<Desc/Clms Page number 1>
Kohlenstaubfeuerung für Dampferzeuger.
EMI1.1
Erfüllung dieser Bedingung hat man zwei Wege beschritten. Der eine Weg besteht darin, vor dem Dampferzeuger, der durch die Kohlenstaubfeuerung beheizt werden soll, eine Vorfeuerung anzuordnen, in die der Kohlenstaub eingeführt wird und in die die Verbrennungsluft tangential durch Düsen eingeblasen wird. so dass ein inniges Gemisch von Brennstoff und Luft entsteht. Der andere Weg besteht darin, dass der Kohlenstaub in einer allseitig von Rohren ausgekleideten Strahlungskammer verbrannt wird, in die er im Gemisch mit Luft durch tangential angeordnete Düsen eingeblasen wird.
Die vorliegende Erfindung gibt einen neuen Weg für die Ausbildung von Kohlenstaubfeuerungen an, u. zw. für die zweite Gattung, bei der die Verbrennung in der Strahlungskammer selbst vor sich geht.
EMI1.2
durch Düsen eingeblasen wird, deren Achsen die Tangenten an Kreise bilden, die man sieh um die. Brennkammerachse zu denken hat.
Der Vorteil der neuen Anordnung liegt in folgendem :
Bei Verwendung von Vorfeuerungen, bei denen der Brennstoff in einen Luftwirbel eingeführt wird, kann man die strahlende Wärme der Heizflamme nicht ausnutzen. Vielmehr erfolgt die Wärme- übertragung lediglich durch Berührung. Der Vorteil der Kohlenstaubflamme liegt aber gerade in ihrer ausserordentlich grossen strahlenden Wärme, die somit bei Vorfeuerungen ungenutzt bleibt.
Das Einblasen des Kohlenstaubes im Gemisch mit Luft durch Tangentialdüsen hat den Nachteil,
EMI1.3
und stellen eine ausserordentliche Gefährdung des Rohrmaterials dar. Dieselbe Gefährdung tritt übrigens auch bei den Feuerungen auf, bei denen die Verbrennungsluft zwar ebenfalls durch Zwischenräume zwischen den Rohren der Strahlungskammer hindurch eingeblasen wird. aber nicht tangential. sondern auf die Brennkaml1lerachse zu. Es entsteht dabei eine ohne Gesetzmässigkeit verlaufende Wirbelbildung, bei der leicht Impulse auf die Kohlenstaubteilchen ausgeübt werden, die zu einem Abschleudern auf die Brennkammerwand zu und damit zu einem Absetzen von unverbrannten Brennstoffteilehen an den Wasserrohren führen.
Diese Nachteile können bei einer Anordnung gemäss der Erfindung nicht auftreten, die Kohlenstaubteilehen erhalten den Wirbelimpuls nicht unmittelbar beim Austritt ans der Düse,
EMI1.4
<Desc/Clms Page number 2>
Die günstige Wirkung der neuen Anordnung lässt sieh weiter dadurch verbessern, dass man die Luftdüsen so dicht aneinander anordnet, dass ihre Mündungen eine annähernd stetige Öffnung bilden.
Je grösser die Zwischenräume zwischen den Düsen sind, um so grösser ist die Möglichkeit, dass das Teilchen in einer Zone zwischen zwei Düsen, in der also kein neuer Impuls ausgeübt wird, unter der Wirkung seiner Fliehkraft nach aussen abgeschleudert wird. Durch die dichte Anordnung der einzelnen Düsen wird das Entstehen von impulsfreien Zonen verhindert und infolgedessen die Möglichkeit des Absehleuderns unverbrannter Teilchen nach aussen ausgeschaltet.
Das Kohlenstaubteilchen braucht zur vollkommenen Verbrennung einen gewissen Verbrennungsweg, der so zu bemessen ist, dass das Teilchen, wenn es vollkommen verbrannt ist, auch tatsächlich das
Ende der Brennkammer erreicht hat. Es ist unzweckmässig, den Weg länger zu wählen, da sonst ein Teil der Brennkammer von Asche erfüllt ist, die nur Wärme absorbiert, aber nicht abgibt. Um diese Forderung zu erfüllen, kann die Anordnung so getroffen werden, dass Zuggeschwindigkeit und Einblasegeschwindigkeit aufeinander abgeglichen werden, oder dass die Düsenriehtung so geändert wird, dass der Weg des Kohlenstaubteilchens aus der um die Kammerachse verlaufenden schraubenförmigen Bewegung sich immer mehr einer geradlinigen Bewegung nähert. Man kann z.
