DE4301107A1 - Dampfbeheizte Luftvorwärmer - Google Patents
Dampfbeheizte LuftvorwärmerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/32—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters arranged to be heated by steam, e.g. bled from turbines
- F22D1/325—Schematic arrangements or control devices therefor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
- F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
- F02M31/042—Combustion air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/04—Arrangements of recuperators
- F23L15/045—Arrangements of recuperators using intermediate heat-transfer fluids
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Description
In vielen mit fossilen Brennstoffen betriebenen Verbrennungs- u. Wärme
kraftanlagen wird die Verbrennungsluft mit Dampf vorgewärmt und anschlie
ßend in rauchgasbeheizten Luftvorwärmern auf die Endtemperatur erhitzt.
Als Dampf-/Luft-Wärmetauscher sind meist mehrere Heizregister eingesetzt.
Die Luftvorwärmung wird häufig durch Dampfreduzierventile geregelt. Das
Heizkondensat der Heizregister fließt in Kondensatsammelbehälter und wird
durch Pumpen in den Kreislauf der Gesamtanlage zurückgeführt. Zur besse
ren Anpassung an Temperaturschwankungen oder unterschiedliche betriebli
che Lasten, werden zeitweise auch einzelne Heizregister kondensatseitig
abgesperrt und geflutet.
Störungen in diesen Systemen der dampfbeheizten Luftvorwärmer resultieren
vorwiegend aus der lastabhängigen Veränderung der Verbrennungsluftmenge,
der Änderung von Luftein- und/oder Luftaustrittstemperaturen sowie aus
der Stellungsänderung der Bedampfungsarmatur durch die Regelung oder
Handsteuerung.
Die sich daraus im Dampf- und Kondensatsystem ergebenden Druckänderungs
geschwindigkeiten können sehr hoch sein und führen dann häufig zu Aus
dampfungen des Kondensates. Die Folgen sind: Schläge in den Rohrleitun
gen, Kavitation in den Kondensatpumpen, Unterbrechung der Kondensatförde
rung und mechanische Schäden an den Pumpen. Der Kondensatablauf muß dann
ohne Pumpen in Systeme niedrigeren Druckes (atmosphär. Entspanner, Kon
densator o. ä.) erfolgen. Dadurch ergeben sich Wärmeverluste, die den Ge
samtwirkungsgrad verschlechtern.
Diese Nachteile vermeiden weitgehend warmwasserbeheizte Luftvorwärmer,
die jedoch andererseits höhere Investitionskosten für zusätzliche Wasser
vorwärmer, Umwälzpumpen, Druckhaltung, Rohrleitungen, größere Luvo-Heiz
flächen sowie höhere Energiekosten erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die systembedingten Probleme
dampfbeheizter Luftvorwärmer zu lösen. Insbesondere sollen Schäden an den
Kondensatpumpen verhindert und die auslegungsgemäße Förderung des Konden
sates in das betreffende System (z. B. in den Speisewasserbehälter) unter
allen Betriebsbedingungen gewährleistet und Wärmeverluste vermieden wer
den.
Weiterhin soll zur Energieeinsparung eine Abwärmenutzung durch Einleitung
von Abdampf, Brüden, Kondensat u. ä. aus anderen Systemen der Wärmekraft
anlage zur Vorwärmung der Luft möglich sein.
Die bisher üblichen Kondensatbehälter sollen entfallen und durch kleine
Wasserstands-Regelgefäße ersetzt werden.
Die Lösung der Aufgabe ist in beiliegender Schaltung als ein mögliches
Ausführungsbeispiel dargestellt:.
Die dampfbeheizten Wärmetauscher (1) werden in zwei Druckstufen aufge
teilt.
Druckstufe 1 ist eine Gleitdruckstufe, die über das Regelventil (TC1) mit
Dampf versorgt wird. Das Kondensat fließt in ein Wasserstandsregelgefäß
(2). Über die Ausdampfleitung (3) erfolgt der Druckausgleich bei Änderun
gen im System. Diese Gleitdruckstufe unterliegt den bereits bekannten
Druckänderungen, die bis in den Vakuumbereich gehen können.
Die Druckstufe 2 ist eine atmosphärische Festdruckstufe. Dieser Stufe
wird das in der Temperatur, Menge und im Druck schwankende Kondensat der
Gleitdruckstufe über das Wasserstandsregelventil (LC1) zugeführt. Im Was
serstandsregelgefäß (4) dampft das Kondensat aus, da der Druck in diesem
Gefäß etwa dem Atmosphärendruck entspricht. Der Dampf wird über die Lei
tung (5) in die Heizregister dieser Stufe geleitet und kondensiert dort.
Der Kondensatablauf erfolgt über freie Abläufe, die mit der umgebenden
Atmosphäre in Verbindung stehen. Das Kondensat fließt anschließend geodä
tisch den Kondensatpumpen (7) zu.
Durch den freien Kondensatablauf dieser Stufe wird der Druck im Wasser
standsregelgefäß (4) weitgehend konstant gehalten. Zweckmäßigerweise wird
die Festdruckstufe am Wärmetauscher (1) der kalten Luftseite, also ein
trittsseitig, angeordnet, um unter allen Betriebsbedingungen eine voll
ständige Kondensation zu gewährleisten.
Die Wärmetauscherfläche der Festdruckstufe wird, abhängig von den jewei
ligen Bedampfungs-Verhältnissen auf der Dampf-/Kondensatseite mehr oder
weniger mit Luft beaufschlagt. Die Luft ventiliert jeweils bis zu dem
Punkt der Heizfläche, an dem der Wasserdampf vollständig kondensiert ist.
Die Trennung von Luft und Dampf ergibt sich durch den Dichteunterschied.
Da dampfbeheizte Luftvorwärmer innen und außen korrosionsgeschützt (meist
verzinkt) sind, ist diese Teilbelüftung für die Heizfläche unschädlich.
Durch die offenen Heizregister der Festdruckstufe haben die am Wasser
standsregelgefäß (4) angeschlossenen Kondensatpumpen unter allen Be
triebsbedingungen praktisch konstante Zulaufverhältnisse, da keine Druck-
und Temperaturänderungen mehr auftreten können.
Damit wird eine hohe Verfügbarkeit der Pumpen erreicht, der Reparaturauf
wand verringert und die auslegungsgemäße, wärmetechnisch optimale Konden
satförderung gewährleistet.
Bei Neuplanungen werden die bisher eingesetzten Kondensatbehälter nicht
mehr benötigt. Das Volumen der relativ kleinen Wasserstandsregelgefäße
wird nur noch entsprechend der Pumpenfördermenge, der Stellgeschwindig
keit der Regelarmatur und dem Regelbereich ermittelt. Die Kondensatspei
cherung entfällt.
Bei Umbau bestehender Anlagen können jedoch die vorhandenen Kondensatbe
hälter als Wasserstandsregelgefäße weiterverwendet werden.
Das Schaltungsbeispiel wurde durch einen Frostschutzregler (TC2) ergänzt,
der bei Einfriergefahr des ablaufenden Kondensates eine zusätzliche Di
rektbedampfung der Festdruckstufe ermöglicht.
Über die Anschlüsse (9) und (10) kann der Festdruckstufe beim Anfahren
und während des Betriebes Abwärme in Form von Dampf oder Kondensat aus
anderen Systemen der Wärmekraftanlage zugeführt werden. Durch die Nutzung
der Abwärme erhöht sich die Luftvorwärmung in der Festdruckstufe. Die Be
dampfungsmenge der Gleitdruckstufe verringert sich. Durch diese Abwärme
nutzung wird Energie, besonders auch bei Anfahren der Anlagen, gespart.
Das nachfolgend abgebildete Schaltungsbeispiel zeigt einen dampfbeheizten
Luftvorwärmer mit einer Gleitdruckstufe und einer mit der Atmosphäre ver
bundenen Festdruckstufe sowie Anschlüssen für eine Abwärmenutzung.
Im Schaltbild bedeuten:
1 Dampf-/Luft-Wärmetauscher (Luftvorwärmer - Heizregister)
2 Wasserstandsregelgefäß der Gleitdruckstufe
3 Druckausgleichsleitung Gleitdruckstufe
4 Wasserstandsregelgefäß der Festdruckstufe
5 Ausdampf- und Druckausgleichsleitung Festdruckstufe
6 freier Kondensatablauf der Festdruckstufe
7 Kondensatpumpen
8 Luft
9 Abwärme von Fremdkondensaten
10 Abwärme von Fremddampf
TC1 Bedampfungsventil für die Gleitdruckstufe
TC2 Frostschutzregler für die Festdruckstufe
LC1 Kondensatablauf-Regelventil der Gleitdruckstufe
LC2 Kondensatablauf-Regelventil der Festdruckstufe
Im Schaltbild bedeuten:
1 Dampf-/Luft-Wärmetauscher (Luftvorwärmer - Heizregister)
2 Wasserstandsregelgefäß der Gleitdruckstufe
3 Druckausgleichsleitung Gleitdruckstufe
4 Wasserstandsregelgefäß der Festdruckstufe
5 Ausdampf- und Druckausgleichsleitung Festdruckstufe
6 freier Kondensatablauf der Festdruckstufe
7 Kondensatpumpen
8 Luft
9 Abwärme von Fremdkondensaten
10 Abwärme von Fremddampf
TC1 Bedampfungsventil für die Gleitdruckstufe
TC2 Frostschutzregler für die Festdruckstufe
LC1 Kondensatablauf-Regelventil der Gleitdruckstufe
LC2 Kondensatablauf-Regelventil der Festdruckstufe
Claims (3)
1. Dampfbeheizte Luftvorwärmer dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfläche
des Wärmetauschers auf der Seite des wärmeabgebenden Mediums mit der
Atmosphäre in Verbindung steht und der Kondensatablauf drucklos er
folgt.
2. Dampfbeheizte Luftvorwärmer in mehrstufiger Ausführung dadurch gekenn
zeichnet, daß die niedrigste Druckstufe eine Festdruckstufe nach An
spruch 1 ist, die den Zulaufdruck für die Kondensatpumpen weitgehend
konstant hält.
3. Dampfbeheizte Luftvorwärmer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß Abwärme aus anderen Systemen in Form von Dampf oder Heißkondensat
in die Festdruckstufe eingeleitet und zwecks Energieeinsparung zur
Luftvorwärmung genutzt werden kann.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4301107A DE4301107C2 (de) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Dampfbeheizter Wärmetauscher zur Luftvorwärmung |
DE4419553A DE4419553C2 (de) | 1993-01-18 | 1994-06-03 | Dampfbeheizter Wärmetauscher zur Luftvorwärmung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4301107A DE4301107C2 (de) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Dampfbeheizter Wärmetauscher zur Luftvorwärmung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4301107A1 true DE4301107A1 (de) | 1994-03-10 |
DE4301107C2 DE4301107C2 (de) | 1995-11-09 |
Family
ID=6478366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4301107A Expired - Lifetime DE4301107C2 (de) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Dampfbeheizter Wärmetauscher zur Luftvorwärmung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4301107C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112050248A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 上海康恒环境股份有限公司 | 一种用于生活垃圾焚烧的蒸汽空气预热器 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE933631C (de) * | 1953-07-10 | 1955-09-29 | Maschb Ag Balcke | Geregelte Abfuehrung von Kondensat aus Apparaten und Behaeltern mit stark schwankendem Druck in zwei oder mehr Apparate oder Behaelter, bzw. Rueckfuehrung von Kondensat in Apparate und Behaelter mit stark schwankendem Druck aus zwei oder mehr Apparaten |
DE1056146B (de) * | 1955-05-03 | 1959-04-30 | Svenska Flaektfabriken Ab | Dampfbeheizter Luftvorwaermer |
-
1993
- 1993-01-18 DE DE4301107A patent/DE4301107C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE933631C (de) * | 1953-07-10 | 1955-09-29 | Maschb Ag Balcke | Geregelte Abfuehrung von Kondensat aus Apparaten und Behaeltern mit stark schwankendem Druck in zwei oder mehr Apparate oder Behaelter, bzw. Rueckfuehrung von Kondensat in Apparate und Behaelter mit stark schwankendem Druck aus zwei oder mehr Apparaten |
DE1056146B (de) * | 1955-05-03 | 1959-04-30 | Svenska Flaektfabriken Ab | Dampfbeheizter Luftvorwaermer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 54-43331 In: Patents Abstracts of Japan, M-61, June 6, 1979, Vol.3, No.65 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112050248A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 上海康恒环境股份有限公司 | 一种用于生活垃圾焚烧的蒸汽空气预热器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4301107C2 (de) | 1995-11-09 |
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Legal Events
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