DE3144789A1

DE3144789A1 - "verfahren und vorrichtung zur waermerueckgewinnung bei direkt dampfbeheizten autoklaven"

Info

Publication number: DE3144789A1
Application number: DE19813144789
Authority: DE
Inventors: Kurt 6831 Plankstadt Herrmann
Original assignee: DURMERSHEIM BAUSTOFFWERKE; JOHANN STAHL KESSEL und APPARA
Current assignee: DURMERSHEIM BAUSTOFFWERKE; JOHANN STAHL KESSEL und APPARA
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1983-05-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung
bei direkt dampfbeheizten Autoklaven Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei direkt dampfbeheizten Autoklaven, wobei das im Autoklaven anfallende Kondensat zur Erwärmung von Frischspeisewasser über Wärmetauscher geführt wird und Entspannungs- und Restdampf in das Speisewasser eingeblasen werden.
Bei Autoklaven, in welche der Dampf direkt in den Autoklavenraum eingeblasen wird, wird dieser und damit auch das Kondensat meistens durch den Autoklaven verunreinigt. Damit kann das Kondensat nicht mehr in den Dampferzeuger eingespeist werden und geht mit hohem Wärmeinhalt verloren. Außerdem wird am Ende jeder Autoklavencharge Restdampf in die Atmosphäre geblasen.
Es sind Verfahren zur Wärmerückgewinnung bekannt, bei denen dem Kondensat die Wärme über Wärmetauscher entzogen wird und der Entspannungs- und Restdampf über Düsenrohre in das Speise wasser eingeblasen wird. Diese Verfahren erfordern entsprechende Regelungen der Aufheizvorgänge und vor allen Dingen bei dem Ausblasen des Restdampfes einen Umschaltvorgang von dem Wärmerückgewinnungssystem auf eine Abblaseleitung, die in die Atmosphäre mündet, um vor dem Öffnen der Autoklaven einen überdrucklosen Zustand sicherzustellen. Nebe diesem regelungstechnischen Aufwand ergibt sich auch noch der Nachteil, daß die Wärmerückgewinnung nur ungenügend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmerückgewinnung ohne Uurchi'iihrunp; von berlondergeWrl lçezel urlgen sind Schaltvorgängen optimal zu gestalten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wärmeaustausch zwischen Kondensat, Entspannungs- und Restdampf mit dem Frischspeisewasser in zwei oder mehreren Stufen über eine entsprechende Anzahl von Speisewasserbehältern mit Heißwasserkaskaden vorgenommen wird.
Ein weiterer vorteilhafter Verfahrensschritt besteht darin, daß das Kondensat nach dem Wärmetauscher wenigstens einem Kondensatsammelbehälter zugeführt wird, in dem eine Phasentrennung in Dampf und Wasser auf Werte, die geringfügig über Atmosphärendruck liegen, in einem entsprechend großen Dampfraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels durchgeführt wird.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß das Kesselspeisewasser in den Heißwasserkaskaden auf eine Temperatur von über 1000C bis zu einer der mittleren Kondensattemperatur entsprechenden Maximaltemperatur aufgeheizt wird.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens mit einem direkt dampfbeheizten Autoklaven, dessen Kondensat über eine Leitung einem in einem Behälter angeordneten Wärmetauscher zuführbar ist, besteht darin, daß der Wärmetauscher an einem Kondensatsammelbehälter angeschlos sen ist, dessen Dampfraum mit Behältern mit Heißwasserkaskaden verbunden ist, die das Heißwasser in einen Dampferzeuger einspeisen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, daß für den Restdampf die Leitungsquerschnitte der Verbindungsleitungen von den Autoklaven zum ersten Behälter und dessen Kaskade für einen nahezu drucklosen Zustand, d.h.
für einen maximalen Widerstand von etwa 0,5 m.WS ausgelegt sind.
Schließlich ist es vorteilhaft, daß die Heißwasserkaskaden auf die Behälter aufgesetzt und mit Einbauten versehen sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung haben den wesentlichen Vorteil, daß die Wärmerückgewinnung ohne Regelungen der Aufheizvorgänge bzw. ohne Umschaltvorgänge vorgenommen werden kann. Hierbei ergibt sich ein optimaler Entzug der Wärme aus dem Kondensat bzw. dem Entspannungs- und Restdampf. Die so gewonnene Wärme kann dann direkt wieder dem Dampferzeuger zugeführt werden. Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung bei Steinhärtekesseln und Kesseln zum Erzeugen von Gasbeton bzw.
Verfahren, die nach ähnlichen Prozessen ablaufen, anwenden.
Das Verfahren und die Vorrichtung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine derartige Anlage schematisch dargestellt, wobei mit dem Bezugszeichen 1 die Autoklaven gekennzeichnet sind. Insbesondere eignet sich das Verfahren und auch die dargestellte Anlage für Steinhärtekessel und ähnlich ablaufende Prozesse, wobei der Dampf über einen Dampferzeuger 2 eine Leitung 3 und ein Leitungssystem 4 den Kesseln 1 zugeführt wird. Das in dem Härtekessel 1 anfallende verunreinigte Kondensat wird über eine Sammelleitung 5 einem oder mehreren Wärmetauschern 6 zugeführt,wobei ein solcher Wärmetauscher in einem Speisewasserbehälter 7 angeordnet ist. Dem Kondensat wird hierbei teilweise die Wärme entzogen und es wird das in diesem Behälter 7 befindliche Speisewasser sufgeheizt und teilweise verdampft.
Das Kondensat gelangt über eine weitere Verbindungsleitung 8 von dem Wärmetauscher 6 zu einem Kondensatsammelbehälter 9, der einen Dampfraum 10 aufweist. Dieser Dampfraum 10 dient zur Entspannung des Kondensats und zur Phasentrennung in Dampf und Wasser auf Werte, die geringfügig über Atmosphärendruck liegen.
Der Wärmeaustausch zwischen dem Kondensat und dem Speisewasser erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in zwei Stufen unter Benutzung des Speisewassers selbst als Wärmeträger, wobei der Dampfraum 10 des Sammelbehälers 9 über eine Leitung 11 mit einem ersten Speisewasserbehälter 12 verbunden ist, der als Aufbau eine Kaskade 13 mit Einbauten 14 aufweist. Der Mediumtransport zwischen dem Behälter 9 und dem Behälter 12 erfolgt durch den Systemdruck.
Dieser erste Behälter 12 ist über eine Leitung 15 mit der Kaskade 16 des weiteren Behälters 7 verbunden, wobei die Förderung des Kesselspeisewassers mit Hilfe einer Pumpe 17 erfolgt. Das in dieser zweiten Vorwärmstufe aufgeheizte Kesselspeisewasser wird über eine Leitung 18 zum Dampferzeuger 2 gefördert, und zwar unter Verwendung einer Förderpumpe 19.
Der bei der Entspannung im Dampfraum 10 entstehende Dampf wird in der Vorwärmkaskade 13 des Speisewasserbehälters 12 praktisch ohne meßbaren Druckverlust auf maximal 1000 C erwärmt, wobei der Abdampf entweder kondensiert oder nach Durchströmen der Kaskadeneinbauten 14 in die Atmosphäre abgeführt wird. In der nachgeschalteten Vorwärmstufe mit dem Behälter 7 und der auf diesem Behälter angeordneten Aufheiz-und Entgasungskaskade 16 wird das Eesselspeisewasser auf eine Temperatur von über 1000 G bis zu einer maximalen Temperatur die der mittleren Kondensattemperatur entspricht, aufgeheizt.
Weiterhin ist das Leitungssystem 4 über eine Leitung 20 mit dem Dampfraum des Behälters 12 verbunden, so daß der Rest- dampf von den Härtekesseln 1 über die Kaskade 13 ausgeblasen werden kann. Die Leitungsquerschnitte und auch die Anordnung und Ausgestaltung der Einbauten 14 sind derart gewählt, daß die Härtekessel 1 bis zu einem praktisch überdrucklosen Zustand ohne Umschaltvorgänge über diese Kaskade 13 ausgeblasen werden können. Dieser maximale Druckwiderstand liegt bei etwa 0,5 mWS.
An der ersten Vorwärmstufe, d.h. an der Kaskade 13, ist oberhalb der Einbauten 14 ein Anschluß 21 für kaltes Speisewasser vorgesehen. Weiterhin ist zur besseren Ausnutzung und Anpassung der Anlage eine Verbindung 22 zwischen der Leitung 12 und der Kaskade 13 vorgesehen.
Mit. allen diesen Maßnahmen lassen sich die Betriebsdaten von Druck und Temperatur in den Kaskaden 16 und 13 automatisch ohne Umschaltungen und Regelungen an die Betriebsdaten der Kessel 1 von dem Anfahrzustand bis zu dem Ausblasen auf überdrucklosen Zustand anpassen.
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Claims

