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DE2909720A1 - Mit feststoffen und mit fluessigbrennstoffen beheizbarer mehrbereichsverbrennungsofen - Google Patents

Mit feststoffen und mit fluessigbrennstoffen beheizbarer mehrbereichsverbrennungsofen

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DE2909720A1
DE2909720A1 DE19792909720 DE2909720A DE2909720A1 DE 2909720 A1 DE2909720 A1 DE 2909720A1 DE 19792909720 DE19792909720 DE 19792909720 DE 2909720 A DE2909720 A DE 2909720A DE 2909720 A1 DE2909720 A1 DE 2909720A1
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flue gas
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flues
incineration furnace
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Karl Ackermann
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Hdg Kessel & App
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Hdg Kessel & App
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Description

L;jpL γ'ϊι·/3 -ι. riiiide: 12. März 1979
Ρ:·-;αΓ:Ε3Π·νν,;.!Π _ r„ Mein zeichen: 110/201 Te.!. OlFvoürf/2333
HDG-Kessel- u. Apparatebau GmbH, 8332 Massing/Rott
Mit Feststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbarer Mehrbereichsverbrennungsofen
030038/03A7
12. März 19 79
Mein Zeichen: 110/201
HDG-Kessel- u. Apparatebau GmbH, 8332 Massing/Rott
Mit Feststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbarer Mehrbereichsverbrennungsofen
Die Erfindung betrifft einen mit Feststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbaren Mehrbereichsverbrennungsofen, mit einem Füllschacht für die zu verbrennenden Feststoffe und mit einem Brenner für die Flüssigbrennstoffe, wobei der Füllschacht mit einer Brennkammer und diese mit als Wärmeaustauscher ausgebildeten Kanälen, den sogenannten Rauchgaszügen, verbunden ist, die zu einem Abzug führen.
Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Feststoffen für die Feuerung in einem Heizkessel die Rauchgaszüge im Laufe der Zeit stark mit Ruß beschlagen werden. Wird der Kessel
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anschließend mit öl beheizt, ohne daß die Rauchgaszüge vorher gründlich gereinigt wurden, dann ist die Wärmeübertragung infolge der Berußung der Wände der Rauchgaszüge stark verringert. Es läßt sich nicht mehr die volle Energie aus dem Kessel gewinnen.
Ferner hat sich gezeigt, daß die Abgastemperatur nicht immer dem gewünschten Sollwert entspricht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Weg zu schaffen, um auch in einem abwechselnd mit Feststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbaren Ofen die optimale Heizleistung zu erhalten und die Heizenergie wirtschaftlich zu nützen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mindestens zwei Rauchgaszüge oder zwei Gruppen von Rauchgaszügen vorgesehen sind, und daß abhängig von der Wahl des Brennstoffes der eine Rauchgaszug oder die eine Gruppe von Rauchgaszügen aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase in einem bestimmbaren Ausmaß, ganz oder teilweise ausschaltbar ist.
Beheizt man einen solchen Verbrennungsofen mit Feststoffen, so schaltet man einen oder eine Gruppe von Rauchgaszügen aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase aus, so daß nur die Wände des anderen Rauchgaszuges oder der anderen Gruppe von Rauchgaszügen von den Verbrennungsgasen bestrichen wer-
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den und daher nur diese im Laufe der Zeit stärkere Rußabscheidungen aufweisen. Stellt man den Betrieb des Ofens auf Flüssigbrennstoffe um, so öffnet man die zunächst aus dem Strömungsweg der Heizgase ausgeschalteten Rauchgasabzüge für die Heizgase ganz oder teilweise und erhält in diesen infolge der sauber gebliebenen Wandungen eine maximale Wärmeaustauschleistung. Vorzugsweise kann man bei Betrieb mit Flüssigbrennstoffen die beim Betrieb mit Feststoffen von den Heizgasen durchflossenen Rauchgaszüge aus der Strömungsbahn der Heizgase ausschalten. Die hierbei erreichte Heizleistung ist bestimmt durch die Anzahl der vollständig oder teilweise offenen Rauchgaszüge. Sie ist aber infolge der Sauberkeit von deren Wänden optimal. Man kann bei Temperaturmessung der Abgase im Abzug des Ofens erkennen, ob die gemessene niedrige Temperatur den Vorschriften entspricht und somit die gewünschte Wärmeausnützung erfolgt ist und gegebenenfalls eine andere Schaltstellung wählen.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung sind für die Ein- und Ausschaltung des einen Rauchgaszuges oder der ersten Gruppe von Rauchgaszügen eine oder mehrere schwenkbare, am oberen Ende der Rauchgaszüge angeordnete Verschlußklappen vorgesehen. Eine solche Verschlußklappe kann zwischen den Rauchgaszügen angeordnet sein, tind dann alternativ zum vollständigen oder teilweisen Verschließen des einen oder der anderen Rauchgaszüge dienen. Vorzugsweise ist eine Mit-
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telstellung der Verschlußklappe einstellbar,in der beide Gruppen von Rauchgaszügen für die Durchströraung der Verbrennungsgase geöffnet sind. Bei dieser Einstellung erhält man infolge der Vergrößerung der für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Fläche eine höhere Energieleistung bei Betrieb mit Flüssigbrennstoffen, da die Heizgase einerseits durch die für den Betrieb für Flüssigbrennstoffe vorgesehenen sauberen Rauchgaszüge und gleichzeitig auch durch die u.U. bereits etwas berußten Rauchgaszüge für den Betrieb mit Feststoffen strömen.
