DD282504A5

DD282504A5 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR OPERATING A STEAM BOILER

Info

Publication number: DD282504A5
Application number: DD89327848A
Authority: DD
Inventors: Dieter Koritz; Eberhard Spoerl; Kurt Stroeer; Gerd Liebscher; Rainer Kolb
Original assignee: Luebbenau Vetschau Kraftwerke; Orgreb Inst Kraftwerke
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1990-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betrieb eines Dampfkessels mit in einem nach Umlenkung angeordneten Economiser und Luftvorwaermer aufweisenden Abgastrakt. Dabei wird ein nach Umlenkung abgetrennter Asche-Rauchgas-Teilstrom hoher Teilchenkonzentration in eine im Abgastrakt gebildete Entmischungsstrecke eingeleitet, die Asche durch die Schwerkraftwirkung als Aschestrom gefoerdert, die Rauchgase in den Hauptstrom eingeleitet und mit dem Asche-Rauchgas-Teilstrom und/oder dem Aschestrom die Verbrennungsluft zusaetzlich erwaermt. Figur{Dampfkessel; Betrieb; Nachschaltheizflaechen; Rauchgasstrom; Entmischungsstrecke; Rauchgase; Hauptstrom; Asche-Rauchgas-Teilstrom; Verbrennungslufterwaermung}The invention relates to a method and an arrangement for operating a steam boiler with in a arranged after deflection economizer and Luftvorwaermer exhaust tract. In this case, a separated after deflection ash-flue gas partial stream high particle concentration is introduced into a formed in the exhaust tract demixing, the ash gefoerdert by the gravity effect as ash stream, the flue gases introduced into the main stream and the ash flue gas partial stream and / or the ash stream the Combustion air additionally heated. FIG {steam boiler; Business; downstream heating; Flue gas stream; Entmischungsstrecke; Fumes; Main power; Ash flue gas partial flow; Verbrennungslufterwaermung}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betrieb eines Dampfkessels.The invention relates to a method and an arrangement for operating a steam boiler.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Beim Betrieb eines Dampfkessels mit Kohlenstaub hohen Ballastanteils sind die im Abgastrakt angeordneten Economiser und Luftvorwärmer durch Erosionsverschleiß gefährdet. Besonders die nach der Umlenkung angeordneten Economiser werden mit einem derart hohen Erosionsverschleiß beaufschlagt, daß nach kurzer Betriebszeit die 180°-Rohrbögen im Bereich der Rückwand bis zur Zerstörung verschlissen sind.When operating a steam boiler with coal dust high ballast proportion arranged in the exhaust tract economizer and air preheater are endangered by erosion wear. In particular, the economizers arranged after the deflection are subjected to such high erosion wear that, after a short operating time, the 180 ° pipe bends in the area of the rear wall are worn out to destruction.

Zur Minderung der Verschleißwirkung ist es bekannt, einen Asche-Rauchgas-Teilstrom hoher Teilchenkonzentration als Randströmung in oder nach Umlenkung zu bilden und entweder in einen Fallkanal (DE-AS 2140167,1526140), in Leitbleche (DD-PS 214913) oder in eine Abscheidekammer einzuleiten.To reduce the wear effect, it is known to form an ash-flue gas partial flow of high particle concentration as an edge flow in or after deflection and either in a fall channel (DE-AS 2140167, 1526140), in baffles (DD-PS 214913) or in a deposition chamber initiate.

Der Nachteil besteht in der nicht vollständigen Asche-Sand-Abscheidung iDD-PS 214913). Die wieder eingeleiteten Gase weisen noch Restaschemengen auf, die insbesondere im Randbereich zu Verschleiß führen. Durch die Abscheider wird die Ascheteilchenwärme nicht genutzt. Mit der Heizflächenumgehung (Parallelkanal ohne Wärmeentbindung) rauchgasseitig wird die Wärmeübertragung an die Heizflächen verringert. Der Nachteil besteht in dem nicht vollständigen Schutz von Rohrbögen durch Teilaushaltung der schleißenden Teilchen, da es über die Heizfiächenhöhe (Dicke) im Randbereich von Rohrnadeln zu Asche-Sand-Anreicherung kommt. Die hohe Rauchgasgeschwindigkeit im Zwischenraum Rohrnadel - Zugwand verursacht einen erhöhten Verschleiß trotz Teilaushaltung vor den Heizflächen.The disadvantage is the incomplete ash-sand separation iDD-PS 214913). The reintroduced gases still have residual amounts that lead to wear, especially in the edge region. By the separator, the ash particle heat is not used. With the Heizflächenumgehung (parallel channel without heat release) on the flue gas side, the heat transfer to the heating surfaces is reduced. The disadvantage consists in the incomplete protection of pipe bends by Teilaushaltung the abrasive particles, as it comes on the Heizfiächenhöhe (thickness) in the edge region of pipe needles to ash-sand enrichment. The high flue gas velocity in the space pipe needle - pulling wall causes increased wear despite Teilaushaltung before the heating surfaces.

