CH656941A5

CH656941A5 - COMBUSTION CHAMBER FLOOR FOR A FLUID BURN FIRING.

Info

Publication number: CH656941A5
Application number: CH507682A
Authority: CH
Inventors: Hans-Rudolf Schenk
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1986-07-31
Also published as: JPS5938513A; FR2532404A1; DE3232794A1; DE3232794C2; FR2532404B1; BE897591A

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennkammerboden zu einer Wirbelschichtfeuerung, mit einer Bodenplatte aus über Stege miteinander verbundenen, ein Kühlmittel führenden Rohren, wobei in den Stegen Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen sind, die durch an den Rohren angeschweisste Deckbleche überbrückt sind, und wobei an der Bodenunterseite ein Luftkasten dicht angeschlossen ist. The invention relates to a combustion chamber floor for a fluidized-bed combustion, with a base plate made of tubes connected to one another by means of webs and carrying a coolant, air openings being provided in the webs which are bridged by cover plates welded to the tubes, and an air box being tightly connected to the underside of the floor is.

Es ist ein solcher, hauptsächlich in Dampferzeugern verwendeter Brennkammerboden bekannt, der sich gleich-mässig über die ganze Weite der Brennkammer erstreckt. Es hat sich im Betrieb gezeigt, dass das Anfahren der Wirbelschichtfeuerung Schwierigkeiten bereitet, weil wegen der über den Brennkammerboden zugeführten, geringeren Luftmenge keine über die ganze Weite des Bodens gleichmässige Wirbelschichtbildung eintritt. Dies gilt auch für Teillastbetrieb. Such a combustion chamber base, which is mainly used in steam generators, is known and extends uniformly over the entire width of the combustion chamber. It has been shown in operation that starting the fluidized bed furnace is difficult because, due to the smaller amount of air supplied via the combustion chamber floor, no fluidized bed formation occurs over the entire width of the floor. This also applies to part-load operation.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den eingangs genannten Brennkammerboden so zu verbessern, dass die Wirbelschichtfeuerung problemlos angefahren werden kann. It is an object of the invention to improve the combustion chamber floor mentioned at the outset so that the fluidized bed combustion can be started without problems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Luftkasten durch Trennwände in Luftkammern unterteilt ist, dass an der Oberseite des Brennkammerbodens, jeweils mit Luftkammertrennwänden fluchtend, vertikale Trennrippen von mindestens der Höhe eines Aussendurchmessers der Rohre angeschweisst sind und dass die den Trennrippen benachbarten Deckbleche auf ihrer der benachbarten Trennrippe zugewendeten Seite bis zum Steg hinuntergezogen sind. Durch die Unterteilung des Luftkastens in einzelne Luftkammern und die Anordnung der Trennrippen wird auch die Feuerung in einzelne Zonen unterteilt, von denen zum Anfahren nicht alle in Betrieb genommen werden. Innerhalb der beim Anfahren mit Luft beschickten Zone oder Zonen können dann möglichst gleichartige, optimale Temperatur- und Verbrennungsbedingungen erzielt werden, die einen besseren Wirkungsgrad und einen besseren Ausbrand ergeben. Eine solche Unterteilung des Brennkammerbodens in verschiedene Zonen bringt auch bei Teillastbetrieb erhebliche Vorteile. Durch das Hinunterziehen der Deckbleche bis auf die Stege wird vermieden, dass die eingeblasene Luft im Bereich der Trennrippen sich sammelt und diesen entlang Luftkanäle freibläst, durch die hindurch Verbrennungssauerstoff ungenützt strömt. Ein besonderer Vorteil liegt ferner darin, dass im Bereich der Trennrippen keine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur auftritt. 5 Durch die Dehnschlitze nach Anspruch 2 wird vermieden, dass in den Trennrippen unzulässige Wärmespannungen auftreten, obschon diese Rippen im Bereich ihres Anschlusses am Brennkammerboden eine tiefere Temperatur aufweisen als an ihrem oberen Rande. This object is achieved according to the invention in that the air box is divided into air chambers by partition walls, in that vertical separating ribs of at least the height of an outer diameter of the tubes are welded onto the top of the combustion chamber base, in each case aligned with air chamber partition walls, and in that the cover plates adjacent to the separating ribs are welded onto them the adjacent separating rib are pulled down to the web. Due to the subdivision of the air box into individual air chambers and the arrangement of the separating ribs, the firing is also divided into individual zones, not all of which are put into operation for starting. Optimal temperature and combustion conditions that are as similar as possible can then be achieved within the zone or zones charged with air when starting, which result in better efficiency and better burnout. Such a subdivision of the combustion chamber floor into different zones also brings considerable advantages in the case of partial load operation. By pulling the cover plates down to the webs, it is avoided that the blown-in air collects in the area of the separating ribs and blows them free along air channels through which combustion oxygen flows unused. Another particular advantage is that there is no increase in the fluidized bed temperature in the region of the separating ribs. 5 The expansion slots according to claim 2 prevent inadmissible thermal stresses from occurring in the separating ribs, although these ribs have a lower temperature in the region of their connection to the combustion chamber floor than at their upper edge.

