DE2450249B1

DE2450249B1 - Waste heat recovery for continuous ovens

Info

Publication number: DE2450249B1
Application number: DE2450249A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Ing Klenk
Original assignee: Fr Winkler GmbH and Co KG Spezialfabrik Fuer Baeckereimaschinen und Backoefen
Current assignee: Fr Winkler GmbH and Co KG Spezialfabrik Fuer Baeckereimaschinen und Backoefen
Priority date: 1974-10-23
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1975-11-27

Description

Bekannt ist aus der deutschen Patentschrift 10 89 341 die Abwärmeverwertung bei Backöfen ohne Rauchgasumwälzheizung, wobei ein Abhitzekessel dem Backofen nachgeschaltet ist und mittels eines Salzgemisches, dessen Siedepunkt höher liegt als die Temperatur der anfallenden Abgase, dem Abgas Wärme entzogen und in dem Salzgemisch gespeichert wird. Die Wärmespeicherung und die Wärmeübertragung mittels eines Salzgemisches ist nur bei relativ kleinen Backöfen möglich, bei denen die Abgase in unregelmäßigen Mengen anfallen und die angefallene Wärmemenge zur Herstellung von Warmwasser und Schwaden Verwendung finden kann. Auch ist der Bedarf von Warmwasser und Schwaden beim Betrieb solcher Öfen nicht kontinuierlich. Bei Durchlaufbacköfen dagegen muß laufend Schwaden dem Backprozeß zugeführt werden, wofür ein Abhitzekessel mit Salzgemisch als Wärmeträger nicht geeignet erscheint. Abgesehen von der Trägheit dieser Art der Wärmeübertragung, ist eine solche Abwärmeverwertung nicht bei allen Betriebstemperaturen möglich. Die deutsche Patentschrift 5 02 783 beschreibt eine Dampferzeugeranlage, die durch die Abwärme eines Backofens vorerhitztes Heißwasser verdampft. Die mit Heißwasser von 90"C beschickten Verdampferrohre liegen dabei unmittelbar in einem abgasdurchströmten Kamin. Da auch in diesem Fall die Abgastemperatur und die Abgasmenge normalerweise von dem herzustellenden Backgut entsprechend der jeweiligen Backtemperatur abhängig ist, läßt diese Dampferzeugeranlage keine kontinuierliche Dampferzeugung zu. Bekannt ist auch ferner aus der deutschen Patentschrift 8 41 881, zur Erzeugung von Backschwaden Hochdruckdampf zu nehmen. Die Verwendung von Hochdruckdampf zur Erzeugung von Niederdruckdampf ist nur dort wirtschaftlich, wo Hochdruckdampf schon für andere Verfahrensschritte zur Verfügung steht. Eine zusätzliche Abwärmeverwertung findet jedoch bei der Hochdruckdampferzeugung oder Verwendung nicht statt. Waste heat recovery is known from German patent specification 10 89 341 in ovens without flue gas circulation heating, with a waste heat boiler connected downstream of the oven and by means of a salt mixture whose boiling point is higher than the temperature Heat is extracted from the waste gases from the waste gas and stored in the salt mixture will. The heat storage and the heat transfer by means of a salt mixture is only possible in relatively small ovens, where the exhaust gases in irregular Amounts incurred and the amount of heat generated for the production of hot water and Swaths can be used. There is also the need for hot water and steam not continuously when operating such ovens. In the case of continuous ovens, however, must Steam is continuously fed to the baking process, for which a waste heat boiler with a salt mixture does not appear to be suitable as a heat transfer medium. Apart from the indolence of this kind heat transfer, such waste heat recovery is not possible at all operating temperatures possible. The German patent specification 5 02 783 describes a steam generator system, which evaporates hot water that has been preheated using the waste heat from an oven. With Hot water at 90 "C charged evaporator tubes lie directly in one chimney through which exhaust gas flows. As in this case, too, the exhaust gas temperature and the exhaust gas quantity normally of the baked goods to be produced according to the respective baking temperature is dependent, this steam generator system does not allow continuous steam generation to. It is also known from German Patent 8 41 881, for generation to take high-pressure steam from baking steam. The usage of high pressure steam for the generation of low-pressure steam is only economical where high-pressure steam is already available for other process steps. An additional waste heat recovery does not, however, take place in high pressure steam generation or use.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abwärme von Durchlaufbacköfen, die in den Abgasen und im Backschwaden anfällt, kontinuierlich weitgehend zu nutzen und den thermischen Wirkungsgrad eines oder mehrerer parallel oder in Reihe stehender Durchlaufbacköfen mit unterschiedlicher Betriebstemperatur zu verbessern. The invention is based on the object of removing the waste heat from conveyor ovens, that occurs in the exhaust gases and in the baking steam, to be used continuously to a large extent and the thermal efficiency of one or more parallel or in series Improve conveyor ovens with different operating temperatures.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die Abgase eines ersten Durchlaufbackofens, beispielsweise eines Durchlaufvorbackofens, können zur Beheizung eines Wärmeverbrauchers mit niedrigerer Betriebstemperatur verwendet werden. Dies kann beispielsweise ein zweiter Durchlaufbackofen, ein Dampferzeuger oder ein Wärmeverbundsystem von beidem sein. According to the invention, the object is achieved by the in the identifier of claim 1 specified features. The exhaust gases from a first tunnel oven, for example a continuous pre-baking oven, can be used to heat a heat consumer with a lower operating temperature. This can be a second continuous oven, a steam generator or a thermal system of both be.

Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, den Backschwaden, der zum Teil beim Backprozeß entsteht und zum Teil dem Backprozeß von außen zugeführt wird, nach dem Abziehen aus den Backräumen in einem separaten Wärmetauscher zu kondensieren und die Kondensationswärme zur Wasservorwärmung bei der Dampferzeugung zu benutzen. Furthermore, it is advantageously provided that the baking steam that is used for Part of the baking process and part of it is added to the baking process from the outside, to condense in a separate heat exchanger after it has been withdrawn from the baking chambers and to use the condensation heat to preheat water for steam generation.

Durch das Hintereinanderschalten von Wärmeverbrauchern unterschiedlicher Betriebstemperaturen wie Durchlaufbacköfen, Dampferzeuger oder Wärmetauscher allgemeiner Art zu einem Wärmeverbundsystem ist eine optimale Energieausnutzung der anfallenden Abgase und des Backschwadens zu erreichen. By connecting different heat consumers in series Operating temperatures such as continuous ovens, steam generators or heat exchangers in general Kind to a heat network system is an optimal use of the energy of the accruing To achieve exhaust gases and the baking steam.

Die Abwärmeverwertung der Abgase von im Umwälzbetrieb arbeitenden Rauchgasheizungen zweier Durchlaufbacköfen unterschiedlicher Betriebstemperatur und die Kondensation des Backschwadens zur Speisewasservorwärmung wird an Hand der Zeichnung erläutert und näher beschrieben. Diese zeigt die schematische Darstellung der kombinierten Abwärmeverwertung zweier Durchlaufbacköfen zur Erzeugung von Dampf und Warmwasser. The waste heat recovery of the exhaust gases from those working in circulation Flue gas heating of two continuous ovens with different operating temperatures and the condensation of the baking steam for preheating the feed water is based on the Drawing explained and described in more detail. This shows the schematic representation the combined waste heat recovery from two continuous ovens to generate steam and hot water.

Die Durchlaufbacköfen 1 und 2 sind mit einer oder mehreren im Umwälzbetrieb arbeitenden Rauchgasheizungen ausgerüstet, wobei ober- und unterhalb der Backräume 3 und 4 Radiatoren 5 und 6 angeordnet sind, durch die im Kreislauf geführte Rauchgase strömen. Die notwendige Strömungsenergie liefern die Rauchgasumwälzventilatoren 7 und 8. In den Brennkammern 9 und 10 mischen sich die im Kreislauf geführten Rauchgase mit denen über je einen Brenner 11 und 12 den Rauchgasumwälzsystemen neu zugeführten Rauchgasen. Über Zuführkanäle 13 und 14 gelangen die Rauchgase zu den Radiatoren 5 und 6 und über Abführkanäle 15 und 16 über die Rauchgasumwälzventilatoren 7 und 8 zu den Brennkammern 9 und 10 zurück. The conveyor ovens 1 and 2 are in circulation mode with one or more working flue gas heating, with above and below the baking rooms 3 and 4 radiators 5 and 6 are arranged, through the circulated smoke gases stream. The flue gas circulation fans supply the necessary flow energy 7 and 8. The circulating flue gases mix in the combustion chambers 9 and 10 with those newly supplied to the flue gas circulation systems via a burner 11 and 12 each Smoke gases. The flue gases reach the radiators via feed channels 13 and 14 5 and 6 and via discharge channels 15 and 16 via the flue gas circulation fans 7 and 8 back to the combustion chambers 9 and 10.