Bekannt ist im verschleißintenuiven Bereich eines Rauchgaszuges, durch geänderte Rohranordnung den Verschleiß auf verschleißschützende Elemente zu beschränken. Der Nachteil besteht in der aufwendigen Neugestaltung an bestehenden Anlagen. Die Verschleißelemente bieten keinen sicheren Schutz über lange Betriebszeit, der Auswechselzyklus kann nur in groben Grenzen angegeben werden. Der Materialaufwand an Verschleißelementen ist groß, Durchschliffe an Rohren können nicht verhindert werden, da eine fluchtende Rohranordnung nicht aufrechterhalten werden kann.It is known in wear-intensive area of a flue gas train to limit the wear on wear-protective elements by changing the tube arrangement. The disadvantage is the complex redesign of existing facilities. The wear elements do not provide safe protection over a long period of operation, the replacement cycle can only be specified within rough limits. The material cost of wear elements is large, Durchschliffe on pipes can not be prevented because a flush pipe arrangement can not be maintained.

Bekannt ist der Einsatz von gesonderten, abschaltbaren Zusatzheizflächen in einem abgetrennten Kanal eines Zuges mit erhöhter Asche-Sand-Beladung. Diese Ausführung ist sehr aufwendig, wobei an bestehenden Anlagen kein Platz vorhanden ist. Die Überwachung des Verschleißabtrages ist schwierig. Bei auftretenden Rohrdurchschliffen wird eine Teilheizfläche abgeschaltet, und damit erhöht sich die Abgastemperatur, der Wirkungsgrad verschlechtert sich.The use of separate, switchable Zusatzheizflächen in a separate channel of a train with increased ash-sand loading is known. This design is very expensive, with no existing space on existing facilities. The monitoring of wear abrasion is difficult. In the case of pipe cuts, a Teilheizfläche is switched off, and thus increases the exhaust gas temperature, the efficiency deteriorates.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist, die gebildete Randströmung sicher von den Ascheteilchen zu befreien und energetisch zu nutzen.The aim of the invention is to safely rid the edge flow formed by the ash particles and to use energy.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gebildete Randströmung ganz und/oder teilweise zur Luftvorwärmung zu verwenden.The invention has for its object to use the formed edge flow completely and / or partially for air preheating.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß ein nach Umlenkung abgetrennter Asche-Rauchgas-Teilstrom hoher Teilchenkonzentration in eine im Abgastrakt gebildete Entmischungsstrecke eingeleitet, die Asche durch die Schwerkraftwirkung als Aschestrom gefördert, die Rauchgase in den Hauptstrom eingeleitet und mit dem Asche-Rauchgas-Teilstrom und/oder dem Aschestrom die Verbrennungsluft zusätzlich erwärmt wird. Zur Realisierung ist im Abgastrakt ein längs angeordneter Kanal vorgesehen, dessen eine aus wärmeleitfähigem Material bestehende Durchtritte aufweisende Wandung gleichzeitig als Wandung von Umlenkkammern der Luftvorwärmer und dessen andere Wandung als Begrenzungswand für die Economiser ausgebildet ist.This is achieved in that, according to the invention, a separated ash-flue gas partial stream high particle concentration introduced into a formed in the exhaust tract demixing, promoted the ashes by gravity as ash stream, the flue gases introduced into the main stream and with the ash-flue gas partial stream and / or the ash stream, the combustion air is additionally heated. To realize a longitudinally disposed channel is provided in the exhaust system, one of which consists of thermally conductive material passages having wall is formed simultaneously as a wall of deflection chambers of the air preheater and the other wall as a boundary wall for the economizer.

Es ist zwar schon bekannt, Economiser und Luftvorwärmer in getrennten Zügen des Abgastraktes anzuordnen (OE-PS 956866) oder einen Abgastrakt durch eine Trennwand zu teilen (DR-PS 746113), jedoch ist damit weder eine Ascheabtrennung noch eine zusätzliche Luftvorwärmung erreicht. Angrenzende Heizflächen bzw. verschleißschützende Bauteile werden nicht gesondert geschützt.Although it is already known to arrange economizer and air preheater in separate trains of the exhaust system (OE-PS 956866) or to share an exhaust tract through a partition (DR-PS 746113), but so that neither an ash separation nor additional air preheating is achieved. Adjacent heating surfaces or wear-resistant components are not separately protected.

embodiment

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:In one embodiment, the invention is explained in detail. The drawing shows:

Fig. 1: die Anordnung des Kanals im Abgastrakt eines Dampfkessels, Fig. 2: die Ausbildung der Begrenzungswand des Kanals.Fig. 1: the arrangement of the channel in the exhaust tract of a steam boiler, Fig. 2: the formation of the boundary wall of the channel.

