bestandteile enthalten, um auf diese Weise die Heizflächen wieder zu säubern. Je nach den Eigenschaften des Staubes ist es aber auch möglich, daß gerade die ersten Züge sich auch zuerst zusetzen. Dann kann durch Ausschaltung des oder der ersten Züge der Dampfierzeug:er nach der vorgeschlagenen. Bauart 'immer noch mit den hinteren Kesselzügen längere Zeit in Betrieb gehalten werden und unter Umständen können an den Heizflächen im verschmutzten Zug solche Arbeiten durchgeführt werden, die eine Reinigung bewirken.
• Die Anordnung eines waagerechten Gaskanals über den Heizflächen hat auch den Vorteil, daß bei unmittelbarem Durchgang der Gase durch den waagerechten Gaskanal die ausfallenden Staubteile durch. die senkrechten Heizgaszüge nadh unten fallen und hiernach abgekühlt in den darunter befindlichen Trichter gelangen. Der ausfallende Staub kann daher nicht zusammensi.ntern, was sonst bei den hohen Temperatur en leicht vorkommt und ein Zuwachsen des Gaskanals oder der Lenkklappen verursacht.
• Es ist vorteilhaft, die Heizgase in der Hauptsache parallel zu den Rohren strömen zu fassen, da hierbei der Abrieb an den Rohren durch die mitgeführten Staubteile am geringsten ist. Außerdem kann bei dieser Rohranordnung, z. B. im Vergleich zu Querstrom, mit hohen Gasgeschwindigkeiten gearbeitet werden, was das Ansetzen der Staubteile verhindert.
• Soll der erzeugte Dampf überhitzt werden, so ist es zweckmäßig, den Überhitzer allein in einem Kesselzug anzuordnen. Es ist dann möglich, mittels der vorgesehenen Absperrorgane audh den Überhitzerzug in Abhängigkeit von der Heißdempftemperatur zu beaufsahlagen.
• Die Heizflächen werden in fluchtender Rohranordnung ausgeführt, um eine mechanische Reinigung zu erleichtern. Es ist jedoch zweckmäßig, die Heizflächen als geschlossene Rohrtafeln auszubilden, weil bei einer solchen Bauform die Verschmutzung am geringsten ist. Der Abstand der Rohrtafeln, die parallel zueinander, im Rauchgasstrom liegen, kann dabei so gewählt werden, -daß zwischen den Rohrtafeln Reinigungsgeräte eingeführt werden können. Die Reinigung der Heiz-#flächen kann von der Decke her oder auch von den Seiten erfolgen. In jedem Falle aber ist es vorteilhaft, die Rohrtafeln von unten abzustützen, um nicht durch obere Aufhängevorrichtungen behindert zu sein.
• Der Erfindungsgegenstand ist an Hand der Ausführungsbeispiele nach Abb. 1 bis 3 näher erläutert. Der in Abb. 1- dargestellte Abhitzekessel weist die senkrechten Züge 1, 2, 3, 4 auf. In diesen Zügen sind die Heizflächen 5 untergebracht und als geschlossene Rohrtafel ausgebildet. Oberhalb der Gaszüge sind die Klappen 6 und 7 und unterhalb der Züge die Klappe 8 angeordnet. Bei hohen Gastemperaturen ist es zwecki n# ßig - wie gezeigt -, die Klappen aus dicht aneinander liegenden, gekühlten Rohren zu bilden. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten kann als Kühlmittel das Arbeitsmittel des Kessels dienen, wobei die Zu- und Ableitung des Kühlmittels in bekannter Weise elastisch, z. B. spiralförmig, ausgebildet werden kann, so daß eine Stopfbuchse nicht benötigt wird. Außer den erwähnten Kesselzügen 1, 2, 3 und 4 ist noch ein Leerzug 9 vorgesehen. Bei geschlossener Klappenstellung ziehen die Rauchgase nacheinander durch die einzelnen Kesselzüge. Wird die Klappe 8 geöffnet, so ist der Zug 1 weitgehend aus dem Rauchgasstrom ausgeschaltet. Durch Offnen der Klappe 6 können die Kesselzüge 1 und 2 und durch Offnen der Klappe 7 die Züge 3 und 4 ausgeschaltet werden. Diese Schaltmöglichkeiten gestatten eine gute Anpassung des Abgaskessels an die Betriebsverhältnisse. Einer der Kesselzüge kann auch als ÜberUitzerzug ausgebildet sein. In diesem Falle könnte durch entsprechende Einstellung der Klappen auch die Heißdampftemperatur geregelt werden. Die als geschlossene Rohrtafeln ausgebildeten Heizflächen 5 sind auf einer unteren, rostartig ausgebildeten Abstützung 10 gelagert. An die Stelle der gemauerten Trennwände zwischen den einzelnen Zügen können ebenfalls geschlossene Rohrtafeln treten, die dann aber besonders gasdicht sein müssen.