An der Stelle Ai verlassen die Rauchgase als Abgase das Rauchgasumwälzsystem des Durchlaufbackofens 1 mit Temperaturen von beispielsweise 500"C. Die Temperatur der Rauchgase im Umwälzsystem des Durchlaufbackofens 2 beträgt bei Backbetrieb etwa 300"C. At the point Ai, the flue gases leave the flue gas circulation system as exhaust gases of the continuous oven 1 with temperatures of, for example, 500 "C. The temperature the flue gases in the circulation system of the continuous oven 2 is approximately during baking 300 "C.

Bedingt durch diese Temperaturdifferenz ist es möglich im Rauchgasumwälzsystem des Durchlaufbackofens 2 den Abgasen des Durchlaufbackofens 1 weitere Wärme zu entziehen. Zu diesem Zweck ist die Abgasleitung 17 des Durchlaufbackofens 1 mit dem Vorlaufkanal 14 des Durchlaufbackofens 2 über eine Verbindungsleitung 18 und eine Drosselklappe 19 verbunden. Wird dem Rauchgasumwälzsystem des Durchlaufbackofens 2 Abgas vom Durchlaufbackofen 1 zugeführt, so verläßt an der Stelle A2 eine entsprechend größere Abgasmenge das Rauchgasumwälzsystem des Durchlaufbackofens 2.Due to this temperature difference, it is possible in the flue gas circulation system of the continuous oven 2 to extract further heat from the exhaust gases of the continuous oven 1. The exhaust pipe 17 is for this purpose of the continuous oven 1 with the flow channel 14 of the continuous oven 2 via a connecting line 18 and a throttle valve 19 connected. If the flue gas circulation system of the continuous oven 2 is exhaust gas from the continuous oven 1 is supplied, a correspondingly larger amount of exhaust gas leaves the point A2 Flue gas circulation system of the continuous oven 2.

Die durch die Abkühlung der Abgase des Durchlaufbackofens 1 dem Durchlaufbackofen 2 zugeführte Wärmemenge braucht nicht mehr über den Brenner 12 in das Rauchgasumwälzsystem des Durchlaufbackofens 2 eingebracht werden. Die bei A2 das Rauchgasumwälzsystem des Durchlaufbackofens 2 verlassenden Abgase haben immer noch eine hohe Enthalpie. Über die Abgaskanäle 20 und 21, mengenmäßig gesteuert über eine Drosselklappe 22, werden sie einem Dampferzeuger 23 zugeführt. Die erzeugte Dampfmenge gelangt über die Dampfzuführungsleitung 24 wahlweise in den Durchlaufbackofen 1 oder den Durchlaufbackofen 2. Reicht die von den Abgasen des Durchlaufbackofens 1 und Durchlaufbackofens 2 gelieferte Wärmemenge nicht aus, so kann über einen Zusatzbrenner 25 dem Dampferzeuger 23 weitere Wärme zugeführt werden.The through cooling of the exhaust gases of the continuous oven 1 the continuous oven 2 supplied amount of heat no longer needs via the burner 12 in the flue gas circulation system of the continuous oven 2 are introduced. The at A2 the flue gas circulation system the exhaust gases leaving the continuous oven 2 still have a high enthalpy. Via the exhaust gas ducts 20 and 21, controlled in terms of quantity via a throttle valve 22, they are fed to a steam generator 23. The amount of steam generated passes over the steam supply line 24 optionally into the continuous oven 1 or the continuous oven 2. Sufficient from the exhaust gases from conveyor oven 1 and conveyor oven 2 If the amount of heat supplied is not output, the steam generator can be connected to an additional burner 25 23 additional heat can be supplied.