Der Abgastrakt 1 mit seiner Einmauerung 9; 9.1; 9.2 ist nach Umlenkung 2 durch den Kanal 3 längsgeteilt (Fig. 1). Im dadurch gebildeten Teilzug 4 sind die Economiser 5 und im Teiizug 6 die Luftvorwärmer 7 mit den Umlenkkammern 8 angeordnet. Die Wandung 10 des Kanals 3 ist dabei aus wärmeleitfähigem Werkstoff, z.B. Stahl, hergestellt und weist die Rippen 11 auf. Die Wandung 12 ist als Begrenzungswand ausgebildet und die 180°-Bögen 13 der Economiser 5 überdeckend angeordnet. Die Wandung 12 weist die Austritte 14 zwischen dem Economiser 5 und den Leitelementen 15 auf. Im Kanal 3 sind Lenkelemente 16 angeordnet. Oberhalb der Economiser 5 ist der Kanal 3 durch die Einmauerung 9.1 und die Wandung 17 gebildet. Die Wandung 12 als Begrenzungswand ist dabei so ausgebildet (Fig. 2), daß die mit der Überlappung 18 versehenen Wandungsteile 12.1; 12.2 die Leitelemente 15 aufweisen und auf den 180°-Bögen 13 der Economiser 5 abgestützt an den Tragrohren 19 über Befestigungselemente 20 eingehängt sindThe exhaust tract 1 with its masonry 9; 9.1; 9.2 is split longitudinally after deflection 2 through the channel 3 (FIG. 1). In part of the train 4 thus formed, the economizer 5 and Teiizug 6, the air preheater 7 are arranged with the deflection chambers 8. The wall 10 of the channel 3 is made of thermally conductive material, e.g. Steel, manufactured and has the ribs 11. The wall 12 is formed as a boundary wall and arranged the 180 ° bends 13 of the economizer 5 overlapping. The wall 12 has the outlets 14 between the economizer 5 and the guide elements 15. In the channel 3 steering elements 16 are arranged. Above the economizer 5, the channel 3 is formed by the walling 9.1 and the wall 17. The wall 12 as a boundary wall is formed (Fig. 2) that provided with the overlap 18 wall parts 12.1; 12.2 have the guide elements 15 and supported on the 180 ° bows 13 of the economizer 5 are suspended from the support tubes 19 via fasteners 20

Die Wirkungsweise ist folgende: The mode of action is the following:

Die Rauchgase 21 werden infolge der Umlenkung im Rückwandbereich 22 von Feststoffteilchen Sand 23 entmischt. Es bildet sich ein stark mit Asche-Sand 24 beladener Rauchgasstrom 25 aus. Dieser Rauchgasstrom wird in den Zwischenraum, gebildet aus der Einmauerung 9.1 und Wandung 17, abgetrennt und gerichtet in den Kanal 3 geleitet. Innerhalb der Kanäle 3, die nur jeweils über die Einzelpaketausbildung 5 des Teilzuges 4 bestehen, erfolgt eine Wärmeentbindung des Rauchgasstromes 25 an die Luft 26 der Umlenkkammer 8. Dabei wird der Rauchgasstrom im Kanal 3 so von den Lenkelementen 16 geführt, daß der Strömungswiderstand kleiner oder gleich dom Strömungswiderstand der Rauchgase 27 im Economiser 5 beträgt. Durch diese Druckverhältnisse im Teilzug 4 und Kanal 3 tritt ein Gasstrom 28 über die Austritte 14 aus, wobei die Feststoffteilchen, die nicht der Gasströmung folgen, im Kanal 3 verbleiben. Zur Erhöhung des Wärmeüberganges und der Vergrößerung der Wärmeübertragerheizfläche wird durch die Rippen 11 im verschleißfreien Strom der Luft 26 innerhalb der Urrtenkkammern 8 an der Wandung 10 ein Wirbelfeld 29 aufrechterhalten. Die frei beweglichen, nur an den Tragrohren 19 eingehängten Elemente der Wandung 12 bewirken durch ihre Schwingungen, daß Asche-Sand-Anbackungen ständig beseitigt werden. Die Rauchgasströmung im Kanal 3 sichert einen Wärmeaustausch an die Luft über eine wärmeleitende Trennwand 10 der Umlenkkammer 8 sowie einen verschleißarmen Betrieb durch Vermeidung von Wirbelfeldern des Rauchgasstromes 25 innerhalb des Kanals 3, die 180°-Bögen 13 des Economisers 5 werden von den Asche-Sand-Teilchen des Rauchgasstromes 25 nicht beströmtThe flue gases 21 are demixed as a result of the deflection in the rear wall portion 22 of solid particles of sand 23. It forms a heavily laden with ash sand 24 flue gas stream 25. This flue gas stream is separated into the intermediate space formed by the lining 9.1 and wall 17 and directed into the channel 3. Within the channels 3, which consist only of the individual package training 5 of the sub-train 4, a heat release of the flue gas stream 25 to the air 26 of the deflection chamber 8. The flue gas flow in the channel 3 is guided by the steering elements 16, that the flow resistance is smaller or the same dom flow resistance of the flue gases 27 in the economizer 5 is. Due to these pressure conditions in the sub-train 4 and channel 3, a gas stream 28 exits via the outlets 14, wherein the solid particles, which do not follow the gas flow, remain in the channel 3. To increase the heat transfer and the enlargement of the Wärmeübertragerheizfläche a vortex field 29 is maintained by the ribs 11 in the wear-free flow of air 26 within the Urrtenkkammern 8 on the wall 10. The freely movable, suspended only on the support tubes 19 elements of the wall 12 cause by their vibrations that ash-sand caking are constantly eliminated. The flue gas flow in the channel 3 ensures a heat exchange to the air via a heat-conducting partition 10 of the deflection chamber 8 and a low-wear operation by avoiding vortex fields of the flue gas stream 25 within the channel 3, the 180 ° bows 13 of the economizer 5 are of the ash sand Particles of the flue gas stream 25 is not flown

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht: The invention achieves the following advantages:

1. Nutzung der Aschewärme.1. Use of ash heat.

2. Intensive Wärmeentbindung der Kanal-Randströmung.2. Intensive heat release of the channel edge flow.

3. Vollständiger Schutz der 180°-Bögen.3. Complete protection of the 180 ° bows.

4. Einfache Rauchgasführung im abgetrennten Kanal, dadurch keine Verschleißteile.4. Simple flue gas duct in the separated channel, thus no wearing parts.

5. Die Trennwand benötigt kein Mauerwerk.5. The partition wall does not require masonry.

6. Bei Undichtheiten zwischen Trennwand-Kanal-Umlenkkammer tritt kein Verschleiß an den 180°-Bögen auf.6. In the case of leaks between partition-channel deflection chamber, no wear occurs on the 180 ° bends.

7. Einfache Abdeckelemente vor den 180°-Bögen leicht wechselbar.7. Simple cover elements easily exchangeable in front of the 180 ° bends.

8. Mit der über die Heizflächen (Paket) begrenzte Kanalhöhe ist eine Verschleißbeurteilung leicht möglich.8. With the channel height limited over the heating surfaces (package), wear evaluation is easily possible.

9. Die schwingenden Abdeckeiemente verhindern Ascheanbackungen.9. The swinging cover elements prevent ash caking.

Claims

1. A method for operating a steam boiler with in a arranged after deflection economizer and air preheater exhaust tract, characterized in that introduced after deflecting ash-flue gas partial stream high particle concentration introduced into a demolition section formed in the exhaust tract, the ashes promoted by the gravitational effect as ash stream , The flue gases introduced into the main stream and the combustion air is additionally heated with the ash-flue gas partial stream and / or the ash stream.

2. Arrangement for operating a steam boiler with in a arranged after deflection economizer and air preheater exhaust tract, characterized in that the exhaust duct, a longitudinally disposed channel is provided, one of thermally conductive material existing, passages having wall simultaneously as a wall of deflection chambers of the air preheater and the other wall as Bo _ö renzungswand is formed for the economiser.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that guide means are arranged in the channel.

4. Arrangement according to claim 2, characterized in that the boundary wall is vershan in the area between the parts of the economizer with the passages.

5. Arrangement according to claim 2 and 4, characterized in that the inlet of the channel is provided with guide and steering elements.

6. Arrangement according to claim 2 and 4, characterized in that the passages of the channel are provided with guide and steering elements.

7. Arrangement according to claim 2, characterized in that the channel is provided with cross-section-changing internals.

8. Arrangement according to claim 2, characterized in that the deflecting chambers facing side of the wall is provided with the heat exchange elements improving.