CH382901A - Firing system for inferior, crumbly fuels that disintegrate during combustion, such as peat grits, rice bran, dried sewage sludge and the like - Google Patents

Firing system for inferior, crumbly fuels that disintegrate during combustion, such as peat grits, rice bran, dried sewage sludge and the like

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CH382901A
CH382901A CH633660A CH633660A CH382901A CH 382901 A CH382901 A CH 382901A CH 633660 A CH633660 A CH 633660A CH 633660 A CH633660 A CH 633660A CH 382901 A CH382901 A CH 382901A
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CH
Switzerland
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grate
combustion
fuel
air
tilting
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Application number
CH633660A
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German (de)
Inventor
Werner Dipl Ing Ludin
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Werner Dipl Ing Ludin
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B5/00Combustion apparatus with arrangements for burning uncombusted material from primary combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23HGRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H7/00Inclined or stepped grates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B2700/00Combustion apparatus for solid fuel
    • F23B2700/018Combustion apparatus for solid fuel with fume afterburning by staged combustion

Description

  

      Feuerungsanlage    für minderwertige,     krümelige,    während der Verbrennung zerfallende       Brennstoffe,    wie Torfgrus,     Reiskleie,    getrockneter Abwasserschlamm und dergleichen    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine       Feuerungsanlage    für minderwertige, krümelige, wäh  rend der Verbrennung zerfallende     Brennstoffe,    wie       Torfgrus,    Reiskleie, getrockneter Abwasserschlamm  und dergleichen.  



  Derartige Brennstoffe können für sich allein in  den üblichen, für feste Brennstoffe eingerichteten       Feuerungsanlagen    nicht verbrannt werden, da die  Verluste durch     Unverbranntes,    verursacht durch den  Rostdurchfall oder durch     Flugstaubbildung,    viel zu  hoch würden. Aus diesem     Grund    hat die Technik  für diese Art von Brennstoffen besondere Feuerungen  entwickelt, von denen die wichtigsten, am meisten  angewendeten Typen nachstehend kurz besprochen  seien.  



  Zu diesen     Feuerungstypen    gehören unter ande  rem die sogenannten Etagenöfen, die auch nach dem  Namen des Erfinders     Hereshoff-Öfen    genannt wer  den. Es sind dies zylindrische, feuerfest     ausgekleidete     Vertikalöfen, die bis zu zwölf     übereinanderliegende     Herde, welche ebenfalls aus feuerfesten Steinen be  stehen, aufweisen.     In    der Achse des Ofens verläuft  eine als Hohlwelle ausgebildete solide     gusseiserne          Kratzerwelle,    an der für jede Etage     Kratzerarme    mit       Kratzerschaufeln    angeordnet sind.

   Die     Kratzerwelle     wird von einem ausserhalb des     Ofens    unter dem  selben angeordneten Königslager getragen, an welcher  Stelle sich auch der Antrieb mit einem     Kegelrad-          Vorgelege    befindet. Sowohl die     Kratzerwelle    wie  auch die     Kratzerarme    müssen aus hitzebeständigem  Gusseisen hergestellt sein und benötigen zudem Luft  kühlung. Der     Brennstoff    wird auf der obersten Etage  aufgegeben und durchläuft, der Schwere folgend und  vorwärtsbewegt durch die Rührarme, die sämtlichen  Etagen von oben nach unten, um auf diesem Wege  zuerst zu zünden und dann auszubrennen.

   Je nach    dem Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes und dem  unteren Heizwert desselben kann es     erforderlich    sein,  durch     Hilfs-Öl-    oder -Gasbrenner die Zündung bzw.  die     Vortrocknung    des aufgegebenen     Brennstoffes    zu  unterstützen. Die Verbrennungsgase ziehen im Gegen  strom zum     Brennstoff    von unten nach oben und ver  lassen den Etagenofen an seinem oberen Ende.  



  Als Nachteil dieser Konstruktion muss die teure       Kratzervorrichtung    bezeichnet werden, die sehr hohen  Temperaturen ausgesetzt ist und so beschaffen sein  muss, dass sie der grossen     Hitzeeinwirkung    zu wider  stehen vermag. Ein weiterer Nachteil ist sodann in  dem nicht unbedeutenden     Flugstaubverlust    und in  dem schlechten Kontakt des Luftsauerstoffes mit dem  Brennstoffbett zu erblicken, da die Verbrennungs  luft und die Verbrennungsgase nicht durch die bren  nende Materialschicht hindurch,     sondern    nur über  das wohl langsam umgerührte     Brennstoffbett    hinweg  streichen.

   Die     Kratzerschaufeln,    die man nicht luft  gekühlt ausbilden kann, brennen auch,     wenn    sie aus  hitzebeständigem Guss hergestellt sind, an ihrem in  den     Brennstoff    eintauchenden Teil rasch ab, so dass  sie     regelmässig    ersetzt werden müssen. Man ist des  halb dazu übergegangen, die     Kratzerschaufeln    aus  sehr hochwertigem     Nickel-Chrom-Guss    herzustellen,  um das zeitraubende Auswechseln der Schaufeln zu  umgehen.  



  Weiter sind     Feuerungsanlagen    bekannt, in denen       Brennstoffe    der genannten Art in der Schwebe zur  Verbrennung gebracht werden. Ein     bekannter,    feuer  fest ausgekleideter Ofen ist in seinem oberen Teil  zylindrisch ausgebildet und geht nach unten in einen       kegeligen    Teil über, mit der Kegelspitze nach unten  zeigend. Von oben wird der Brennstoff aufgegeben  und von unten durch die Kegelspitze die Verbren  nungsluft eingeführt. Die Verbrennungsgase treten      oben aus, während die Asche unter. abgezogen     wird.     Es ist klar, dass eine derartige Feuerung nur relativ  trockenen Brennstoff zu verbrennen gestattet.