B. die Diisenaehsen in den in der Flammenrichtung aufeinanderfolgenden Düsenzonen immer mehr auf die Brennkammeraehse zu richten, so dass die Kreise, die von den Düsenachsen tangiert werden, in der Flammenrichtung immer kleiner werden. Gegebenenfalls kann es auch zweckmässig sein, die Düsenachsen in den aufeinanderfolgenden Düsenzonen mit grösser werdendem Winkel gegenüber einer waagrechten Ebene anzuordnen.
In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. l einen Längsschnitt durch den Kessel, Fig. 2 einen Querschnitt, gesehen in der Richtung auf die Feuerung zu, die Fig. 3, 4 und 5 eine schematische Darstellung der Düsenwinkel.
Der Dampferzeuger besteht aus dem Kesselmantel und den Kesselrohren 9, die im Strahlung- raum 8 untergebracht sind. Die zu verdampfende Flüssigkeit wird durch den Stutzen 10 zugeführt und der erzeugte Dampf bei 11 abgeführt. Der Kohlenstaub tritt durch die Leitung.) ein und mischt sich mit der Primärluft, die aus der Leitung l') durch die Leitungen 2 entnommen wird. Die Abgase verlassen den Kessel durch die Leitung 4.
Die Sekundärluft wird durch einen Stutzen 12 in einen Ringraum 7 eingeführt, an den die Sekundär- luftdusen J angeschlossen sind, u. zw. sind die Düsen 5 so angeordnet, dass ihre Achsen Tangenten an Kreise sind, die man sich um die Brennkammerachse geschlagen zu denken hat. Auf diese Weise wird ein kreisender Luftwirbel erzeugt, in den der mit der Primärluft gemischte Brennstoff eintritt und durch den er durchgewirbelt wird.
Wie aus der rechten Hälfte der Fig. 1 zu erkennen ist, kann man den Neigungswinkel, den die Düsenachse mit der Brennkammerachse einschliesst, immer mehr verkleinern. Die entsprechenden Winkel sind mit a-e bezeichnet. Hiedurch wird erreicht, dass das Kohlenstaubteilchen neben der Rotationsbeschleunigung eine Beschleunigung auch in der senkrechten Bewegung erhält.
Die Fig. 3-5 zeigen schematisch die Düsenwinkel in drei in der Brennrichtung aufeinanderfolgenden Zonen. Die Düsenwinkel sind mit < x, ss, y bezeichnet, u. zw. nimmt der Winkel, der mit einem Durchmesser der Brennkammer eingeschlossen wird, immer mehr zu. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Wirbeldurchmesser sich immer mehr verkleinert und die Bewegung des brennenden Teilchens sich nach und nach einer senkrechten Bewegung nähert.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kohlenstaubfeuerung für Dampferzeuger mit allseitig durch Rohre ausgekleideter Strahlungskammer, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstaub in der Richtung der Strahlungskammeraehse eingeführt wird, während die Sekundärluft zwischen det Rohren der Strahlungskammer hindurch durch Düsen eingeblasen wird, deren Achsen um'die Brennkammerachse gedachte Kreise tangieren.
<Desc / Clms Page number 1>
Coal dust firing for steam generators.
EMI1.1
Fulfillment of this condition has been taken two ways. One way is to arrange a pre-furnace upstream of the steam generator, which is to be heated by the pulverized coal furnace, into which the pulverized coal is introduced and into which the combustion air is blown tangentially through nozzles. so that an intimate mixture of fuel and air is created. The other way is that the coal dust is burned in a radiation chamber lined on all sides by pipes, into which it is blown in a mixture with air through tangentially arranged nozzles.
The present invention provides a new way for the formation of pulverized coal firing, u. between the second type, in which the combustion takes place in the radiation chamber itself.
EMI1.2
is blown in through nozzles, the axes of which form the tangents to circles that one see around the. Combustion chamber axis has to think about.