Patentanspruche Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei direkt dampfbeheizen Autoklaven, wobei das im Autoklaven anfallende Kondensat zur Erwärmung von Frischspeisewasser über Wärmetauscher geführt wird und Entspannungs- und Restdampf in das Speisewasser eingeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch zwischen Kondensat, Entspannungs- nnd Restdampf mit dem Frischspeisewasser in zwei oder mehreren Stufen über eine entsprechende Anzahl von Speisewasserbehältern mit Heißwasserkaskaden vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat nach dem Wärmetauscher wenigstens einem Kondensatsammelbehälter zugeführt wird, in dem eine Phasentrennung in Dampf und Wasser auf Werte, die geringfügig über Atmosphärendruck liegen, in einem entsprechend großen Dampfraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kesselspeisewasser in den Heißwasserkaskaden auf eine Temperatur von über 1000 C bis zu einer der mittleren Kondensattemperatur entsprechenden Maximaltemperatur aufgeheizt wird.
4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, mit einem direkt dampfbeheizten Autoklaven (1), dessen Kondensat über eine Leitung (5) einem in einem Behälter (7) angeordneten Wärmetauscher (6) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) an einem Kondensatsammelbehälter (9) angeschlossen ist, dessen Dampfraum (10) mit Behältern (12,73 mit Heißwasserkaskaden (13,16) verbunden ist, die das Heißwasser in einen Dampferzeuger (2) einspeisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Restdampf die Leitungsquerschnitte der Verbindungs leitungen (4,20) von den Autoklaven (1) zum ersten Behält er (12) und dessen Kaskade (13) für einen nahezu druck losen Zustand, d.h. für einen maximalen Widerstand von etwa 0,5 m WS ausgelegt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißwasserkaskaden (13,16) auf die Behälter (12,7) aufgesetzt und mit Einbauten (14) versehen sind.