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Drehrostfeuerung Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage für Dampferzeuger
u. dgl.
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Die zur Zeit herrschenden Brennstoffverhältnisse bedingen, daß den
Rostfeuerungen der Vorzug gegeben wird, die in der Lage sind, ein umfangreiches
Brennstoffprogramm zu bewältigen. Die Entwicklung auf dem Gebiet der Rostfeuerungen
ist heute so weit fortgeschritten, daß im allgemeinen für drei verschiedene Brennstoffgruppen
auch drei grundlegende Rostkonstruktionen verwendet werden. Beispielsweise werden
Steinkohlen und künstliche Brennstoffe, wie Briketts und Koks, vor allem auf Wanderrosten,
Rohbraunkohlen auf Vorschub- und Muldenrosten und minderwertige und ballastreiche
Brennstoffe auf Rückschubrosten verfeuert. Allerdings können auch in wenigen, besonders
gelagerten Fällen und unter gewissen Bedingungen Brennstoffe auf nicht dafür geeigneten
Rostbauarten verfeuert werden, wenn an die Anlagen keine großen Ansprüche in bezug
auf Wirtschaftlichkeit gestellt werden oder wenn man durch einen plötzlichen Wechsel
in der Brennstoffsorte hierzu gezwungen ist und die Aufstellung einer geeigneten
Feuerung durch das Fehlen entsprechender Mittel nicht in Erwägung gezogen werden
kann. Es liegt deshalb auf der Hand, daß die rostbauende Industrie einen Rost auf
den Markt zu bringen versucht, der in der Lage ist, allen Unzulänglichkeiten entgegenzutreten,
um den Feuerungsbetrieb auch dann wirtschaftlich aufrechtzuerhalten, wenn in der
Belieferung von Brennstoffen grundlegende Änderungen eintreten.
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Durch die Entwicklung des Drehrostes ist es in Verbindung mit der
nachstehend beschriebenen Erfindung möglich, feste Brennstoffe jeglicher Art wirtschaftlich
zu verbrennen, ohne Rücksicht auf Heizwert und sonstige Eigenschaften. Als Drehrost
wird ein sich um eine senkrechte Achse drehender Rost mit kreisrundem Querschnitt
bezeichnet, der ohne besondere Hilfsmittel den Brennstoff von der Aufgabe bis zurAustragung
der Rückstände selbsttätig fördert. Dies wird erreicht durch eine spiralförmig angeordnete
Feuerraumseitenwand und exzentrisch zueinander drehbar angeordnete Rostbelagsringe.
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Diese Rostbauart gewährleistet bei tangentialer Einführung der Zweitluft
und daher spiralförmiger Flamme Verbrennungsleistungen, die bei anderen Rostbauarten
nicht erreicht werden.
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Durch die Anordnung einer Zündhängedecke über dem Außenring des Drehrostes
zwecks Erreichung der laufenden Zündung des frisch eingeführten Brennstoffes in
Verbindung mit einem Zündschacht für die Inbetriebnahme der Feuerung und zweckmäßig
zugeteilter Zweitluft wird auf Grund nachfolgend beschriebener Erfindung die Rostleistung
noch weiter gesteigert. Dabei besteht außerdem die Möglichkeit, durch Anordnung
einer Zusatzstaubfeuerung bei guter Durchwirbelung der Feuergase die Wirtschaftlichkeit
der Verbrennung zu steigern. Das Wesen der Erfindung liegt darin, ein intensives
Grundfeuer vor Aufgabe des frischen Brennstoffes zu schaffen, da dieses in hohem
-Maße Anteil hat an der wirtschaftlichen Verbrennung des festen Brennstoffes.
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Der grundsätzliche Aufbau einer Feuerungsanlage mit Drehrost gemäß
der Erfindung ist in den Abb. 1 bis 8 schematisch dargestellt. Hierbei zeigt Abb.
1 den Drehrost mit Zünddecke im Querschnitt, Abb.2 den Drehrost im Grundriß (Schnitt
über dem Außenring), Abb.3 einen senkrechten Schnitt durch die Feuerung mit einem
Blick auf die Zweitluftdüse und den Zündschacht, Abb. 4 einen Schnitt durch den
Zündschacht, Abb. 5 eine Brennstaubdüse im Zündschacht im Grundriß, Abb.6 einen
Grundriß eines Drehrostes mit Anordnung von zwei Zündschächten bzw. zwei Zweit-oder
Kohlenstaubdüsen, Abb. 7 eine Drehrostanlage in Verbindung mit einer Kohlenstaubmühle
(Querschnitt und Grundriß), Abb.8 eine Drehrostanlage, bestehend aus Ober-und Unterrost
im Aufriß.
