DE1301428B

DE1301428B - Zwangdurchlaufdampferzeuger mit Hauptfeuerung und Kleinlastfeuerung

Info

Publication number: DE1301428B
Application number: DES98044A
Authority: DE
Inventors: Litwinoff Richard
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1965-07-01
Filing date: 1965-07-07
Publication date: 1969-08-21
Also published as: CH441596A; ES328555A1; NL6512135A; GB1090379A; BE683180A; US3400559A

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwangdurchlaufdampferzeuger, in dessen Brennkammer außer einer Hauptfeuerung eine im wesentlichen räumlich zentrale Kleinstlastfeuerung angeordnet ist.

Es ist eine Dampferzeugungsanlage mit in den Brennkammerecken angeordneten Schwenkbrennern bekannt, mit deren Hilfe das Feuer in der Brennkammer in deren Achsrichtung verlagert werden kann, um die Dampfaustrittstemperatur des Hochdrucküberhitzers zu regem. Auch wenn man durch Drosseln der Brennstoffzufuhr zu den Schwenkbrennern den Betrieb an kleinere Lasten anpassen würde, könnte damit kein Kleinstlastbetrieb in für die Brennkammerbohrung gefahrloser Weise durchgeführt werden, weil wegen der Anordnung der Brenner in den Brennkammerecken auch bei kleinstem Feuer auf die in unmittelbarer Nähe der Brenner befindlichen Rohre mehr Wärme einfällt als auf die von den Brennern weiter weg befindlichen Rohre. Diese »sehen« das Feuer unter einem kleineren Raumwinkel als die ao ersterwähnten Rohre. Kleinstlastbetrieb liegt z. B. vor, wenn der Dampferzeuger zum Ausgleich des Tagesenergiebedarfs über Nacht mit geringer Last durchgefahren werden muß.

Die Erfindung geht deshalb aus von der eingangs vorausgesetzten Anordnung einer besonderen räumlich zentralen Kleinstlastfeuerung, deren Feuer von allen Punkten der Brennkammerwand etwa unter dem gleichen Raumwinkel gesehen wird, so daß bei Kleinstlastbetrieb auf alle Brennkammerwandrohre etwa gleich viel Wärme einfällt. Es hat sich dabei aber gezeigt, daß sich bei Kleinstlastbetrieb von der Kleinstlastfeuerung ausgehende heiße Gassträhnen bilden, die die Berohrung der Brennkammerdecke oder gegebenenfalls von dort in die Brennkammer ragende Schottwandheizflächen gefährden, zumal die Arbeitsmittelströmung in den Rohren der geringen Feuerleistung entsprechend klein gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei Kleinstlastbetrieb eine Bildung von heißen Gassträhnen vermieden ist. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß an die Kleinstlastfeuerung eine an sich bekannte Rauchgasrückführleitung angeschlossen ist und daß an der Kleinstlastfeuerung ein Organ vorgesehen ist, das das rückgeführte Rauchgas oberhalb des Feuers der Kleinstlastfeuerung im wesentlichen radial nach außen gleichmäßig verteilt. Hierdurch wird erreicht, daß der in der Kleinstlastfeuerung entstehende heiße Gasstrom durch Zumischen von rückgeführtem Rauchgas gekühlt wird und zugleich über den Querschnitt am Eintritt des Gases in die Berührungsheizfläche oder gegebenenfalls in die Schottwandheizfläche gleichmäßig verteilt auf diese Heizflächen trifft. Durch die Erfindung wird also auf einfache Weise die Bildung heißer Gassträhnen vermieden, ebenso die damit verbundenen Gefahren für die Heizflächen. Außerdem kann man mit der erfindungsgemäßen Anordnung den Wiederhochfahrvorgang des Dampferzeugers nach dem Nachtbetrieb unterstützen, so daß dieser Vorgang beschleunigt abläuft.

