DE1007002B

DE1007002B - Cyclone firing

Info

Publication number: DE1007002B
Application number: DED11306A
Authority: DE
Inventors: William T Mccullough Jun
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1951-01-26
Filing date: 1952-01-07
Publication date: 1957-04-25

Description

Zyklonfeuerung Die Erfindung betrifft eine Zyklonfeuerung mit einer rohrwandgekühlten, feuerfesten kreiszylindrischen Muffel, welcher durch eine axiale Vorsatzmuffel das Brennstoff-Erstluft-Gemisch und durch ein in der Vorsatzmuffel angeordnetes Rohr Kernluft, beide mit Drall, ferner die Zweitluft längs des Muffelmantels tangential mit hoher Geschwindigkeit im gleichen Drallsinne zugeführt werden, während die Feuergase durch eine der Vorsatzmuffel axial gegenüberliegende Düse abströmen. Sie besteht darin, daß in der Vorsatzmuffel ein an sich bekanntes, konzentrisches, beiderseits offenes Rohr angeordnet ist, das feuerseitig mit der Vorsatzmuffel, nach außen mit Abstand vor deren Abschluß endet, und dessen Durchmesser annähernd gleich ist der Feuergasaustrittsöffnun g.Cyclone furnace The invention relates to a cyclone furnace with a pipe wall-cooled, refractory circular cylindrical muffle, which is supported by an axial Attachment muffle the fuel-first air mixture and by one in the attachment muffle arranged pipe core air, both with swirl, furthermore the secondary air along the muffle shell are fed tangentially at high speed in the same direction of twist while the fire gases flow off through a nozzle axially opposite the muffle. It consists in the fact that a well-known, concentric, open pipe is arranged on both sides, which is connected to the muffle on the fire side, ends to the outside at a distance before its conclusion, and its diameter is approximately The fire gas outlet opening is the same.

Beim Betriebe- einer Zyklonmuffel mit Brennstoff verschiedener Körnung stellt sich die Erscheinung ein, daß das gröbere Korn nach außen geschleudert wird, während der Feinstaub nach der Achse zu abgedrängt wird. Er gelangt dort in die ausgebrannten Gase, wird wegen Luftmangels nur verkokt und bedingt hauptsächlich den Flugkoksanfall außerhalb der Feuerung. Durch die Erfindungsmaßnahme soll einerseits dieser Abwanderung des Feinstaubes entgegengewirkt und ihm andererseits sauerstoffreiche Luft zugeführt werden, in welcher er verbrennt.When operating a cyclone muffle with fuel of different grain sizes if the phenomenon occurs that the coarser grain is thrown outwards, while the fine dust is pushed off towards the axis. He gets there in the burnt-out gases, is only coked due to lack of air and is mainly conditionally the flight coke attack outside the furnace. By the inventive measure on the one hand counteracted this migration of fine dust and, on the other hand, oxygen-rich Air can be supplied in which it burns.

Es ist eine Zyklonfeuerung bekannt mit einer rohrwandgekühlten, feuerfesten, kreiszylindrischen Muffel, welcher durch eine axiale Vorsatzmuffel das Brennstoff-Ers,tluft-Gemisch und durch ein in der Vorsatzmuffel angeordnetes Rohr Kernluft, beide mit Drall, ferner die Zweitluft längs des Muffalmantels tangential mit hoher Geschwindigkeit im gleichen Drallsinne zugeführt werden, während die Feuergase durch eine der Vorsatzmuffel axial gegenüberliegende Düse abströmen.A cyclone furnace is known with a pipe wall-cooled, refractory, circular cylindrical muffle, which by means of an axial muffle the fuel / air mixture and core air through a pipe arranged in the muffle, both with swirl, furthermore, the secondary air along the muffle jacket tangentially at high speed are fed in the same direction of twist, while the fire gases through one of the attachment muffle outflow axially opposite nozzle.

Das in der Vorsatzmuffel angeordnete axiale Rohr wird gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß es feuerseitig mit der Vorsatzmuffel, nach außen mit Abstand vor deren Abschluß endet, während sein Durchmesser ungefähr gleich ist dem Durchmesser der Feuergasaus.trittsöffnung. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Zusatzluft, die durch das axiale Rohr als Kernluft eingeführt wird, ungefähr die saugende Wirkung der Feuergasaustrittsöffnung aufhebt, so daß eine Wirbelsenke mit Umkehrung der axialen Strömungsrichtung sich nur in der Nähe der Feuergasa.ustrittsöffnung ausbilden kann, während an der Eintrittsstelle des Staub-Luft-Gemisches eine Zylinderströmung entsteht, in welche der Feinstaub mit den Feuergasen allmählich eindringt. Diese Wirkung beruht mit auf dem Druckausgleich, der durch den axialen Spalt zwischen Einsatzrohr und Zusatzmuffel bedingt ist und auch bei mangelndem Gleichgewicht durch Druckausgleich die Form der Strömung sichert. Selbst wenn die Zusatzluft abgestellt wird, bewirkt dieser Ringspalt noch soviel Druckausgleich, daß die Zylinderform der Strömung nicht gestört wird. Indein der Durchmesser des Einsatzrohres dem der Feuergasaustrittsöffnung ungefähr angepaßt wird, wird ebenfalls die- Beibehaltung der Zylinderform der Strömung begünstigt.The axial pipe arranged in the muffle is made according to the invention designed so that it is on the fire side with the attachment muffle, to the outside at a distance ends before its completion, while its diameter is approximately equal to the diameter the fire gas outlet opening. These measures ensure that the additional air, which is introduced through the axial tube as core air, approximately the suction effect the fire gas outlet cancels, so that a vortex depression with reversal of the axial flow direction only develop in the vicinity of the fire gas outlet opening can, while a cylinder flow at the entry point of the dust-air mixture is created, into which the fine dust gradually penetrates with the fire gases. These Effect is based on the pressure equalization created by the axial gap between Insert pipe and additional muffle is due and also in the case of a lack of balance Pressure equalization secures the shape of the flow. Even if the additional air is switched off is, this annular gap causes so much pressure equalization that the cylindrical shape the flow is not disturbed. Indein the diameter of the insert tube that of the Fire gas outlet opening is approximately adjusted, the maintenance is also made the cylindrical shape of the flow favors.