Über den Abgaskanal 26 verlassen an der Stelle A3 die Abgase des Durchlaufbackofens 1, des Durchlaufbackofens 2 und des Dampferzeugers 23 das Wärmeverbundsystem. Ein Abgasventilator 27 sorgt für den notwendigen Unterdruck. Ist das Wärmeangebot durch die Abgase des Durchlaufbackofens 1 und des Durchlaufbackofens 2 für die benötigte Dampfmenge zu groß, so können die Abgase über eine Drosselklappe 28 direkt vom Zuführkanal 21 in den Abgaskanal 26 gelei tet werden. Je nach Stellung der Drosselklappen 29, 30 und 31 kann der Durchlaufbackofen 1 und der Durchlaufbackofen 2 allein oder gemeinsam mit und ohne Zuschaltung des Dampfkessels 23 betrieben werden. Via the exhaust duct 26, the exhaust gases leave at the point A3 Continuous oven 1, the continuous oven 2 and the steam generator 23 form the thermal network system. An exhaust fan 27 provides the necessary negative pressure. Is the heat supply through the exhaust gases of the continuous oven 1 and the continuous oven 2 for the required If the amount of steam is too large, the exhaust gases can be discharged directly from the supply duct via a throttle valve 28 21 in the exhaust duct 26 are gelei tet. Depending on the position of the throttle valve 29, 30 and 31, the continuous oven 1 and the continuous oven 2 can be used alone or together be operated with and without switching on the steam boiler 23.

Der vom Dampferzeuger 23 gelieferte Dampf bzw. The steam or steam supplied by the steam generator 23

Schwaden hat beim Backprozeß lediglich die Aufgabe, auf den kalten Teigstücken zu kondensieren und die Oberfläche der Teigstücke zu Beginn des Backprozesses für einige Zeit elastisch zu halten. Während des Backprozesses wird das kondensierte Wasser wieder verdampft und gemeinsam mit dem beim Backprozeß aus den Teigstücken ausgedampften Schwaden von einem Schwadenventilator 32 aus den Backräumen 3 und 4 abgeführt. Normalerweise wird auch dieser Backschwaden oder Dampf direkt über einen Schwadensammelkanal 39 an die Umgebung abgegeben. Erfindungsgemäß wird vorgesehen, den Schwaden in einem nachgeschalteten Wärmetauscher 33 zu kondensieren und die große Kondensationswärme zur Vorwärmung des Speisewassers für den Dampferzeuger 23 zu benutzen. Das vorgewärmte Speisewasser gelangt über die Zuleitung 34 zum Dampferzeuger 23. Das Kondensat wird über die Leitung 35 aus dem Wärmetauscher 33 abgeleitet.In the baking process, steam has only the task of being on the cold one Pieces of dough to condense and the surface of the pieces of dough at the beginning of the baking process to keep elastic for some time. During the baking process, the condensed Water evaporates again and together with that from the dough pieces during the baking process evaporated steam from a steam fan 32 from the baking chambers 3 and 4 discharged. Usually this baking steam or steam is also directly over a vapor collection channel 39 released to the environment. According to the invention it is provided to condense the steam in a downstream heat exchanger 33 and the large condensation heat to preheat the feed water for the steam generator 23 to use. The preheated feed water reaches the steam generator via the feed line 34 23. The condensate is discharged from the heat exchanger 33 via the line 35.

Die Rauchgasumwälzheizungen arbeiten in der heutigen Ausführung meistens im Unterdruckgebiet. Damit beispielsweise bei der Zuführung der Abgase vom Durchlaufbackofen 1 in das Rauchgasumwälzsystem des Durchlaufbackofens 2 in der Brennkammer 10 bzw. The flue gas circulation heaters mostly work in their current design in the negative pressure area. So, for example, when feeding the exhaust gases from the continuous oven 1 in the flue gas circulation system of the continuous oven 2 in the combustion chamber 10 or

in dem Zuführkanal 14 kein Überdruck entsteht, ist eine Bypaßleitung 37 mit einem einstellbaren Drosselorgan 38 vorgesehen.there is no excess pressure in the feed channel 14 is a bypass line 37 with an adjustable throttle member 38 is provided.