Um die aus dem Verbrennungsofen erzielbare Heizleistung noch besser den jeweiligen Bedürfnissen anpassen zu können, umfaßt die Verschlußklappe vorzugsweise mehrere Einzelklappen, mit denen die Rauchgaszüge nach Wahl ganz oder teilweise abdeckbar sind. Vorzugsweise ist die Verschlußklappe von außerhalb des Ofens betätigbar. Insbesondere kann gemäß einer vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung ein Stellgetriebe für die Verschlußklappen vorgesehen sein, mit dem nach Maßgabe der Abgastemperatur die Stellung der Verschlußklappe regelbar ist. Hierdurch ist es möglich, daß bei niedriger Abgastemperatur die Klappe ganz oder weitgehend geschlossen ist und bei hoher Abgastemperatur geöffnet wird, um die Energie wirtschaftlich zu nützen.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung sind die Rauchgaszüge durch zwei oder mehrere parallel zueinander angeordneten Flammenrohre gebildet. Diese sind, um als Wärme-
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- sr -
/ir
austauscher zu dienen, mit einem Mantel für die Durchleitung des zu beheizbaren Wassers umgeben. Der Vorteil der Verwendung von Flammenrohren besteht darin, daß diese mit Hilfe einer Rundbürste leicht und zuverlässig gereinigt werden können, so daß nach der Reinigung die gesamte Wandfläche wieder für eine maximale Energieübertragung zur Verfügung steht.
Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung können die Rauchgaszüge aber auch durch eine Vielzahl von in Abständen zueinanderverlaufender paralleler Wandflächen gebildet sein, die ihrerseits wieder als Wasserheiztaschen für die Durchleitung des zu beheizenden Wassers ausgebildet sind. Bei dieser Ausgestaltung der Rauchgaszüge hat man eine besonders große Wandfläche für den Wärmeaustausch zur Verfügung. Der Nachteil derart ausgebildeter Rauchgaszüge ist durch ihre schwierigere Reinigung bedingt. Es muß immer damit gerechnet werden, daß bei einer Säuberung Ecken und Randbereiche nicht vollständig erfaßt werden und dann für die Wärmeübertragung weitgehend ausfallen. Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Hierin zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Verbrennungsofen der erfindungsgemäßen
Art,
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Fig. 2 drei Wasserheiztaschen in perspektivischer, abgebrochener Darstellung, wie sie in dem Verbrennungsofen nach Fig. 1 eingebaut sind,
Fig. 3 eine Vielzahl von Flammenrohren in perspektivischer Darstellung, wie sie an Stelle der in Fig. 1 und 2 gezeigten Rauchgaszüge in einem Verbrennungsofen verwendbar sind und
Fig. 4 einen Verbrennungsofen mit automatischer Steuerung der Klappen*
Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Verbrennungsofen 1 ist von einem Isoliermantel 2 umgeben. Ein Füllschacht 3 ist mit einer Tür 4 nach oben verschlossen, die öffnungen 5 für eine Sekundärluftzufuhr aufweist. Nach unten ist der Füllschacht frei von einem Gitterrost 6 begrenzt, durch den die bei der Verbrennung anfallenden Rückstände als Asche hindurchfallen. Zwischen dem Füllschacht 3 und dem Isoliermantel 2 des Ofens ist ein Kanal 7 vorgesehen, der im Bereich seiner Sohle mit einer regulierbaren Frischluftzufuhr 8 in Verbindung steht,um eine vollständige Verbrennung der Schwelgase aus dem Füllschacht 3 zu erzielen.
In einem Durchlaß 11a zwischen dem Füllschacht 3 und einer Brennkammer 10 befindet sich ein Brenner 9 für Flüssig-
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brennstoff. Das nach oben strömende Heizgas gelangt aus dem oberen Ende der Brennkammer 10 in die Rauchgaszüge 11 und/oder 12 und aus diesen in den Abzugskanal 13.
