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Kesselfeuerungsanlage
Kesselfeuerungen müssen in ihrer Konstruktion der Eigenart des zu verfeuernden Brennstoffes, genau- er gesagt, der Natur, dem Heizwert, dem Verbrennungsverhalten dieses Brennstoffes sowie den anfallen- den Verbrennungsprodukten angepasst werden. Es ergeben sich daraus Konstruktionen, welche streng ge- nommen nur für einen bestimmten Brennstoff optimale Verbrennungsbedingungen sichern. Bei Verwen- dung eines andern Brennstoffes, welcher grundsätzlich von dem der Konstruktion zu Grunde gelegten Brenn- stoff abweicht, können nicht mehr die gleichen verbrennungstechnischen und wirtschaftlichen Resultate erwartet werden. Es kommt nun aber in der Praxis oft vor, dass in ein und derselben Feuerung zwei grund- sätzlich in Natur, Heizwert und Verbrennungseigenschaften verschiedene Brennstoffe verfeuert werden müssen.
In diesen Fällen wird in der Regel die Feuerung so gestaltet, dass beiden Brennstoffen bestmög- lich Rechnung getragen wird, wobei sich selbstverständlich nur mittlere Resultate ergeben können. Am häufigsten treten die geschilderten Probleme in Kesselanlagen auf, in welchen neben hochwertigen Brennstoffen als Grundfeuer noch minderwertige Brennstoffe, z. B. Stadtmüll mit verbrannt werden müssen.
Selbstverständlich kann auch der umgekehrte Fall eintreten, dass für eine Feuerung mit minderwertigem Müll ein hochwertiger Brennstoff als Zusatz- oder Stützfeuer mit herangezogen wird.
Im ersten Fall stellt die Müllverbrennung eine dem Umfang der Einrichtungen entsprechend unverhältnismässig grosse Komplizierung der Feuerung dar und verursacht eine lästige Verunreinigung der Rauch- gase sowie der Heizflächen durch mitgerissene Flugasche.
Im zweiten Fall können die als Zusatzfeuer verbrannten hochwertigen Brennstoffmengen infolge der maximal erreichbaren Feuerraum- und Überhitzúngstemperaturen nicht voll ausgenützt werden.
Es sind nun schon verschiedene Kesselfeuerungsanlagen vorgeschlagen worden, welche zwei voneinander getrennte Feuerungen aufweisen.
So ist bereits ein Dampfkessel mit zwei getrennten Feuerungen zur gleichzeitigen Verbrennung hochwertiger und minderwertiger Brennstoffe bekannt, bei welchem der Feuerraum für die minderwertigen Brennstoffe keine direkt beheizten Rohre aufweist. Die Rauchgase aus den beiden Feuerungen vereinigen sich unmittelbar nach ihrer Erzeugung im Feuerraum für die hochwertigen Brennstoffe und beaufschlagen dann gemeinsam das Rohrsystem des Dampfkessels, welches im wesentlichen nur der Hauptfeuerung für die hochwertigen Brennstoffe zugeordnet ist. Hier sind also die den Einzelfeuerungen zugeordneten Rauchgaswege innerhalb der Kesselfeuerungsanlage nicht vollständig voneinander getrennt.
Da bei dieser Feuerunganlage also eine selektive Zuordnung vom prinzipiell verschiedenartigen Heizflächen, wie Haupt -, Nachschalt- oder Überhitzer-Heizflächen zu den beiden Rauchgaswegen fehlt, lässt sich hier eine Verbrennung mit optimalem Wirkungsgrad nicht erreichen.
Es wurde auch schon eine Kesselfeuerung vorgeschlagen, welche durch eine Zwischenwand in zwei voneinander getrennte Einzelfeuerungen unterteilt ist. Die beiden so gebildeten Feuerräume werden hier jedoch für den gleichen Brennstoff verwendet und die ihnen zugeordneten Rauchgasströme durchströmen
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passt ist.
Bei einer andern bereits bekannten Kesselfeuerungsanlage mit zwei symmetrischen, d. h. spiegelbildlich gleichen Feuerungen für den gleichen Brennstoff vereinigen sich die Rauchgasströme dieser beiden Feuerungen innerhalb der Kesselanlage, u. zw. so, dass durch eine mittels besonderer Trennwände erzwungene Richtungsumkehr der Rauchgasströme eine wirksame Abscheidung der mitgeführten Flugasche erreicht wird.