The advantage of the new arrangement lies in the following:
When using pre-firing, in which the fuel is introduced into an air vortex, the radiant heat of the heating flame cannot be used. Rather, the heat is only transferred by touch. The advantage of the pulverized coal flame, however, lies in its extraordinarily large radiant heat, which therefore remains unused during pre-firing.
Blowing in the coal dust mixed with air through tangential nozzles has the disadvantage
EMI1.3
and represent an extraordinary risk to the pipe material. The same risk also occurs in the firing systems in which the combustion air is also blown in through the spaces between the pipes of the radiation chamber. but not tangential. but towards the Brennkaml1lerachse. This creates a vortex formation that does not run according to any regularity and in which impulses are easily exerted on the coal dust particles, which lead to them being thrown off towards the combustion chamber wall and thus to the settling of unburned fuel particles on the water pipes.
These disadvantages cannot occur with an arrangement according to the invention, the coal dust particles do not receive the vortex impulse immediately upon exiting the nozzle,
EMI1.4
<Desc / Clms Page number 2>
The beneficial effect of the new arrangement can be further improved by arranging the air nozzles so close to one another that their mouths form an approximately continuous opening.
The larger the gaps between the nozzles, the greater the possibility that the particle will be thrown outwards under the effect of its centrifugal force in a zone between two nozzles, in which no new impulse is exerted. The dense arrangement of the individual nozzles prevents the creation of pulse-free zones and consequently eliminates the possibility of unburned particles being thrown off to the outside.
The coal dust particle needs a certain combustion path for perfect combustion, which is to be dimensioned in such a way that the particle, when it is completely burned, actually does that
Reached the end of the combustion chamber. It is inexpedient to choose the longer route, as otherwise part of the combustion chamber is filled with ash, which only absorbs heat but does not give it off. In order to meet this requirement, the arrangement can be made in such a way that the drawing speed and the injection speed are matched to one another, or the nozzle arrangement is changed in such a way that the path of the coal dust particle from the helical movement around the chamber axis approaches a linear movement more and more. You can z.
B. to direct the Diisenaehsen in the successive nozzle zones in the flame direction more and more on the Brennkammeraehse, so that the circles that are affected by the nozzle axes become smaller and smaller in the flame direction. If necessary, it can also be expedient to arrange the nozzle axes in the successive nozzle zones at an increasing angle with respect to a horizontal plane.
In the drawing the invention is shown, u. Between Fig. 1 shows a longitudinal section through the boiler, Fig. 2 shows a cross section, seen in the direction of the furnace, Figs. 3, 4 and 5 a schematic representation of the nozzle angles.
The steam generator consists of the boiler shell and the boiler tubes 9, which are housed in the radiation chamber 8. The liquid to be evaporated is fed in through the nozzle 10 and the vapor generated is discharged at 11. The coal dust enters through the line.) And mixes with the primary air which is taken from the line 1 ') through the lines 2. The exhaust gases leave the boiler through line 4.
The secondary air is introduced through a nozzle 12 into an annular space 7 to which the secondary air nozzles J are connected, and the like. between the nozzles 5 are arranged so that their axes are tangents to circles that one has to think of as being drawn around the combustion chamber axis. In this way a circulating air vortex is created, into which the fuel mixed with the primary air enters and through which it is swirled.
As can be seen from the right half of FIG. 1, the angle of inclination which the nozzle axis includes with the combustion chamber axis can be reduced more and more. The corresponding angles are marked a-e. This ensures that the coal dust particle is accelerated in its vertical movement as well as the rotational acceleration.
FIGS. 3-5 schematically show the nozzle angles in three successive zones in the focal direction. The nozzle angles are denoted by <x, ss, y, u. zw. The angle that is included with a diameter of the combustion chamber increases more and more. In this way it is achieved that the vortex diameter decreases more and more and the movement of the burning particle gradually approaches a vertical movement.
PATENT CLAIMS:
1. Coal dust firing for steam generators with a radiation chamber lined on all sides by tubes, characterized in that the coal dust is introduced in the direction of the radiation chamber axis, while the secondary air is blown in between the tubes of the radiation chamber through nozzles whose axes are tangent to imaginary circles around the combustion chamber axis.