EP0205718B1 - Zyklondampferzeuger - Google Patents

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EP0205718B1
EP0205718B1 EP85730087A EP85730087A EP0205718B1 EP 0205718 B1 EP0205718 B1 EP 0205718B1 EP 85730087 A EP85730087 A EP 85730087A EP 85730087 A EP85730087 A EP 85730087A EP 0205718 B1 EP0205718 B1 EP 0205718B1
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EP
European Patent Office
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steam generator
cyclone
flow
contact
effected
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EP85730087A
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English (en)
French (fr)
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EP0205718A1 (de
Inventor
Klaus Dipl.-Ing. Von Paczkowski
Udo Dr.-Ing. Hellwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erk Eckrohrkessel GmbH
Original Assignee
Erk Eckrohrkessel GmbH
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Publication date
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Priority to DE8585730087T priority patent/DE3577907D1/de
Priority to AT85730087T priority patent/ATE53112T1/de
Priority to SE8503211A priority patent/SE8503211D0/xx
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1869—Hot gas water tube boilers not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861
    • F22B1/1876—Hot gas water tube boilers not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861 the hot gas being loaded with particles, e.g. dust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/20—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with heating or cooling, e.g. quenching, means

Definitions

  • the invention relates to a steam generator according to the preamble of claim 1.
  • This type of dedusting has the disadvantage that relatively large amounts of dust are transported through the contact heating surfaces of the boiler. To prevent contamination of the heating surfaces here, large pipe divisions must be selected, which makes the boiler very large.
  • Another disadvantage is that a deduster is also part of a boiler system, which increases the system costs.
  • a cyclone is described in GB-A-108710 which also functions as a heat exchanger.
  • Heat exchanger tubes are provided between the outer and inner jacket of the cyclone and in the exhaust section.
  • the heat exchanger tubes between the outer and inner jacket slow down the flue gas flow, so that the cyclone effect, which is based on the centrifugal force effect, is reduced.
  • the arrangement of the heat exchanger tubes in the fume cupboard is so unfavorable that they neither support dust separation nor guarantee high heat transfer.
  • the invention is therefore based on the object of improving the steam generator of the type mentioned at the outset in such a way that its dimensions can be made smaller and at the same time high dust separation from the flue gases within the boiler is ensured.
  • This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that due to the special design of the contact heating surfaces of the steam generator, they serve both as dust separators for the dust contained in the flue gases and for steam or hot water production.
  • the dust is extracted from the smoke gases before they enter the touch heating surfaces, so that the dimensions of the steam generator can be made smaller and an otherwise conventional deduster is not required.
  • the design according to the invention ensures that the dust in the flue gases is drawn off in the region of high gas temperatures, so that it can no longer act as images of condensation nuclei at the end of the boiler and thus the emission of pollutants is reduced.
  • the invention also makes a contribution to environmental protection.
  • a touch heating surface 1 of the steam generator 6 is arranged in a discharge part 2 of a cyclone, which is formed from water-cooled tube walls 3 and 4.
  • the steam generator can be operated as a natural circulation or as a forced circulation or forced through boiler.
  • the water-cooled pipe walls 3 and 4 can also work as natural circulation, forced circulation or forced flow heating surfaces.
  • the tangential introduction of the flue gas flow in the form of exhaust gas or fuel gas results
  • the cross section of the cyclone — FIG. 3-circular or — FIG. 4 — must be in the form of an equilateral polygon.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist bekannt, daß Kesseln allerArt, also Dampfwie auch Heißwasserkesseln, zur Reinhaltung der Luft Entstauber nachgeschaltet werden müssen, weil in Kesseln herkömmlicher Bauart selbst nicht genügend Staub abgeschieden werden kann. Zur Entstaubung werden eingesetzt: Elektrische Entstaubung, Tuchfilter oder Zyklone.