Durch die aufsteckbaren Erhöhungsrippen nach Anspruch 3 lassen sich die Trennripen nach oben beliebig verlängern, ohne dass im ungekühlten Rippenwerkstoff unzulässige Wärmespannungen auftreten würden. Due to the attachable ribs according to claim 3, the separating ribs can be extended upwards without impermissible thermal stresses occurring in the uncooled rib material.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Two embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil eines erfin-dungsgemässen Brennkammerbodens, nach der Linie I-I in Fig. 2, 1 shows a vertical section through part of a combustion chamber base according to the invention, along the line I-I in FIG. 2,

20 Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und 20 Fig. 2 is a vertical section along the line II-II in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Ausschnitt, entsprechend Fig. 2, einer abgewandelten T rennrippe. Fig. 3 shows a detail, corresponding to Fig. 2, a modified T racing rib.

2s Gemäss Fig. 1 und 2 ist ein Brennkammerboden 1 einer Wirbelschichtfeuerung von mehreren, vorzugsweise leicht ansteigenden Rohren 2 und zwischen diesen dicht einge-schweissten Stegen 4 gebildet. Die Rohre 2 sind etwa rechtwinklig abgebogen und setzen sich als Rückwandrohre 3 fort. 30 Auch die Stege 4 setzen sich zwischen den Rohren 3 fort und sind dicht mit diesen verschweisst. Die Stege 4 weisen im Bereich des Brennkammerbodens 1 etwa gleichmässig über ihn verteilte Luftdurchtrittsöffnungen 5 auf, die mit vertikalem Abstand von je einem Deckblech 6 überdeckt werden, 35 das jeweils seitlich an den beiden benachbarten Rohren 2 angeschweisst ist. 2s According to FIGS. 1 and 2, a combustion chamber base 1 of a fluidized bed furnace is formed from several, preferably slightly rising, pipes 2 and webs 4 which are welded tightly between them. The tubes 2 are bent approximately at right angles and continue as rear wall tubes 3. The webs 4 also continue between the tubes 3 and are tightly welded to them. The webs 4 have in the area of the combustion chamber base 1 approximately evenly distributed air passage openings 5, which are covered with a vertical distance from a cover plate 6, 35 which is welded to the two adjacent tubes 2 on the side.