Eine beim Anheizen des Ofens mit Feststoffen zunächst geöffnete Luftklappe 14 vor dem Abzug 15 befindet sich nach Erreichen eines gleichmäßigen Verbrennungsvorganges in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Die Heizgase gelangen aus der Brennkammer 10 in den Rauchgaszug 11, strömen in diesem nach unten und werden umgelenkt, um im Abzugskanal 13 nach oben und durch den Abzug 15 abzuziehen. Bei dieser Betriebsart ist der Rauchgaszug 12 mittels einer am oberen Ende der Rauchgaszüge 11 und 12 zwischen beiden angeordneten schwenkbaren Klappe 16 verschlossen. Diese Klappenstellung b ist gestrichelt dargestellt.
Bei Umstellung des Ofens auf Ölbetrieb wird die Klappe 16 im Beispiel vollständig umgelegt, so daß der Rauchgaszug für die nach unten strömenden Heizgase verschlossen ist. Diese Klappenstellung a ist mit ausgezogenen Strichen eingezeichnet. Bei diesem Heizbetrieb strömt das Heizgas aus der Brennkammer 10 durch den Rauchgaszug 12 und gibt seine Wärme an die die Kammerwand umgebenden Wärmetauscher 17 ab. Die durch den Betrieb mit Feststoffen berußten Wände des Rauchgaszuges 11 brauchen von den Heizgasen bei Betrieb mit
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Flüssigbrennstoff nicht berührt zu v/erden. Infolge der guten Wärmeaustauschleistung sind bei diesem Betriebszustand die im Abzug 15 meßbaren Temperaturen der Abgase den Vorschriften entsprechend niedrig.
Benötigt man aber eine besonders hohe Heizleistung des Ofens, hat man die Möglichkeit, bei ölbetrieb durch Einstellung der Klappe 16 ihre punktierte Mittelstellung c, die Züge 11 und 12, beide gleichzeitig für das aus der Brennkammer 10 ausströmende Heizgas zu öffnen. Die Wärme wird dann durch die nach unten strömenden Heizgase sowohl an die Wände des Rauchgaszuges 12, als auch, wenn auch u.U. mit etwas verringertem Nutzeffekt infolge der bereits erfolgten Berußung aus vorheriger Benutzung des Ofens mit Festbrennstoffen an die Wände der Rauchgaskammer 11 abgegeben. Zwischen den Wandflächen der Rauchgaszüge 11 und befindet sich in Wasserheiztaschen 17 das zu erwärmende Wasser. Die Wandflächen der Rauchgaszüge 11 und 12 bilden somit gleichzeitig die Seitenwandflachen von flachen Wärmeaustauschern 17, die in Abständen voneinander parallel angeordnet sind. In Fig. 2 sind diese Wasserheiztaschen in perspektivischer Darstellung gezeigt. Man erkennt, daß man bei Reinigung mittels Bürsten nur schlecht alle Flächenbereiche der Heiztaschen 17, insbesondere im Bereich ihres unteren Randes, erreichen kann und deshalb kaum mit einem optimalen Nutzeffekt des Wärmeaustausches rechnen darf. Be-
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vorzugt werden deshalb Flammenrohre 18 als Rauchgaszüge 18a,b vereinigt, siehe Fig. 3, eingebaut sein.
Die einzelnen Flammenrohre verlaufen parallel zueinander, lotrecht in dem Ofen und sind von einem Mantel 19 für die Wasserzuführung umgeben. Diese Flammenrohre 18 lassen sich gründlich mit Hilfe einer Rundbürste reinigen, ohne daß mit restlichen berußten Wandbereichen gerechnet werden muß.
Bei Verwendung einer Gruppe von Flammenrohren 18 kann die Klappe 16, wie aus der Zeichnung ersichtlich, aus an Stangen 20 befestigten Einzelklappen 16 ajo bestehen, die außerhalb des Ofens von Hand mit Hilfe eines Hebelgestänges gemeinsam betätigt werden. Damit ist es möglich, die Flammenrohre gruppenweise teilweise oder ganz abzudecken oder zu öffnen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, eine dem Bedarf entsprechende Energiesteuerung vorzunehmen.
Um die maximale Heizleistung des Verbrennungsofens zu erzielen, werden die Klappen 16 in lotrechte Stellung gebracht, dann sind sämtliche Flammenrohre 18 a^b für die Durchströmung des Heizgases offen.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ofen ist das Stellgestänge 20 mit einem Stellgetriebe 21 verbunden. Dieses wird über
- IO -
- 5
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einen Abgasthermostaten 22, nach Maßgabe der mittels eines Meßfühlers 23 im Abzug gemessenen Temperatur der Abgase gesteuert .
