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DE4107359A1 - Boiler air temp. regulation system - reduces exhaust heat after air pre heater and delivers to air - Google Patents

Boiler air temp. regulation system - reduces exhaust heat after air pre heater and delivers to air

Info

Publication number
DE4107359A1
DE4107359A1 DE4107359A DE4107359A DE4107359A1 DE 4107359 A1 DE4107359 A1 DE 4107359A1 DE 4107359 A DE4107359 A DE 4107359A DE 4107359 A DE4107359 A DE 4107359A DE 4107359 A1 DE4107359 A1 DE 4107359A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
air preheater
heat
heater
flue gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4107359A
Other languages
German (de)
Inventor
Henner-Siegbert Schloms
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Original Assignee
VEAG Vereinigte Energiewerke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by VEAG Vereinigte Energiewerke AG filed Critical VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority to DE4107359A priority Critical patent/DE4107359A1/en
Publication of DE4107359A1 publication Critical patent/DE4107359A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

The system regulates combustion air temperature in a boiler fired by pulverised coal, using an exhaust-heated air pre-heater. The amt. of heat in the exhaust, after the pre-heater(1) is reduced while maintaining the efficiency of the latter. The heat-difference is delivered to the combustion air in the form of vaporisation heat after the pre-heater. This can be done in the form of superheating heat raising the air temperature after the pre-heater. There can be a heat-exchanger(4) in the exhaust after the pre-heater, connected by pipe to a further one(5) before the pre-heater. A distributor pipe(15) is connected to the air outlet(9) from the pre-heater, as is the outlet from the second exchanger. ADVANTAGE - Increases speed of combustion air without reducing pre-heater output.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Regelung der Verbrennungslufttemperatur an einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel unter Einbeziehung eines rauchgasbeheizten Luftvorwärmers im Rauchgaskanal.The invention relates to a method and an arrangement to control the combustion air temperature on one coal-fired steam boiler with inclusion of a flue gas heated air preheater in the flue gas duct.

Zur Regelung der Verbrennungslufttemperatur an kohlen­ staubgefeuerten Dampfkesseln ist es bekannt, daß man die Lufteintrittstemperatur vor dem Luftvorwärmer dadurch verändert, daß die Luft aufgeheizt bzw. abgekühlt wird oder die Heißluft durch Umgehungskanäle (DD 2 72 906) um den luftseitigen Luftvorwärmer herum mit Kaltluft ge­ mischt wird. Beide Varianten bewirken eine negative Be­ einflussung des Wirkungsgrades des Wärmetauschers, wo­ durch die Abgasverluste steigen.To control the combustion air temperature on coal dust-fired steam boilers, it is known that one the air inlet temperature before the air preheater changed that the air is heated or cooled or the hot air through bypass ducts (DD 2 72 906) the air-side air preheater around with cold air is mixed. Both variants have a negative impact influence the efficiency of the heat exchanger where caused by the exhaust gas losses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbrennungs­ lufttemperatur an einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkes­ sel abzusenken, derart, daß die Wärmeleistung des Luft­ vorwärmers nicht verschlechtert, die Verbrennungsluft­ geschwindigkeit aber erhöht wird.The invention has for its object the combustion air temperature on a coal-fired steam steam sel lower, so that the heat output of the air preheater does not deteriorate the combustion air speed but is increased.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Wärmemenge des Rauchgases nach dem Luftvorwärmer unter Beibehaltung des Wirkungsgrades des Luftvorwärmers reduziert und die Wärmedifferenz in Form von Verdampfungs­ wärme der Verbrennungsluft nach dem Luftvorwärmer zu­ geführt wird. Die Wärmedifferenz kann auch in Form von Überhitzungswärme auf die Austrittstemperatur der Heiß­ luft nach dem Luftvorwärmer angehoben und der Verbren­ nungsluft nach dem Luftvorwärmer zugemischt werden.This is achieved in that the Heat quantity of the flue gas after the air preheater below Maintaining the efficiency of the air preheater reduced and the heat difference in the form of evaporation heat the combustion air after the air preheater to be led. The heat difference can also be in the form of Superheat to the hot outlet temperature air is raised after the air preheater and the burning air can be mixed in after the air preheater.