Im rechten Winkel zur Rückwand wird die Brennkammer von zwei Seitenwänden 34 begrenzt, von denen in Fig. 1 und 2 nur eine zu sehen ist. Die Seitenwände bestehen ebenfalls 40 aus Rohren 35, zwischen denen Stege 36 gasdicht angeschweisst sind. Auch die nicht dargestellte Vorderwand der Brennkammer ist von Rohren und dazwischen eingeschweiss-ten Stegen gebildet. Alle Rohre sind von einem Kühlmittel, z. B. Wasser eines Dampferzeugers, durchströmt. 45 Unterhalb des Brennkammerbodens 1 ist ein Luftkasten 33 angeordnet, der seitlich von den Rohrwänden 34 und zwei nicht gekennzeichneten Blechwänden begrenzt wird. Nach unten ist der Luftkasten 33 durch einen Kastenboden 10 begrenzt. Der Luftkasten ist durch vertikale Trennwände 9 in so mehrere Kammern 8 unterteilt. Jeder Kammer 8 ist im Boden 10 eine Reinigungsöffnung 13 zugeordnet, die von einem Ringflansch 12 umgeben ist. Jede Reinigungsöffnung 13 ist durch eine Deckplatte 14 verschliessbar, die durch Schrauben 15 am Flansch 12 befestigt werden können. Am 55 Kastenboden 10 ist ausserdem für jede Kammer 8 eine Luftzufuhrleitung 18 angeschlossen. At right angles to the rear wall, the combustion chamber is delimited by two side walls 34, of which only one can be seen in FIGS. 1 and 2. The side walls also consist of 40 tubes 35, between which webs 36 are welded gas-tight. The front wall, not shown, of the combustion chamber is also formed by tubes and welded-in webs. All pipes are from a coolant, e.g. B. water of a steam generator flows through. 45 Below the combustion chamber bottom 1, an air box 33 is arranged, which is laterally delimited by the tube walls 34 and two sheet metal walls, not marked. The air box 33 is delimited at the bottom by a box bottom 10. The air box is divided into several chambers 8 by vertical partitions 9. Each chamber 8 is assigned a cleaning opening 13 in the base 10, which is surrounded by an annular flange 12. Each cleaning opening 13 can be closed by a cover plate 14 which can be fastened to the flange 12 by screws 15. An air supply line 18 is also connected to the box bottom 10 for each chamber 8.

Auf der Oberseite des Brennkammerbodens 1 sind jeweils mit den Trennwänden 9 fluchtende vertikale Trennrippen 25 angeschweisst. Die Höhe H dieser Trennrippen 25 beträgt -60 von den Stegen 4 aus gemessen - mindestens einen Aussen-durchmesser D der Rohre 2. Die Trennrippen 25 weisen mehrere, vertikale Dehnschlitze 26 auf, die jeweils etwa mit der Achse des zugehörigen Rohres 2 fluchten und bis nahe an die Scheitel dieser Rohre heranreichen. Weiterhin sind die 65 nahe der Trennrippen 25 befindlichen Deckbleche 6 auf ihrer den Trennrippen 25 zugewendeten Seite nach unten verlängert, so dass die verlängerten Enden mit ihrer unteren Kante den zugehörigen Steg 4 berühren, wie dies aus Fig. 2 Vertical separating ribs 25, which are aligned with the partition walls 9, are welded onto the top of the combustion chamber base 1. The height H of these separating ribs 25 is -60 measured from the webs 4 - at least one outer diameter D of the tubes 2. The separating ribs 25 have a plurality of vertical expansion slots 26, each of which is approximately aligned with the axis of the associated tube 2 and up get close to the top of these pipes. Furthermore, the cover plates 6 located near the separating ribs 25 are extended downwards on their side facing the separating ribs 25, so that the extended ends touch the associated web 4 with their lower edge, as shown in FIG. 2

10 10th

15 15

ersichtlich ist. Diese Kanten können auch mit den Stegen verschweisst sein. can be seen. These edges can also be welded to the webs.

Im Betrieb der Wirbelschichtfeuerung wird durch die Luftzufuhrleitungen 18, von denen mindestens ein Teil mit nicht gezeichneten Abschlussorganen versehen sind, Verbrennungsluft in die Kammern 8 eingespeist. Die Verbrennungsluft tritt durch die Luftdurchtrittsöffnungen 5 des Brennkammerbodens 1 zunächst in die Räume unterhalb der Deckbleche 6 und strömt dann - den eingezeichneten Pfeilen entsprechend - in axialer Richtung und anschliessend durch eine auf dem Brennkammerboden 1 liegende, in der Zeichnung nicht dargestellte Wirbelschicht. Dabei wird die aus inertem Material sowie Kohle- und Kalkteilchen bestehende Wirbelschicht in den bekannten, charakteristischen Schwebezustand versetzt. During the operation of the fluidized bed combustion, combustion air is fed into the chambers 8 through the air supply lines 18, at least some of which are provided with end members (not shown). The combustion air first passes through the air passage openings 5 of the combustion chamber base 1 into the spaces below the cover plates 6 and then flows - according to the arrows drawn - in the axial direction and then through a fluidized bed lying on the combustion chamber base 1 and not shown in the drawing. The fluidized bed consisting of inert material as well as coal and lime particles is placed in the known, characteristic floating state.

