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Einrichtung bei abgasbeheizten Luftvorwärmern zur Vorheizung der Frischluft
und des Luftvorwärmers Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bei abgasbeheizten
Luftvorwärmernzur Vorheizung der Frischluft und des Luftvorwärmers bis an die Taupunktstemperatur
und darüber hinaus durch unmittelbare Heizung. Die Erfindung ist sowohl bei regenerativen
als auch bei rekuperativen Wärmeaustauschern anwendbar. Wenn eine Heizanlage, z.
B. eine Dampfkesselfeuerung, angefahren wird, so liefert der Wärmeaustauscher, der
als Luftvorwärmer dient, an die Feuerung zunächst nur kalte Luft, woraus ,sich eine
unvollkommene Verbrennung in der Feuerung, aber auch eine Kondensation und ein erheblicher
Rußniederschlag im Wärmeaustauscher ergibt.
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Es sind bereits eine Anzahl Vorschläge vorhanden, mit denen eine Vorwärmung
der Verbrennungsluft noch vor Inbetriebnahme des Luftvorwärmers erreicht werden
soll. Die Luft soll hierbei bis nahe an die Taupunktstemperatur und darüber hinaus
erwärmt werden. Die Vorwärmung der Luft erfolgte z. B. mittels Dampf oder Heißwasser
oder durch Heißluftrückführung. Auch ist ein Verfahren zum Aufheizen der Luft bekanntgeworden,
bei dem das Aufheizen. einer wärmeabgebenden
Masse wechselweise
mit der Wärmeabgabe stattfindet, wobei eine unmittelbare Rufheizung der Verbrennungsluft
erfolgt.
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Nach der Eindung wird als Luftvorwärmer ein Wärmeaustauscher verwendet,
bei dem das Rauchgas der Feuerung durch einen Wärmeaustauscher hindurchgeleitet
wird, seine Wärme an die Wärmeaustauschelemente abgibt, die sie ihrerseits an die
ebenfalls durch den Wärineaustauscher hindurchgeleitete Verbrennungsluft abgeben.
Dabei sind erfindungsgemäß sowohl im Rauchgaskanal als auch im Luftkanal, und zwar
vor und hinter den Wärmeaustauschelemen,ten des Luftvorwärmers, Abschlußvorrichtungen,
z. B. Klappen, vorgesehen, nach deren Abschluß Kammern gebildet werden, welche die
Wärmeaustauschelemente des Luftvorwärmers enthalten und in denen ein unmittelbar
durch Heizwendel, Gas- oder Ölbrenner aufgeheizter Heißluftstrom mittels Gebläse
umgewälzt wird. Dem umlaufenden Heißluftstrom kann ein Schutzgas (z. B. Kohlensäure)
zugesetzt werden. Außerdem können dem Heißluftstromum.lauf Schutzgasbehälter angeschlossen
sein, deren Ventile durch Thermostaten verstellbar sind.
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Durch die Einrichtung gemäß der Erfindung wird die Luft, die zur Vorheizun.g
des Luftvorwärmers benutzt wird, in dein Vorwärmer umgewälzt, so daß die Wärmezufuhr
stetig abnimmt, je heißer die umgewälzte Luft wird. Der Luftvorwä rmer wird hierdurch.
stets betriebsbereit gehalten,, und dadurch wird mit Sicherheit vermieden, daß keine
Kaltluft in die Feuerurig od. dgl. gelangen kann..
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Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung stellt die Zeichnung
dar.
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Fig. i und 2 zeigen. Schnitte durch zwei verschiedene Ausführungsformen,
Fig. 3 .ein Diagramm, welches den \,@% :irmezustand in der Metallmasse ohne und
mit Anwendung der Erfindung darstellt, und Fig. .I eine Ausführungsform eines rekuperativen
Wärmeaustauschers.