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Gemäß Abb. 1 besteht der Drehrost aus dem horizontal umlaufenden,
sich unter die spiralförmig aufgebaute Seitenwand schiebenden Außenring 1, welcher
mit konischen Planroststäben oder mit Düsenplatten ausgelegt ist, dem feststehenden
Stauring 2 und einer Anzahl von kreisförmig bewegten, exzentrisch zueinander angeordneten
Rostbelagsringen 3. Auch diese Rostbelagsringe sind mit Roststäben oder Platten
ausgelegt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rostbelagsringe und die Drehrichtung der
Ringe zueinander
lassen sich entsprechend dem Verbrennungsvorgang
einstellen.
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Im Anschluß an den letzten drehbaren Rostbelagsring ist ein feststehender
kreisrunder Abschlußbalken4 angeordnet, der den Übergang zum Schlackentrichterschacht
5 bildet. Den unteren Abschluß des Schlackentrichters (nicht gezeichnet) kann entweder
ein ausfahrbarer Ausbrennrost oder ein Schlackenbrecher bilden.
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Über dem Außenring 1 ist eine aus Formsteinen bestehende Zündhängedecke
6 angeordnet, die nur auf etwa ein Viertel des Umfanges durch eine vom feststehenden
Stauring 2 hochgehende Schamottewand 9 (Abb. 2) unterbrochen ist. Zündhängedecke
6 und Außenring 1 bilden einen gegen den Feuerraum offenen Zündkanal 8, der lediglich
im Bereich der Schamottewand 9 die Form eines geschlossenen Zündschachtes 10 aufweist.
Die durch 7 gekennzeichnete Rückwand des Zündkanals ist spiralförmig über dem Außenring
aufgebaut. Wenn sich der Außenring in der in Abb.2 durch Pfeil gekennzeichneten
Drehrichtung bewegt, wird der bei 11 auf den Außenring aufgegebene Brennstoff nach
etwa drei Viertel Umdrehungen des Außenringes durch die Rückwand 7 zum größten Teil
über den feststehenden Stauring 2 gegen die Rostmitte zu abgedrängt. Ein geringer
Teil des Brennstoffes bleibt auf dem Außenring liegen, da die Stoßkante 911 den
Brennstoffstrom teilt, und wird durch den Zündschacht 10 getragen, wo ein intensiver
Verbrennungsvorgang eingeleitet wird.
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Durch die in dem Zündschacht auftretenden Temperaturen wird eine so
große Menge Brennstoff zur Entzündung gebracht, daß der bei 11 aus der Zulaufschurre
12 aufgegebene frische Brennstoff ein genügend vorbereitetes Grundfeuer vorfindet
und somit -während des Transportes auf dem Außenring innerhalb des Zündkanals in
Verbindung mit den herrschenden Feuerraumtemperaturen die besten Vorbedingungen
für eine schnelle Trocknung und Entgasung des Brennstoffes gegeben sind.
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Innerhalb des Zündschachtes besteht bei 11d die l-Iöglichkeit, bereits
einen Teil der notwendigen Brennstoffmenge mittels einer Siebschurre 13 aufzugeben.
Durch Wahl entsprechender Spalten fällt der hier zugesetzte Brennstoff nur in der
gewünschten Menge und Körnung an, wodurch eine weitere Förderung des Grundfeuers
gewährleistet und ein Abreißen des Verbrennungsvorganges ausgeschlossen ist.
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Die Wirkung des Zündschachtes 10 wird durch Verwendung von Zweitluft
insofern erhöht, indem letztere durch eine Düse 14 (Abb. 2 und 3) so zugesetzt wird,
daß infolge der Injektorwirkung Gase aus dem Feuerraum durch den Zündschacht, in
Abb.4 im Ouerschnitt dargestellt, gesaugt werden, wodurch genügend hohe Temperaturen
innerhalb des Zündschachtes gehalten werden können. Die mit hoher Geschwindigkeit
austretende Zweitluft, aufgewärmt durch die durch den Zündschacht gesaugten Feuerraumgase,
wird unmittelbar über dem Rost eine ständige Bewegung der Feuerraumgase hervorrufen
und somit auch eine gute Durchwirbelung und einen einwandfreien Ausbrand derselben
einleiten. Durch die Anordnung der Zünddecke über einem Teil des Drehrostes werden
die Verbrennungsvorgänge insofern begünstigt, als der Zündkanal der Zweitluft Führung
gibt und diese die sich auf dem Außenring entwickelnden Gase mitreißt. Bei großen
Feuerungen werden zweckmäßig mehrere dieser Zündschächte und Zweitluftdüsen angeordnet.
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Beim Anfeuern des Kessels dient der durch die Trennwand 9 gebildete
Zündschacht 10 als Feuerraum für die eingebrachten leicht zündbaren Stoffe, wie
Holz, Briketts, Gas od. dgl. Der Zündschacht ermöglicht eine schnellere Entzündung
der in diesen kleinen Feuerraum gebrachten Brennstoffe, denn bei Fehlen der Trennwand
würden die zunächst entstehenden geringen Wärmemengen in den noch kalten Hauptverbrennungsraum
abgeleitet werden.
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Durch die Trennwand wird während des vollen Kesselbetriebes zwar eine
Strahlung aus dem Flammenkern des Feuerraumes auf das Gebiet des Zündschachtes verhindert,
durch Verwendung von Zonenunterwind läßt sich jedoch im Bereich des Zündschachtes
die Verbrennung derart steigern, daß hier eine höhere Feuerraumbelastung und damit
auch eine höhere Temperatur als im übrigen Feuerraum entsteht.
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In an sich bekannter Weise, kann der Zweitluft der mit entsprechenden
Mitteln zurückgewonnene Rostdurchfall zugesetzt werden, wodurch also die Zweitluftdüse
14 gleichzeitig als Brennerdüse einer Zusatzfeuerung wirkt. Da jedoch die Menge
des Rostdurchfalles nicht so groß ist, daß diese Düse während des gesamten Feuerungsbetriebes
im Sinne einer Zusatzfeuerung arbeiten kann, ist zweckmäßigerweise der Brennstoffstaub,
der durch die Siebschurre 13 abgezogen wurde, der Düse zuzuleiten. Die Hauptmenge
des Brennstoffes wird, wie oben erwähnt, unmittelbar hinter der Austrittsöffnung
des Zündschachtes auf den Rost gebracht, wodurch die Möglichkeit besteht, daß der
eventuell noch darin enthaltene Brennstoffstaub durch den Zweitluftstrom direkt
in den Feuerraum ahgelernkt wird, und neben dem bereits in der Zweitluft enthaltenen
feinen Brennstoff im Fuge verbrennen. Größere Brennstoffteile, die noch nicht flugfähig
sind, werden auf der Rostoberfläche verteilt und setzen sich zwischen teilweise
bereits entzündetem Brennstoff nieder, wodurch sie zu schnellerem Verbrand neigen.
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Bei Kesseleinheiten, die eine zu geringe Feuerraumbreite aufweisen,
um einen entsprechend großen Drehrost ohne umfangreiche Veränderung des Kesselinauerwerkes
aufzunehmen, kann es zweckmäßig sein, eine Kombination von Drehrost und Kohlenstaubfeuerung
in Erwägung zu ziehen. Allerdings ist es hierbei von Vorteil, wenn die Wirkungsrichtung
des Kohlenstaubbrenners 1411 entgegengesetzt der Wirkungsrichtung einer Zweitluftdüse,
also entgegen der Drehrichtung des Außenringes, arbeitet. Das würde bedeuten, daß
der Austritt des Brennstaubes aus dem Zündschacht an der Stelle geschieht, an welcher
der Außenring in den Zündschacht eintritt. Dies ist in Abb. 5 dargestellt. Hierdurch
-wird die Grundfeuerbildung beschleunigt, da der Brennstoff, der bereits einmal
durch den Feuerraum getragen wurde und praktisch getrocknet und entgast ist, kurz
vor dem Eintritt in den Zündschacht durch die Brennstaubflamme zusätzlich erhitzt
wird. Durch diese guten Verbrennungsvoraussetzungen ist aber auch umgekehrt für
eine einwandfreie Zündung des Staubes gesorgt, so daß sich die Zündung des Brennstoffes
auf dem Rost und des Staubbrenners wechselseitig unterstützen und sich auch bei
niedriger Last ein Abreißen der Zündung nicht einstellen kann. Die Beschickung des
Drehrostes erfolgt hier ausschließlich hinter dem Zündschacht, da auf eine Sortierung
des Brennstoffes bei Verwendung einer Zusatzmühle verzichtet werden kann. Feine
und flugfähige, im Brennstoff enthaltene Brennstoffteile werden durch die Sogwirkung
aus dem frei abfallenden Brennstoff in den Zündschacht hineingezogen. Entweder werden
sie durch den Staubluftstrom
mit in den Feuerraum gedrückt oder
werden, soweit es sich um gröbere Brennstoffteile handelt, innerhalb des Zündschachtes
auf den Rostring aufgelegt. Da die durch die Sogwirkung angesaugten Feuerraumgase
durch den zufließenden Brennstoffstrom geleitet werden, werden kleine Brennstoffteile
bereits an der Oberfläche vorgetrocknet, bevor sie auf den Rost fallen.
