DD237206A1 - Verfahren und vorrichtung zur geregelten zuganpassung in feuerungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist einsetzbar zur Zuganpassung des Feuerraumdruckes in Kesselanlagen. Ziel der Erfindung ist es, geregelte Rauchgasabsaugungen bei Kesselfeuerungen zu schaffen, welche es ermoeglichen, Feuerungsanlagen mit zu geringem Naturzug mit Brennstoffen unterschiedlicher Qualitaet bei gleicher Leistung zu betreiben. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mit einem Treibgasdruck von 0,8 MPa vor der Vorrichtung ein Unterdruck bis zu 15 kPa erzeugt wird, wobei der Feuerraumdruck durch die Aenderung der Treibgasmenge stufenlos entsprechend den im Feuerraum gemessenen Druckverhaeltnissen geregelt wird und zwischen Treibgasmenge und gefoerderter Rauchgasmenge ein Verhaeltnis von mindestens 1:10 realisiert wird. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Zuganpassung in Feuerungen umfaßt eine Anpassung des Feuerraumdruckes in Kesselanlagen an Brennstoffqualität und Kesselleistung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Feuerungsanlagen mit Unterdruck in den Brennkammern von Kesseln sowie Feuerungsanlagen mit Überdruck in den Brennkammern von Kesseln. Der Unterdruck wird auf natürlichem Wege mittels Schornsteinen und/oder durch Saugzuggebläse erzeugt. Die Regelung erfolgt durch Verstellung von Drosselklappen.

Überdruckanlagen erzeugen durch die Art der Zuführung der Verbrennungskomponenten, insbesondere Verbrennungsluft und flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe, den Überdruck. Durch Veränderung der Brennstoffart und/oder Qualität bedingte Zugerhöhungen verlangen Maßnahmen im Rauchgaskanal der Kesselanlage.

Für diesen Zweck sind neben Saugzuggebläsen Strahlgebläse, Ringgebläse und Mehrloch-Injektordüsen bekannt.

Saugzuggebläse verlangen zum Einbau einen beträchtlichen Platzbedarf und bei nachträglichem Einbau grundlegende Änderungen der Rauchgaskanäle.

Strahlgebläse, Ringgebläse und Mehrloch-Injektordüsen haben den Nachteil, daß neben der hohen Schällabstrahlung, die durch die Injektoren erzeugt wird, ein hoher energetischer Aufwand erforderlich ist.

Bekannt ist nach WP 139017 eine Mehrloch-Injektordüse für Industrieschornsteine, die zur Zugerhöhung im Bereich des sich verengenden Schornsteinquerschnittes einen Dampfinjektor anordnet. Der Dampfinjektor weist eine Düsenplatte mit einer Zentraldüse und mehreren Randdüsen in Form von Lavaldüsen auf, welche eine wesentliche Verminderung der Schalleistung erreichen.

Der Nachteil liegt in der notwendigen Einengung des Schornsteines auf einen erforderlichen Beschleunigungsdurchmesser und dem energetischen Aufwand, da das Leistungsverhältnis bei Injektoren bestenfalls bei 1:4 liegt.

Bekannt sind Mantelstrahlsauger zur Erzeugung einer Saugwirkung mit höherem Leistungsverhältnis und geringeren Schalleistungen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtung zur geregelten Rauchgasabsaugung zu schaffen, welche es insbesondere gestattet, Feuerungsanlagen bei geringem Naturzug mit Brennstoffen verschiedener Qualität zu betreiben und dabei die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und die es gestattet, bei Schornsteinen eine Zugerhöhung mit geringen energetischen Aufwendungen zu erzielen, wobei die Vorrichtung nachrüstbar, instandhaltungsarm und mit niedrigen schaltungs- und apparatetechnischen Aufwendungen anwendbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren mit einer Vorrichtung zur geregelten Absaugung von Rauchgasen zu entwickeln, welche im Unterschallbereich arbeitet, bei geringsten energetischen Aufwendungen eine hohe Saugleistung zur Erhöhung der Rauchgasförderung realisiert und regelbar im Unterdruck- als auch im Überdruckbereich den Erfindungsgedanken verwirklicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Rauchgaskanal eine Vorrichtung angeordnet wird, welche durch ein Treibmedium, insbesondere Dampf oder Luft mit einem Druck :£ 0,8 MPa, welches mengengeregelt der Vorrichtung zugeführt wird, einen Unterdruck gegenüber dem Rauchgasdruck bis zu 15kPa am Rauchgaseintritt der Vorrichtung, erzeugt, dieser Unterdruck in Richtung Brennkammerwirkt und einen gleich großen Überdruck am Austritt der Vorrichtung erzeugt, welcher das Rauchgas-Treibmittel-Gemisch zum Schornstein transportiert.