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In den Fig. i und 2 ist mit dem Bezugszeichen io der Rotor eines regenerativen
Luftvorwärrners bezeichnet, dessen wärmeaustauschende Masse beispielsweise aus gewellten
Eisenplatten besteht, zwischen denen enge Kanäle vorhanden sind, durch welche abwechselnd
Gas und Luft fließen, und zwar in Richtung der ei.agezeichneten Pfeile 12 und 1q..
Der Rauchgaskanal ist mit 16 und der Luftkanal mit i8 bezeichnet. In beiden Kanälen
sind oberhalb und unterhalb des Rotors io Ab-#chlußvorrichtungem, z. B. in Gestalt
von Klappen 2o, vorgesehen, nach deren Abschluß luftdicht abgeschlossene Räume 22
und 24 entstehen, innerhalb welcher der Rotor io liegt. Die Abschlußklappen 20 werden.
zweckmäßig aus wärmedämmendem Baustoff hergestellt, damit keine @,#'ärme durch sie
übertragen wird. Die Betätigung der Klappen erfolgt von außen her durch Hehl 26.
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Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen nach Fig. i
und 2 besteht im wesentlichen darin, daß gemäß Fig. i die Umlaufrohre a8 und 40
in die Kammer 44 münden:, so daß die wärmespeichernde Masse im Rotor io erhitzt
wird, wenn sie durch die Kammer 24. hindurchgeht. Im Gegensatz dazu tritt die umgewälzte
Luft in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sowohl in die Kammer 22 als auch in die
Kammer 2.4 ein, weil das Umlaufrohr d.o, welches mit Öffnungen 39 versehen ist,
durch diese beiden Kammern hindurchgeht. Aus der Kammer -22 und 24. wird die Luft
wieder abgesaugt durch die Öffnungen 3o des in beide Kammern hineinreichenden Umlaufrohres
28.
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Die angesaugte Luft geht durch das Umlaufohr 28 zum Gebläse 32, das
sie durch die Leitung 34. über einen Heizkörper 36, der beispielsweise elektrisch
erwärmt wird, in das Umlaufrohr .Io weiterfördert, von wo die Luft durch die Öffnungen
39 wieder in die Kammern 22 und 24, und zwar in deren untere Teile einströmt. Die
Einrichtung nach Fig. 2 ist zwar nicht so- einfach wie die in Fig. i gezeigte Vorrichtung,
hat aller dieser gegenüber den Vorteil, daß bei der Beheizung der Rotor gleichmäßiger
beaufschlagt wird, wodurch die Gefahr der Verwerfung des Rotors vermindert ist.
Mit 29 sind in den Umlaufrohren 28 und .4o vorgesehene Klappen bezeichnet, durch
welche der Luftumlauf abgeschaltet wird, wenn der Lufterhitzer in Betrieb ist. Ein
Thermostat ,I2 in der den Rotor enthaltenden Kammer überwacht die Heizeinrichtung
36 so, daß eine bestimmte Heiztemperatur innegehalten bzw. Überhitzung der Wärmeaustauschmasse
verhindert wird. Zum gleichen Zweck kann auch der Heizluft durch eine Nebenleitung
44 ein Schutzgas, z. B. Kohlensäure, zugeführt werden.
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Ein weiterer Thermostat 31 kann in der Kammer 24 (Fig. i) vorgesehen
sein. Dieser öffnet bei Übertemperatur ein Ventil 33 und läßt damit aus den
Behältern 88 ein Schutzgas, beispielsweise Kohlensäure, in die erhitzte Luft eintreten.
