DD223214B1 - Anordnung zur vorwaermung der brennkammer eines naturumlauf-dampferzeugers - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vorwärmung der Brennkammer eines Naturumlauf-Dampferzeugers zur Senkung des Verbrauches von hochwertigem Zündbrennstoff.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Einsparung an hochwertigem Zündbrennstoff zum schonenden Anfahren mit langsamen gesteuertem Vorwärmen, vor allem dickwandiger Bauteile, insbesondere von Sammlern und Trommeln (gerade im unteren Temperaturbereich), und zum zügigeren Anfahren der Dampferzeuger, insbesondere beim schnellen Zuschalten der Mühlen bei Staubzündfeuerung (Staubeinsparung), ist es bekannt, die Kesseltrommel, den Sammler, das Verdampfersystem oder den Zwischenüberhitzer mit Fremdenergie, wie Warmwasser, Dampf oder Elektroenergie, zu beaufschlagen (DD-PS 63519,81864,137469,145188,150778, 159016; DE-PS 2214299,953433, DR-PS 525095,617513)

Diese Verfahrensweise weist jedoch folgende Mängel auf:

a) Es erfolgt keine gleichmäßige Trommelvorwärmung.

b) Durch die Fremdenergieeinspeisung erfolgt nur eine unkontrollierte Beströmung des Systems.

c) Eine Vielzahl von Einspeisestellen sind erforderlich.

d) Durch die Entwässerung des Systems zur Trommelwasserstandsteuerung treten hohe Energieverluste ein.

e) Die Einspeisung in jede Verdampfersektion ist auf Grund des sich gegenseitigen Anstoßens der Sammler nicht möglich.

f) Der apparative Aufwand ist sehr groß.

g) Die Einspeisungen sind nur mit entsprechender Genehmigung, der Behinderung bei Reparaturen, hohen Auslegungsparametern, Dehnungsproblemen usw. erreichbar.

Zur Vorwärmung von mit Steig- und Fallrohren ausgestatteten Dampfkesseln wird Fremddampf über eine in Einzelrohren der im unteren Sammler eingebundenen Fall- oder Siederohre angeordnete Düse eingeleitet und so ein Zwangsumlauf erreicht (DE-PS 1002758). Obwohl eine bessere energetische Nutzung des Fremddampfes eintritt, sind folgende Nachteile zu verzeichnen:

1. Die Einblasung erfolgt nur in ein oder mehrere Steig- oder Fallrohre. Es erfolgt eine starke Einzelerwärmung dieses beströmten Rohres und damit eine enorme Wärmespannung gegenüber den danebenliegenden kalten Rohren. Mit dieser Anordnung kommt es zu Stutzenrissen bzw. Halterungsschäden durch Herausspringen der sich dehnenden Rohre.

2. Mit der Anordnung der Düsen wird derfreie Einströmquerschnitt in die Fall-oder Siederohre eingeengt. Insbesondere ist das problematisch, wenn es sich um einen Naturumlaufkessel handelt. Die Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Umlauf wird im System aufrechterhalten, so daß durch die einzelnen Einbauten Umlaufstörung und damit Rohrschäden auftreten.

3. Mit der Eindüsung von Dampf kommt es, bedingt durch die im System vorhandene Wasserfüllung, zu Wasserschlägen im angeströmten Rohr. Die teilweise starken Schläge führen zu Schwingungs- und Spannungsbrüchen.

4. Durch die Anordnung von Düsen in den im Querschnitt kleinen Sammlern wird eine Sammlerquerströmung behindert, vor allem bei der in der Zahl und im Abstand ungleichmäßig über den Sammler angeordneten Fall- und Siederohren.

Es ist weiterhin bekannt, zur Verringerung des Zündbrennerbetriebes aus dem Verdampfersystem eine minimale Menge an Sattwasser und Naßdampf abzuführen, um die erzeugte Brennkammerwärme durch Wärmestau im Wasser-Dampf-System maximal zu nutzen. Obwohl eine Verringerung des Zündbrennerbetriebes erzielbar ist, bedarf es noch langer Anfahrzeiten und Energieverluste sowie einen aufwendigen Anfahrbetrieb.

Insbesondere beim späteren erforderlichen Nachspeisen in die Trommel treten Thermoschocks auf. Es besteht die Gefahr der örtlichen Überhitzung nicht gefüllter Siederohre bei Wandberührung durch die Zündflammen (DD-PS 160979). Zur Verkürzung der Anfahrzeit und damit Einsparung an Zündbrennstoff ist schon bekannt geworden, das Economiser-Rohrsystem mit Fremddampf zu beströmen und diesen unter Einhaltung des Trommel-Normalwasserstandes wieder abzuführen. Auch hiertreten wieder die bereits angeführten Nachteile, insbesondere die Energieverluste, ein (DD-PS 212571). Zur Vorwärmung der Brennkammer und damit Verringerung des Zündbrennerbetriebes ist es bekannt, Heißluft oder Rauchgase des Nachbar-Dampferzeugers in den anzufahrenden Dampferzeuger einzublasen. Dadurch wird jedoch lediglich ein geringer Anteil an Wärmeenergie eingebracht, deren Haltung in der Brennkammer nur mit hohem Aufwand realisierbar ist (DD-PS 208509).