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Um die Leistung einer derartigen kombinierten Feuerungsanlage zu begünstigen,
ist es zweckmäßig, am Umfang mehrere Staubbrenner und Zündschächte (s. Abb. 6) anzuordnen.
Die hierdurch auftretende gute Wirbelbildung wirkt sich günstig auf die Verbrennungsvorgänge
aus.
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Als Kohlenstaubmühle 15 ist eine Konstruktion zu verwenden, die es
ermöglicht, in an sich bekannter Weise einen Teil des Brennstoffes zu Staub zu schlagen
und den Rest aus der Mühle direkt in den Brennstoffschacht des Drehrostes zu leiten.
Dadurch ist man in der Lage, Brennstaub und körnigen Brennstoff mengenmäßig festzulegen
und dementsprechend aufzugeben. Der Kraftbedarf einer solchen Mühle ist bedeutend
geringer als der einer Mühle normaler Bauart, da ein Sumpf, in welchem die Schläger
kreisen, in Wegfall kommen kann. Die Mahlfeinheit spielt hierbei keine so große
Rolle, da gröbere Teile, die im Feuerraum nach unten fallen, auf dem Drehrost ausbrennen
können. Eine derartige Feuerungsanlage ist in Abb. 7 dargestellt.
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Dein Umstand, daß beispielsweise bei Kesselanlagen mit Dampfleistungen
über 100 t/h die Durchmesser der Drehroste im Verhältnis zur Kesselblockbreite zu
groß werden, kann wie folgt begegnet werden: Gemäß Abb. 8 wird der Rost in zwei
Teildrehrosten übereinander angeordnet, und zwar wird der Durchmesser beider Roste
entsprechend der lichten Feuerraumbreite festgelegt. Der Oberrost 16 erhält neben
dem Außenring nur eine geringe Anzahl von Rostbelagsringen, so daß eine große Durchtrittsöffnung
zu dem Unterrost 17 frei bleibt. Obwohl der Unterrost den gleichen Außendurchmesser
wie der Oberrost erhält, fällt der über dem Außenring des Oberrostes angeordnete
Zündkanal bei dem Unterrost fort. Die Beschickung des Oberrostes geschieht in der
gleichen Weise wie bereits beschrieben, wobei auch die Möglichkeit der Verwendung
einer Kohlenstaubzusatzfeuerung gegeben ist. Die Beschickung des Unterrostes geschieht
durch den Oberrost dadurch, daß die Innenkante des Oberrostes mit der Außenkante
des Unterrostes durch feuerfestes Mauerwerk 18 verbunden ist. Dabei wird folgendes
erzielt: Auf dem Oberrost wird der frisch aufgegebene Brennstoff lediglich getrocknet
und entgast und gegebenenfalls, soweit es sich um Brennstoff kleinerer Körnung handelt,
teilweise entzündet. Der so vorbereitete Brennstoff wird im freien Fall dem Unterrost
(Hauptrost) übergeben. Der sich hier entwickelnde Feuergasstrom wird zwischen dem
Ober- und Unterrost eingeschnürt. Durch die exzentrische Anordnung der beiden Teilroste
zueinander erfolgt in der Einschnürung 19 eine gute Durchmischung der Gase, wobei
die hinter der Einschnürung entstehenden Wirbel die auf dem Oberrost entwickelten
Gase erfassen und dem Verbrennungsprozeß zuführen. Unter Zuhilfenahme von Zweitluft
oder einer Zusatzstaubfeuerung, wie schon erwähnt, ist Gewähr für einen wirtschaftlichen
Verbrennungsprozeß gegeben.
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Die über dem Oberrost angeordnete, weit vorgezogene Hängedecke 20
in der Verlängerung des Zündkanals sorgt für eine nochmalige Einschnürung 21 des
Rauchgasstromes. Die mehrmalige Veränderung des Feuerraumquerschnittes verbürgt
eine gute Mischung der Rauchgase und eine hochprozentige Verbrennung, insbesondere
durch die Anordnung der sich zwischen Oberrost und der darüber angeordneten Hängedecke
bildenden Gasmischkammer 22.