Schachtfeuerung in Dampferzeugern. Die Erfindung betrifft eine Feuerung zur Verbrennung fester Brennstoffe in Dampf erzeugern, mit einem von der Verbrennungs luft wenigstens annähernd waagrecht durch strömten, von wenigstens teilweise gekühlten Wänden begrenzten Brennschacht. In der artigen Feuerungen besteht die Schwierigkeit, dass bei backender Kohle der Brennstoff im Schacht hängenbleibt und das selbsttätige Nachrutschen des Brennstoffes unterbrochen wird.
Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wird gemäss ge der Erfindung der frische Brennstoff vor Eintritt in den Brennschacht der Feuer raumstrahlung ausgesetzt.
Hierbei wird von der Erkenntnis ausge gangen, dass backende, Kohle ihre unange nehme Eigenschaft verliert, wenn sie plötzlich hoher Temperatur ausgesetzt und sofort zur Zündung gebracht wird. Dabei vergasen auch die sehwerflüchtigen Bestandteile, die bei minder hoher Temperatur als teerige Stoffe austreten und den Anlass zum Backen der Kohle geben. Aber nicht nur für backende Brennstoffe ergeben sich Vorteile, sondern auch für Brennstoffe, die in der Wärme ihr Volumen vergrössern und in einem allseitig begrenzten Schacht hierfür nicht genügend Raum haben. Die Folge ist, dass im Schacht eine starke Pressung entsteht, die auch Ur sache zum Hängenbleiben des Brennstoffes geben kann oder es zumindest begünstigt.
Auch diese Schwierigkeit wird behoben, wenn der Brennstoff vor Eintritt in den Brenn- schacht hoch erwärmt wird.
Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Kühl rohre der Rückwand des Brennschaehtes nicht d en Feuerraum durchdringen, weil, dadurch die Feuerraumstrahlung auf den frischen Brenn stoff beträchtlich abgeschirmt werden würde. Es ist zu empfehlen, diese Kühlrohre in Höhe der obern Brennschachtmündung abzubiegen oder in einen oder auch mehrere Sammler ein münden züi lassen und von diesen Sammlern aus in einigen wenigen Rohren, die auch ohne Schaden durch den- Feuerraum geführt sein können, das Dampf-Wassergemisch abzuleiten.
Die Entgasung und Verkokung des Brenn stoffes auf dem Vorrost wird ganz bedeutend beschleunigt, wenn unter dem Vorrost ein 'Raum angeordnet wird, der mit dem Brenn- sehacht in Verbindung steht, derart, dass heisse Gase, %tis dem Brennschacht durch den Vorrost treten können.
Bei bestiminten Brenn stoffen kann es vorteilhaft sein, im Anschluss an den Brennstoffbunker zunächst nur eine geschlossene Kohlenrutsche vorzusehen, um zu verhindern,. dass die Brennzone zu nahe an den Kohleneinlauf heranrückt und es zu Bunkerbränden kommt. Es ist zweckmässig, die Verbindungsöffnung zwischen dem Brenn schacht und dem Raum unter dem Rost mög lichst gross zu wählen, so dass gegebenenfalls von dem Rostraum aus oder durch, ihn hin durch die Brennstoffsäule im Schacht ge- ,schürt werden kann.
Fernex ist es vorteilhaft, den Vorrost gelbst mit Schüreinrichtungen<B>zu</B> versehen, um das Brennstoffbett zu lockern. Von beson derer Wirksamkeit sind Schüreinrichtungen an der Übergangsstelle vom Vorrost zum Brennschacht, da erfahrungsgemäss an dieser Stelle die grösste Neigung zum Hängenbleiben des Brennstoffes besteht. Die Schürung des Brennstoffbettes auf dem Vorrost kann dtireh Stössel erfolgen, die von Hand oder meeha- nisch in das Brennstoffbett vorstossen.
Bei mechanischem Antrieb der Stössel bereitet es keine Schwierigkeiten, den zeit lichen Abstand der aufeinanderfolgenden Stössel in Abhängigkeit von der Belastung und den Eigenschaften des Brennstoffes zu regeln. Es ist zweckmässig, die Stössel in der Ruhelage durch die Kühlelemente des Rostes zu schützen.
Für die Ausbildung des Brennschaehtes kann es vorteilhaft sein, die Vorder- und Rückwand<U>aus</U> Übereinander angeordneten, schräg nach innen geneigten Rohrflächen zu bilden und die Rohrflächen der beiden Wände in der Hölle gegeneinander zu versetzen.
In den Zeichnungen sind in Fig. 1-8 einige xliusführungsbeispiele der Feuerung nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Naturumlaufdampf erzeuger mit einer Sehachtfeuerung. Der Brennschacht 1 ist allseitig gekühlt. Die Vor derwandrohre 2 und die Rückwandrohre 3 vterlaufen im Bereich des Brennsehachtes 1 senkrecht und sind mit nach innen schräg ge stellten Flossen besetzt, die verhüten sollen, dass zwischen den Rohren Brennstoff hin durchfällt. DieVerbrennungsluft durchströnmt den Brennschacht etwa waagrecht. Sie tritt von der Luftkammer 4 aus durch die vordere Rohrwand 2 in die Brennstoffsäule ein, wäh rend die Verbrennungsgase durch die hintere Rohrwand 3 austreten. Die Vorderwandrohre 2 sind im obern Teil zur Stirnwand des Dampferzeugers abgebogen und bilden einen aus Kühlrohren bestellenden Vorrost 5, der ebenfalls mit Platten<B>6</B> zur Verhinderung von Rostdurchfall belegt ist.
Der Brennstoff rutscht in durch den Schieber 7 regelbarer Schichtstärke aus dem Bunker 8 auf den Vor rost und wird hier durch die Wärmestrahlmig aus dem Feuerraulm 9 sofort hoch erwärmt, wobei der Brennstoff entaast und dann mehr oder minder entzündet in den Brennschacht 1 rutscht. Die Rohrwand 3 dies Brennschachtes bildet mit der Feuer raumrückwand 10 eine Mischkaumler 11, in der die Verbrennungsgase aus denm Schacht sich mischen, bevor sie in den eigent lichen Feuerraum 9 einströmen. Aus dem Feuerraum<B>9</B> ziehen die Verbrennungsgase in einem abwärts gerichteten Kesselzug ab, wo bei sie nacheinander die Berührungsheiz fläche 12, die Überhitzerheiziläehe 13 und die Vorwärmerheizfläche 14 durchströmen.
Das Kesselwasser fliesst den untern Ver teilern 15 und 16 sowie den Seitenwandver teilern 17 über Fallrohre 18 zu, die auch, abweichend von der Zeichnung, in den Ecken des Kesselquerschnittes angeordnet sein kön nen. Von den obern Sammlern 19, 20 und 21 wird das Dampf-Wassergemiseh in die Trom mel 212 übergeleitet. Die Sektio-nen der Be- rühr-Lulgsheizfläche 12 münden unmittelbar in die Trommel 22 aus. Die Rückwandrohre <B>3</B> des Brennschachtes sind oberhalb der Schacht mündung abgebogen und bilden die letzte Rührreihe der Berührungsheizfliielle 12.
Würden diese Rohre- durch den Feuerraum<B>9</B> hindurchgeführt, so würde dadurch die schnelle Zündung und Entgasung des frischen Brennstoffes auf dem Vorrost <B>5</B> erheblich be einträchtigt. Die Verbindung der Rückwand- rohre <B>3</B> mit der Trommel 22 kann auch in der 'Weise durchgeführt werden, dass die Rohre<B>3</B> etwa in Höhe der Schachtmündung in einen waagrechten Sammler einmünden, von dem aus wenige Rohre zur Trommel geführt werden.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 stellt einen Zwanglaufdampferzeuger dar, bei dem der Brennstoff aus dem Bunker<B>8</B> über den der Feuerausstrahlung ausgesetzten Vorrost <B>5</B> in den eigentlichen Brennschacht<B>1</B> gleitet. Die Vorder- und Rüeh:wand. des Brennschaeh- tes selbst bestehen aus schräg nach innen ge neigten Rohrflächen<B>23</B> und 24, die in der Höhe gegeneinander versetzt sind. Die Rück wandrohre des Schachtes sind dabei so aus gebildet, dass sie in ihrer Gesamtheit die obere Mündung des Brennschachtes überragen.
Durch das Rohr 25 kann Zweitluft einge blasen werden. Das Luftrohr 25 kann als Tragrohr für die Kühlrohre der Rohrfläche 26 dienen. Eine derartige Ausbildung des Brennschachtes hat den Vorzug, dass der Brennstoff nicht auf der ganzen Länge des Schachtes eingeklemmt ist, sondern sich in folge der Durchbrechungen der Wände frei dehnen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Innere des Schachtes leicht zugänglich ist und das Brennstoffbett durch die grösseren öffnungen 27 in der Vorder- ivand bequem geschürt werden kann. Da zwischen Vorderwand und Feuerraum die Brennistoffsäule steht, kann während des Sehürens keine Falschluft in den Feuerraum eintreten.
Durch die vordern Rohrflächen 23 kann die Lufteintrittsseite leicht in Zonen unterteilt werden, denen Mittel zur Zuleitung von Verbrennungsluft zugeordnet sein können.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 zeigt wieder einen vom Feuerraum bestrahlten Vorrost 5, von dem aus der entgaste Brenn stoff in den Brennschacht 1 gelangt. Unter dem Vorrost 5 ist ein freier Raum 28 vor gesehen, der mit dem Brennschacht 1 in Ver bindung steht, so dass Verbrennungsgase aus dem Schacht 1 durch den Vorrost 5 strömen können. Durch die heissen Verbrennungsgase wird die Entgasung des Brennstoffes erheb lich beschleunigt. Am Kohleneinlauf sind die Kühlrohre des Vorrostes 5 durch eine Platte 29 gasdicht abgedeckt. Der freie Raum 28 unterhalb des Vorrostes 5 ist durch eine Schüröffnung 30 zugänglich. Die Kühlrohre 2 der Lufteintrittsseite des Schachtes 1 sind nach vorn abgebogen und dienen zur Kühlung das Bodens von Raum 28.
Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 4. In diesem Falle sind die Kühlrohre 2 des Schachtes 1 unter Bildung, eines Hills- rostes 31 abgebogen und gehen dann in die Rohrebene des vom Feuerraum her bestrahl ten Vorrostes 5 über, so dass am Kohlenein- lauf die Kühlrohre dicht beieinander liegen. Hierdurch wird verhindert, dass bei Teillast die Brennzone zu dicht an den Kohlenbunker <B>8</B> heranwandext und sich der Brennstoff im Bunker entzündet.
In Fig. 5 ist ein Naturumlauf-Dampf erzeuger mit Brennsebacht 1 dargestellt, bei dem der der Feuerraumstrahlung ausgesetzte Vorrost aus an den Umlauf des Dampferzeu gers angeschlossenen Kühlrohren 32 besteht, die einen ringförmigen Querschnitt auf weisen. Durch den innern Hohlraum der Rohre sind bewegliche, von uaussen mechanisch betätigte Stössel 33 geführt, die in das Brenn stoffbett hineinstossen. Das Auflockern des Brennstoffbettes erfolgt dadureh gerade in der durch Backen des Brennstoffes oder Brückenbildung ani stärksten gefährdeten Zone an der Mündung des Brennschachtes 1.
Es ist vorteilhaft, die vordere Brennschaeht- wand 34 unterhalb des Vorrostes auszubuch ten, da eine Querschnittserweiterung am Schachteingang die Schürwirkung der Stössel vorteilhaft ergänzt. Die Stössel<B>33</B> werden durch den Antriebsmechanismus <B>35.</B> bewegt, durch den auch gleichzeitig der Brennstoff schieber<B>36</B> betätigt wird. Zur Erhöhung der Einstrahlung auf dem Vorrost ist die Decke des Feuerraumes mit feuerfesten Steinen<B>37</B> verkleidet. Der Brennschacht <B>1</B> ist -unten durch einen Ausbrennrost 46 abgeschlossen.
Die Rückstände werden durch den Schlacken schieber 47 mechanisch ausgetragen.
Fig. <B>6</B> zeigt die Ausführung der Rostrohre in grösserem Massstab. Das Umlaufwasser tritt durch Rohr<B>38</B> in den ringförmigen Quer- sehnitt ein. Der Stössel<B>33</B> befindet sich in der Ruhelage in allseitig gekühlter Umgebung.
Fig. <B>7</B> zeigt eine Ausführungsform der Stössel<B>33,</B> bei der die Stossrichtung,-von unten in einem Winkel, zur Ebene des Vorrostes verläuft und das Brennstoffbett am Ende des Vorrostes. von unten auf gebrochen wird.
In Fig. <B>8</B> ist der der Feuerraumstralilung ausgesetzte Vorrost <B>5</B> aus Kühlrohren gebil det, die mit Rostplatten belegt sind. Die Kühlrohre des Vorrostes sind in Abständen U-förmig ausgebogen. In diesen Ausbuchtun- gen sind Stössel 39 angeordnet. Die Bewegung dieser Stössel bewirkt ein Aufbrechen des Brennstoffbettes auf dem Vorrost 5 von unten her, gleichzeitig wird durch sie der Brennstoff in den Brennsehlacht 1 weiter be fördert.
Weitere Ausführungsformen für die Sehürung des Vorrostes zeigen Fig. 9 und 10. In Fig. 9 ist der aus Kühlrohren gebildete, der Feuerraumstrahlung ausgesetzte Vorrost 5 an federnden Zu- und Ableitungen 40 und 41 angeschlossen, durch die das Kühlmittel, vorzugsweise Kesselwasser, den Rostrohren zufliesst. Eine Rüttelvorrichtung oder ein Vibrator 42 geben den Impuls für eine stetige Förderung des Brennstoffes aus dem Bunker 8 in den Brennschacht 1 und verhindern durch die Vibration die Bildung einer festsitzenden Brennstoffbrücke über dem Sehacht 1.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 sind zwischen den vordern Kühlrohren 43 des Brennschachtes Roststäbe 44 eingeschoben, die in senkrechter Richtung über eine mecha nische oder von Hand betätigte Hebelvorriehi- tung 45 stossweise auf- und abwärtsbewegt werden. Beim Aufwärtsstossen wird die Drennstoffschicht am Schachteintritt auf gerissen Lind damit das Nachrutschen ge fördert.
Shaft firing in steam generators. The invention relates to a furnace for burning solid fuels in steam generators, with one of the combustion air at least approximately horizontally flowing through, limited by at least partially cooled walls combustion shaft. The difficulty in this type of furnace is that when coal is baked, the fuel gets stuck in the shaft and the automatic sliding of the fuel is interrupted.
To overcome these difficulties, the fresh fuel is exposed to the fire room radiation before entering the combustion shaft according to the invention.
This is based on the knowledge that baking charcoal loses its unpleasant property if it is suddenly exposed to high temperatures and ignited immediately. In the process, the volatile constituents also gasify, which emerge as tarry substances at a lower temperature and give rise to baking the coal. But there are advantages not only for baking fuels, but also for fuels that increase their volume when heated and do not have enough space for this in a shaft that is limited on all sides. The result is that there is strong pressure in the shaft, which can also be the cause of the fuel sticking or at least favor it.
This problem is also eliminated if the fuel is heated to a high level before it enters the combustion shaft.
For this it is advantageous if the cooling tubes of the rear wall of the burning stove do not penetrate the furnace, because this would shield the furnace radiation from the fresh fuel considerably. It is recommended to bend these cooling pipes at the level of the upper combustion shaft mouth or let them flow into one or more collectors and from these collectors the steam-water mixture in a few tubes that can also be led through the combustion chamber without damage derive.
The degassing and coking of the fuel on the pre-grate is significantly accelerated if a space is arranged under the pre-grate which is connected to the combustion shaft so that hot gases can pass through the pre-grate to the combustion shaft .
With certain fuels, it can be advantageous to initially only provide a closed coal chute in connection with the fuel bunker in order to prevent. that the combustion zone moves too close to the coal inlet and bunker fires occur. It is advisable to choose the connection opening between the combustion shaft and the space under the grate as large as possible, so that, if necessary, the grate space can be fueled from or through it through the fuel column in the shaft.
For Fernex it is advantageous to <B> </B> provide the pre-grate yellow with scraper devices to loosen the fuel bed. Particularly effective are scraper devices at the transition point from the preliminary grate to the combustion shaft, as experience has shown that this is where the greatest tendency for the fuel to get stuck exists. The fuel bed can be stoked on the grate by means of rams that push forward into the fuel bed by hand or mechanically.
If the tappet is driven mechanically, there is no problem in regulating the time interval between the successive tappets as a function of the load and the properties of the fuel. It is advisable to protect the plunger in the rest position by the cooling elements of the grate.
For the design of the burning pot, it can be advantageous to form the front and rear walls from tube surfaces arranged one above the other, inclined inwardly at an angle, and to offset the tube surfaces of the two walls against each other in hell.
In the drawings, some xliusführungsbeispiele the furnace according to the invention are shown in Fig. 1-8.
Fig. 1 shows a natural circulation steam generator with a Sehachtfeuerung. The firing shaft 1 is cooled on all sides. The front derwandrohre 2 and the rear wall tubes 3 vterlauf vertically in the area of the burning shaft 1 and are occupied with inwardly inclined fins, which are intended to prevent fuel from falling through between the tubes. The combustion air flows roughly horizontally through the combustion shaft. It occurs from the air chamber 4 through the front pipe wall 2 into the fuel column, while the combustion gases exit through the rear pipe wall 3. The upper part of the front wall pipes 2 are bent towards the front wall of the steam generator and form a preliminary grate 5, which is made up of cooling pipes and which is also covered with plates 6 to prevent grate diarrhea.
The fuel slides out of the bunker 8 onto the front grate in a layer thickness that can be regulated by the slide 7 and is immediately heated up by the heat radiation from the fire engine 9. The pipe wall 3 of this combustion shaft forms with the fire chamber rear wall 10 a mixing chamber 11 in which the combustion gases from the shaft mix before they flow into the combustion chamber 9 proper. From the combustion chamber <B> 9 </B>, the combustion gases are drawn off in a downward-directed boiler pass, where they successively flow through the contact heating surface 12, the superheater heating surface 13 and the preheater heating surface 14.
The boiler water flows to the lower Ver dividers 15 and 16 and the Seitenwandver dividers 17 via downpipes 18, which also, unlike the drawing, can be arranged in the corners of the boiler cross-section NEN. From the upper collectors 19, 20 and 21, the steam-water mixture is transferred into the drum 212. The sections of the contact heating surface 12 open directly into the drum 22. The rear wall pipes <B> 3 </B> of the firing shaft are bent above the shaft mouth and form the last stirring row of the contact heating elements 12.
If these tubes were to be passed through the combustion chamber <B> 9 </B>, the rapid ignition and degassing of the fresh fuel on the preliminary grate <B> 5 </B> would be considerably impaired. The connection of the rear wall pipes <B> 3 </B> to the drum 22 can also be carried out in such a way that the pipes <B> 3 </B> open into a horizontal collector approximately at the level of the shaft mouth from which a few pipes are led to the drum.
The embodiment according to FIG. 2 represents a forced-flow steam generator in which the fuel from the bunker <B> 8 </B> via the grate <B> 5 </B> exposed to the fire radiation into the actual combustion shaft <B> 1 </ B> slides. The front and back wall. of the brazier itself consist of tube surfaces 23 and 24 which are inclined inwards and which are offset from one another in height. The back wall pipes of the shaft are formed so that they protrude in their entirety over the upper mouth of the combustion shaft.
Second air can be blown through the tube 25. The air tube 25 can serve as a support tube for the cooling tubes of the tube surface 26. Such a design of the combustion shaft has the advantage that the fuel is not pinched along the entire length of the shaft, but can expand freely as a result of the openings in the walls. Another advantage is that the inside of the shaft is easily accessible and the fuel bed can be conveniently stoked through the larger openings 27 in the front wall. Since the fuel column is located between the front wall and the combustion chamber, no false air can enter the combustion chamber while viewing.
By means of the front pipe surfaces 23, the air inlet side can easily be divided into zones to which means for supplying combustion air can be assigned.
The embodiment according to FIG. 3 again shows a preliminary grate 5 which is irradiated by the furnace and from which the degassed fuel enters the combustion shaft 1. Under the preliminary grate 5, a free space 28 is seen in front of which is connected to the combustion shaft 1, so that combustion gases can flow from the shaft 1 through the preliminary grate 5. The degassing of the fuel is considerably accelerated by the hot combustion gases. At the coal inlet, the cooling pipes of the preliminary grate 5 are covered in a gastight manner by a plate 29. The free space 28 below the preliminary grate 5 is accessible through a poking opening 30. The cooling pipes 2 on the air inlet side of the shaft 1 are bent forward and serve to cool the floor of space 28.
A similar embodiment is shown in FIG. 4. In this case, the cooling pipes 2 of the shaft 1 are bent to form a hill grate 31 and then merge into the pipe level of the preliminary grate 5 irradiated from the furnace, so that the coal inlet Cooling pipes are close together. This prevents the combustion zone from moving too close to the coal bunker <B> 8 </B> at partial load and the fuel in the bunker igniting.
In Fig. 5 a natural circulation steam generator with Brennsebacht 1 is shown, in which the grate exposed to the furnace radiation consists of cooling pipes 32 connected to the circulation of the Dampferzeu gers, which have an annular cross-section. Movable, externally mechanically operated plungers 33, which push into the fuel bed, are guided through the inner cavity of the tubes. The loosening of the fuel bed takes place precisely in the zone at the mouth of the combustion shaft 1, which is most endangered by baking the fuel or bridging.
It is advantageous to bulge the front burning stove wall 34 below the preliminary grate, since an expansion of the cross section at the shaft entrance advantageously supplements the stoking effect of the ram. The tappets <B> 33 </B> are moved by the drive mechanism <B> 35 </B>, which also actuates the fuel slide <B> 36 </B> at the same time. To increase the radiation on the grate, the ceiling of the combustion chamber is clad with refractory bricks <B> 37 </B>. The combustion shaft <B> 1 </B> is closed at the bottom by a burn-out grate 46.
The residues are mechanically discharged through the slag slide 47.
Fig. 6 shows the design of the grate pipes on a larger scale. The circulating water enters the ring-shaped cross-section through pipe <B> 38 </B>. The ram <B> 33 </B> is in the rest position in an environment that is cooled on all sides.
Fig. 7 shows an embodiment of the rams 33, in which the direction of impact runs from below at an angle to the plane of the preliminary grate and the fuel bed at the end of the preliminary grate. is broken from below.
In FIG. 8, the preliminary grate 5 exposed to the combustion chamber radiation is formed from cooling tubes which are covered with grate plates. The cooling pipes of the preliminary grate are bent into a U-shape at intervals. Plungers 39 are arranged in these bulges. The movement of this ram causes the fuel bed on the preliminary grate 5 to break up from below, while at the same time the fuel is further promoted through it into the kiln 1.
9 and 10. In FIG. 9, the preliminary grate 5, formed from cooling tubes and exposed to the furnace radiation, is connected to resilient inlet and outlet lines 40 and 41 through which the coolant, preferably boiler water, the grate tubes flows in. A shaking device or vibrator 42 gives the impulse for a steady conveyance of the fuel from the bunker 8 into the combustion shaft 1 and prevents the formation of a tight fuel bridge over the viewing shaft 1 through the vibration.
In the embodiment according to FIG. 10, grate bars 44 are inserted between the front cooling pipes 43 of the combustion shaft and are moved up and down in jerks in a vertical direction via a mechanical or manually operated lever device 45. When it is pushed upwards, the fuel layer at the manhole entrance is torn open and thus it encourages slipping.