CH303787A - Verfahren zur Ausnützung von Abwärme. - Google Patents

Description

      Verfahren    zur     Ausnützung    von Abwärme.    Die     Erfindung    betrifft ein Verfahren zur       Ausnützung    von     Abwärme,    insbesondere von       Gasturbinenanlagen.    Es ist dadurch gekenn  zeichnet, dass die Abwärme in mindestens  zwei     bintereinandergesehaltetenAbhitzekesseln     je zur     Verdampfung    von Flüssigkeiten heran  gezogen     wird,

      wobei im ersten Kessel eine den  Bedarf     übersteigende    und im folgenden     Kessel     eine den Bedarf nicht     erreichende    Menge an       Flüssi\@-keit    verdampft wird und zum     Aus-          gleieli    des Dampfbedarfes     Wärme    vom ersten       Kessel    an den folgenden Kessel übertragen  wird.

   Bei     Verdampfung    gleicher Flüssigkeiten  in den Kesseln kann     depl    ersten Kessel Dampf       (@ntnoinmenund        dem    Dampf des folgenden       he,aels        zii,#'efiilri-t        werden.    Bei     Verdampfung          @erscbiedenartiger    Flüssigkeiten in den Kes  seln kann durch Kondensation von Dampf  des     erstell    Kessels im folgenden Kessel zu  siitzlieb     Flüssigkeit    verdampft werden.

   Zweck  kann im ersten Kessel die Flüssigkeit bei       liöberein    Druck als     iin    folgenden Kessel     ver-          danipft        werden.    Es empfiehlt.     sieb,    im ersten       Kessel        eine    höher siedende     Flüssi-keit    als im  folgenden Kessel zu verdampfen.

   Man kann       aueli    die Wärme des Kondensats der in einem       dc#r    Kessel verdampften     Flüssig-keit    zur Ver  dampfung der     Flüssigkeiten    in einem der     fol-          _enden    Kessel mit heranziehen.  



  Das Verfahren lässt sieh     besonders    v     or-          teilliaft    dort anwenden,   o es sieh darum han  delt,     wärineverbrauehende    Anlagen, wie Hei  zung, Trocknung,     Eindampfung,    Destillation,  wie man sie z. B. in     textilen    oder chemischen    Betrieben vielfach antrifft, mit Dampf von  verschiedenen     Temperaturen    und Drücken zu  versorgen. In derartigen Betrieben wird häu  fig dieser Dampf, z.

   B. mit zwei und zehn  Atmosphären, gebraucht, wobei der niedrig       gespannte    Dampf mit seiner niedrigen Tem  peratur gegebenenfalls zum Eindampfen emp  findlicher chemischer Substanzen dienen kann,  welche sorgfältig vor einer unbeabsichtigten  Überhitzung geschützt werden müssen, wäh  rend der höher gespannte Dampf für andere       Heizungs-    oder Kochzwecke verwendet werden  kann. Es     hat    sieh     nun    gezeigt, dass die Bereit  stellung solchen Dampfes bisher nicht immer  den Anforderungen des Betriebes     rrachkom-          nren    konnte, weil der Bedarf häufig die Liefe  rungsmögliehkeiten übertraf.  



  Aus der Zeichnung, in der drei Ausfüh  rungsmöglichkeiten der     Abhitzeausnützung     beispielsweise     dargestellt    sind, ist ersichtlich,  wie die Herstellung von Dampf von verschie  denen Drücken dem Verbrauch, der im Betrieb  starken Schwankungen unterworfen sein kann,  angepasst und das Mengenverhältnis von er  zeugtem Hochdruckdampf und Niederdruck  dampf in weitesten Grenzen verändert werden  kann. Eine     Gasturbinenanlage        und    die in den  Abgasstrom nachgeschalteten Kessel sind hier  schematisch dargestellt. In dieser Anlage ist.

         finit    1 der Verdichter, mit 2 die Brennkammer,  mit 3 die Turbine und mit 4 der     Nutzleistungs-          empfänger    bezeichnet. Die Abgase der Tur  bine durchströmen in Pfeilrichtung nachein-           ander    den     IIochdruekkessel    5 und den Nieder  druckkessel 6. Sofern der Wärmeinhalt der       Abgase        genügend        gross    ist, kann noch ein wei  terer Kessel 7 von den     Abgasen    beheizt, wer  den.

