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Dampfkessel mit Schmelzfeuerung
Der Gegenstand der Erfindung betrifft einen Dampfkessel mit Schmelzfeuerung für die Verbrennung von Kohlenstaub mit zusätzlicher Verbrennung eines Heizgases, insbesondere von geringem Heizwert. wo- bei die Verbrennung des Heizgases in besonderen Verbrennungskammern erfolgt. Der erfindungsgemässe Dampfkessel kann sowohl durch den festen Brennstoff allein betrieben werden, als auch durch die kombinierte Verbrennung des festen und gasförmigen Brennstoffes. Hiebei muss die Erzielung der Nennleistung, eines hohen thermischen Wirkungsgrades und der Verlässlichkeit und Sicherheit des Betriebes bei beiden Betriebsverfahren gewährleistet werden.
Es sind bereits Konstruktionen von Dampfkesseln für die Verbrennung eines festen pulverigen Brennstoffes, sowohl im Granulations- als auch im Schmelzprozess, in Kombination mit der Verbrennung von Heizgasen bekannt. Bei diesen Konstruktionen werden beide Brennstoffe in einem gemeinsamen Verbrennungsraum verbrannt, was die gegenseitige Beeinflussung des Verbrennungsprozesses beider Medien zur Folge hat, weiters eine Erhöhung der thermischen Verluste, eine Verminderung der Temperatur in der Feuerung und dadurch beim Schmelzprozess auch eine erschwerte Ableitung der flüssigen Schlacke. Ausserdem kann unter gewissen Umständen auch eine Herabsetzung der Betriebssicherheit eines solchen Kessels eintreten. Der thermische Wirkungsgrad des Dampfkessels sinkt in diesem Falle verhältnismässig beträchtlich und es können auch andere Betriebsschwierigkeiten in Erscheinung treten.
Vorgeschlagen wurden auch bereits Anlagen für die Verbrennung von Kohlenstaub und Heizgasen von geringem Heizwert, bei denen die mit minderwertigem Brennstoff betriebene Hilfsfeuerung vonder Haupt- feuerung getrennt angeordnet ist. Im besonderen wurden auch Anlagen vorgeschlagen, bei denen einzelne Feuerräume symmetrisch zu einem mittleren Feuerraum für den Kohlenstaub angeordnet sind. Aber auch diese Anlagen, bei denen die seitlichen Kammern durch unten angelockerte vertikale Rohrwände vom zentralen Brennraum getrennt sind, konnten in verschiedener Hinsicht nicht restlos befriedigen.
Im Verbrennungsraum der Kohlenstaubfeuerung herrscht nämlich im Betrieb normal eine Temperatur von etwa 1700 bis 18000 C, wogegen in den zusätzlichen Kammern 7 für die Gasverbrennung nur eine Temperatur von ungefähr 12000 C herrscht. Die Anwendung einer derartigen Anlage für einen Dampfkessel mit Schnellfeuerung würde zur Folge haben, dass die Temperatur im Verbrennungsraum der Kohlenstaubfeuerung absinkt und damit auch zu einer Störung des flüssigen Ablaufes der Schlacke kommt.
Ziel der Erfindung ist eine Anlage, welche die aufgezeigten Mängel vermeidet, was erfindungsgemäss dadurch erreicht wird, dass die Eintrittsöffnungen der Verbrennungsprodukte aus den getrennt angeordneten Kammern für die Gasverbrennung in den Abkühlraum oberhalb des Verbrennungsraumes für die Verbrennung des Kohlenstaubes münden, wodurch die im Schmelzraum des Verbrennungsraumes herrschende hohe Temperatur durch die weniger heissen Verbrennungsprodukte aus den Kammern unbeeinflusst bleibt.
Die Verbrennungsprodukte, welche durch die Verbrennung des Heizgases und des Kohlenstaubes entstehen, kommen in Berührung und vermischen sich miteinander erst nach Durchziehen einer genügenden Verbrennungsbahn, so dass es zur Vermischung beider Medien erst nach beendeter Verbrennung derselben kommt. Dadurch kommt es bei der Verbrennung des Kohlenstaubes zu keiner Verminderung der Verbren-
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nungstemperatur im Schmelzraum der Feuerung und auch zu keiner Temperaturerhöhung des unverbrannten Anteiles im Abflug und es tritt bei der Verbrennung des Heizgases keine Erhöhung der Verluste infolge der chemischen Unvollkommenheit der Verbrennung ein, wie dies bei den bisher bekannten Konstruktionen der Fall ist.
Die Erfindungistim folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles eines Dampfkessels mit Schmelzfeuerung für die Verbrennung eines Heizgases, insbesondere von niedrigem Heizwert, wobei die Verbrennung des Heizgases in besonderen Brennkammern erfolgt, in der Zeichnung dargestellt ist und näher erläutert. Hiebei kann die Konstruktion der eigentlichen Schmelzfeuerung, sowie der Verbrennungskammern des Heizgases auch in anderer als in der angedeuteten Weise vorgenommen werden, nämlich gemäss der spezifischen Verbrennungseigenschaften des entsprechenden Brennstoffes.
Der Dampfkessel mit einer Schmelzfeuerung 1 für die Verbrennung des Kohlenstaubes ist mit einem geraden Boden 2 versehen, welcher eine schräge Ausflussöffnung 3 für den Abfluss der Schlacke aufweist, weiters mit Strömungs-Pulverbrennern 4, die in den Ecken der Feuerung angeordnet sind. Der Schmelzraum 1 ist von einem Abkühlungsraum 5 durch eine Verengung 6 getrennt, welche von den Rohren der Kesselheizfläche gebildet wird. Kammern 7 für die Verbrennung des Gases von geringem Heizwert, z. B.
Gichtgas, sind an der Vorder- und Hinterwand der Schmelzfeuerung ausgebildet. In den Kammern 7 für die Gasverbrennung sind schlitzartige Gasbrenner 8 angeordnet, welche in Form enger Mischungskanäle aus feuerfestem keramischen Material ausgeführt sind, damit eine gute Stabilität der Verbrennung des Gases von geringem Heizwert erzielt wird. Die Kammer 7 für die Gasverbrennung ist im Bereich der Gasbrenner 8 gleichfalls aus einem keramischen Material 9 ausgeführt, welches auf Rohren gelagert ist und dies aus dem Grunde, dass eine gute Verbrennungsstabilität erreicht wird. Eine Strahlungsheizfläche 10 und eine Konvektionsheizfläche 11 werden von einem Rohrsystem gebildet, welches zusammen mit Sammelkammem 12 gleichzeitig auch das Tragskelett der Kammern 7 für die Gasverbrennung bildet.
Der Zirkulationskreis für die Gasverbrennung wird von selbständigen. Bewässerungsrohren 13 gebildet, die aus einer Kesseltrommel 14 herausgeführt sind und durch selbständige Ableitungsrohre 15, die ausserhalb des Zuges der Verbrennungsprodukte gleichfalls in die Kesseltrommel 14 geführt sind. Eine Eintrittsöffnung 16 der Verbrennungsprodukte aus den Kammern 7 für die Gasverbrennung in den Abkühlungsraum 5 ist-derart ausgeführt, dass sowohl die Verbrennungsbahn des Heizgases (dargestellt durch den Pfeil 17) als auch die Verbrennungsbahn des Kohlenstaubes (dargestellt durch den Pfeil 18) genügend lang sind, damit an der Kontaktstelle beider Medien die Verbrennung bereits beendet ist.