Beim Anfahren sowie bei Teillast werden nur einige der Kammern 8 mit Verbrennungsluft beschickt. Da durch die Trennrippen 25 das auf dem Brennkammerboden 1 befindliche Wirbelschichtmaterial den einzelnen Kammern entsprechend in Zonen unterteilt ist, wird beim Anfahren und bei Teillast verhindert, dass an den Grenzen der mit Luft beschickten Zonen wesentlich andere Strömungs- und Turbulenzverhältnisse auftreten als im Innern dieser Zonen. When starting up and at partial load, only some of the chambers 8 are supplied with combustion air. Since the fluidized bed material located on the combustion chamber base 1 is divided into zones according to the individual chambers by the separating ribs 25, it is prevented during start-up and at partial load that significantly different flow and turbulence conditions occur at the boundaries of the zones loaded with air than in the interior of these zones .

Durch die im Bereich der Trennrippen 25 einseitig bis auf die Stege 4 hinuntergezogenen Deckbleche 6 wird überdies vermieden, dass im Bereich dieser Trennrippen die Verbrennungsluft kanalisiert würde, was zu lokalen Überhitzungen s führen könnte. The cover plates 6 which are pulled down on one side in the area of the separating ribs 25 down to the webs 4 also prevent the combustion air from being channeled in the area of these separating ribs, which could lead to local overheating.

Es kann zweckmässig sein, diejenigen Luftdurchtrittsöffnungen 5, die unter einseitig auf die Stege hinuntergezogenen Deckbleche 6 münden, kleiner auszubilden, beispielsweise nur halb so gross wie die übrigen Luftdurchtrittsöffnungen 5. io Die Trennrippen 25 können erheblich höher sein als in Fig. 1 und 2 dargestellt, beispielsweise so hoch wie die Wirbelschicht im Schwebezustand. Um Wärmespannungen in den höher ausgebildeten Trennrippen klein zu halten, kann es zweckmässig sein, die gewünschte Höhe durch besondere ls Erhöhungsrippen 31 zu erreichen, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Die Erhöhungsrippen 31 sind beispielsweise als beidseitig mit Dehnschlitzen 29,30 versehene, von oben auf die Trennrippen aufsteckbare Stahlblechstreifen ausgebildet. Zu diesem Zweck sind an den Blechstreifen über 20 ihre Länge verteilte Klemmbügel 32 angeschweisst, die etwa auf halber Höhe zwischen den Scheiteln der Rohre 2 und der Oberkante der Trennrippe 25 diese, vorzugsweise kraftschlüssig, berühren. It may be expedient to design those air passage openings 5 which open under cover plates 6 drawn down on one side onto the webs, for example only half as large as the other air passage openings 5. The separating ribs 25 can be considerably higher than shown in FIGS. 1 and 2 , for example as high as the fluidized bed in suspension. In order to keep thermal stresses in the higher-level separating ribs small, it can be expedient to achieve the desired height by means of special raising ribs 31, as is shown schematically in FIG. 3. The elevation ribs 31 are designed, for example, as steel sheet strips provided with expansion slots 29, 30 on both sides and attachable from above to the separating ribs. For this purpose, clamps 32 distributed over their length are welded to the sheet metal strips, which touch approximately halfway between the apexes of the tubes 2 and the upper edge of the separating rib 25, preferably in a force-locking manner.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

656941

1.combustion chamber floor for a fluidized bed combustion, with a base plate made of tubes connected to one another via webs and carrying a coolant, air openings being provided in the webs, which are bridged by cover plates welded to the tubes, and an air box being tightly connected to the underside of the floor, characterized in that the air box is divided into air chambers by dividing walls, that vertical separating ribs of at least the height of an outer diameter of the tubes are welded onto the top of the combustion chamber floor, in each case aligned with air chamber dividing walls, and in that the cover plates adjacent to the separating ribs face those of the neighboring separating rib Are pulled down to the jetty.

2. Combustion chamber floor according to claim 1, characterized in that the separating ribs have vertical expansion slots at least above the pipe apex.

2nd

PATENT CLAIMS

3. combustion chamber floor according to claim 1 or 2, characterized in that vertically attachable elevation ribs are provided on the separating ribs.

4. combustion chamber floor according to claim 3, characterized in that the raised ribs are provided with expansion slots at their upper and lower edges.