   In diesem Fall kann die Dampfleitung     1.1     mit dem Ventil 14' des Kessels 7 über das  Regelventil 13 mit der     L        berströmleitung    15  bzw. 9 der     vorsesehalteten    Kessel verbunden   erden. Die Kessel können beispielsweise als       Rauchrohrkessel        ausgebildet    sein.

   Wird, wie  in Fis. 1     gezeigt    ist, in     diesen    Kesseln eine       gleieharti-    e Flüssigkeit verdampft, so     kann     von der Dampfleitung 8 mit     dem        Regelventil          $'    des Hochdruckkessels 5 eine     Z'berströin-          leit.ung    9 mit einem     Regelventil    10 zur Dampf  leitung 11 mit dem     Regelventil    11' des     Niedcr-          druckkessels    6     abgezweigt    werden.

   Der Hoch  druckkessel besitzt     Wärmeaustauschfläehen,     die grösser bemessen sind, als dies     entspre-          cllend    der mittleren benötigten     Erzeugung    von       Hoehdruel-zdampf        notwendig    wäre, so dass in  diesem Kessel mehr Dampf von     höherem     Druck     erzeugt.    werden kann, als es der übliche  Bedarf erforderlich macht.     Dagegen    ist.

   die       Wäi-ineanstausehfläehe    des     Niederdruckkessels     kleiner ausgeführt, so dass die hiermit erzeugte       Dampfmenge    für die Deckung des Bedarfes  üblicherweise nicht ausreicht.     Zum        Ausgleich     der     Fehlmenge    kann ein Teil des     übersehüs-          sigren        lioelidi-uiekdampfes        herangezogen    wer  den.

   Zu diesem     Zweck    drosselt das Ventil 10  den Druck des     -loclidruekdampfes    auf die er  forderliche niedere Stufe und passt durch       Regelung    der vom Hochdruck- in das     -Nieder-          druekspstem        überströmenden    Dampfmenge die       Verteilung    der     Wärmeleistun-    der beiden  Dampfnetze den Bedürfnissen des Betriebes  auf einfache Weise an.

   Man erreicht. hierbei  den zusätzlichen Vorteil, dass durch das Her  abdrosseln des Hochdruckdampfes auf nie  deren     Druck    der Dampf in     geringfügigem     Masse überhitzt wird und beim Zumischen zu  dem vom     Niederdruelkessel        gelieferten    Dampf  diesen     trocknet.    Diese Trocknung ist ausser  ordentlich     eri@-iinscht,    in vielen Fällen sogar       notwendig,

      weil der     Niederdruckdampf    infolge  seines grossen spezifischen Volumens verhält  nismässig viel     Flüssigkeit    bei seiner Ent.ste-         bun-    mitreisst und seine     'ässe    ihn für viele       Zerwendungszweeke        ungeeignet    macht.  



  Die trocknende     Wirkung,    des vom     1.3och-          druelzsvsteni    in das     Nieclerdi-iieksvstem    über  tretenden Dampfes kann noch erhöht werden,  wenn man den     Iloehdrucl:clampf    zusätzlich  durch einen     Uberhitzer        1\?    leitet, der in die       Abgasleitung    der Turbine eingebaut ist.

   Da  die     CTastemperatur    am Turbinenaustritt im all  gemeinen noch     verhältnismässig    hoch ist, reicht  sie für eine     mässige        ('berhitzung    des     Dampfes          vollkommen    aus.

   In     entsprechender        Weise     ist auch die     Trocknung    des     Niederdruekdanip-          fes        möglich.    .Jedoch     niiil, te    ein     Überhitzer    für  diesen Zweck beträchtlich     grössere        Ausmasse          besitzen,    weil der zur     Vei@fü.;-Lin,o-    stehende       Temperatursprun,-    klein und das durchzu  setzende     Dampfvolumen    sehr gross ist.