Erfindungsgemäß besteht zwischen Treibmittelmenge und geförderter Rauchgasmenge mindestens ein Verhältnis von 1:10.

Dieses Leistungsverhältnis ist charakteristisch für die energetische Effektivität der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei kann bei Feuerungen mit fossilen Brennstoffen im Rauchgas Flugasche bis zur üblichen Konzentration und Korngröße transportiert werden. Die geregelte Treibmittelzuführung gewährleistet eine stufenlose Regelung des Fördervolumens sowie des Unter- bzw. Überdruckes.

Dem Erfindungsgedanken entspricht die Anwendung bei unterdruckgefeuerten sowie überdruckgefeuerten als auch kombiniert gefeuerten Brennkammern von Kesselanlagen.

Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung im Rauchgaskanal, als Bypass zum Rauchgaskanal oder als Rauchgaskanalstück angeordnet sein.

Die Anwendung der Vorrichtung verursacht geringe Einengungen und Einbauten im Schornstein.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der maximale Geschwindigkeitsgradient an der Beschleunigungsstelle und nicht im Schornsteinzentrum auftritt, was zu einer Vergrößerung des Wirkungsquerschnittes des Treibmediums führt, welche eine Vergrößerung der energetischen Effektivität der Förderung und eine Verringerung der Schallerzeugung verursacht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß ein Treibmedium durch einen Treibgaskanal in eine Ringkammer strömt, diese Ringkammerzwischen einem äußeren, konzentrisch angeordneten Düsenkörper und einem inneren, konzentrisch angeordneten Düsenkörper so angeordnet ist, daß durch den beide Düsenkörper bildende Düsenspalt Treibmedium aus der Ringkammer strömt und sich auf den Rauchgasdruck entspannt und verursacht durch die wulstförmige Gestaltung des inneren Düsenkörpers in Richtung Diffusor strömt und dabei Rauchgas mitreißt und zusammen mit diesem durch den freien Querschnitt des inneren Düsenkörpers zu einem nachfolgenden Diffusor strömt, welcher in den Rauchgaskanal mündet.

Ausführungsbeispiel

Die vorliegende Erfindung soll an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: direkte Einbindung der Vorrichtung in einen Rauchgaskanal Fig. 2: die Vorrichtung als Bypass zum Rauchgaskanal Fig. 3: den Aufbau der Vorrichtung

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Kessel 1 mit einer Brennstoffzuführung 5 und Luftzuführung 4 versehen. Zwischen Kessel 1 und Schornstein 3 ist im Rauchgaskanal 6 die Vorrichtung 2 eingebunden. Dem Kessel 1 ist ferner eine Feuerraumdruckmessungseinrichtung 9, die mit der Regeleinrichtung 10 für das Treibgas 7 in Wirkungsverbindung steht, zugeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 besteht aus einem inneren Düsenkörper 17, dem sich ausgangsseitig ein Diffusor 14 anschließt. Eingangsseitig ist der Düsenkörper 17 mit einer Wulst 20 versehen. Auf dem inneren Düsenkörper 17 ist der mit einer Blende 15 versehene äußere Düsenkörper 13 aufgeschraubt. Dabei ist eine Ringkammer 12 gebildet, in der der Treibgaskanal 11 eingebunden ist. Durch die Innenkante der Blende 15 und der Wulst 20 ist ein verstellbarer Düsenspalt 16 gegeben. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende.