Die Rückführung von Rauchgas in die Brennkammer eines Dampferzeugers ist an sich bekannt. Hierbei wird durch das rückgeführte Rauchgas der Wärmeübergang auf das Arbeitsmittel beeinflußt, um die Endtemperatur des Heißdampfes zu regeln. Die bekannte Rauchgasrückführung kann das der Erfindung zugrunde liegende Problem nicht lösen, weil durch die bekannte Maßnahme das Feuer der Kleinstlastfeuerung in Richtung der Brennkammerachse konzentriert würde. Wesentlich für die Erfindung ist dagegen, eine möglichst gleichmäßige Verteilung des heißen Gases der Kleinstlastfeuerung auf den Querschnitt am Eintritt in die Schottwand- oder Berührungsheizflächen zu erreichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen Dampferzeuger mit einer in der Brennkammermitte fest angeordneten Kleinstlastfeuerung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kleinstlastfeuerung in größerem Maßstab als in F i g. 1 und

Fig. 3 ein Diagramm, das über der Last des Dampferzeugers den Verlauf der Leistung der Feuerungen zeigt.

Bei dem Dampferzeuger gemäß Fig. 1 ist die rechteckigen Querschnitt aufweisende Brennkammer 1 mit Rohren 2 ausgekleidet, die die Verdampferheizfläche bilden. Im oberen Teil der Brennkammer sind Schottwandheizflächen 46 angeordnet, die von Hochdruckdampf oder von teilentspanntem Dampf durchströmt werden und dementsprechend Überhitzer- oder Zwischenüberhitzerheizflächen sind. Im Rauchgaszug 11 des Dampferzeugers sind in bekannter Weise Heizflächen 14,15,16 und 17 angebracht, die z. B. als weitere Überhitzerheizflächen oder Zwischenüberhitzerheizflächen und als Economiserheizflächen dienen. In den vier Ecken der Brennkammer 1 sind Brenner 3 angeordnet, die die Hauptfeuerung bilden. In der Mitte des Brennkammerraums befindet sich eine als Ganzes mit 5 bezeichnete Kleinstlastfeuerung, die über eine Leitung 6 mit Ventil 18 Brennstoff, z. B. öl, und über eine Leitung 7 mit Ventil 19 Luft zugeführt erhält. Die Kleinstlastfeuerung 5 ist fest in der Brennkammer 1 angeordnet, und ihr in die Brennkammer ragender Teil ist mit einer Rohrwendel 4 umgeben, durch die ein Kühlmittel fließt. Die Kühlmittelzu- und -abfuhr der Rohrwendel ist mit den Bezugszeichen 8 und 9 angedeutet. Als Kühlmittel wird zweckmäßigerweise Wasser verwendet, das aus dem Arbeitsmittelkreislauf des Dampferzeugers stammt, indem die Rohrwendel z. B. zur Economiserheizfläche parallel geschaltet wird. An die Kleinstlastfeuerung 5 ist eine vom Rauchgaszug 11 abzweigende Rauchgasrückführleitung 10 angeschlossen. Das Rauchgas wird mittels eines in der Leitung 10 angeordneten Gebläses 12 der Kleinstlastfeuerung 5 zugeführt und die Menge des Rauchgases mittels eines Ventils 13 eingestellt. ;

Die konstruktiven Einzelheiten der Kleistlastfeuerung ergeben sich aus F i g. 2, in der das obere Ende der Verbrennungsluftleitung 7 als Rohrmantel zu erkennen ist, der von der Kühlrohrwendel 4 umgeben ist. Innerhalb des Rohrmantels 7 befindet sich das letzte Stück der Rauchgasrückführleitung 10, die an ihrem oberen Ende eingeschnürt ist. Das eingeschnürte Ende ist mit dem Ende des Rohrmantels 7 über einen kegeligen Mantel verbunden, in dem gleichmäßig über den Umfang verteilt vier Brenner 22 angebracht sind. Jeder Brenner 22 ist von konzentrischen Luftleitblechen 23 umgeben, die verstellbar sein können. Die Brennstoffzuführleitung 6 er-

streckt sich in den Ringraum zwischen dem Rohrmantel? und der Rauchgasrückführleitung 10 und mündet in eine Ringleitung 25, von der zu jedem Brenner 22 eine Zuführleitung 24 abzweigt. Das obere eingeschnürte Ende der Rauchgasleitung 10 ist durch ein Tellerventil 33 verschließbar, das mit seinem Schaft 20 in zwei Lagern 31 und 32 geführt ist.

