CH316110A - Kohlenstaubfeuerung für Strahlungskessel - Google Patents

Kohlenstaubfeuerung für Strahlungskessel

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CH316110A
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coal dust
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combustion chamber
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boiler
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Birkner Max
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Walther & Cie Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2700/00Ash removal, handling and treatment means; Ash and slag handling in pulverulent fuel furnaces; Ash removal means for incinerators
    • F23J2700/002Ash and slag handling in pulverulent fuel furnaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description


  Kohlenstaubfeuerung für Strahlungskessel    Kohlenstaubfeuerungen für Strahlungskes  sel mit Schmelzentschlacker können mit     trok-          kener    Aschenaustragung betrieben werden,  wenn Brennstoffe verfeuert werden, deren  Asche einen höheren Fliesspunkt aufweist, oder  wenn Teillasten gefahren werden, bei denen  der Aschenfliesspunkt unterschritten wird; es  sind aber dann Schwierigkeiten nicht zu ver  meiden. Der immer zäher werdende Schmelz  fluss verursacht Sehlaekenanhäufungen in der  Nähe der Auslauföffnung, die zu einer Ver  stopfung führen können und das rechtzeitige  Eingreifen mittels Brechstangen von Hand  erfordern.

   Es wurde auch schon bei Feuerun  gen mit schwenkbaren Brennern vorgeschla  gen, die     untern    Brenner beim Absinken der  Kessellast tiefer in den Schmelztrichter einzu  stellen und, wenn der Sehmelzfluss der  Schlacke zähflüssig wird, entgegengesetzt  nach oben aus dem Trichter heraussehwenken  zu lassen, damit das Temperaturintervall von  dem Fliessen der     Schlacke    zur Granulation  möglichst schnell durchlaufen wird, ehe es zu  grösseren Ansätzen oder gar Verstopfungen  der Triehterbodenöffnung kommen kann.  Hierbei ergeben sieh aber Schwierigkeiten,  wenn gleichzeitig schwenkbare Brenner auch.  zur Regelung der Dampfüberhitzungstempera  tur verwendet werden sollen.  



  Weiterhin wurde vorgeschlagen, besondere,  kleine Feuerungen aufzustellen, die für ver  schiedene Feuerungseinheiten gemeinsam vor-    gesehen und von ihnen örtlich getrennt sein  können und lediglich zum Einschmelzen der  Flugasche und des Aschenstaubes dienen. Bei  diesen Anordnungen soll die Flugasche un  mittelbar oberhalb des Spiegels der flüssigen  Asche eingegeben werden, und zwar ohne be  sondere Bewegung, das heisst vor allen Dingen  auch in nassem Zustand durch Schneckenför  derung und dergleichen, während ein ober  halb dieser einzigen Zugabestelle angeord  neter, ebenfalls einziger NTebenbrenner die       Zugabestelle    nach oben hin abdeckt und die  Asche auf den Flüssigkeitsspiegel drückt so  wie in diesen einschmilzt.

   Es ist dabei auch  weiterhin vorgesehen worden, diese besondere       Feuerungseinheit,    deren Abgase in die bzw.  eine der Hauptfeuerungen hineingegeben wer  den sollen, unterhalb dieser Feuerung anzu  ordnen. Bei dieser Ausführung war in auch  an anderer Stelle bekannter Weise der Ver  brennungsraum nach unten hin zu einem übli  chen     Sehmelztrichter    zusammengezogen. Diese  Ausbildung eines Schmelztrichters hat jedoch  den Nachteil, dass bei grösseren Leistungen  das Einbringen der     Flugasehe,    vermischt mit  Wasser. bei einer Temperatur von unter 100  C  in grösseren Mengen nötig ist     und    dadurch  zusätzliche Wärmeleistungen aufgebracht  werden müssen.

   Abgesehen davon aber, ver  dampft der     Wasseranteil    derart schnell und  ist bei höheren Leistungen die     Wirbelung     durch den Nebenbrenner so gross, dass die      Flugasehe trotzdem seitlich aus dem Schutz  bereich des Brenners heraustritt und in den  Hauptverbrennungsraum gelangt, so dass ein  unnötiger Kreislauf erzeugt wird.  



  Gegenstand vorliegender Erfindung ist.  nun eine Kohlenstaubfeuerung für Strah  lungskessel mit einem mit Hauptbrennern be  triebenen Strahlungsfeuerraum und einem  darunter angeordneten, mit Nebenbrennern  betriebenen Sehmelzentschlaeker zur     Sehlak-          keneinschmelzung.     



  Die Erfindung ermöglicht die Beseitigung  der oben beschriebenen Nachteile. Sie besteht  darin, dass Mittel vorgesehen sind, um die im  Sehmelzentsehlaeker einzuschmelzende Flug  asche im Bereich der Nebenbrenner einzubla  sen, und dass die zugegebene Luft in den  Nebenbrennern zur     Kohlenstaubmenge    so ab  gestimmt ist, dass unterhalb des durch die  Einblasung für den Schmelzentschlaeker ge  bildeten pneumatischen Einblaseschirmes eine  reduzierende Atmosphäre entsteht.  