   Durch  die     Hintereinandehsehaltuny        zweier    oder meh  rerer Kessel     lässt    sieh die Wärme der     Abgase     praktisch     vollständig        ausnutzen,    was bei     Ver-          cvendun.-    von     nur    einem Kessel nicht     inöglicli     wäre.  



  Sollen     vei-seliiedenai-ti.#"e        Flüssio,,keiten    mit       verschiedenen        Siedepunkten    in den Kesseln       verdampft        werden,    so     wird    im ersten Kessel  die höher siedende und im     fol-enden    Kessel  die niedriger siedende Flüssigkeit     verdampft.     Siedet. z.

   B. die     Flüssigkeit    indem Kessel 6 bei       niedrigerer        Temperatur    als die in dein Kessel       :5        befindlielle,    so wird, wie in     Fig-.    3 darge  stellt ist, der über das     Regelventil    10 und die       Abzweigung    9 der     Leitung    8 in den Kessel 6       geführte    und dort sieh     kondensierende    Dampf  dazu benutzt, um hier zusätzlich     Flüssigkeit     zu     verdampfen.    Die     Dampfleitung-    7.1 ist.

   für  diesen Fall von der     Verbindungsleitung    9 ge  trennt. In     entsprechender     eise kann auch  in einem weiteren     naeligeschalteten    Kessel     zu-          sätzlieh        Flüssigkeit    verdampft werden. indem  über die Leitung 9     Dampf    ans der     Leitung    8  zu diesem Kessel     ab@;,ezwei-t        wird.     



  Die Wärme des Kondensats der in einem  der Kessel verdampften     lüsifkeit.    kann     aueli     dazu verwendet werden,     nin    . Flüssigkeit in       einem    der folgenden Kessel zu verdampfen.

   So  kann beispielsweise, wie aus     Fig.    3 ersichtlich  ist, das     Kondensat    des im Kessel 5 erzeugten           Dampfes        naeli    seinem Durchlauf durch eine       würnicvcrbrauchende    Anlage 16 über die     Lei-          lung    17 und das Regelventil 18 in den     nach-          geselialteten    Kessel 6 geführt werden,

   wo sein       restlicher        Wärmeinhalt    noch zur     Verdamp-          i'un    g der in     dieseln    Kessel befindlichen     Flüs-          sigkeit    herangezogen werden kann. Die Leitung  <B>19</B> mit ihren Ventilen 19' bzw. 19" dient. in  den gezeigten Beispielen zur Rückführung des  anfallenden Kondensats.

   Das     erfindungsge-          iiiiisse    Verfahren lässt sich mit     verschieden-          artig-en    Flüssigkeiten von gleichen oder     ähn-          lielien    Siedepunkten und ebenso mit gleichen  Flüssigkeiten von     verschiedenen    Siedepunkten       durchführen.  

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Verfahren zur Ausnützung von Abwärme, insbesondere von Gxasturbinenanlagen, da- ureh gekennzeichnet, dass die Abwärme in Mindestens zwei hintereinandergesehalteten Abllitzekesseln je zur Verdampfung von Flüssigkeiten herangezogen wird, wobei im xi-sten\Kessel eine den Bedarf übersteigende und ini folgenden Kessel eine den Bedarf nicht _@i-reiehende Menge an Flüssigkeit verdampft wird und zum Ausgleich des Dampfbedarfes Wärme aus dem ersten Kessel an den folgen den Kessel übertragen wird.

   1rNTERA=NSPRVCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei Verdampfung gleicher Flüssigkeiten in den Kesseln dem ersten Kessel Dampf entnommen und dem Dampf des folgenden Kessels zugeführt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei Verdampfung verschiedenartiger Flüssigkeiten in den Kes seln durch Kondensation von Dampf des ersten Kessels im folgenden Kessel zusätzlich Flüssigkeit verdampft wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass im ersten Kessel die Flüssigkeit bei höherem Druck als im fol genden Kessel verdampft. wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspiqich, da durch gekennzeichnet, dass im ersten Kessel eine höher siedende Flüssigkeit als im folgen den Kessel verdampft wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Wärme des Kon densats der in einem der Kessel verdampften Flüssigkeit zur Verdampfung der Flüssigkeit in einem der folgenden Kessel herangezogen wird.