  • Diese Art der Entstaubung hat den Nachteil, daß durch die Berührungsheizflächen des Kessels verhältnismäßig große Staubmengen transportiert werden. Um hier Verschmutzungen der Heizflächen zu verhindern, müssen große Rohrteilungen gewählt werden, wodurch der Kessel sehr groß wird. Ein weiterer Nachteil ist, daß zu einer Kesselanlage noch ein Entstauber gehört, wodurch die Anlagenkosten steigen.
  • Zur Zyklonanwendung wird in der GB-A-108710 ein Zyklon beschrieben der gleichzeitig als Wärmetauscher funktioniert. Zwischen Außen- und Innenmantel des Zyklons, sowie im Abzugsteil sind Wärmetauscherrohre vorgesehen. Die Wärmetauscherrohre zwischen Außen- und Innenmantel bremsen den Rauchgasstrom ab, so daß die Zyklonwirkung, die auf dem Fliehkrafteffekt beruht, abgemindert wird. Die Anordnung der Wärmetauscherrohre im Abzugsteil ist so ungünstig, daß sie weder die Staubabscheidung unterstützen noch eine hohe Wärmeübertragung gewährleisten.
  • Der Erfindung iiegtdaherdieAufgabe zugrunde, den Dampferzeuger der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß er in seinen Abmessungen kleiner ausgeführt werden kann und gleichzeitig eine hohe Staubabscheidung aus den Rauchgasen innerhalb des Kessels gewährleistet wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die besondere Ausführung der Berührungsheizflächen des Dampferzeugers diese sowohl als Staubabscheider des in den Rauchgasen enthaltenen Staubes als auch zur Dampf- oder Heißwassererzeugung dienen. Dabei wird aus den Rauchgasen der Staub bereits vor Eintritt in die Berührungsheizflächen entzogen, so daß der Dampferzeuger in seinen Abmessungen kleiner ausgeführt werden kann und ein sonst Üblicher Entstauber entfällt.
  • Darüberhinaus wird durch die erfindungsgemäße Ausführung erreicht, daß der in den Rauchgasen befindliche Staub im Bereich hoher Gastemperaturen abgezogen wird, so daß er nicht mehr als Bilder von Kondensationskeimen am Kesselende wirken kann und somit der Schadstoffauswurfvermindertwird. Die Erfindung liefert also auch einen Beitrag zum Umweltschutz.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Dampferzeugers in Vorderansicht.
    • Fig. 2 mehrere Dampferzeuger nach der Erfindung hintereinander geschaltet.
    • Fig. 3 einen Schnitt I-I nach Fig. 1, wobei der Zyklon im Querschnitt kreisringförmig ist.
    • Fig. 4 einen Schnitt I-I nach Fig. 1, wobei der Zyklon im Querschnitt ein gleichzeitiges Vieleck ist, und
    • Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Dampferzeugers in Vorderansicht mit Gaslenkwänden.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird eine Berührungsheizfläche 1 des Dampferzeugers 6 in einem Abzugsteil 2 eines Zyklons angeordnet, der aus wassergekühlten Rohrwänden 3 und 4 gebildet wird. Der Dampferzeuger kann als Naturumlaufwie auch als Zwangumiauf-oder Zwangdurchiaufkessel betrieben werden. Auch die wasergekühlten Rohrwände 3 und 4 können als Naturumlauf-, Zwangumlauf- oder Zwangdurchlaufheizflächen arbeiten. Durch tangentiale Einführung des Rauchgasstromes in Form von Abgas oder Brenngas entsteht
  • eine Fliehkraft, durch die der in den Gasen enthaltene Staub vom Rauchgas getrennt und abgeschieden wird.
  • Ist ein großer Reinheitsgrad der Abgase erforderlich, können mehrere Zyklonverdampfer hintereinander geschaltet werden (Fig. 2).
  • Zum Erreichen eines guten Fliehkrafteffektes muß der Zyklon in seinem Querschnitt-Figur 3-kreisringförmig oder-Figur 4-in der Form eines gleichseitigen Vieleckes ausgeführt sein.
  • Abhängig von der Staubkorngröße sind keine, oder einige Gaslenkwände 5 im Zyklon vorzusehen (Fig. 5).

Claims (8)

1. "Dampferzeuger, bestehend aus Berührungsheizflächen (1) und einem als Entstauber dienenden Zyklon mit einem Abzugsteil (2), wobei der Zyklon Bestandteil des Dampferzeugers (6) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührührungsheizflächen (1) im Abzugsteil (2) übereinander angeordnet sind".
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon aus wassergekühlten Rohrwänden (3, 4) besteht.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wassergekühlten Rohrwände (3,4) im Naturumlauf durchströmt werden.
4. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wassergekühlten Rohrwände (3, 4) im Zwangumlauf durchströmt werden.
5. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wassergekühlten Rohrwände (3, 4) im Zwangdurchlauf durchströmt werden.
6. Dampferzeuger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abzugsteil (2) angeordnete Berührungsheizfläche (1) im Naturumlauf durchströmt wird.
7. Dampferzeuger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abzugsteil (2) angeordnete Berührungsheizfläche (1) im Zwangumlauf durchströmt wird.
8. Dampferzeuger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abzugsteil (2) angeordnete Berührungsheizfläche (1) im Zwangdurchlauf durchströmt wird.
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