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, den Anfahrvorgang wesentlich zu verkürzen, Zündbrennstoff einzuspeisen und eine steuerbare Fremdenergie in das Siederohrsystem einzubringen.

-2- 223 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fremddampf so steuerbar in das Siederohrsystem einzubringen, daß eine sektionsweise kontrollierte Beströmung erreichbar ist.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Fremddampf-Leitung über einen Ablaßsammler in den unteren Sammler eingebunden und im Ablaßsammler ein mit der Fremddampf-Leitung verbundenes Düsenrohr angeordnet ist und daß die Ablaßleitungen des Ablaßsammlers zu den Rohrwänden des Siederohrsystems mit Absperrelementen versehen sind.

Ausführungsbeispiel

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt: Fig. 1 und 2: den Dampf-Wasser-Kreislauf eines Naturumlauf-Dampferzeugers.

Das Siederohrsystem 1 weist für die Stirnwand die unteren Sammler 2 auf, die über die Ablaßleitung 3 mit dem Ablaßsammler verbunden ist. Der Ablaßsammler 4 weist die Entwässerung 5 und die Absperrelemente 6 auf. Entsprechend den weiteren Rohrwänden des Siederohrsystems 1 sind untere Sammler 2 und Ablaßleitungen 3 angeordnet. Die Trommel 9 weist das Fallrohrsystem 10 und die Dampfüberströmrohre 11 auf. In diesem Wasser-Dampf-Kreislauf stellt sich der Wasserstand 16 unter der Sohle der Trommel 9 ein. In den Ablaßsammler 4 ist über das Düsenrohr 12 die Fremddampfleitung 13 eingebunden, die das Absperrelement 14 aufweist. Das Düsenrohr 12 weist die Ausströmdüsen 15 auf, die entsprechend der Sammlerlänge und der erforderlichen Anfahrwärme angeordnet und bemessen sind.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Vor Inbetriebnahme der Zündbrenneranlage erfolgt eine Vorwärmung des Siederohrsystems 1, indem entsprechend den Erfordernissen die Stirn- und/oder die Rückwand der Brennkammer vorgewärmt werden soll.

Dazu werden die entsprechenden Absperrelemente 6 bei geschlossener Entwässerung 5 geöffnet und das Absperrelement der Fremddampfleitung 13 geöffnet. Der Fremddampf (Heiz- oder Sattdampf) gelagert über das Düsenrohr 12 in den Ablaßsammler 4 und von dort durch die Düsen 15 über die Ablaßleitung 3 in die unteren Sammler 2. Der Fremddampf gelangt entsprechend den Druckverhältnissen in das Siede- und Fallrohrsystem 1; 10.

Über die oberen Sammler 7 wird sich je nach Dampf- bzw. Wärmemenge in den Einzelrohren des Siederohrsystems 1 ein natürlicher Umlauf über obere Sammler 7 und untere Sammler 2 einstellen. Dadurch wird das Siederohrsystem 1 gleichmäßig erwärmt.

Durch die Volumenvergrößerung des eingespeisten Fremddampfes steigt das Wasser vom Wasserstand in die Trommel 9 auf Normalwasserstand.

Durch Ausdampfen in dem Fallrohrsystemn 10 und den Dampfabführrohren 8 wird die Trommel 9 ebenfalls gleichmäßig vorgewärmt. Der Grad der Aufwärmung des Siederohrsystems 1 erfolgt durch gesteuerte Fremddampfeinspeisung in den Ablaßsammler 4 durch Verstellen des Absperrelementes 14.

Nach ausreichender Vorwärmung des Siederohrsystems 1 und damit der Brennkammer ist nach einem kurzzeitigen Zündbrennerbetrieb die Brennkammer so angewärmt, daß die Hauptbrenneranlage in Betrieb genommen werden kann.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

0. Es werden Anfahr-Öl- oder Gasmengen eingespart.

1. Die Vorwärmung der Brennkammer ist entsprechend den Erfordernissen des Anfahrbetriebes sektionsweise steuerbar.

2. Bei Staubflammen als Zündflamme mit großvolumiger Wärmeentbindung kann überhaupt erst schonend angefahren werden.

3. Das Zuschalten der Mühle ist schneller möglich; damit wird Anfahrstaubmenge gespart.

4. Der Aufwand ist sehr gering.

5. Alle zusätzlichen erforderlichen Einrichtungen sind außerhalb des Dampferzeugers.

6. Das System ist vom Kesselbetrieb nach erfolgter Vorwärmung abkoppelbar.

7. Die Anordnung gehört nicht zum Überwachungspflichtigen Umfang.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Vorwärmung der Brennkammer eines Naturumlauf-Dampferzeugers, wobei über einen unteren Sammler eine absperrbare Fremddampf-Leitung in das Siederohrsystem eingebunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Fremddampf-Leitung über einen Ablaßsammler in den unteren Sammler eingebunden und im Ablaßsammler ein mit der Fremddampf-Leitung verbundenes Düsenrohr angeordnet ist, und daß die Ablaßleitungen des Ablaßsammlers zu den Rohrwänden des Siederohrsystems mit Absperrelementen versehen sind.