Bei Betrieb des Ofens ist es dadurch möglich, bei hoher Abgastemperatur die Verschlußklappen in Offenstellung zu bringen und damit die Heizenergie besser zu nützen. Sollte die Abgastemperatur sinken, können die Flammenrohre 18 teilweise oder ganz geschlossen werden. Eine für den Betrieb des Ofens mit Feststoffen häufig wünschenswerte vollständige Abdeckung der Rauchgaszüge 18a kann jedoch auch bei Vorhandensein eines Stellgetriebes 21 vorgenommen werden. Andererseits läßt sich auch bei Betrieb des Ofens mit Flüssigbrennstoffen unabhängig von den mittels Stellgetriebe 21 betätigbaren Klappen eine vollständige oder teilweise Abdeckung der für den Betrieb des Ofens mit Feststoffen vorgesehenen Rauchgasabzüge 18b mit Hilfe einer unabhängig von dem Stellgetriebe betätigbaren Verschlußklappe 24 erzielen.
Beispiel
Bei Anheizen des Ofens mit Feststoffen^ stellt man beispielsweise den Kesselthermostaten auf 70° C ein. Die für den Betrieb mit Feststoffen vorgesehenen Rauchgaszüge sind offen. Steigt die Abgastemperatur über beispielsweise 250° C an, dann öffnet das Stellwerk 21 die Verschlußklappen 16a,b für die Rauchgaszüge 18 so weit und so lange, bis die Abgastem-
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peratur von 250° C erreicht ist. Damit ist der wirtschaftlichste Betrieb des Ofens gewährleistet.
Bei ölbetrieb ist der Vorgang praktisch derselbe, Lediglich ist die Möglichkeit vorgesehen, wenn erwünscht, die Abdeckung der berußten Rauchgaszüge von Hand vorzunehmen.
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Claims (1)

12. März 1979
Mein Zeichen: 110/201
Patentansprüche
Mit Feststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbarer Mehrbereichsverbrennungsofen mit einem Füllschacht für die zu verbrennenden Feststoffe und mit einem Brenner für die Flüssigbrennstoffe, wobei der Füllschacht mit einer Brennkammer und diese mit als Wärmetauscher ausgebildeten Kanälen, den sogenannten Rauchgaszügen, verbunden ist, die zu einem Abzug führen, dadurch gekenn zeichnet, daß zv/ei Rauchgaszüge (11,12) oder zwei Gruppen (18a,18b) von Rauchgaszügen vorgesehen sind, und daß abhängig von der Wahl des Brennstoffes der eine Rauchgaszug (12) oder die eine Gruppe von Rauchgaszügen (18b) aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase in einem bestimmbaren Ausmaß ganz oder teilweise ausschaltbar ist.
2. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Wahl des Brennstoffes der zweite (11) oder die zweite Gruppe (18a) von Rauchgaszügen aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase in einem bestimmbaren Ausmaß ganz oder teilweise ausschaltbar ist.
3. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
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Rauchgaszüge durch eine Vielzahl parallel zueinander angeordneter Flammenrohre (18a,b) gebildet sind.
4. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgaszüge (11,12) durch in Abständen parallel zueinander verlaufende Wandflächen (17) begrenzt sind.
5. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgaszüge (11,12,18a,b) als Wärmeaustauscher ausgebildet sind.
6. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenrohre mit einem Mantel (19) für die Durchleitung des zu beheizenden Wassers umgeben sind.
7. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandflächen der Rauchgaszüge als Wasserheiztaschen (17) für die Durchleitung des zu beheizenden Wassers ausgebildet sind.
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ORIGINAL INSPECTED
8. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgaszüge mit einer oder mehreren schwenkbaren, am oberen Ende der Rauchgaszüge angeordneten Verschlußklappen (16,16a,b) aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase ganz oder teilweise ausschaltbar sind.
9. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe (16) zwischen den beiden Rauchgaszügen (11,12) angeordnet ist und alternativ zum vollständigen oder teilweisen Verschließen des oder der einen oder der anderen Rauchgaszüge dient.
10. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Mittelstellung (c) der Verschlußklappe beide Rauchgaszüge für die Durchströmung der Verbrennungsgase geöffnet sind.
11. Mehrbereichsverbrennungsofen mit zwei Gruppen von Rauchgaszügen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe mindestens zwei Einzelklappen umfaßt, mit denen nach Wahl Gruppen von Rauchgaszügen ganz oder teilweise
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abdeckbar sind.
12. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe oder -klappen von außerhalb des Verbrennungsofens betätigbar sind.
13. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellgetriebe für die Betätigung der Verschlußklappen vorgesehen, mit dem nach Maßgabe der Abgastemperatur die Stellung der Verschlußklappe oder -klappen regelbar ist.
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