Wird in dem Zulaufkanal 14 des Durlaufbackofens 2 ein weiteres, über die Rauchgastemperatur und damit über den Wärmebedarf des Durchlaufbackofens 2 und damit thermisch gesteuertes Drosselorgan 36 eingebaut, so ist es möglich*, die eventuell zusätzlich im Dampferzeuger 23 benötigte Wärmemenge zur Erzeugung des zum Backen nötigen Dampfes nicht durch den Zusatzbrenner 25 zu liefern, sondern direkt durch den Brenner 12 des Durchlaufbackofens 2. In diesem Fall wird der Brenner 12 nicht, wie üblich, von dem Wärmebedarf des Durchlaufbackofens 2 gesteuert, sondern vom Wärmebedarf des Dampferzeugers 23. If in the inlet channel 14 of the continuous baking oven 2 another, over the flue gas temperature and thus the heat demand of the continuous oven 2 and so that thermally controlled throttle member 36 is installed, that's the way it is possible *, the additional amount of heat required in the steam generator 23 for Generating the steam required for baking not to be supplied by the additional burner 25, but directly through the burner 12 of the continuous oven 2. In this case, the burner 12 is not, as usual, controlled by the heat demand of the continuous oven 2, but rather from the heat demand of the steam generator 23.

Claims

Claims: 1. Process for waste heat recovery of at least two operated continuous baking ovens with one or more in circulation mode working flue gas heaters are equipped, which the baking rooms of the continuous ovens heating from above and below via radiators through which flue gas flows, characterized that to form a thermal composite system, the exhaust gases from a first continuous oven (1) the flue gas circulation system of a downstream second continuous oven (2) lower operating temperature supplied via a throttle valve (19) or a slide, in this flue gas circulation system to the exhaust gas temperature of the second continuous oven (2) cooled, subsequently together with those in the flue gas circulation system of the second Exhaust gases generated by the continuous oven (2) via another throttle valve (22) a steam generator (23) fed in a known manner to generate the baking steam used and only then by means of an exhaust fan (27) from the thermal network system be discharged.

2. A method for waste heat recovery according to claim 1, characterized in that that the steam generated in the steam generator (23) optionally the first continuous oven (1) and the second continuous oven (2), with the one that arises during baking Steam drawn off from the baking chambers (3 and 4) by a steam fan (32), is condensed in a heat exchanger (33) and to preheat the feed water for the steam generator (23) is used.

3. Device for waste heat recovery according to claim 1 or 2, characterized characterized in that to cover the additional heat demand of the steam generator (23) an additional burner (25) is provided.

4. Device for waste heat recovery according to claim 1 or 2, characterized characterized in that to cover the additional heat demand of the steam generator (23) the exhaust gas from the second continuous oven (2) in connection with the burner (12) of the second tunnel oven and a thermally controlled throttle valve (36) is provided.

5. Device for waste heat recovery according to claim 1, 3 and 4, characterized characterized in that throttle valves (29 and 31) in conjunction with throttle valves (19 and 22) and a throttle valve (3D any combination for waste heat recovery the first continuous oven (1), the second continuous oven (2) and the steam generator (23) enable.

6. Device for waste heat recovery according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the second continuous oven (2) has a bypass line (37) and a throttle valve (38) is arranged between the combustion chamber (10) and discharge duct (16) are

7. Device for waste heat recovery according to claim 1 or 2, characterized in that that on the steam generator (23) between the exhaust gas duct (21) and the exhaust gas duct (26) is a bypass line with throttle valve (28) is provided.

8. Device for waste heat recovery according to Claim 1 or 2, characterized characterized in that the first continuous oven (1), the second continuous oven (2) and the steam generator (23) are connected to the exhaust fan (27).

The invention relates to a method and corresponding devices for the recovery of waste heat from at least two operated continuous baking ovens with one or more flue gas heaters working in circulation are equipped, the baking rooms of the conveyor ovens via radiators through which smoke gas flows heat up and down.

The working temperatures in the baking rooms of such continuous ovens Depending on the furnace type and purpose, between 180 and 430 "C. Due to the temperature difference necessary for each heat exchange or each heat transfer between the heat-emitting and heat-absorbing substance leave the exhaust gases that are emitted by an oil or gas burner, the flue gas circulation heating with temperatures, which lie between 300 and 500 "C. Large amounts of heat are wasted with these exhaust gases released to the environment.

The baking steam also contains steam that occurs on the one hand during the baking process and on the other hand as saturated steam to moisten the surface of the baked goods at the oven inlet is continuously supplied, a large amount of heat, which is also unused the environment is discharged. The temperature of the baking steam is at the entry in the chimney on the order of 180 to 200 "C.