Es sind auch Doppelfeuerungen, insbesondere für Marinekessel, bekanntgeworden, bei welchen abwechselnd die aus einer unvollkommenen Verbrennung der einen Feuerung herrührenden Rauchgase zwecks weiterer Verbrennung der andern Feuerung zugeführt werden. Hiedurch soll verhindert werden, dass beim alternativen Beschicken der beiden Feuerungen, z. B. mit Kohle oder Öl, Qualm und andere unverbrann- te Brennstoffteilchen aus dem Kessel in die Atmosphäre entweichen. Hier sind also die beiden Rauchgas-
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Schliesslich sei noch eine bekannte Dampfkesselfeuerung erwähnt, bei welcher aus einer andern Anlage, z. B. einer Sud - oder Schmelzspanne, abziehende Abgase in einer separaten Kammer der Feuerung gleichzeitig zur Kesselbefeuerung mitbenutzt werden. Zweck dieser Massnahme ist es, eine konstante Dampfentwicklung dadurch zu erreichen, dass die quantitativ und qualitativ ungleichmässige Abgasheizung der Feuerung durch entsprechende Bedienung der mit ihr in Verbindung stehenden direkten Feuerung geregelt wird.
Dieser Kesselfeuerung liegt also nicht die Aufgabe zugrunde, zwei voneinander verschiedene Brennstoffe in einer gemeinsamen Feuerungsanlage aufzugeben und sie hier zugleich und direkt zu verbrennen. Überdies sind hier die Kesselzüge für die der Feuerung zugeführten Fremdgas und die Rauchgaszüge für die in der Feuerung direkt verbrannten Brennstoffe innerhalb der Kesselfeuerungsanlage nicht vollständig voneinander getrennt und auch nicht prinzipiell verschiedenartigen Heizflächen zugeordnet.
Alle diese bekannten Kesselfeuerungen weisen zwar zwei getrennte Feuerungen auf, wobei einige von ihnen auch für die gleichzeitige Verbrennung verschiedener Brennstoffe eingerichtet sind, doch wird keine von ihnen der spezifischen Aufgabe gerecht, zwei verschiedene Brennstoffe zugleich in einer relativ einfachen Feuerung mit optimalem Wirkungsgrad ohne lästige Verunreinigung der Rauchgase durch Flugasche und nachteilige Verschmutzung der Heizflächen sowie unter voller Ausnutzung der durch die Verbrennung der hochwertigen Brennstoffe maximal erreichbaren Feuerraum- und Überhitzungstemperaturen zu verbrennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kesselfeuerunganlage zu schaffen, welche diese Bedingungen erfüllt. Demgemäss betrifft die Erfindung eine Kesselfeuerungsanlage mit zwei getrennten Feuerungen zur direkten Verbrennung von zwei mit Bezug auf Natur, Heizwert und Verbrennungsverhalten grundsätzlich verschiedenen Brennstoffen, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Feuerräume und Rauchgaswege der beiden je einem Brennstoff angeordneten Feuerungen innerhalb des Kesselfeuerungsanlage vollständig voneinander getrennt, entsprechend den Brennstoffen verschieden ausgebildet und verschiedenartigen Heizflächen des gemeinsamen Kesselsystems zugeordnet sind,
wobei die Hauptheizflächen des letzteren im Rauchgasweg der Feuerung für den hochwertigen Brennstoff und seine Nachschaltheizflächen im Rauchgasweg der Feuerung für den minderwertigen Brennstoff angeordnet sind und die Vereinigung der beiden Rauchgaswege in einem Kanal (Fuchs) ausserhalb des Kessels an einer Stelle mindestens annähernd gleicher Rauchgastemperaturen erfolgt.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine erfindungsgemässe Anlage schematisch dargestellt. Unter dem Kessel l. dessen Wasser-Dampfsystem ein Ganzes 2'bildet, sind zwei separate Feuerungen 3 und 4'angeordnet, wovon eine 3 für den minderwertigen Brennstoff, insbesondere Stadtmüll, angedeutet durch den Pfeil 11, und die andere 4 für den hochwertigen Brennstoff, angedeutet durch den Pfeil 12, vorgesehen ist.
Jede der beiden Feuerungen ist dem betreffenden Brennstoff angepasst, u. zw. nicht nur mit Bezug auf die Grösse und die erforderlichen mechanischen Einrichtungen, sondern auch mit Rücksicht auf die optimalen Verbrennungsbedingungen, wie Luftüberschusszahl, Feuerraumtemperatur und Feuerraumbelastung.