Die Anordnung zur Regelung der Verbrennungslufttemperatur unter Einbeziehung eines rauchgasbeheizten Luftvorwärmers im Rauchgaskanal besteht darin, daß im Bereich des Rauch­ gaskanales nach dem Luftvorwärmer ein Wärmetauscher vorgesehen ist, der über eine Verbindungsleitung mit einem weiteren Wärmetauscher im Rauchgaskanal vor dem Luftvorwärmer sowie eine Verteilerleitung mit dem Luftaustrittskanal nach dem Luftvorwärmer verbunden ist, wobei der Ausgang des Wärmetauschers ebenfalls in den Luftaustrittskanal nach dem Luftvorwärmer ein­ gebunden ist. In weiterer Ausbildung ist der Wärme­ tauscher hinter dem Luftvorwärmer mit einer Wasserein­ speisung versehen. In die Verteilerleitung und die Verbindungsleitung sind Regelventile eingesetzt.The arrangement for regulating the combustion air temperature including a flue gas heated air preheater in the flue gas duct is that in the area of the smoke  gas channels after the air preheater a heat exchanger is provided which with a connecting line another heat exchanger in the flue gas duct before Air preheater and a distribution line with the Air outlet duct connected after the air preheater is, the output of the heat exchanger also into the air outlet duct after the air preheater is bound. In further training is warmth exchanger behind the air preheater with a water supply. In the distribution line and the Control valves are used for the connecting line.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungs­ beispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeich­ nung zeigt die Anordnung in schematischer Darstellung.The invention is intended to be an embodiment example will be explained in more detail. The associated drawing voltage shows the arrangement in a schematic representation.

Im Bereich des Rauchgaskanales 6 ist nach dem Luftvor­ wärmer 1 ein Wärmetauscher 4 angeordnet, der mit einer Wassereinspeisung 7 versehen ist und über eine Pumpe ständig gefüllt gehalten bleibt. Der Wärmetauscher 4 ist über eine Verbindungsleitung 16 mit einem weiteren Wärmetauscher 5 im Rauchgaskanal 8 vor dem Luftvor­ wärmer 1 sowie eine Verteilerleitung 15 mit dem Luft­ austrittskanal 9 nach dem Luftvorwärmer 1 verbunden, wobei der Ausgang des zweiten Wärmetauschers 5 eben­ falls in den Luftaustrittskanal 9 nach dem Luftvor­ wärmer 1 eingebunden ist. In die Verteilerleitung 15 und die Verbindungsleitung 16 sind Regelventile 11; 12 eingesetzt.In the area of the flue gas duct 6 , a heat exchanger 4 is arranged after the Luftvor warmer 1 , which is provided with a water feed 7 and is kept constantly filled by a pump. The heat exchanger 4 is connected via a connecting line 16 to a further heat exchanger 5 in the flue gas duct 8 in front of the air preheater 1 and a distributor line 15 to the air outlet duct 9 after the air preheater 1 , the output of the second heat exchanger 5 also being connected to the air outlet duct 9 the Luftvor warmer 1 is involved. In the distribution line 15 and the connecting line 16 are control valves 11 ; 12 used.

Bei der Beaufschlagung des Wassers im Wärmetauscher 4 mit heißen Rauchgasen kann sich der sich bildende Was­ serdampf über die Verteilerleitung 15 im Luftaustritts­ kanal 9 über Dampfverteiler 13 frei entspannen. Damit wird eine bestimmte Wärmemenge den Rauchgasen nach dem Luftvorwärmer 1 entzogen, an das Wasser im Wärmetauscher 4 in Form von Verdampfungswärme übertragen und anschlie­ ßend in die Heißluft nach der Luftseite 2 des Luft­ vorwärmers 1 entspannt. Die Druckregelung der Anord­ nung ist so gestaltet, daß sich die Temperatur des Dampfes im Bereich oberhalb 100-125°C einstellt. Bei abgesperrter Verteilerleitung 15 strömt der Was­ serdampf aus dem Wärmetauscher 4 über die Verbindungs­ leitung 16 und den Wärmetauscher 5, wo er weiter er­ hitzt wird, bevor er in die Heißluft nach der Luft­ seite 2 des Luftvorwärmers 1 entspannt wird.When the water in the heat exchanger 4 is subjected to hot flue gases, the water vapor which forms can relax freely via the distributor line 15 in the air outlet channel 9 via the steam distributor 13 . So that a certain amount of heat is removed from the flue gases after the air preheater 1 , transferred to the water in the heat exchanger 4 in the form of heat of vaporization and then expanded into the hot air to the air side 2 of the air preheater 1 . The pressure control of the Anord voltage is designed so that the temperature of the steam is in the range above 100-125 ° C. When the distribution line 15 is blocked, what flows of steam from the heat exchanger 4 via the connecting line 16 and the heat exchanger 5 , where it is heated further before it is expanded into the hot air after the air side 2 of the air preheater 1 .