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Fig. 3 zeigt den Temperaturverlauf während der Anfahrperiode. Die
gestrichelte Linie .I6 deutet den Temperaturanstieg der Verbrennungsluft in einem
Luftvorwärmer an, der mit kaltem Rotor angefahren wird. Die Linie 48 zeigt dagegen
die entsprechende Temperaturveränderung in einem Luftvorwärmer, bei dem entsprechend
der Erfindung die wärmeaufnehmende Masse vor Einschaltung des Luftvorwärmers ungefähr
auf ,425° vorgewärmt wird. Es ergibt sich aus dem Schaubild, daß beim Anfahren der
Luftvorwärmeanlage nach v orangegangenerVo_rhedzung derLuftvorwärmemassedie Temperatur
nicht unter 200° sinkt, wodurch die eingangs erwähnten Schwierigkeiten beim Start
der Luftvorwärmeanlage mit Sicherheit vermieden werden.
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In Fig..I ist ein gemäß der Erfindung ausgebildeter rekuperativerVarwärm.er
gezeigt, in welchem die Luft durch einem mit Abschlußklappe:5d. ausgerüstetem Einlaßkanal
in einen von zwei miteinander verbundenen rehuperativen Lufterhitzern 56 und 58
geführt wird. Diel Luft tritt in den anderen Vorwärmer durch einen Verbindungskanal
6o ein und verläßt ihn durch einen mit Abschlußklappe 64 versehenen Auslaßkanal
62. Das wärmeabgebende Gas
wird dem Vorwärmer 58 durch eine mit
Abschlußklappe 72 ausgerüstete Einlaßleitung 66 zugeführt, strömt durch den Kanal
68 zu dem zweiten Vorwärrner 56 und verläßt diesen. durch den mit Abschlußklappen
74 ausgerüsteten Auslaßkanal 70. Ein- und Auslaßkanal sind durch einen Zwischenkanal
76 und darin eingebauter Klappe 78 verbunden. An den Luftauslaßkana162 ist mittels
Saugleitung 9o ein Gebläse 84 angeschlossen, das die Luft über einen zweckmäßig
mit Gasfeuerung 86 beheizten Vorwärmer und die Leitung 82 in den Auslaßkanal 52
hineindrückt. An die Leitung 82 ist mittels Ventil 33 der ein Schutzgas enthaltende
Behälter 88 angeschlossen.
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Wenn die in Fig. i und 2 gezeigten Luftvorwärmer außer Betrieb sind,
dann arbeitet vor dem Anfahren die Anlage wie folgt: Die Abschlußklappen 20 sind
geschlossen und die Klappen 29 geöffnet. Das Gebläse 32 wird nun. eingeschaltet,
desgleichen die Elektro-Heizung 36. Der Rotor wird nun aufgeheizt und seine Temperatur
auf einem bestimmten Wert gehalten, in dem der Thermostat 42 die Heizwendel 36 überwacht.
Wenn die Feuerung des Kessels angefahren werden soll, werden die Ventile 29 geschlossen,
das Gebläse 32 abgeschaltet und die Klappen 20 geöffnet. Da die Anheizung des Rotors
oft während einer verhältnismäßig langen Zeit durchgeführt werden kann, so ist es
möglich, die Leistung des Heizkörpers 38 verhältnismäßig niedrig zu halten, wobei
überdies billiger Nachtstrom verwendet werden kann.
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Die Einrichtung nach Fig. 4 arbeitet in folgender Weise: Wenn der
Wärmeaustauscher außer Betrieb ist, dann sind die Klappen 72 und 74 geschlossen
und ebenso die Klappen 54 und 64, während die Ventile 9o offen stehen. Die mittels
des Gas- oder Ölbrenners 86 dauernd erhitzte Luft läuft durch das Gebläse 84, die
Leitung 82, die Rohrleitung 52, die Vorwärmerkammern 56, 58 und die Luftauslaßleitung
62 um. Soll der vorgewärmte rekuperativeLuftvorwärmer irnBetrieb gehen, dann werden
die Ventilego geschlossen, das Gebläse: 84 abgestellt und die Klappen 72, 74, 54
und 64 geöffnet. Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung erstrecken sich nicht
nur auf den Luftvorwärmer selbst, sondern sind auch von Bedeutung für die Staubsammler,
Aschenabscheider sowie die Gebläse und Roste.