   Ihr  grosser Nachteil ist in dem starken     Flugstaubanfall    zu  erblicken sowie in der Bildung von starken Asche  anwüchsen an der feuerfesten     Ausmauerung.    Es be  steht ferner die Gefahr, dass brennbare Teile mit  dem Flugstaub aus der Feuerung getragen werden,  wodurch der     Feuerungsverlust    erhöht wird.  



  Bei einer anderen Bauart einer Schwebefeuerung  wird ein kleiner Teil der Verbrennungsluft sozusagen  als Primärluft mit dem Brennstoff von oben in einen  rechteckigen, feuerfest ausgekleideten Verbrennungs  raum eingeführt und in einem rechten Winkel dazu  die Sekundärluft zugeleitet. Die sich bildende Asche  wird hinter der Feuerung teilweise wieder dem auf  gegebenen Brennstoff beigemischt, um dessen Feuch  tigkeitsgrad auf ein kleineres, für die Schwebefeuerung  zulässiges Mass     herabzusetzen.    Diese Massnahme hat  gleichzeitig den     Vorteil,    dass sie Verluste durch     Un-          verbranntes    in der Asche vermindert, da die Asche  die Feuerung ein zweites Mal passiert.

   Grundsätzlich  haften aber auch dieser Bauart die gleichen Nach  teile an, wie sie bei der     vorbesprochenen    Schwebe  feuerung erwähnt worden sind.  



  Man hat auch schon vorgeschlagen, für die     Ver-          rennung    der genannten Brennstoffe     Wirbelrostfeue-          rungen    oder     Wirbelschichtfeuerungen    zu verwenden,  doch scheiden diese wegen der ausserordentlich star  ken     Flugstaubbildung    praktisch aus.  



  Schliesslich könnte man daran denken, solche  feinkrümelige, leicht zerfallende Brennstoffe zu mah  len und das Mahlgut einer eigentlichen Staubfeue  rung,     ähnlich    einer     Kohlenstaubfeuerung,    zuzufüh  ren. Dagegen sprechen jedoch die physikalischen  Eigenschaften der genannten Brennstoffe. Abwasser  schlamm, selbst getrockneter, enthält noch so viel  Feuchtigkeit, dass nur eine     Mahltrocknungsmühle    zur       Feinmahlung    in Frage käme.

   Ausserdem ist im Ab  wasserschlamm in der Regel noch viel Sand enthalten,  der in einer     Staubfeuerungsanlage,    besonders wenn  diese als     Zyklonfeuerung    oder Schwebefeuerung aus  gebildet wäre, zu Auswaschungen des feuerfesten  Ofenfutters führen würde.     Mahltrocknungsmühlen     sind zudem sehr kompliziert und teuer. Auch lassen  sich     Reiskleie,    Torfstaub und ähnliche     minderwertige     Brennstoffe sehr schwer     feinmahlen    und brennen des  halb in der zur Verfügung stehenden, relativ kurzen  Brennzeit nicht vollständig aus, was zu einer Er  höhung des     Feuerungsverlustes    führen müsste.  



  Alle die vorerwähnten Nachteile sollen nun durch  eine     Feuerungsanlage    beseitigt werden, bei welcher       erfindungsgemäss    die in den Verbrennung- und Aus  brandrosten vorgesehenen Durchlässe für den Zu  tritt der Verbrennungsluft zum     Brennstoffbett    derart  angeordnet sind, dass ihre     Lufteintrittsöffnungen     ausserhalb der in die Durchlässe hineintretenden       Brennstoff-Böschungskegel    liegen, um so ein Durch  fallen von     unverbrannten    Brennstoffteilchen durch die  Roste zu     verhindern.       In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:

         Fig.    1 einen Vertikalschnitt durch die     Feuerungs-          anlage,          Fig.    2 eine aus     Fig.    1 ersichtliche Detailpartie in  grösserem Massstab,       Fig.3    einige aus     Fig.2    ersichtliche Details in  noch grösserem Massstab und       Fig.4    die eine Hälfte eines aus     Fig.    1 ersicht  lichen Kipprostes in grösserem Massstab.  



  Mit 1 ist ein oben mit einem     Einfülltrichter    2  versehener Füllschacht für die Aufgabe des Brenn  stoffes bezeichnet. Der Füllschacht 1 führt zu einem       Vorschubtreppenrost    3, an dessen unterem Ende ein  Kipprost 4 angeordnet ist. Beide Roste 3 und 4 sind  in einem und demselben     Feuerungsraum    5 unterge  bracht.

   Die Stufen des Treppenrostes 3 sind durch  im Querschnitt winkelförmige, quer über die     Feue-          rungsbreite    sich erstreckende Rostbalken 3a darge  stellt, wobei der längere Schenkel 3b jedes Rost  balkens eine schwache Neigung gegen die nächst  untere Stufe hin     besitzt,    und wobei der kürzere, die  Treppensteigung bestimmende Winkelschenkel 3c mit  Luftdurchlässen 3d versehen ist, deren Strömungs  achsen 3e gegen das Brennstoffbett 6 hin schwach  nach unten geneigt verlaufen, wie dies aus     Fig.2     und 3 ersichtlich ist.