Der im Rauchgaskanal 6 angeordneten Vorrichtung 2 wird Treibgas 7 (Luft und/oder Dampf) über den Treibgaskanal 11 zugeführt. Über die Ringkammer 12 und Düsenspalt 16 wird das Treibgas 7 auf den Rauchgasdruck entspannt und saugt das Rauchgas aus dem Kessel 1 an und strömt mit diesem über den Diffusor 14, Rauchgas-Treibgas-Gemischleitung 8 zum Schornstein 3.

Über die Feuerraumdruckmessungseinrichtung 9 und Regeleinrichtung 10 wird nach Meßgabe des Feuerraumdruckes die Treibgasmengenregelung vorgenommen, so daß eine automatische stufenlose Feuerraumdruckregelung entsprechend dem vorgegebenen Sollwert möglich ist.

Die Vorrichtung kann im Rauchgaskanal (Fig. 1), als Bypass zum Rauchgaskanal (Fig. 2) oder als Rauchgaskanalstück angeordnet sein. Wenn die Vorrichtung als Bypass 3ingebaut wird, ist der Rauchgaskanal 6 mit einem Absperrorgan 18 und die Bypassleitung mit einem Absperrorgan 19 zu verseilen.

Bei der Erprobung der Erfindung wurden in zwei Rauchgaskanälen eines Gliederheizkessels GK71 zur Warmwassererzeugung je eine Vorrichtung zur geregelten Zugerhöhung entsprechend Fig. 3 liegend eingebaut.

Als Treibmedium kam Druckluft mit einem Druck von 0,2 MPa zum Einsatz, welche mengengeregelt über den durch die Rauchgaskanalwand geführten Treibgaskanal 11 in die Ringkammer 12 der Vorrichtung strömt, sich über den Düsenspalt von 0,2 mm 16 auf den Rauchgasdruck entspannt und in Richtung Diffusor 14 mit der geförderten Rauchgasmenge strömt und von da wieder in den Rauchgaskanal 8 eintritt.

Durchgeführte Messungen brachten folgendes Ergebnis:

Mittels Einsatz von 54 kg Druckluft pro Stunde konnte die angesaugte Frischluftmenge am Kesseleintritt um 32% gegenüber dem Betrieb mit natürlichem Zug erhöht werden, was den Einsatz von Rohbraunkohle in dem sonst für Braunkohlenbriketts vorgesehenen Kessel ermöglicht.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur geregelten Zuganpassung im Rauchgaskanal nach einem Kessel und vor einem Schornstein mittels einer treibgasbeaufschlagbaren Vorrichtung, die einen Unterdruck entgegen der Strömungsrichtung vor und einen Überdruck in Strömungsrichtung nach der Vorrichtung gegenüber dem Rauchgasdruck erzeugt, gekennzeichnet dadurch, daß mit einem Treibgasdruck von < 0,8MPa vor der Vorrichtung ein Unterdruck bis zu 15 kPa erzeugt wird, wobei der Feuerraumdruck durch die Änderung der Treibgasmenge stufenlos entsprechend den im Feuerraum gemessenen Druckverhältnissen geregelt wird und zwischen Treibgasmenge und geförderter Rauchgasmenge ein Verhältnis von mindestens 1:10 realisiert wird.
2. 2. Vorrichtung zur geregelten Zuganpassung, bestehend im wesentlichen aus Treibgaskanal und äußeren und inneren Düsenkörper, zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Treibgaskanal (11) in eine Ringkammer (12) mündet, die zwischen den miteinander verschraubten inneren und äußeren Düsenkörpern (13; 17) gebildet ist, wobei die Wulst (20) des inneren Düsenkörpers (17) mit der Blende (15) des äußeren Düsenkörpers (13) einen verstellbaren Düsenspalt (16) für die Beaufschlagung des Rauchgases (6) mit dem Treibgas bilden.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung als Bypass zum Rauchgaskanal angeordnet ist und im Rauchgaskanal und in der Bypassleitung jeweils ein Absperrorgan (18; 19) angeordnet ist.