Gemäss der Erfindung werden die in diesen zwei Feuerräumen entstandenen Rauchgase nicht wie üblich gemeinsam (also vermischt) entlang den Heizflächen des Kessels geleitet, sondern sie bestreichen gesondert bestimmte Teile der Heizfläche, wobei diese Teile dem jeweiligen Parameter (Temperatur, Menge, Zusammensetzung) der betreffenden Rauchgase angepasst sind. So werden die Rauchgase aus dem Feuerraum 3'für minderwertigen Brennstoff, welche durchwegs eine niedrigere Temperatur aufweisen, vorzugsweise entlang der Nachschaltheizflächen 2" geleitet, wo sie sich auf eine durch die technischen
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und wärmewirtschaftlichen Gegebenheiten bestimmte Ausgangstemperatur abkühlen.
Die aus dem Feu- erraum 4'des hochwertigen Brennstoffes stammenden Rauchgase, welche durchwegs eine höhere Tem- peratur aufweisen, werden entlang der Hauptheizflächen 2", gegebenenfalls noch über einen Enderhit- zer, geleitet, wo sie ihre Wärme abgeben und sich auf ungefähr dieselbe Ausgangstemperatur wie die Rauchgase aus dem Feuerraum 3 abkühlen.
Die Wege für die aus den getrennten Feuerräumen kommenden Rauchgase sind also getrennt und die Rauchgase vermischen sich erst nach dem Ausgang. Hiedurch kann dem technischen Zustand der ver- schiedenen Rauchgase Rechnung getragen werden.
Die von der Müllverbrennung stammenden Rauchgase weisen gewöhnlich einen hohen Gehalt an Flug- staub auf, während diejenigen aus der Feuerkammer für hochwertigen Brennstoff praktisch staubfrei (wenn Öl oder Gas verfeuert wird) oder staubarm (im Falle von Kohlen- oder Kohlenstaubfeuerung) sind. Eine
Vermischung der staubreichen Rauchgase innerhalb des Kessels mit den viel heisseren staubfreien oder-ar- men, führt zum Schmelzen des Flugstaubes (der einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist) und zu starken
Schlackenbelägen an den Heizflächen.
Ein weiterer Vorteil der getrennten Rauchgaswege liegt darin, dass bei einer durch die örtlichen Verhältnisse oder Vorschriften bedingten Entstaubung die Entstaubungseinrichtung lediglich für das staubreiche Rauchgasvolumen vorgesehen werden muss.
In der Zeichnung deutet der linke Pfeil 5 den Weg der Rauchgase aus der Feuerkammer 3 und der rechte Pfeil 6 den Weg der Rauchgase aus dem Feuerraum 4, entlang der Teilheizflächen 2'und 2", welche zusammen das Wassersystem 2 des Kessels bilden, an. Mit 7 ist die Entstaubung der Rauchgase aus dem Feuerraum 3 angedeutet ; mit 8 ist die Vereinigung der Rauchgaswege in einem gemeinsamen Fuchs angedeutet, der an einer Stelle angeordnet ist, an welcher die beiden Rauchgase annähernd dieselbe Temperatur. haben. Eine Saugzugeinrichtung 9 befördert die gesamte Rauchgasmenge in den Kamin 10.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kesselfeuerungsanlage mit zwei getrennten Feuerungen zur direkten Verbrennung von zwei mit Bezug auf Natur, Heizwert und Verbrennungsverhalten grundsätzlich verschiedenen Brennstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerräume und Rauchgaswege der beiden je einem Brennstoff zugeordneten Feuerungen innerhalb der Kesselfeuerungsanlage vollständig voneinander getrennt, entsprechend den Brennstoffen verschieden ausgebildet und verschiedenartigen Heizflächen des gemeinsamen Kesselsystems zugeordnet sind, wobei die Hauptheizflächen des letzteren im Rauchgasweg der Feuerung fur den hochwertigen Brennstoff und seine Nachschaltheizflächen im Rauchgasweg der Feuerung für den minderwertigen Brennstoff angeordnet sind und die Vereinigung der beiden Rauchgaswege in einem Kanal (Fuchs)
ausserhalb des Kessels an einer Stelle mindestens annähernd gleicher Rauchgastemperaturen erfolgt.