   Auf den längeren Winkel  schenkeln 3b der Rostbalken liegen     schieberartige          Vorschubplatten    3 f auf, die wenigstens angenähert  parallel zu den langen     Rostbalkenschenkeln    3b ver  laufen, und die mit einer Antriebsvorrichtung in  Verbindung stehen,     mittels    welcher den Vorschub  platten 3 f in der Richtung ihrer Ebenen eine hin und  her gehende Bewegung     erteilt    werden kann.

   Im ge  zeichneten Beispiel besteht diese Antriebsvorrichtung  aus zwei als Druckzylinder ausgebildeten Servomoto  ren 7 und 8, deren Kolben über Kolbenstangen 7a  bzw. 8a und     kreuzkopfartig    wirkende Führungen 7b  bzw. 8b mit Stangen in gelenkiger Verbindung stehen,  an welch letzteren die     Vorschubplatten    3 f     angelenkt     sind.  



  Der Treppenrost 3 ist für die     Unterwindzufuhr     in drei Zonen 10, 11 und 12 unterteilt, wobei in den  diese Zonen voneinander trennenden Wänden 13 und  14     Luftregulierklappen    15 bzw. 16 eingebaut sind.  Mit 17 ist ein Stutzen für die     Unterwindzufuhr    be  zeichnet. In den     Feuerungsraum    5 mündet eine Se  kundärluftdüse 18 ein, mittels welcher Sekundärluft  im Quer- bzw. Gegenstrom zu den Feuergasen ein  geblasen werden kann. Am     Treppenrostanfang    ist  ein Regulierpendel 19 höhenverstellbar angeordnet,  mittels dem die Höhe des Brennstoffbettes bzw. der  Brennstoffschicht wahlweise eingestellt bzw. reguliert  werden kann.  



  Wie aus     Fig.    1 ersichtlich ist, ist der Kipprost 4  zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Rosthälften  um zwei auf einander     gegenüberlaegenden    Seiten  angeordnete Achsen 20 und 21 schwenkbar sind.  Der Kipprost 4 ist ebenfalls treppenförmig ausgebil  det, wobei in den Treppensteigungen 4a Luftdurch-           lässe    4b ausgenommen sind, deren     Bohrungs-    bzw.  Strömungsachsen 4c ebenfalls angenähert horizontal  bzw. gegen das Brennstoffbett hin schwach nach unten  geneigt verlaufen, so dass die Luftdurchlässe 4b beider       Kipprosthälften    gegeneinander gerichtet sind.

   Die  beiden     Kipprosthälften    stehen, wie aus     Fig.    1 hervor  geht, über ein Gestänge 22 mit einem Servomotor 23  in Antriebsverbindung, mittels welch letzterem die  beiden Flügel bzw. Hälften des Kipprostes zur     Ent-          aschung    und Entschlackung wenigstens angenähert  in die     Vertikale    gekippt bzw.     verschwenkt    werden  können.  



  Wie aus     Fig.3    hervorgeht, ist die Tiefe bzw.  Länge L der Durchlässe 3d, und dementsprechend  auch der Durchlässe 4b, grösser bemessen als die  Basislänge     B1    der in die Durchlässe hineintretenden       Brennstoff-Böschungskegel    6a. Im Treppenrost 3  befinden sich sodann weitere Durchlässe 3g für den  Zutritt der Verbrennungsluft zum Brennstoffbett 6,  und zwar liegen dieselben zwischen den Unterkanten  3h der kurzen     Rostbalkenschenkel    3c und den lan  gen     Rostbalkenschenkel    3b.

   Auch hier überlappen  die Rostbalken so stark, dass die Hinterkante 3i je  des langen     Rostbalkenschenkels    3b weiter zurück  liegt, als die Unterkante 6b des in die     öffnung    3g  hineintretenden Böschungskegels<B>6e.</B> Die Durchlässe  für den Zutritt der Verbrennungsluft zum Brennstoff  bett sind also überall     derart    angeordnet und aus  gebildet, dass ihre     Lufteintrittsöffnungen    ausserhalb  der in die Durchlässe hineintretenden     Brennstoff-          Böschungskegel    liegen, so dass ein Durchfallen von       unverbrannten    Brennstoffteilchen durch die Roste  verhindert wird.  



  Der oben durch den     Einfülltrichter    2 und den  Fülltrichter 2 und den Füllschacht 1 aufgegebene  Brennstoff gelangt zunächst auf den Treppenrost 3  bzw. auf die Rostbalken. Der auf den Rostbalken  liegende Brennstoff besitzt je nach seiner Art und  seinem     Feinheits-    und     Trocknungsgrad    einen be  stimmten     Schütt-    oder Böschungswinkel, durch den  auch die Neigung der Treppe bzw. der Rostbalken  bestimmt wird. Die gegenseitige     überlappung    der  Rostbalken ist, wie bereits erwähnt, so bemessen,  dass kein     unverbrannter    Brennstoff durch den Rost  hindurchfallen kann.

   Die durch die Schwerkraft be  wirkte     Abwärtsbewegung    des Brennstoffes auf dem  Treppenrost wird durch die     Vorschubplatten        3f    wir  kungsvoll unterstützt, welch     letztere        während    des Be  triebes der     Feuerungsanlage    durch die Servomotoren  7 und 8     über    das Gestänge 7a bzw. 8a und 9 in eine  hin und her gehende Bewegung versetzt werden.

   Diese       Vorschubplatten,    die aus Gründen einer guten Auf  lage aus einzelnen an je einer Achse 3k der gemein  samen Verbindungsstange 9 aufgehängten Platten  bestehen, treten in ihrer einen Grenzlage bis in die  Schüttkegel 6c des auf dem Treppenrost 3 liegen  den     Brennstoffbettes    6 hinein und unterstützen so  die Vorwärts- bzw.     Abwärtsbewegung    des Brenn  stoffes auf dem Treppenrost.

   Unter Umständen, be  sonders bei leicht backenden Brennstoffen, wie zum    Beispiel Reiskleie, kann es angezeigt sein, die     schie-          berartigen        Vorschubplatten    3     f    so weit gegen den  Feuerraum 6 hin vorzuschieben, dass die Vorschub  platten die vorderen, gegen den Feuerraum hin liegen  den Kanten der Rostbalken überstreichen und dabei  die backende Brennstoffschicht abstreifen.  



  Die     Unterteilung    des Treppenrostes in mehrere  Zonen ist deshalb zweckmässig, weil dadurch der  nach unten abnehmenden Schichtdicke und den  Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffbettes weitgehend  Rechnung getragen werden kann. Mittels der Klappen  15 und 16 in den Zwischenwänden 13 und 14 lässt  sich der     Unterwinddruck    in den verschiedenen Zonen  10, 11 und 12 und damit die Belüftung des Brenn  stoffbettes unterschiedlich einstellen. Jedem Rost  abschnitt 10, 11 und 12 ist ein     Aschenkasten    24, 25  bzw. 26 zugeordnet, in denen ein Teil der Asche     an-          fällt,    sich     dort    ansammelt und periodisch ausgetragen  wird.

   Nach Passieren des Treppenrostes gelangt der       Brennstoff    schliesslich auf dem Kipprost zum voll  ständigen     Ausbrand.    Die hierfür benötigte Verbren  nungsluft kann entweder vom     Unterwindgebläse    des  Treppenrostes abgezweigt, oder aber durch einen  separaten Ventilator     geliefert    werden.  



  Die     Feuerungsanlage    ist im Übrigen nach Art  einer     Vorfeuerung        ausgebildet,    mit oberem Abzug  der heissen     Verbrennungsgase    und gross bemessenem  Feuerraum, der den     Ausbrand    der     flüchtigen    Be  standteile und der     mitgerissenen    feinen Brennstoffteile  ermöglicht. Wie     Fig.    1 zeigt,     wird    zur Unterstützung  des     Ausbrandes    der Gase und     Staubteile    in bekannter  Weise zweckmässig Sekundärluft durch die Düse 18  eingeführt.

   Wenn es die     Feinheit    und der     Trocknungs-          grad    des Brennstoffes erlauben, zum Beispiel bei  Reiskleie und dergleichen, kann die     Feuerungsanlage     auch nur mit natürlichem Zug betrieben werden, in  welchem Falle die     Flugstaubbildung    besonders gering  ist und die     Rostzonenunterteilung    entfallen kann.  



  Die Vorteile der vorstehend beschriebenen     Feue-          rungsanlage    können wie folgt zusammengefasst wer  den:  Der Aufbau der Anlage ist sehr einfach und ihre  Herstellung daher billig, was für Abfallbrennstoffe  von grosser Bedeutung ist. Die Metallteile der An  lage sind auch nicht sehr hohen Temperaturen aus  gesetzt, was die Verwendung von normalem Rost  gusseisen ermöglicht.  



  Durch die Rostneigung,     Zonenunterteilung    und  Variation des Vorschubes der     Vorschubplatten    kann  die     Feuerung    leicht den besonderen Eigenschaften der  Abfallbrennstoffe angepasst werden.  



  Der     Ausbrand    des Brennstoffes ist gesichert durch  die in weiten Grenzen wählbare     Ausbranddauer    auf  den Kipprosten.  



  Der     Flugstaubanfall    ist sehr gering und der  Durchfall von     unverbrannten    Brennstoffteilchen durch  die Roste ist durch die besondere Konstruktion der  Durchlässe praktisch ausgeschlossen.  



  Die     billige    Bauweise und insbesondere die ein  fachen Rostelemente erlauben es, die Roste besonders      grossflächig auszubilden, so dass die Brennstoffschicht  relativ niedrig gehalten und mit geringem Unter  winddruck, ja sogar mit natürlichem Zug gefahren  werden kann, was zur Verhinderung des     Mitreissens     von Flugstaub und Brennstoffteilchen wesentlich  beiträgt.  



  Bei dem     vorbeschriebenen    Beispiel arbeiten die       Vorschubplatten    aller Zonen 10, 11 bzw. 12 im  Gleichtakt. Die Anordnung kann aber auch so ge  troffen werden, dass die     Vorschubplatten    der ver  schiedenen Zonen im versetzten Takt arbeiten. Auch  können Mittel vorgesehen sein, um sowohl die Hub  länge wie auch die Hubzahl der     Vorschubplatten          gesamthaft    oder aber auch nur zonenweise in gewissen  Grenzen ändern zu können. Weiter können Mittel  vorgesehen sein, um dem     Treppenrost        und.'"oder    dem  Kipprost bzw. den Kipprosten vorgewärmte Luft zu  führen zu können.



      Firing system for inferior, crumbly, during the combustion disintegrating fuels, such as peat grits, rice bran, dried sewage sludge and the like. The present invention relates to a firing system for inferior, crumbly, during the combustion disintegrating fuels such as peat grits, rice bran, dried sewage sludge and the like .



  Such fuels cannot be burned on their own in conventional firing systems set up for solid fuels, since the losses from unburned material, caused by rust diarrhea or the formation of fly ash, would be much too high. For this reason the technology has developed special furnaces for this type of fuel, of which the most important and most widely used types are briefly discussed below.



  These types of firing include the so-called deck ovens, which are also called Hereshoff ovens after the name of the inventor. These are cylindrical, refractory-lined vertical furnaces, which have up to twelve stoves, which are also made of refractory bricks. In the axis of the furnace runs a solid cast iron scraper shaft designed as a hollow shaft, on which scraper arms with scraper blades are arranged for each level.

   The scraper shaft is carried by a king-size bearing arranged outside the furnace under the same, at which point the drive with a bevel gear is also located. Both the scraper shaft and the scraper arms must be made of heat-resistant cast iron and also require air cooling. The fuel is placed on the top floor and flows through, following the gravity and moved forward by the agitator arms, through all the floors from top to bottom, in order to first ignite and then burn out.

   Depending on the moisture content of the fuel and its lower calorific value, it may be necessary to use auxiliary oil or gas burners to support the ignition or pre-drying of the fuel that has been fed. The combustion gases move in countercurrent to the fuel from bottom to top and leave the deck oven at its upper end.



  The disadvantage of this construction must be described as the expensive scraper device, which is exposed to very high temperatures and must be designed in such a way that it is able to withstand the great effects of heat. Another disadvantage is the not insignificant loss of airborne dust and the poor contact of the atmospheric oxygen with the fuel bed, since the combustion air and the combustion gases do not pass through the burning material layer, but only over the slowly stirred fuel bed.

   The scraper blades, which cannot be made air-cooled, even if they are made of heat-resistant cast, burn off quickly on the part that is immersed in the fuel, so that they have to be replaced regularly. The company has therefore switched to producing the scraper blades from very high-quality cast nickel-chrome in order to avoid the time-consuming replacement of the blades.



  Firing systems are also known in which fuels of the type mentioned are suspended for combustion. A known, refractory lined furnace is cylindrical in its upper part and merges at the bottom into a conical part, with the cone point pointing downwards. The fuel is fed in from above and the combustion air is introduced from below through the tip of the cone. The combustion gases come out above, while the ashes come out below. is deducted. It is clear that such a furnace allows only relatively dry fuel to be burned.

   Their major disadvantage is the heavy accumulation of fly ash and the formation of heavy ash on the refractory lining. There is also the risk that flammable parts are carried out of the furnace with the flue dust, which increases the firing loss.



  In another type of floating furnace, a small part of the combustion air is introduced into a rectangular, refractory-lined combustion chamber, so to speak, as primary air with the fuel, and the secondary air is fed in at a right angle. The ash that forms is partially mixed back into the fuel behind the furnace in order to reduce its moisture level to a lower level that is permissible for the floating furnace. This measure also has the advantage that it reduces losses due to unburned matter in the ashes, since the ashes pass through the furnace a second time.

   Basically, this type of construction also has the same disadvantages as those mentioned in the previously discussed suspension.



  It has also already been proposed to use eddy grate firing systems or fluidized bed firing systems for the incineration of the fuels mentioned, but these are practically ruled out because of the extremely high formation of fly ash.



  Finally, one could think of grinding such fine-crumbly, easily disintegrating fuels and feeding the ground material to an actual dust furnace, similar to a pulverized coal furnace. However, the physical properties of the fuels mentioned speak against this. Wastewater sludge, even if it is dried, still contains so much moisture that only a grinding-drying mill could be used for fine grinding.

   In addition, there is usually a lot of sand in the waste water sludge, which in a dust firing system, especially if it were formed as a cyclone firing or floating firing, would lead to the refractory furnace lining being washed out. Grinding-drying mills are also very complicated and expensive. Rice bran, peat dust and similar inferior fuels are also very difficult to grind and therefore do not burn out completely in the available, relatively short burning time, which would have to lead to an increase in the combustion loss.



  All of the aforementioned disadvantages are now to be eliminated by a combustion system in which, according to the invention, the passages provided in the combustion and fire grates for the combustion air to enter the fuel bed are arranged in such a way that their air inlet openings are outside the fuel slope cones entering the passages to prevent unburned fuel particles from falling through the grates. In the drawing, an embodiment of the subject invention is shown, namely show:

         FIG. 1 shows a vertical section through the furnace, FIG. 2 shows a part of the details shown in FIG. 1 on a larger scale, FIG. 3 shows some details shown in FIG. 2 on an even larger scale, and FIG. 4 shows one half of one from FIG. 1 visible tilting grate on a larger scale.



  With a top provided with a hopper 2 hopper for the task of the fuel is designated with 1. The filling chute 1 leads to an advancing stair grate 3, at the lower end of which a tilting grate 4 is arranged. Both grids 3 and 4 are housed in one and the same furnace 5.

   The steps of the step grate 3 are illustrated by an angular cross-section that extends across the firing width grate bars 3a, the longer leg 3b of each grate bar having a slight inclination towards the next lower step, and the shorter, the stair slope determining angle leg 3c is provided with air passages 3d, the flow axes 3e of which are slightly inclined downwards towards the fuel bed 6, as can be seen from FIGS.

   On the longer angle legs 3b of the grate bars are slide-like feed plates 3 f, which run at least approximately parallel to the long grate bar legs 3b ver, and which are connected to a drive device by means of which the feed plates 3 f in the direction of their planes a down and forward movement can be granted.

   In the example shown, this drive device consists of two servomotors 7 and 8 designed as pressure cylinders, the pistons of which are articulated via piston rods 7a and 8a and crosshead-like guides 7b and 8b with rods, to which the latter the feed plates 3f are hinged .



  The step grating 3 is divided into three zones 10, 11 and 12 for the supply of wind from below, with air regulating flaps 15 and 16 being installed in the walls 13 and 14 separating these zones. With 17 a nozzle for the underwind supply be distinguished. In the furnace 5 opens a secondary air nozzle Se 18, by means of which secondary air can be blown in cross or countercurrent to the fire gases. A regulating pendulum 19 is arranged at the beginning of the step grate, adjustable in height, by means of which the height of the fuel bed or the fuel layer can be optionally set or regulated.



  As can be seen from Fig. 1, the tilting grate 4 is constructed in two parts, the two grate halves being pivotable about two axes 20 and 21 arranged on opposite sides. The tilting grate 4 is also designed in the shape of a staircase, with the exception of air passages 4b, the bore or flow axes 4c of which are also approximately horizontal or slightly inclined towards the fuel bed, so that the air passages 4b of both tilting grate halves are directed against each other.

   The two tilting grate halves are, as can be seen from FIG. 1, in drive connection via a linkage 22 with a servomotor 23, by means of which the latter tilts or swivels the two wings or halves of the tilting grate at least approximately into the vertical for ash removal and deslagging can be.



  As can be seen from FIG. 3, the depth or length L of the passages 3d, and accordingly also of the passages 4b, is larger than the base length B1 of the fuel slope cones 6a entering the passages. In the step grate 3 there are then further passages 3g for the access of the combustion air to the fuel bed 6, namely the same are between the lower edges 3h of the short grate beam legs 3c and the long grate beam legs 3b.

   Here, too, the grate bars overlap so much that the rear edge 3i of each long grate bar leg 3b lies further back than the lower edge 6b of the slope cone entering the opening 3g. 6e. The passages for the access of the combustion air to the fuel bed are so arranged and made from everywhere in such a way that their air inlet openings are outside the fuel slope cones entering the passages, so that unburned fuel particles are prevented from falling through the grates.



  The fuel fed up through the hopper 2 and hopper 2 and hopper 1 first reaches the step grate 3 or the grate bars. The fuel lying on the grate bar has, depending on its type and its degree of fineness and degree of drying, a certain angle of repose or slope through which the inclination of the stairs or the grate bar is determined. As already mentioned, the mutual overlapping of the grate bars is such that unburned fuel cannot fall through the grate.

   The downward movement of the fuel on the step grate caused by gravity is supported by the feed plates 3f we kungsvoll, which latter during the loading operation of the furnace by the servomotors 7 and 8 via the linkage 7a or 8a and 9 in a reciprocating Movement.

   These feed plates, which for the sake of a good position consist of individual plates suspended on an axis 3k each of the common connecting rod 9, occur in their one limit position up to the pouring cone 6c of the fuel bed 6 on the step grate 3 and thus support the Forward or downward movement of the fuel on the step grate.

   Under certain circumstances, especially in the case of fuels that bake slightly, such as rice bran, it may be advisable to push the slide-like feed plates 3f so far towards the furnace 6 that the feed plates are the front edges, against the furnace paint over the grate bar and strip off the baking fuel layer.



  The subdivision of the step grating into several zones is useful because the downward decreasing layer thickness and the moisture content of the fuel bed can be largely taken into account. By means of the flaps 15 and 16 in the intermediate walls 13 and 14, the negative wind pressure in the various zones 10, 11 and 12 and thus the ventilation of the fuel bed can be set differently. Each grate section 10, 11 and 12 is assigned an ash pan 24, 25 or 26, in which part of the ash accumulates, collects there and is periodically discharged.

   After passing the step grate, the fuel finally burns out completely on the tilting grate. The combustion air required for this can either be diverted from the underwind fan of the step grate or supplied by a separate fan.



  The firing system is also designed in the manner of a pre-firing, with an upper discharge of the hot combustion gases and a large combustion chamber, which allows the volatile components to burn out and the fine fuel particles that have been carried along. As FIG. 1 shows, secondary air is expediently introduced through the nozzle 18 in a known manner to support the burnout of the gases and dust particles.

   If the fineness and degree of dryness of the fuel allow, for example with rice bran and the like, the furnace can also only be operated with natural draft, in which case the formation of fly dust is particularly low and the grate zone subdivision can be omitted.



  The advantages of the combustion system described above can be summarized as follows: The structure of the system is very simple and its manufacture is therefore cheap, which is of great importance for waste fuels. The metal parts of the system are also not exposed to very high temperatures, which allows the use of normal grate cast iron.



  Due to the grate inclination, zone subdivision and variation of the feed of the feed plates, the furnace can easily be adapted to the special properties of the waste fuels.



  The burnout of the fuel is ensured by the burnout duration on the tilting grate, which can be selected within wide limits.



  The amount of fly ash is very low and the diarrhea of unburned fuel particles through the grates is practically impossible thanks to the special construction of the passages.



  The cheap construction and, in particular, the simple grate elements allow the grates to be designed with a particularly large area so that the fuel layer is kept relatively low and can be driven with little negative wind pressure, even with a natural draft, which is essential to prevent airborne dust and fuel particles from being carried away contributes.



  In the example described above, the feed plates of all zones 10, 11 and 12 work in unison. The arrangement can, however, also be made so that the feed plates of the different zones work in staggered cycles. Means can also be provided in order to be able to change both the stroke length and the number of strokes of the feed plates as a whole or only in certain areas within certain limits. Means can also be provided in order to be able to lead preheated air to the step grate and '"or the tilting grate or the tilting grate.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Feuerungsanlagefürminderwertige, krümelige, wäh rend der Verbrennung zerfallende Brennstoffe, wie Torfgrus, Reiskleie, getrockneter Abwasserschlamm und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Verbrennungs- und Ausbrandrosten (3 bzw. 4) vorgesehenen Durchlässe (3n, 3g bzw. PATENT CLAIM Firing system for inferior, crumbly fuels that disintegrate during combustion, such as peat grits, rice bran, dried sewage sludge and the like, characterized in that the passages (3n, 3g or 4b) für den Durchtritt der Verbrennungsluft zum Brennstoffbett (6) derart angeordnet sind, dass ihre Lufteintritts- öffnungen ausserhalb der in die Durchlässe hinein tretenden Brennstoff-Böschungskegel (6a bzw.<B>6e)</B> liegen, um so ein Durchfallen von unverbrannten Brennstoffteilchen durch die Roste zu verhindern. UNTERANSPRÜCHE 1. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsaschen (3e bzw. 4b) are arranged for the passage of the combustion air to the fuel bed (6) in such a way that their air inlet openings are outside the fuel slope cones (6a or <B> 6e) </B> entering the passages, so as to prevent them from falling through to prevent unburned fuel particles through the grates. SUBClaims 1. Combustion system according to claim, characterized in that the flow ashes (3e or <I>4e) der</I> Durchlässe (3d, 3g bzw.<I>4b)</I> für den Zutritt der Verbrennungsluft zum Brennstoffbett (6) wenig stens angenähert horizontal, oder gegen das Brenn stoffbett (6) hin schräg nach unten geneigt verlaufen, wobei die Tiefe bzw. Länge (L) der Durchlässe grö sser ist als die Basislänge (B1) der in die Durchlässe hineintretenden Brennstoff-Böschungskegel (6a bzw. 6c). <I> 4e) the </I> passages (3d, 3g or <I> 4b) </I> for the access of the combustion air to the fuel bed (6) at least approximately horizontally, or towards the fuel bed (6) run obliquely downward, the depth or length (L) of the passages being greater than the base length (B1) of the fuel slope cones (6a or 6c) entering the passages. 2. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Vorschubtreppenrost (3) und an diesen anschliessend wenigstens einen Kipprost (4) aufweist, welche Roste in einem und demselben Feuerungraum (5) untergebracht sind. 2. Firing system according to claim, characterized in that it has an advancing stair grate (3) and adjoining this at least one tilting grate (4), which grates are housed in one and the same furnace room (5). 3. Feuerunganlage nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Stufen des Treppen rostes (3) durch im Querschnitt winkelförmige, quer über die Feuerungsbreite sich erstreckende Rostbalken (3a) gebildet sind, wobei je der längere Schenkel (3b) der Rostbalken eine schwache Neigung gegen die nächstuntere Stufe hin besitzt, und wobei je der kürzere, die Treppensteigung bestimmende Winkel schenkel (3c) mit Luftdurchlässen (3d, 3g) versehen ist, deren Strömungsachsen (3e) gegen das Brennstoff bett (6) hin schwach nach unten geneigt verlaufen. 3. Firing system according to dependent claim 2, characterized in that the steps of the stairs grate (3) are formed by an angular cross-section, grate bars (3a) extending across the width of the furnace, each of the longer legs (3b) of the grate bar being a weak one Has an inclination towards the next lower level, and each of the shorter, the stair slope determining angle leg (3c) is provided with air passages (3d, 3g), the flow axes (3e) towards the fuel bed (6) are slightly inclined downwards . 4. Feuerungsanlage nach Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den längeren Winkelschenkeln (3b) der Rostbalken schieberartige Vorschubplatten (3f) aufliegen, die wenigstens ange nähert parallel zu den langen Rostbalkenschenkeln (3b) verlaufen, und die mit wenigstens einer An triebsvorrichtung (7,<I>7a, 7b</I> bzw. 8, 8a, 8b und 9) in Verbindung stehen, mittels der den Vorschub platten (3f) in der Richtung ihrer Ebenen eine hin und her gehende Bewegung erteilt werden kann. 5. 4. Combustion system according to dependent claims 2 and 3, characterized in that on the longer angle legs (3b) of the grate bar slide-like feed plates (3f) rest, which at least approximate parallel to the long grate bar legs (3b) run, and the drive device with at least one (7, <I> 7a, 7b </I> or 8, 8a, 8b and 9) are in connection, by means of which the feed plates (3f) can be given a reciprocating movement in the direction of their planes. 5. Feuerungsanlage nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung Mittel aufweist, um sowohl die Hublänge wie auch die Hubzahl ändern zu können. 6. Feuerungsanlage nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Vorschubplatten (3f) derart mit der Antriebsvorrichtung bzw. den An triebsvorrichtungen in Verbindung stehen, dass die Vorschubplatten am Rostanfang und am Rostende im Gleichtakt verschoben werden. Combustion system according to dependent claim 4, characterized in that the drive device has means in order to be able to change both the stroke length and the number of strokes. 6. Firing system according to dependent claim 4, characterized in that the feed plates (3f) are connected to the drive device or the drive devices in such a way that the feed plates are shifted at the same time at the start of the grate and at the end of the grate. 7. Feuerungsanlage nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Vorschubplatten der art mit der Antriebsvorrichtung bzw. den Antriebs vorrichtungen in Verbindung stehen, dass die Vor schubplatten am Rostanfang und am Rostende in versetztem Takt verschoben werden. B. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kipprost (4) mit einem Servomotor (23) in Verbindung steht, mittels welchem er zur Entaschung bzw. Entschlackung mindestens angenähert in die Vertikale gekippt werden kann. 7. Firing system according to dependent claim 4, characterized in that the feed plates of the type with the drive device or the drive devices are connected that the front feed plates are moved at the start of the grate and at the end of the grate in an offset cycle. B. combustion system according to claim, characterized in that the tilting grate (4) is connected to a servo motor (23) by means of which it can be tilted at least approximately into the vertical for ash removal or deslagging. 9. Feuerungsanlage nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass der Kipprost zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden Rosthälften um zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten angeord nete Achsen (20 bzw. 21) schwenkbar sind. 10. Feuerungsanlage nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass auch der Kipprost trep- penförmig ausgebildet ist, wobei in den Treppen steigungen Luftdurchlässe (4b) angeordnet sind, deren Bohrungs- bzw. Strömungsachsen (4c) wenigstens an genähert horizontal oder gegen das Brennstoffbett (6) hin schwach nach unten geneigt verlaufen. 9. Combustion system according to dependent claim 8, characterized in that the tilting grate is designed in two parts, the two grate halves being pivotable about two axes angeord designated on opposite sides (20 and 21). 10. Combustion system according to dependent claim 8, characterized in that the tilting grate is also designed in the form of a staircase, air passages (4b) being arranged in the stairs, the bore or flow axes (4c) of which are at least approximately horizontal or against the fuel bed (6) slope slightly downwards. 11. Feuerungsanlage nach Unteransprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdurch- lässe (4b) beider Kipprosthälften gegeneinander ge richtet sind. 12. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Treppenrost (3) für die Unterwindzufuhr in zwei oder mehr Zonen (10, 11 und 12) unterteilt ist und dass in den diese Zonen voneinander trennenden Wänden (13 und 14) Luft regulierklappen (15 und 16) eingebaut sind. 11. Firing system according to dependent claims 9 and 10, characterized in that the air passages (4b) of both tilting grate halves are directed against one another. 12. Combustion system according to claim, characterized in that the step grate (3) is divided into two or more zones (10, 11 and 12) for the supply of under winds and that in the walls separating these zones (13 and 14) air regulating flaps ( 15 and 16) are installed. 13. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die Verbrennungsluft für den Kipprost bzw. die Kipproste (4) vom Unterwindventilator des Treppen rostes abzapfen zu können. 14. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um dem Treppenrost (3) und.'oder dem Kipprost bzw. den Kipprosten (4) die erforderliche Verbrennungs luft durch natürlichen Zug zuführen zu können. 13. Combustion system according to claim, characterized in that means are provided in order to be able to tap the combustion air for the tilting grate or the tilting grate (4) from the underwind fan of the stairs grate. 14. Combustion system according to claim, characterized in that means are provided in order to be able to supply the required combustion air to the step grate (3) und.'oder the tilting grate or the tilting grate (4). 15. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine Sekundärluftdüse (18) vorgesehen und derart angeordnet ist, dass Sekundär luft im Quer- bzw. Gegenstrom zu den Feuergasen in den Feuerungsraum (5) eingeblasen werden kann. 16. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um dem Treppenrost (3) und oder dem Kipprost bzw. den Kipprosten (4) vorgewärmte Luft zuführen zu können. 15. Combustion system according to claim, characterized in that a secondary air nozzle (18) is provided and arranged such that secondary air can be blown into the combustion chamber (5) in cross-flow or countercurrent to the flue gases. 16. Combustion system according to claim, characterized in that means are provided in order to be able to supply preheated air to the step grate (3) and / or the tilting grate or the tilting grate (4). 17. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass am Treppenrostanfang zwecks Regulierung der Höhe der Brennstoffschicht ein Regulierpendel (19) angeordnet ist. 18. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass am Treppenrostanfang ein Brennstoff-Einfüllschacht (1) von solcher Höhe angeordnet ist, dass die Brennstoffsäule selbst den Schacht gegen den Eintritt von falscher Luft und gegen den Austritt von Verbrennungsgasen abdichtet. 17. Firing system according to claim, characterized in that a regulating pendulum (19) is arranged at the beginning of the step grate for the purpose of regulating the height of the fuel layer. 18. Firing system according to claim, characterized in that a fuel filler shaft (1) is arranged at the beginning of the stair grate of such a height that the fuel column itself seals the shaft against the entry of false air and against the exit of combustion gases. 19. Feuerungsanlage nach Unteranspruch 18, da durch gekennzeichnet, dass sich der Einfüllschacht (1) zur Vermeidung von Stauungen nach unten schwach erweitert. 20. Feuerungsanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Unterdruck im Feue- rungsraum (5) während des Betriebes nur wenige Millimeter Wassersäule beträgt. 19. Combustion system according to dependent claim 18, characterized in that the feed chute (1) widens slightly downward to avoid congestion. 20. Combustion system according to patent claim, characterized in that the negative pressure in the combustion chamber (5) is only a few millimeters of water during operation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2215587A1 (en) * 1973-01-29 1974-08-23 Hitachi Shipbuilding Eng Co
EP0472027A2 (en) * 1990-08-23 1992-02-26 EVT ENERGIE- UND VERFAHRENSTECHNIK GmbH Grate surface

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