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Heiß­ luft nach dem Luftvorwärmer 1 im Bereich des Luft­ austrittskanales 9 im Wasserdampfgehalt angehoben und bewirkt eine Absenkung der Heißlufttemperatur und gleichzeitig eine Wärmeinhaltsvergrößerung. Die Heiß­ luftgeschwindigkeit erhöht sich durch die Volumen­ vergrößerung durch Befeuchtung. Durch die geregelte Heißlufttemperatur durch Befeuchtung kann die Brenn­ kammertemperatur entsprechend den technologischen Anforderungen beeinflußt werden. Die Zweistufenbe­ feuchtung ermöglicht eine separate Heißluftsteuerung bei Mehrstufenmischluftbrennern an Dampfkessel­ systemen.Due to the arrangement according to the invention, the hot air after the air preheater 1 in the area of the air outlet duct 9 is raised in the water vapor content and brings about a reduction in the hot air temperature and at the same time an increase in the heat content. The hot air speed increases as the volume increases due to humidification. The temperature of the combustion chamber can be influenced by the controlled hot air temperature by humidification in accordance with the technological requirements. The two-stage humidification enables separate hot air control in multi-stage mixed air burners on steam boiler systems.

Durch die Erhöhung der Heißluftmenge bei Beibehaltung des Sauerstoffwertes und die Erhöhung des Wärmeinhaltes (Abgasverlustmessung) verbessert sich der Brennkammer­ wirkungsgrad. By increasing the amount of hot air while maintaining it of the oxygen value and the increase in the heat content (Exhaust gas loss measurement) improves the combustion chamber efficiency.  

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

 1 Luftvorwärmer
 2 Luftseite
 4 Wärmetauscher
 5 Wärmetauscher
 6 Rauchgaskanal
 7 Wassereinspeisung
 8 Rauchgaskanal
 9 Luftaustrittskanal
11 Regelventil
12 Regelventil
13 Dampfverteiler
15 Verteilerleitung
16 Verbindungsleitung 1 air preheater
2 air side
4 heat exchangers
5 heat exchangers
6 flue gas duct
7 water supply
8 flue gas duct
9 air outlet duct
11 control valve
12 control valve
13 steam distributors
15 distribution line
16 connecting line

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung der Verbrennungslufttempe­ ratur an einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel unter Einbeziehung eines rauchgasbeheizten Luftvor­ wärmers im Rauchgaskanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmemenge des Rauchgases nach dem Luftvor­ wärmer unter Beibehaltung des Wirkungsgrades des Luftvorwärmers reduziert und die Wärmedifferenz in Form von Verdampfungswärme der Verbrennungsluft nach dem Luftvorwärmer zugeführt wird.1. A method of controlling the combustion air temperature on a coal-fired steam boiler including a flue gas-heated air preheater in the flue gas duct, characterized in that the amount of heat of the flue gas after the air preheater is reduced while maintaining the efficiency of the air preheater and the heat difference in the form of heat of vaporization of the combustion air is supplied to the air preheater. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedifferenz in Form von Überhitzungswärme auf die Austrittstemperatur der Heißluft nach dem Luft­ vorwärmer angehoben und der Verbrennungsluft nach dem Luftvorwärmer zugemischt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the heat difference in the form of overheating the outlet temperature of the hot air after the air preheater raised and after the combustion air is added to the air preheater. 3. Anordnung zur Regelung der Verbrennungslufttemperatur an einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel unter Ein­ beziehung eines rauchgasbeheizten Luftvorwärmers im Rauchgaskanal, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rauchgaskanales (6) nach dem Luftvorwärmer (1) ein Wärmetauscher (4) vorgesehen ist, der über eine Verbindungsleitung (16) mit einem weiteren Wärme­ tauscher (5) im Rauchgaskanal (8) vor dem Luftvor­ wärmer (1) sowie eine Verteilerleitung (15) mit dem Luftaustrittskanal (9) nach dem Luftvorwärmer (1) verbunden ist, wobei der Ausgang des Wärmetauschers (5) ebenfalls in den Luftaustrittskanal (9) nach dem Luftvorwärmer (1) eingebunden ist.3. Arrangement for controlling the combustion air temperature in a coal-fired steam boiler with a relationship of a flue gas-heated air preheater in the flue gas duct, characterized in that a heat exchanger ( 4 ) is provided in the area of the flue gas duct ( 6 ) after the air preheater ( 1 ), which via a connecting line ( 16 ) with a further heat exchanger ( 5 ) in the flue gas duct ( 8 ) in front of the air preheater ( 1 ) and a distributor line ( 15 ) with the air outlet duct ( 9 ) after the air preheater ( 1 ), the output of the heat exchanger ( 5 ) is also integrated into the air outlet duct ( 9 ) after the air preheater ( 1 ). 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) hinter dem Luftvorwärmer (1) mit einer Wassereinspeisung (7) versehen ist. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the heat exchanger ( 4 ) behind the air preheater ( 1 ) is provided with a water feed ( 7 ). 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verteilerleitung (15) und die Verbindungs­ leitung (16) Regelventile (11; 12) eingesetzt sind.5. Arrangement according to claim 3, characterized in that in the distributor line ( 15 ) and the connecting line ( 16 ) control valves ( 11 ; 12 ) are used.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5482108A (en) * 1991-12-17 1996-01-09 Svenska Rotor Maskiner Ab Method for regenerative heat exchanger

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