  Der Kohlenstaub der Nebenbrenner wird  vorzugsweise unmittelbar unter den heissen  Flammenkern im Hauptverbrennungsraum  gegen die Mitte des Schmelzentschlaekers hin  eingeblasen. Er ergibt dort eine relativ hohe  Temperatur und verbessert dadurch das Flie  ssen der Schlacke. Ausserdem kann in diesem  Falle erreicht werden, dass die     Einblasung     durch die Nebenbrenner den Zündvorgang  der zweckmässig darüberliegenden Hauptbren  ner nicht beeinflusst.  



  Des weiteren wird vorzugsweise durch eine  ausschliessliche Rüekführung der Flugasche  in diesen Sehmelzentsehlaeker der     Flugasehen-          umlauf    ganz erheblich herabgesetzt, beson  ders dann, wenn im Entsehlacker eine     Wir-          belung    erzeugt wird, die nicht annähernd so  intensiv ist wie die mit Vorteil vorgesehene,  bei hohen Lasten auftretende Wirbelung im  Hauptverbrennungsraum; es kann in diesem  Falle eine in sieh geschlossene     Zirkulation     im Entschlaeker gebildet werden, aus der die  Aschenteile gar nicht wieder in den Verbren  nungsraum gelangen können.  



  Dieses System und diese Betriebsweise  können ferner wesentlich in ihren vorstehend    aufgezählten Vorteilen dadurch verbessert  werden, dass man nicht nur eine Trennung  des Wärmeflusses in Hauptbrenner und Ne  benbrenner sowie damit eine wärmeteehnische  Trennung in Verbrennungsraum und Schmelz  raum herbeiführt, die durch den pneumati  schen Einblaseschirm strömungstechnisch ge  sichert wird,

   sondern dass     darüber    hinaus der       Sehmelzentschlaeker    mit seinen     Einrichtun-          gen    unterhalb des Strahlungskessels von die  sem räumlich getrennt und mit dessen Ver  brennungsraum nur durch eine Gasabzugsöff  nung am untern Ende eines sieh nach unten  verjüngenden Teils der mit einem Rohrsystem       besetzten    Wandung des Verbrennungsraumes  verbunden wird, so dass ein an sieh bekannter  separater Sehmelzentsehlaeker entsteht.  



  In der Zeichnung sind verschiedene Aus  führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan  des dargestellt.  



  Fig. 1 und 2 sind Längsschnitt und Grund  riss des Strahlungsteils eines ersten Beispiels  des Kessels.  



  Fig. 3 ist ein Schemabild der Anlage für  die Vermischung von Kohlenstaub mit     Flug-          asehe.     



  Fig. 4 und 5 stellen Nebenbrenner in zwei  verschiedenen Ausführungsformen dar.  



  Fig. 6 ist. ein Längsschnitt durch den vorn  befindlichen Strahlungsteil des zweiten Bei  spiels des Kessels.  



       Fig.        6cc    entspricht. der     Fig.    6, wobei jedoch  das Granulat. durch einen     Ejektor    befördert  wird.  



       Fig.    7 stellt in     grösserem    Massstab den  untern Teil mit dem     Sehmelzentsehlaeker    des  Beispiels nach     Fig.    6, ebenfalls im Längs  schnitt, dar.  



       Fig.    8 zeigt einen Querschnitt durch den       Sehmelzentsehlaeker    nach     Fig.7.     



  Der     Strahlungsfeuerraum    10 ist in der  üblichen     Weise    bis auf den untern trichter  förmig zusammengezogenen Teil 11 der     Brenn-          kammer    ganz mit gegen den Feuerraum hin  freigelegten Wasserrohren 12 verkleidet. In  den Ecken sind in zwei oder mehr Reihen       übereinanderliegend    die     Kohlenstaubhaupt-          brenner    13, 14 und 15 angeordnet. In der      Zeichnung sind diese Brenner in vertikaler       Ebene    schwenkbar dargestellt. Diese Brenner  können entweder von Einblasemühlen 16 oder  mit gebunkertem Kohlenstaub beschickt wer  den.

   Im Trichterteil 11 der Brennkammer sind  die Strahlungsrohre durch eine wärmedäm  mende Masse 17 verkleidet. Dieser Schutz ist  nicht nur deshalb notwendig, um den Schmelz  trichterraum nicht dem wärmeentziehenden  Einfluss der blanken Strahlungsrohre auszu  setzen, sondern auch, um die Rohre selbst zu  schützen. In reduzierender Atmosphäre wür  den nämlich freigelegte Rohre bekanntlich  unter dem Einfluss von Schwefelverbindungen  oberflächlich korrodiert und dadurch allmäh  lich die Wandstärken vermindert, bis sie rei  ssen. Die Rohroberfläche muss daher der Gas  berührung im Schmelztrichter entzogen wer  den.  



  Bei der Kohlenstaubfeuerung nach Fig.1  und 2 können die Hauptbrenner 13, 14  und 15 höher angeordnet werden als sonst  bei Schmelztrichterkesseln üblich, weil der  Schmelztrichter durch separate Nebenbren  ner 18 beheizt wird. Das hat zwei Vorteile:  1. ist dadurch bei Schwenkbrennern der  Überhitzer-Regelbereich nach unten grösser,  und die Überhitzerregelung beeinflusst nicht.  wie bisher den Sehmelztrichterbetrieb im  Trichter. Wenn, wie schon vorgeschlagen  wurde, die untern Schwenkbrenner zur Rege  lung des Schmelzflusses der Schlacken im  Trichter betätigt werden, so wird davon der       Regelungseffekt    der darüber befindlichen  Brenner beeinflusst. Werden aber die untern  Brenner fest auf Schmelzfluss eingestellt, so  fallen sie für die Überhitzerregelung aus und  verringern somit, den Regelbereich der  Schwenkbrenner.

   Die kleineren Nebenbrenner,  die nur die Schmelzwärme der Asche aufzu  bringen haben, beeinflussen die Regelungs  aufgabe der Hauptbrenner gar nicht. Ferner  2. umfasst die Rohrverkleidung nahe bis  zur untern Hauptbrennerreihe einen viel grö  sseren Raum, der die Zone, in der zum leich  teren Ascheneinschmelzen eine reduzierende  Atmosphäre aufrechterhalten werden soll,  vollkommen einschliesst. Bisher musste man    durch reichliche Luftzufuhr in dem Schmelz  trichter die Bildung einer Reduktionszone  überhaupt vermeiden, weil die Brenner zu  nahe an den Schmelztrichter herangeführt  werden mussten, die Rohrverkleidung aber  nicht über die Brenner hinaus vorgenommen  werden konnte. Der Schlackenfluss ist daher  bei diesen häufig sehr zäh.  



  In Fig. 2 ist die getrennte Einführung von  Kohlenstaub durch die Nebenbrenner 18 und  von Flugasche durch die Flugaschendüsen 19  abwechselnd in je einer Seitenwand des  Schmelztrichters dargestellt. Das     Kohlenstaub-          Luftgemiseh    wird hierbei aus einem für die       Nebenbrenner    18 bestimmten Bunker 20 ent  nommen, der, wenn es sich um Anlagen mit       Einblasemühlen    handelt, von einer der     Koh-          lenstaubmühlen    mittels eines Abzweiges in  der Staubleitung über einen Zyklon 21       (Fig.    3) oder ein Staubfilter beschickt wird.

    Man erkennt aus     Fig.    2, dass der Strahlungs  kessel eckigen Querschnitt hat und die Haupt  brenner in den Ecken angeordnet sind. Bei  dieser Ausführung kann, in der Ansicht nach       Fig.    2 gesehen, zwischen je     zwei    Hauptbren  nern ein Nebenbrenner in der Mitte der be  treffenden Seitenwand des Kessels angeord  net sein.    Man kann aber auch durch alle Neben  brenner ein Gemisch aus Kohlenstaub und  Flugasche einblasen. In jedem Falle soll die  Flugasche im Bereiche der Nebenbrenner ein  geblasen und diese so betrieben werden, dass  ein pneumatischer     Einblaseschirm    und dar  unter eine reduzierende Atmosphäre entste  hen.

      In der     Fig.    3 ist, die Anordnung eines  Kohlenstaub -     Flugasehengemischbunkers    22  dargestellt, über dem sieh ein Zyklon 21 be  findet, in dem sowohl der von einer an die       Hauptbrenner-Kohlenstaubleitungen    23 ange  schlossenen     Einblasemühle    16 durch die Lei  tung 24     abgezweigte        Kohlenstaubstrom    als  auch der     Flugaschenstrom    durch die Leitung  25 eingeführt ist.

   Die Abluft des Zyklons 21  wird     beispielsweise    durch die Leitung 26 wie  der der Mühle     zugeführt.         In der Fig. 4 ist ein Nebenbrenner 18 dar  gestellt, in den in den     Flugasehenstrom    27  zentral der Kohlenstaub durch das Rohr 28  eingeführt wird, so dass also, im     Gegensatz     zur Anlage nach Fig. 3, die Mischung erst in  den Brennern stattfindet, wobei vorteilhaft  in an sich bekannter Weise die Geschwindig  keit des Kohlenstaub-Luftgemisches von der  Strömungsgeschwindigkeit der Flugasche     ab-          weiehen    möge.  



  In der Fig. 5 ist ein Nebenbrenner 18 dar  gestellt, der mit einem Kohlenstaub-Luft  gemisch besehickt wird. In diesen Brenner ist.  ein Rohr 29 für die in einer Mischung mit  Luft zugeführte Flugasche eingeführt. Dieses  Rohr enthält am Ende einen Kopf 30 mit tan  gentialen Austrittsöffnungen 31. Die     Flug-          asehe    wird dadurch in den Staubluftstrom in  an sich bekannter Weise wirbelartig eingebla  sen, so dass eine innige Vermischung erfolgt.  



  Es empfiehlt sich, in allen Fällen die Koh  lenstaubzufuhr fest einzustellen und lediglich  die Luftzufuhr so zu ändern, dass sieh die  erfindungsgemässe reduzierende Atmosphäre  einstellt.  



  Wie Fig. 6 erkennen lässt, sind die Strah  lungsrohre 32 des dort dargestellten Kessels  nur zu unterst an der Schlackenablauföffnung  mit einer wärmedämmenden Schicht bedeckt.  Es ist hierbei, wie aus der Abbildung ersieht  lieh, zweckmässig, die Seitenwände unten zu  einer verhältnismässig kleinen Öffnung 33 zu  sammenzuziehen, weil dadurch die abkühlende  Wirkung des darunter befindliehen     Schmelz-          entschlackers    bei geringer Last vermindert,  anderseits ein grosser Abstand der     Haupt-          Eekenstaubbrenner    34, 35 und 36 von dem  Sehmelzentsehlacker 37 erreicht wird.

   Es ist  bei in dieser Weise ausgebildeten Feuerungen  und Kesseln nicht zu befürchten, dass sich  die kleine Verbindungsöffnung zwischen  Verbrennungsraum und Schmelzentsehlacker,  durch welche die im Strahlungsfeuerraum  ausfallende Asche in den Schmelzentschlacker  fällt, von teigigen oder erstarrten Sehlacken  massen verstopfen könnte, weil die aus dem  Sehmelzentschlaeker infolge des verhältnis  mässig kleinen Durchtrittsquerschnittes mit    grosser Geschwindigkeit nach oben entweichen  den, sehr heissen Gase die Öffnung immer  offen halten.  



  Der relativ kleine Wert des Grössenver  hältnisses des Rauminhaltes des     Sehmelzent-          schlackers    37 zu dem des Verbrennungsrau  mes, welcher Wert dadurch ermöglicht wird,  dass der Schmelztrichter im wesentlichen nur  dem Einschmelzprozess der Brennstoffasche  dient, hat eine ganze Reihe von bedeutenden  Vorteilen gegenüber den bisher bekanntgewor  denen Konstruktionen zur Folge. In     wirt-          sehaftlieher    Hinsicht lässt sieh die Anlage  verbilligen, in betriebstechnischer Beziehung  kann sie eine grosse Betriebssicherheit auf  weisen, weil der Schmelzentsehlaeker stets in  vollem Betrieb gehalten und auf das     höchste     erhitzt werden und damit nicht  einfrieren  kann.

   Ein solcher Sehmelzentschlacker bedarf  daher auch keiner Regelung und Wartung im  Betrieb. Die Wärmeleistung des     Sehmelzent-          schlackers    kann, gemessen an der Leistung des  ganzen Kessels, so unbedeutend sein,     dass    da  durch die Dampftemperaturregelung nicht  beeinflusst werden kann, sie beträgt     grössen-          ürdnungsmässig    beispielsweise etwa     41/o    der  Gesamtleistung.  



  Die Nebenbrenner sind mit dem     Bezugs-          zeiehen    38 versehen und mögen, da sie von  dem eigentlichen Feuerraum völlig     getrennt     sind, treffender als     Einsehmelzbrenner    38 be  zeichnet werden. Die     Flugasehenrüekführung     erfolgt bei     dem    in der Zeichnung dargestell  ten Beispiel durch     Flugasehenbrenner    3.9. Die       Zweitluftdüsen    sind mit 40 bezeichnet.

   Die       Flugasehe    kann bei dem geschlossenen     Schmelz-          entsehlaeker    nach der vorliegenden     Ausfüh-          rung    auch in die     Kohlenstaubleitungen    bzw.  mit Kohlenstaub gemischt eingeblasen werden.  Die geschmolzene Asche fliesst durch den  Auslauf 41 durch einen Tauchstutzen 42 in  die     Sehlaekenaustragvorrichtung    43 ab, in  deren Wasserbad die     Granulierung    erfolgt.  



  Die Ausführung nach     Fig.6a    gleicht der  nach     Fig.    6 in allen Teilen mit Ausnahme der  Tatsache,     da.ss    an Stelle der Wanne 43 der       Auslassstutzen    41 des     Sehmelzentschlackers     unmittelbar in einen     Ejektor        41a        eingeführt         ist, der von einer Wasserleitung 42a über ein  Absperrventil Druckwasser erhält und das  Granulat zusammen mit dem Förderwasser  durch eine Förderleitung     43a    an die nicht  gezeichnete Verarbeitungsstelle für das Gra  nulat schafft.  



  In den Fig.7 und 8 ist. ein kreisrunder  Schmelzentsehlacker in grösserem Massstab  dargestellt. Hierbei sind drei Einschmelzbren  ner 38, zwei Flugaschenrüekfiihrdüsen 39 und  drei Zweitluftdüsen 40 vorgesehen. Um die  Temperatur in dem kleinen     Schmelzentsehlak-          ker    möglichst zu steigern, die Verbrennungs  leistung des Kohlenstaubes und der brenn  baren Bestandteile der eingeführten Flug  asche zu erhöhen, soll hierbei die Primär- und  die durch die Düsen 40 eintretende Zweitluft  für den Sehmelzentsehlacker, mindestens aber  der beiden Luftanteile- im Beispiel also der  letztgenannte -, in einem zum     Schmelzent-          schlacker    gehörenden Rohrsystem auf Höchst  temperaturen von zum Beispiel 500-600  C  oder, wenn möglich,

   noch höher vorgewärmt  werden. Diese Erhitzung geschieht im vorlie  genden Fall durch ein in der kreisringförmi  gen Decke 44 angeordnetes, spiralig gewun  denes Rohr 45, das vom Entschlackungsraum  aus erhitzt wird. Eine Höehstv orwärmung von  Luft ist bereits bekannt gewesen, jedoch hat  man die Vorwärmung noch nicht bis in die  Temperaturbereiche vorwärmen können, wie  dies     vorstellend    beschrieben ist, weil die     Vor-          wärmung    stets von der     Belastung    des Kessels  abhängt, so dass also bei geringen Lasten die  Temperaturen nicht erreicht wurden.

   Erst die  in Fig. 7 und 8 gezeigte Einrichtung und An  ordnung des Schmelzentschlackers erlaubt die  Erzielung so hoher Temperaturen insbeson  dere deshalb, weil die Luftmengen verhältnis  mässig gering sind (mit Rücksicht auf den  geringen Wärmebedarf des     Schmelzentschlak-          kers    im Vergleich zum gesamten Wärmefluss)  und weil die     Temperaturverhältnisse    in dem  Schmelzentsehlacker grundsätzlich bei wech  selnden Lasten unverändert bleiben.  



  Selbstverständlich kann man von diesem  Gedanken nur teilweise Gebrauch machen und  die hohe Vorwärmung von Primär- und Se-    kundärluft auch in bekannter Weise an an  dern Stellen der Anlage vornehmen.  



  Die Reaktionsgeschwindigkeit dieser beson  ders hoch vorgewärmten Luft mit den brenn  baren Bestandteilen ist wesentlich grösser als  bei den bisher in Betrieb befindlichen     Kohlen-          staubf    euerungen.  



  In dem Beispiel     wird    der     Kohlenstaub    in  unveränderter Menge durch die Düsen 38  eingeblasen, die     tangential    auf einen Kreis  von etwa dem halben Durchmesser des  Sehmelzentschlackerraumes gerichtet sind. Die  Zweitluft wird mit wesentlich höherer Ge  schwindigkeit durch die Düsen 40     tangential     auf den Umfang des     Schmelzentsehlackerrau-          mes    eingeblasen.  



  Staubluft und Zweitluft werden zweck  mässig in zwei oder mehr Lagen übereinander  eingeführt, die einzuschmelzende Flugasche  wird am besten in einer Zuführung in mitt  lerer Hölle des     Schmelzentschlackers    und ra  dial     gegeneinandergerichtet,    eingeblasen. Es  kann aber auch umgekehrt verfahren werden,  wobei die Flugasche auch mehr oder weniger       tangential    zum Umfang des     Sehmelzentsehlak-          kerraumes    eingeblasen wird. Dies empfiehlt  sich für sehr aschenreiche Brennstoffe, soweit  man     dann    nicht. von vornherein eine     Mischung     des Kohlenstaubes mit. Flugasche vornimmt.  



  Der Boden 46 des     Schmelzentschlackers    ist       zweckmässig    nach dem     Aschenabflussloch    41  zu geneigt ausgeführt, um einen guten allsei  tigen Zusammenfluss nach diesem Loch hin zu  erleichtern. Das nach dem     Zwangsdurehlauf-          oder    Umlaufsystem ausgebildete Wasserrohr  system des     Schmelzentschlackers    ist     innen-          seits    in bekannter Weise zum guten Haften  einer wärmedämmenden Masse mit einer     Be-          stiftung    versehen.

   Zweckmässig besteht der       Schmelzentschlaeker    aus drei Hauptteilen,  der Ummantelung 47, dem Boden 46 und der  Decke 44, wobei letztere hier als an sich be  kannter     Höchsttemperatur-Lufterhitzer    ge  baut ist. Während die     Kohlenstaubzufuhr    in  dem     Sehmelzentschlacker    im Betrieb bei allen  Belastungen unverändert bleibt, wird die  Zweitluft so eingestellt, dass je nach dem      Aschengehalt und den Schmelzeigenschaften  der Asche eine reduzierende Atmosphäre in  dem Schmelzentsehlacker aufrechterhalten  wird. Diese kann die bei Schmelzkammer  feuerungen der bisher bekannten Ausführun  gen mitunter auftretenden Rohrschäden nicht.

    verursachen, weil sie durch die Ausbildung  des Schmelzentschlackers getrennt von der  stets oxydierenden Atmosphäre im Strah  lungsfeuerraum des Kessels bleibt. Um bei  dem Übertritt der einen gewissen überdruck  aufweisenden Gase aus dem     Schmelzentschlak-          ker    in den Verbrennungsraum eine gute Ver  teilung der von diesen Gasen gebildeten  Flamme über den grossen Querschnitt dieses  Raumes zu erzielen und um die Wirksamkeit  dieser Flamme zu erhöhen, das heisst, diese auf  eine möglichst grosse Fläche des von den  Ecken der Kohlenstaubbrenner ausströmenden  Kohlenstaubes als Zündflamme wirken zu las  sen, ist der Übergang in an sich bekannter  Weise diffusorartig gestaltet, wobei sieh ein  Teil der Geschwindigkeit in Druck umsetzen  kann.

   Dadurch könnten CO-Reste aus dem  Schmelzentschlacker mit den blanken Kühl  rohrwänden des Kohlenstaubfeuerungsraumes  in Berührung kommen und doch noch Rohr  schäden hervorgerufen werden. Um auch diese  auszuschalten, wird in den Diffusorstutzen  durch die Düsen 48 Drittluft, zweckmässig  wieder höchst vorgewärmte Luft, eingeblasen.  



  Infolge des Überdruckes in dem     Schmelz-          entschlaeker    kann der Schlaekenfluss nicht  frei in das Wasserbad der     Schlackenaustrag-          43    erfolgen, sondern der Auslauf 41  ist von dem Tauchstutzen 42 umhüllt, so dass  an dieser Stelle keine Gase ins Freie treten  können. Die Schlackenschmelzfäden werden  im Stutzen durch eine Wasserbrause 49 zum  schnellen Erstarren und Granulieren ge  bracht.

   Damit die sich hierbei bildenden  Dämpfe möglichst nicht in das Innere des  Schmelzentschlaekers steigen können, erfolgt  in sonst bekannter Weise bei 50 eine Absau  gung durch ein wassergekühltes Rohr 51, das  so kurz wie möglich sein soll und in eine Luft  leitung geführt wird, um die darin strömende  Luft zu erwärmen, so dass die dem Schmelz-    entschlacker entnommene Wärme nicht ver  lorengeht.  



  Der eben erläuterte Schmelzentschlacker  lässt sich auch bei natürlichen Umlaufkes  seln zweckmässig als Zwangslaufaggregat mit  Durchlauf (Benson) oder Umlauf (La Mont)  ausbilden. Dadurch ist man in der Lage, das  Kühlsystem aus engen Rohren herzustellen  und in seiner Form so zu gestalten, wie es für  den besonderen Zweck am besten ist.  



  Im dargestellten Beispiel ist eine kleine  Umwälzpumpe 52 aufgestellt, die durch die  Leitung 53 aus der Kesselobertrommel das  Wasser ansaugt und es durch die Leitung 54  in die unterste Windung des Bodens hinein  drückt. Die Steigleitung 55 führt das     Dampf-          Wassergemiseh    in den Dampfraum der Ober  trommel.  



  Der überaus kleine Sehmelzentschlacker  bietet, wie bereits erwähnt, den weiteren, nicht.  zu unterschätzenden Vorteil, dass er sich   und dazu verhilft auch die Ausbildung als  Zwangslaufsystem - völlig getrennt. von der  Kesselkonstruktion bauen, mit. Rädern 56 ver  sehen und auf Schienen 57 fahrbar ausbilden  lässt. Es sind daher sowohl um den Rand der  Übertrittsöffnung 33 wie auch um den der  obern Öffnung des Schmelzentschlackers Dich  tungsteile 58 vorgesehen, die in Ausfahrstel  lung des Schmelzentschlackers einen Spalt  freilassen, so dass ein in diesen eingelegtes  Dichtun -;smittel die Verschiebung nicht be  hindert. In der Betriebsstellung erfolgt durch  bekannte Mittel ein Anheben des     Sehmelzent-          sehlaekers,    wodurch die Abdichtung wirksam  wird.

   Diese Trennung und Verschiebung     des          Sehmelzentsehlaekers    vom Kessel hat einen  grossen     Vorteil.    Bei     Sehmelzfeuerungskesseln     sind die     lioelibeansprucliten    und die den       Sehlackensehmelzen    ausgesetzten Teile der  Anlage die     Schmelzkammern,    die offenen       Sehmelztrieliter    oder die Zyklone der Zyklon  feuerungen,welche Teile leichter einem Ver  schleiss oder einer Störung ausgesetzt und  reparaturbedürftiger als die übrigen Teile..

   In  solchen Fällen des Verschleisses muss aber bei  den     bekannten    Ausführungen der gesamte  Kessel ausser Betrieb genommen werden, so      dass er meist längere Zeit ausfällt. Wenn man  dagegen unter den Kessel zwei der wenig  Raum und Kosten beanspruchenden fahr  baren     Sehmelzentsehlaeker    der erläuterten  Art auf einem Schienenpaar nebeneinander  setzt, so steht immer ein Aggregat als Reserve  bereit.  



  Um das Auswechseln und Verfahren der       Schmelzentschlacker    zu ermöglichen, werden  lösbare Verbindungen 59 für die Kohlen  staub-, Luft- und Wasserleitungen vorgese  hen, Das Lösen und Wiedervereinigen dieser  Verbindungsstellen an den verhältnismässig  engen Leitungen ist durch einige Hilfskräfte  in kurzer Zeit möglich, so dass das Herein  schieben und Anschliessen des     Reservesehmelz-          entschlackers    in kürzester Zeit bewerkstelligt  werden kann und der Kessel praktisch nicht  ausser Betrieb gesetzt zu werden braucht. Die  Wiederinstandsetzung des beiseitegefahrenen  Schmelzentschlackers kann dann in Ruhe  nach dem Erkalten vorgenommen werden, so  dass er wieder als Reserve zur Verfügung  steht.  



  Ein weiterer, ganz bedeutender     Vorteil     dieses selbständigen Schmelzentschlackers ist  es, dass man ihn nachträglich ohne grosse  Kosten an vorhandenen älteren Kohlenstaub  strahlungskesseln vorsehen kann, wenn man  geringfügige Abänderungen und Anpassun  gen am Rohrsystem, und zwar am untern  Ende der Strahlungsfeuerräume, vornimmt.  



  Man ist so in der Lage, diese Kessel ohne  grossen Aufwand zu vorzüglich arbeitenden  Kesseln mit flüssiger Entschläekung umzu  bauen und ihre Wirtschaftlichkeit und zum  Teil auch ihre Leistung beträchtlich zu stei  gern.  



  Bei Ausbildung des Entschlackers als völ  lig unabhängiges Aggregat empfiehlt es sich,  die Wandung des Entschlaekers     aussehliess-          lich    von der für die Verbrennung im     Ent-          schlacker    selbst benötigten Luft zu kühlen.  Die Unabhängigkeit des Entschlackers wird  dadurch nämlich insofern noch wesentlich ge  steigert, als er nunmehr von dem Wasser  umlauf- und Dampferzeugungssystem eines  Kessels unabhängig wird. Man hat damit die    Möglichkeit, den Entschlacker örtlich getrennt  von jeglicher Dampferzeugungsanlage aufzu  stellen, ihn wahlweise einem besonderen Kes  sel zuzuteilen oder auch ihn als Feuerung in  anderem Sinne, z. B. zur Röstung oder der  gleichen, zu verwenden.  



  Einen derartigen Sehmelzentsehlaeker kann  man dann vorteilhaft mit Stoffen auskleiden,  die einen wesentlich höheren Schmelzpunkt  von zum Beispiel 2200  C haben als die  Schlacke und die bei diesen hohen Tempera  turen chemisch unempfindlich sind sowie ins  besondere keine chemische     Verbindung    mit  der Schlacke eingehen. Als solche Stoffe zur  Abdeckung der Kühlleitungen haben sieh ins  besondere als geeignet erwiesen eine Mischung  aus Graphit und Kohlepulver unter Verwen  dung eines geeigneten Bindemittels und eine  Mischung ans Schamotte und Metallen in ge  sintertem Zustande. Man kann dabei auch die       erwähnten    Kühlleitungen ausschliesslich aus  den vorgenannten Stoffen herstellen und sie  direkt der Strahlung vom     Entschlackerraum     her aussetzen.  



  In entsprechender Weise ist zur Verselb  ständigung des fahrbaren     Entschlaekers    noch  eine     apparative        Verbesserung    zu erwähnen,  die darin besteht, dass man unterhalb des       Entsehlackers    einen     Ejektor    anordnet, in des  sen     Unterdruckraum    die flüssige Schlacke ein  geführt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein  gleichmässiges und feinkörniges Granulat, das  gleichzeitig in zweckmässiger Weise abgeführt  wird.

   Um die     Fahrbarkeit    und Ortsbeweglich  keit des     Entsehlackers    zu erhöhen, wird es  sich dabei empfehlen, den     Ejektor    einerseits  mit der     Ejektorwasser-Zulaufleitung,    ander  seits mit der Ableitung für das Gemisch aus       Ejektorwasser    und     Gxranulat    leicht. lösbar zu  verbinden. Die Ableitung für das Gemisch  aus     Ejektorwasser    und Granulat kann man  dann unmittelbar an die Lagerstelle für das  Granulat bzw. vorzugsweise an eine weitere  Verarbeitungsstelle für dieses     Abbauerzeugnis     der Feuerungen hinführen.  



  Die beschriebene Ausbildung mit separa  tem     Sehmelzentsehlaeker    bietet gegenüber  dem bekannten folgende Vorteile:      1. Die Temperatur im Schmelztrichter lässt  sich durch die abschliessende Wirkung der  Einziehung der Wände des Strahlungsraumes  wesentlich höher halten, so dass auch besonders  schwer schmelzende Aschen der Brennstoffe  mühelos eingeschmolzen werden können.  



  2. Es lassen sieh wesentlich niedrigere  Kleinstlasten mit dem Kessel ohne Schwierig  keiten fahren, selbst mit gasarmen Brenn  stoffen, weil der Schmelztrichter eine dauernd  wirkende Zündflamme für die Hauptbrenner  erzeugt. Dabei wird selbst bei den kleinsten  Lasten der Schlackenschmelzfluss ohne Schwie  rigkeiten aufrechterhalten.  



  3. Die Überhitzertemperaturregelung wird  nicht beeinflusst, wie es bei den unmittelbar  unter dem Hauptbrenner liegenden Neben  brennern in geringem Umfang immer noch  der Fall sein kann.  



  4. Der Einfluss der etwa zum besseren Ein  schmelzen aufrechterhaltenen reduzierenden  Atmosphäre in der Schmelzkammer bleibt nur  auf diese beschränkt, so dass Einwirkungen  der Gase auf das Rohrmaterial des Verbren  nungsraumes mit Sicherheit ausgeschaltet  werden. Ausserdem wird eine Diffusion der  reduzierenden Atmosphäre in den Verbren  nungsraum in gleicher -Weise vermieden wie  ein Überströmen und auch dadurch die  Zusammensetzung der Atmosphäre in der  Schmelzkammer besser und genauer einstell  bar sowie leichter und mit geringeren Mit  teln erreichbar.  



  5. Die Schlackeneinbindung im ersten  Durchgang ist wesentlich grösser als bei einem  Kessel mit offenem Schmelztrichter und da  durch auch der Aschengehalt in dem durch  den Kessel ziehenden Rauchgasstrom     beträcht-          lieh    geringer.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Kohlenstaubfeuerung für Strahlungskessel mit einem mit Hauptbrennern betriebenen Strahlungsfeuerraum und einem darunter an geordneten, mit Nebenbrennern betriebenen Schmelzentschlaeker für die Ascheneinschmel zung, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, um die im Schmelzentschlacker einzuschmelzende Flugasehe im Bereich der Nebenbrenner einzublasen und dass die zu gegebene Luft in den Nebenbrennern zur Kohlenstaubmenge so abgestimmt ist, dass un terhalb des durch die Einblasung für den Schmelzentsehlacker gebildeten pneumatischen Einblasesehirmes eine reduzierende Atmo sphäre entsteht. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1.
    Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass, in Längsrichtung des Strahlungskessels gesehen, zwischen je zwei Hauptbrennern ein Neben brenner angeordnet ist. 2. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die Flugasche in der glei chen Höhe und Richtung einzublasen, in wel- eher die Nebenbrenner einblasen und auf welche diese eingestellt sind. 3. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzentsehlacker durch den untersten, trichterförmigen Teil des Strahlungskessels gebildet ist.
    Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungskessel eekigen Querschnitt auf weist, wobei die Hauptbrenner in den Ecken, die Nebenbrenner in der Mitte der Brenn- kammerseitenwände angeordnet sind. 5. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch und Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Hauptbrenner auf einem höheren Niveau angeordnet sind als die Nebenbrenner.
    6. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan- spraeh, dadureh gekennzeichnet, dass zur Flugaschenrüekführung ausschliesslich die Ne benbrenner dienen. 7. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei in TJmfangsrichtung aufeinanderfol- genden Nebenbrennern eine Einführungsdüse für die Flugasche vorgesehen ist.
    B. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss der Schmelzentsehlacker durch eine vom Verbren nungsraum des Kessels abgetrennte Brenn- kammer gebildet ist, welche mit dem Verbren nungsraum nur über eine Gasabzugsöffnung verbunden ist, die in einer Einengung der mit einem Rohrsystem besetzten Seitenwände des Verbrennungsraumes vorgesehen ist. 9. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch und Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die erwähnte Öffnung gegen den Verbrennungsraum hin diffusor artig erweitert ist. 10.
    Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch und Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass den von der Brennkammer nach dem Strahlungsraum des Kessels abströ menden Gasen Luft beigemischt wird. 11. Kohlenstaubfeuerung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dü sen für die Einführung des Brennstoffes tan- gential auf einen Kreis von annähernd dem halben Durchmesser des Entsehlackerraumes gerichtet sind.
CH316110D 1951-11-20 1952-11-11 Kohlenstaubfeuerung für Strahlungskessel CH316110A (de)

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