Diese Lager werden über vier radiale Wände 30 gehalten, die vor der Einschnürung der Leitung 10 in dieser befestigt sind. Zwischen dem Lager 32 und dem freien Ende des Ventilschafts 20 ist eine Feder 34 vorgesehen, die auf das Tellerventil 33 in schließendem Sinne wirkt. Von der Rauchgasrückführleitung 10 zweigen ungefähr auf halber Höhe des in die Brennkammer ragenden Rohrmantels 7 radiale Rohre 36 ab, die in einen Ringkanal 35 münden, der sich ringsum innerhalb des Rohrmantels 7 erstreckt. Im Rohrmantel 7 sind im Bereich des Ringkanals 35 Löcher 37 vorgesehen, durch die Rauchgas austreten kann, das dann an der Rohrwendel 4 vorbei nach oben strömt.

Bei Normallast des Dampferzeugers sind nur die Eckenbrenner 3 der Hauptfeuerung in Betrieb, während die Kleinstlastfeuerung 5 abgeschaltet ist. Die Kleinstlastfeuerung wird dabei durch das durch die Rohrwendel 4 strömende Kühlmittel geschützt. Gegebenenfalls kann als weiterer Schutz eine geringe Menge Kühlluft in Richtung des Pfeils 27 durch den Ringraum zwischen Rohrmantel 7 und Rauchgasrückführleitung 10 geleitet werden; sie dient nach Durchtritt durch die Luftleitbleche 23 als Sekundärluft in der Brennkammer 1. Ferner kann während dieses Betriebs — also bei abgestellten Brennern 22 — zum Kühlen Rauchgas durch die Leitung 10 der Kleinstlastfeuerung strömen. Gemäß Fig. 3 bleibt die Hauptfeuerung bis etwa 35 % der Normallast des Dampferzeugers hinunter allein in Betrieb (Fläche B). Bei Unterschreiten dieser Last wird die Kleinstlastfeuerung 5 gezündet, und gleichzeitig wird die Hauptfeuerung, von der dann nur noch die oberste Reihe der Eckenbrenner 3 in Betrieb ist, brüsk zurückgenommen. Bei weiterer Verkleinerung der Last wird dann die Hauptfeuerung ganz abgeschaltet, so daß dann die Kleinstlastfeuerung 5 allein in Betrieb ist, deren Leistung entsprechend der Fläche A in F i g. 3 noch weiter verkleinert werden kann, indem die Brennstoffzufuhr mit Hilfe des Ventils 18 verändert wird. Das durch die Rückführleitung 10 strömende Rauchgas drückt das Tellerventil 33 auf und wird durch dieses oberhalb des Feuers der Brenner 22 radial nach außen gleichmäßig verteilt (Pfeile 28). Je nach der Stellung des Tellerventils 33 verändert der sich über das Feuer ausbreitende Rauchgasschleier seine Lage. Damit wird verhindert, daß von der Kleinstlastfeuerung 5 aus heiße Gassträhnen einzelne Schottwände oder Teile davon unzulässig stark beheizen. Durch die Feder 34 wird auch bei einer sehr kleinen rückgeführten Rauchgasmenge eine ausreichende minimale Ausströmgeschwindigkeit gewährleistet.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Stellung des Tellerventils 33 von Hand oder in Abhängigkeit einer im Bereich des Brennkammerendes gemessenen Temperatur zu beeinflussen. Zu diesem Zweck wird eine Temperaturmeßstelle, z. B. bei 95, an einer der Schottwandheizflächen 46 vorgesehen.

Claims

Patentansprüche:

1. Zwangdurchlauf dampferzeuger, in dessen Brennkammer außer einer Hauptfeuerung eine im wesentlichen räumlich zentrale Kleinstlastfeuerung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kleinstlastfeuerung eine an sich bekannte Rauchgasrückführleitung angeschlossen ist und daß an der Kleinstlastfeuerung ein Organ vorgesehen ist, das das rückgeführte Rauchgas oberhalb des Feuers der Kleinstlastfeuerung im wesentlichen radial nach außen gleichmäßig verteilt.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleinstlastfeuerung aus mehreren um eine Mittelachse angeordneten Brennern besteht und die Rauchgasrückführleitung als zentrales Rohr in die Kleinstlastfeuerung geführt ist und daß das Verteilorgan für das rückgeführte Rauchgas in Form eines Tellerventils ausgebildet und am oberen Ende des zentralen Rohres angebracht ist.

3. Dampferzeuger nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelvorrichtung vorgesehen ist, die die Menge des rückgeführten Rauchgases in Abhängigkeit einer im Bereich des Brennkammerendes gemessenen Temperatur einstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen