CH654395A5

CH654395A5 - Verfahren und anlage zur versorgung mehrerer brenner einer feuerungsanlage mit koernigem oder pulverfoermigem brennstoff.

Info

Publication number: CH654395A5
Application number: CH6892/81A
Authority: CH
Inventors: Dieter Heep
Original assignee: Waeschle Maschf Gmbh
Priority date: 1980-11-12
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1986-02-14
Also published as: IT8124966A0; AU7695481A; FR2493963A1; GB2087527A; NL8104966A; DE3042661A1; JPS57112610A; GB2087527B; FR2493963B1; US4389949A; DK493981A; NO151983B; SE8106713L; CA1174525A; ZA817478B; LU83743A1; BE891074A; IT1168062B; NO813818L; NO151983C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anlage gemäss dem 30 Oberbegriff des Patentanspruches 4.

Bei bestimmten, mit mehreren Brennern ausgerüsteten Industrieöfen, beispielsweise bei Doppel-Regenerativ-Öfen zum Brennen von Kalk, ist es aus verfahrenstechnischen Gründen notwendig, die pro Zeiteinheit verbrannte Brenn-35 stoffmenge und damit die Wärmebilanz des Ofens genau konstant zu halten. Dies war bislang nur bei einem Betrieb der Öfen mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen möglich. Hingegen scheiterte die Verwendung von kömigen oder pulverförmigen Brennstoffen, insbesondere Kohlen-40 staub, trotz preislicher Vorteile gegenüber Heizgas oder Heizöl an der fehlenden Dosiergenauigkeit, obwohl es grundsätzlich bekannt ist, die Brenner einer Feuerungsanlage mit körnigem oder pulverförmigem Brennstoff zu speisen. Der Brennstoff wird hierzu einem Vorratsbehälter mittels eines 45 Austragsorganes entnommen und pneumatisch über eine Förderleitung einem je Brenner vorgesehenen Abscheider zugeführt, aus dem er über ein Dosierorgan in eine zu dem betreffenden Brenner führende Druckförderleitung ausgetragen wird. Die verbrannte Brennstoffmenge lässt sich durch so Beeinflussung der Austragsleistung des Dosierorganes, z.B. durch Änderung der Drehzahl einer Zellenradschleuse oder einer Dosierschnecke, ändern. Das benötigte Steuersignal kann eine Différent ialwaage liefern, auf der der Abscheider angebracht ist und die dessen Gewichtsabnahme pro Zeitein-55 heit feststellt und mit einem Sollwert vergleicht.

Für Anwendungsfälle der einleitend genannten Art ist eine in dieser Weise aufgebaute Anlage jedoch nicht brauchbar, denn abgesehen davon, dass der Einsatz einer Differentialwaage je Abscheider bzw. je Brenner zu teuer wäre, würden 60 sich die unvermeidbaren Dosierfehler der einzelnen Dosierorgane zu einem Gesamtfehler addieren, der erheblich über der noch zulässigen Abweichung der tatsächlich je Zeiteinheit verbrauchten Gesamtbrennstoffmenge von der vorgeschriebenen Brennstoffmenge läge.

65 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, die es ermöglichen,

einen mehrere Brenner umfassenden Ofen oder eine Feuerungsanlage auf pneumatischem Weg mit als Schüttgut vor

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liegendem Brennstoff in genau dosierter Menge zu versorgen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben, hinsichtlich der Anlage im Kennzeichen des Anspruches 4.

Der Vorschlag nach der Erfindung hat den Vorteil, die Brennstoffversorgung eines Ofens oder einer Feuerungsanlage konstant und mit einem sehr geringen Fehler auf einem vorgegebenen Sollwert halten zu können und hierbei mit einer einzigen Differentialwaage und einem einzigen Regler auszukommen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist eine nach dem Verfahren gemäss der Erfindung arbeitende Anlage in Form eines schematisch vereinfachten Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigt:

Figur 1 eine Gesamtansicht der Anlage,

Figur 2 einen innerhalb der Anlage verwendeten Abscheider und

Figur 3 eine Einzelheit einer Weiterbildung der Anlage nach Figur 1.

Die Anlage umfasst gemäss Figur 1 einen Vorratsbehälter 1, der auf einer Differentialwaage 2 ruht und an seinem Auslauf mit einem als Zellenradschleuse 17 ausgebildeten Austragsorgan versehen ist. Die Auslaufseite dieser Zellenradschleuse 17 ist mit einer Förderleitung 9 verbunden, die zu mehreren, in der Förderleitung hintereinander liegenden Abscheidern 3-8 und von dem letzten Abscheider 8 zurück in den Vorratsbehälter 1 führt. Unter den Abscheidern 3-8 befinden sich Austragsorgane 11-16, die hier ebenfalls als Zellenradschleusen ausgebildet sind, jedoch beispielsweise auch Dosierschnecken sein könnten. Die Ausläufe der Zellenradschleusen 11-16 münden in Druckförderleitungen 25-30, von denen jede an einem der Brenner 31 endet. Am Anfang jeder der Förderleitungen 25-30 sind Gebläse 40-45 angeordnet, jedoch könnten die Druckförderleitungen 25-30 auch sämtlich von einer gemeinsamen Sammelleitung abzweigen, über die mittels eines einzigen Gebläses und die Druckleitungen den Brennern 31 die Verbrennungsluft zugeführt wird.

Die für die Förderung in der Leitung 9 benötigte Druckluft erzeugt ein mit der unterhalb des Austragsorgans 17 beginnenden Förderleitung 9 über eine weitere Leitung 34 verbundenes Gebläse 18. In diese weitere Leitung 31 mündet der Auslauf eines Brennstoffspeichers 23 mit seinem Austragsorgan 24, das gleichfalls als Zellenradschleuse ausgebildet ist. Der Brennstoffspeicher 23 könnte selbstverständlich auch an einer beliebigen anderen Stelle angeordnet und mit der Förderleitung 9 verbunden sein, beispielsweise mit deren zwischen dem Austragsorgan 17 des Vorratsbehälters 1 und dem ersten Abscheider 3 liegenden Abschnitt.

Die Antriebe für die verschiedenen Austrags- und Dosierorgane sowie Gebläse sind einheitlich mit M gekennzeichnet. Sie sind über elektrische Leitungen mit einer Anlagensteuerung 21 verbunden, mit der weiterhin auch ein oberer Füllstandsmelder 19 und ein unterer Füllstandsmelder 20 in dem Vorratsbehälter 1 verbunden sind.

Die Differentialwaage 2 gibt ihr elektrisches Ausgangssignal an einen Regler 10 ab, der nach Vergleich mit einem Sollwert hieraus ein Regelsignal erzeugt, das einerseits einem Regelsignalspeicher 22 über einen Schalter 50 sowie andererseits über einen weiteren Schalter 51 den Antrieben der Dosierorgane 11-16 zur Regelung deren Austragsleistung zugeführt wird. Die Stellung der normalerweise geschlossenen Schalter 50,51 bestimmt eine Speichersteuerung 52 in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Signalen der beiden Füllstandsmelder 19 und 20.

Die vorstehend beschriebene Anlage arbeitet nach folgendem Verfahren:

Im normalen Betrieb, d.h. bei mit Kohlenstaub gefülltem Vorratsbehälter 1, fördert das Austragsorgan 17 fortlaufend s Kohlenstaub in die Förderleitung 9, von wo er auf pneumatischem Weg in den Abscheider 3 gelangt, sobald dieser voll ist, in den Abscheider 4, sobald dieser voll ist, in den Abscheider 5 und weiter bis zu dem Abscheider 8. Aus den Abscheidern 3-8 fördern die Dosierorgane 11-16 entspre-lo chend ihrer eingestellten Austragsleistung fortlaufend den Kohlenstaub in die zu den Brennern 31 führenden Druckförderleitungen 25-30, in denen die eingeblasene Verbrennungsluft für den Weitertransport sorgt. Die Austragsleistung des Austragsorgans 17 ist nun so bemessen, dass sie stets höher ls als die Summe der Austragsleistungen der Dosierorgane 11-16 ist. Dies hat zur Folge, dass die Abscheider 3-8 stets vollständig gefüllt gehalten werden und dass nach dem Abscheider 8 ein Kohlenstaubüberschuss verbleibt, der über die Förderleitung 9 in den Vorratsbehälter 1 zurückgelangt, 20 wo er wieder abgeschieden wird, während die Förderluft über ein Filter 46 entweicht. Wenn also das Austragsorgan 17 je Zeiteinheit Kohlenstaub im Gewicht G 1 austrägt, während gleichzeitig in den Vorratsbehälter 1 je Zeiteinheit Kohlenstaub im Gewicht G 2 zurückgelangt, so ist das von den Bren-25 nern 31 insgesamt verbrauchte Gewicht an Kohlenstaub G 1-G 2 = AG. Das von der Differentialwaage abgegebene Signal ist proportional zu der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters 1 je Zeiteinheit und damit proportional zu dem von den Brennern 31 insgesamt je Zeiteinheit verbrannten 30 Gewicht AG an Kohlenstaub, das den Istwert darstellt. Diesen Istwert vergleicht der Regler 10 mit dem vorgegebenen oder voreingestellten Sollwert, ermittelt die Regelabweichung und liefert parallel an die Antriebe der Dosierorgane 11-16 ein Regelsignal mit einem die Regelabweichung 35 zu Null machenden Vorzeichen. Mit diesem Verfahren wird somit erreicht, dass die Summe des Kohlenstaubverbrauchs sämtlicher Brenner 31, d.h. der IST-Verbrauch mit einem ganz geringen, der Genauigkeit der Differentialwaage 2 entsprechenden Fehler gleich dem SOLL-Verbrauch ist und 40 damit die Wärmebilanz des Ofens konstant und auf dem vorgegebenen Wert bleibt.

Wenn nun der Füllstand in dem Vorratsbehälter 1 unter den durch den unteren Füllstandsmelder 20 vorgegebenen Pegel abgesunken ist, gibt dieser Füllstandsmelder 20 sowohl 45 an die Anlagensteuerung 21 als auch an die Speichersteuerung 52 das Signal «Leer» ab. Die Speichersteuerung 52 bringt daraufhin die Schalter 50 und 51 in die gestrichelt eingezeichnete Lage. Das zuletzt in den Speicher 22 eingespeicherte Regelsignal bleibt damit erhalten und wird unverän-50 dert den Antrieben der Dosierorgane 11-16 zugeführt. Gleichzeitig setzt die Anlagensteuerung 21 das Austragsorgan 17 still und lässt das Austragsorgan 24 unter dem Brennstoffspeicher 23 anlaufen. Den aus diesem Speicher ausgetragenen Kohlenstaub fördert das Gebläse 18 über die 55 Leitung 34 und die Leitung 9 nun mit grosser Leistung durch die Abscheider 3-8 hindurch, so dass diese weiterhin gefüllt gehalten werden und aus dem letzten Abscheider 8 in den Vorratsbehälter 1, bis der obere Füllstandsmelder 19 das Signal «Voll» liefert, das sowohl der Speichersteuerung 52 60 als auch der Anlagensteuerung 21 zugeführt wird. Die Anlagensteuerung 21 setzt daraufhin das Austragsorgan 24 des Brennstoffspeichers 23 still und lässt das Austragsorgan 17 des Vorratsbehälters 1 wieder anlaufen, während die Speichersteuerung die Schalter 50,51 in die vorherige Lage 65 zurückbringt, so dass der normale Betriebszustand wieder hergestellt ist.

Die erstmalige Inbetriebnahme der vollständig leeren oder leergefahrenen Anlage erfolgt sinngemäss in gleicher Weise,

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d.h. der Brennstoffspeicher 23 füllt zunächst die Abscheider bzw. Kohlenstaub versorgt werden und die Überschussmenge

3-8 und sodann mit dem verbleibenden Überschuss den Vor- in den Vorratsbehälter zurückgelangt.

ratsbehälter 1. In diesem Fall wird jedoch die Austragslei- Normalerweise kommt es bei Öfen der eingangs genannten stung der Dosierorgane 11-16 zunächst auf einen vorgege- Art zwar darauf an, dass die Gesamtmenge des von den Bren-benen Festwert eingestellt, da noch kein Regelsignal zur s nern verbrauchten Kohlenstaubes je Zeiteinheit konstant Verfügung steht. bleibt, nicht aber darauf, dass jeder einzelne Brenner mit der Alternativ zu dieser Art der Befüllung des Vorratsbehälters gleichen Teilmenge an Kohlenstaub wie alle übrigen Brenner 1 kann dieser aber auch direkt aus dem Brennstoffspeicher oder zumindest mit einer konstanten Teilmenge versorgt gefüllt werden. wird. Für andere Anwendungsfälle kann jedoch auch dies Figur 2 zeigt eine besonders geeignete Ausführungsform io wünschenswert sein. Eine hierfür geeignete Weiterbildung der Abscheider 3-8. Es handelt sich um einen Zyklonab- der Anlage ist in einer Ausschnittdarstellung in Fig. 3 wieder-scheider, bei dem der ankommende Förderleitungsanschluss gegeben. Um auch die jedem Brenner zugeführte Teilmenge 9a tiefer als der abgehende Förderleitungsanschluss 9b liegt an Kohlenstaub konstant zu halten, lassen sich zusätzlich zu und zwischen den beiden Förderleitungsanschlüssen eine der Gesamtmenge auch diese Teilmengen regeln, wie hier für radiale Trennwand 55 mit einem zentralen Mittelloch 56 is den Abscheider 3 und die nachgeordneten Anlagenteile darangeordnet ist. Bei diesem Zyklonabscheider tritt der Schütt- gestellt. In die Druckförderleitung 25 ist ein Differenzdruckgutstrom aus dem ankommenden Förderleitungsanschluss in geber 32 eingebaut, der den IST-Wert der Beladung der Förden abgehenden Förderleitungsanschluss erst dann über, derluft mit Kohlenstaub an einen Regler 33 abgibt, der ihn wenn der unterhalb des ankommenden Förderleitungsan- mit einem SOLL-Wert für diese Teilmenge vergleicht und ein schlusses 9a liegende Raum 57 praktisch vollständig mit 20 in Richtung einer Verminderung der Regelabweichung wir-Schüttgut gefüllt ist. Jeder andere Abscheider, der ein ähn- kendes Regelsignal an den Antrieb des Dosierorganes 11 lie-liches Verhalten aufweist, ist jedoch ebenfalls geeignet. fert. Das von dem Regler 10 (vgl. Fig. 1) abgegebene Regel-Ebenso ist es grundsätzlich möglich, die Abscheider 3-8 nicht signal wirkt bei dieser Ausführungsform also nicht mehr hintereinander, sondern parallel an die von dem Vorratsbe- unmittelbar auf die Dosierorgane 11 -16 ein, sondern wird als hälter 1 kommende Förderleitung anzuschliessen, sofern 2s Führungsgrösse dem SOLL-Wert des Reglers 33 sowie den durch Absperrorgane oder dergleichen dafür Sorge getragen gleichartigen, den übrigen Dosierorganen zugeordneten Regist, dass alle Abscheider ständig hinreichend mit Schüttgut lern (nicht dargestellt) aufgeschaltet.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Versorgung mehrerer Brenner einer Feuerungsanlage mit einem pneumatisch geförderten, körnigen oder pulverförmigen Brennstoff, wobei der Brennstoff ab einer Aufgabestelle jedem Brenner einzeln zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff den den Brennern zugeordneten Dosierorganen im Überschuss angeboten wird, dass der Brennstoffverbrauch als Differenz aus dem angebotenen und dem unverbrauchten Brennstoff ermittelt und mit einem Sollverbrauch verglichen wird und dass die jedem Brenner zudosierte Menge in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unverbrauchte Brennstoff an die Aufgabestelle zurückgefördert und dass die Differenz zwischen dem angebotenen und dem unverbrauchten Brennstoff durch Wägung ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierorgane aller Brenner entsprechend dem Vergleichsergebnis gemeinsam und gleichzeitig geregelt werden.
4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bestehend aus einem Vorratsbehälter (1) mit einem Austragsorgan (17), das über eine Förderleitung (9) mehrere Abscheider (3 bis 8) versorgt, von denen jeder über ein Dosierorgan (11 bis 16) mit einem Brenner (31) verbunden ist, und wobei ein Regler (10) die Austragsleistung jedes Dosierorganes auf einen Sollwert steuert, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Vorratsbehälter (1) auf einer Differentialwaage (2) ruht,

b) die Abscheider (3 bis 8) entweder hintereinander im oder parallel zueinander am Leitungszug der Förderleitung (9) liegen, die nach dem letzten Abscheider (8) zurück in den Vorratsbehälter (1) geführt ist,

c) jeder Abscheider (3 bis 8) erst nach seiner vollständigen Befüllung den Brennstoff in den abgehenden Förderleitungs-abschnitt gelangen lässt,

d) die Differentialwaage (2) die Gewichtsabnahme des Brennstoffs im Vorratsbehälter (1) pro Zeiteinheit feststellt,

e) der Regler (10) diese Gewichtsabnahme als Istwert erhält und durch Vergleich mit einem Sollwert die Regelabweichung bestimmt und die Austragsleistung aller Dosierorgane (11 bis 16) in Richtung einer Verminderung der Regelabweichung ändert und f) die Austragsleistung des Austragsorganes (17) grösser als die Summe der Austragsleistungen der Dosierorgane (11 bis 16) ist.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierorgane Zellenradschleusen (11 bis 16) sind.
6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheider Zyklonabscheider sind, bei denen der ankommende Förderleitungsanschluss (9a) tiefer als der abgehende Förderleitungsanschluss (9b) liegt und zwischen den beiden Förderleitungsanschlüssen eine radiale Trennwand (55) mit einem Mittelloch (56) angeordnet ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Druckförderanlage ausgebildet ist und dass das stromauf von dem Austragsorgan (17) des Vorratsbehälters (1) angeordnete Gebläse (18) den Förderdruck in der Förderleitung zumindest bis einschliesslich des letzten Abscheiders (8) über dem auf der Austragsseite der Dosierorgane (11 bis 16) herrschenden Druck hält.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) einen oberen Füllstandsmelder (19) und einen unteren Füllstandsmelder (20) enthält, deren Ausgangssignale über eine Anlagensteuerung (21) das Auffüllen des Vorratsbehälters (1) steuern.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regler (10) ein Regelsignalspeicher (22) nachgeschaltet ist, der während des Nachfüllens s des Vorratsbehälters das Regelsignal für die Dosierorgane (11 bis 16) entsprechend dem letzten Regelzustand vor dem Nachfüllen des Vorratsbehälters (1) liefert.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auffüllen des Vorratsbehälters (1)

io mit der Förderleitung (9) ein Brennstoffspeicher (23) mit nachgeordnetem Austragsorgan (24) verbunden ist.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaufseite der Dosierorgane (11 bis 16) über Druckförderleitungen (25 bis 30) mit den Bren-

15 nern (31) verbunden sind und dass in jeder dieser Druckleitungen ein Differenzdruckgeber (32) angeordnet ist, dessen den Istwert des Brennstoffverbrauches des dazugehörigen Brenners darstellendes Ausgangssignal ein Brennerregler (33) mit einem Sollwert vergleicht, dem das von dem Regler

20 (10) gelieferte Signal als Führungsgrösse aufgeschaltet ist, und dass das Vergleichsergebnis als Regelsignal die Austragsleistung des zugehörigen Dosierorgans (11) in Richtung einer Verringerung der Regelabweichung steuert.

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