• Aus Abb.2 geht die Ausbildung der Rohrtafeln hervor. Ein aus mehreren parallelen Rohren bestehendes Rohrband 11 ist mehrmals schlangenförmig gebogen. Die Enden des Rohrbandes sind durch einen senkrechten Schlitz in der Seitenwand hindurchgeführt und münden in den Verteiler 12 und den Gemischsammler 13 ein. Das Arbeitsmittel wird im Zwanglauf durch die Rohre gefördert. Es ist nicht erforderlich, daß die gesamte Rohrtafel unbedingt gasdicht ist, so schadet es nichts, wenn die innere Rohrschlange nicht Rohr an Rohr liegt, um die Herstellung zu erleichtern. Die Spalten 14 können unter Umständen zur Führung eines Reinigungsgerätes dienen, das mit Armen seitlich zwischen die Rohrtafeln eingreift. Die Rohrtafeln werden zweckmäßig nach einer Seite ausgebaut, jedoch ist auch ein Ausbau nach oben möglich. .In dem' Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 bestehen die Heizflächen zwar auch aus parallel zueinander liegenden Rohrtafeln, aber diese Rohrtafeln liegen in Längsrichtung des Kessels und erstrecken sich als Rohrband 15 Tiber sämtliche Kesselzüge. Diese Bauart erfordert, daß die oberen Absperrorgane 6 und 7 als Schieber ausgebildet sind. Der Leerzug im vorhergehenden Beispiel ist in diesem Falle zu einer Brennkammer 16 erweitert. Diese Kammer dient auch gleichzeitig als Staubabsatzkammer, in der hei verminderter Gasgeschwindigkeit bereits ein großer Teil des mitgeführten Staubes abgelagert wird. Ein Brenner 17 dient als zusätzliche Feuerung, insbesondere heim Anfahren des Kessels zur Vorwärmung des Arbeitsmittels, um zu verhindern, -daß bei kalten Heizflächen der Taupunkt unterschritten wird. Die Brennkammer kann allseitig durch Wasserrohre gekühlt sein. Vor der Gasaustrittsöffnung 18 kann ein Rohrschirm-19 gezogen werden, um die Stäubabscheidung zu fördern.

Claims (6)

1. PATENT ANSPPt'Clil's: 1.. Dampferzeuger zur Ausnutzung der Abwärme staubhaltiger oder aggressiver Gase hinter chemischen oder metallurgischen Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel zueinander liegende, senkrechte Rauchgaszüge- (1, 2, 3, 4) angeordnet sind in denen Heizflächen (5) mit jeweils in einer Ebene liegenden Rohren untergebracht sind, und daß nur oherhall> der senkrechten Gaszüge ein waagerechter Gaskanal angeordnet ist, in welchem Absperrorgane vorgesehen sind, durch die einzelne Gaszüge umgehbar oder mehr oder minder stark in den Rauchgasstrom einschaltbar sind.
2. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen aus senkrechten geschlossenen Rohrtafeln bestehen, die reit Abstand voneinander angeordnet sind und quer zur Längsachse des Dampferzeugers liegen.
3. 3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrtafeln der Heizflächen von unten abgestützt sind und auf einer rostartigen Unterstürzung ruhen.
4. 4. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kesselzug eine ebenfalls aus Rohrtafeln bestehende Überhitzerheizfläche angeordnet ist und die Absperrorgane auch gleichzeitig zur rauchgasseitigen Regelung der Heißdampftemperatur dienen. -
5. 5. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrtafeln in der Längsrichtung des Dampferzeugers liegen und als schlangenförmig gebogenes Rohrband ausgebildet sind.
6. 6. Dampferzeuger. nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß -den Kesselzügen eine Entstaubungskammer mit einer Hilfsfeuerung vorgeschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften; . Deutsche Patentschriften Nr. 428 377, 568 007; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1951, Nr. 15, S. 784, Bild 2.