Eine Anordnung gemäß der Erfindung ist in Abb.l als lotrechter Schnitt durch die Muffelachse, in Abb.2 als Außenansicht in Achsrichtung dargestellt; Abb.3 ist eine vergrößerte Darstellung der Vorsatzmuffel der Abb. 1 und Abb. 4 ein Schnitt durch die Vorsatzmuffel senkrecht zur Achse.An arrangement according to the invention is shown in Fig.l as a vertical section through the muffle axis, shown in Fig. 2 as an external view in the axial direction; Fig 3 is an enlarged view of the muffle attachment of Fig. 1 and Fig. 4 is a section through the attachment muffle perpendicular to the axis.

Der kreiszylindrische Mantel der feuerfesten Muffel 1 besteht aus Verdampferrohren 2 des befeuerten Dampferzeugers. Sie sind auf der Feuerseite mit angeschweißten Stiften versehen und mit einer Schicht feuerfester Masse 3 verkleidet. Aus dieser Muffel treten durch die Öffnung 6 die Feuergase in den Na,chbrennraum 7 aus und zwischen den Rohren 8 des Schlackenfangrostes hindurch in den Strahlungsraum 9. Die flüssige Schlacke fließt durch eine Öffnung 10 aus der Muffel 1 in den Nachbrennraum 7, aus dem sie in bekannter Weise abgezogen wird.The circular cylindrical jacket of the refractory muffle 1 consists of Evaporator tubes 2 of the fired steam generator. You're on the fire side with welded pins and covered with a layer of refractory compound 3. From this muffle, the fire gases pass through the opening 6 into the secondary combustion chamber 7 from and between the pipes 8 of the slag grate through into the radiation space 9. The liquid slag flows through an opening 10 from the muffle 1 into the afterburning chamber 7, from which it is deducted in a known manner.

Auf der dem Feuergasaustritt gegenüberliegenden Stirnseite ist die Muffel in Form eines Kegelstumpfes 11 eingezogen und geht in das zylindrische Gehäuse 12 der Vorsatzmuffel über. Das Gehäuse 12 besteht aus einem Innenmantel 13 und einem Außenmantel 14, welche durch die Stirnflansche 15 und 16 luftdicht verbunden sind. Durch ein Rohr 17 wird ein Kühlmittel in den Hohlraum eingelassen und durch den Stutzen 18 wieder abgeführt. Der Flansch 15 ist an der Muffelt befestigt. Durch einen evolutenförmig ausgebildeten Stutzen 19 wird die Erstluft mit dem gekörnten,- festen, aschehaltigen Brennstoff tangential in den Innenmantel 13 eingeführt.On the end face opposite the fire gas outlet, the muffle is drawn in in the form of a truncated cone 11 and merges into the cylindrical housing 12 of the attachment muffle. The housing 12 consists of an inner jacket 13 and an outer jacket 14, which are connected airtightly by the end flanges 15 and 16. A coolant is let into the cavity through a pipe 17 and discharged again through the connection piece 18. The flange 15 is attached to the muffle. The first air with the granular, solid, ash-containing fuel is introduced tangentially into the inner jacket 13 through an evolute-shaped connection 19.

An dem Flansch 16 ist der Flansch 20 der Haube 21 befestigt. Diese besteht aus dem mit dem Flansch 20 verbundenen zylindrischen Mantel 21 und der Deckplatte 22. Über dem Flansch 20 und dem Mantel 21 wird durch eine aufgesetzte Haube 23 ein Kühlmantel 24 geschaffen, mit einer Öffnung 25 als Kühlmitteleintritt und einer Öffnung 26 als Kühlmittelaustritt.The flange 20 of the hood 21 is fastened to the flange 16. These consists of the cylindrical jacket 21 connected to the flange 20 and the cover plate 22. A hood 23 is placed over the flange 20 and the jacket 21 Cooling jacket 24 created, with an opening 25 as a coolant inlet and one Opening 26 as a coolant outlet.

An den Flansch 20 ist ein zylindrischer Rohrstutzen 27 angesetzt, dessen Durchmesser größer ist als der des Mantels 21 und kleiner als der des Innenmantels 13. Seine Länge ist ungefähr gleich der des Innenmantels 13. An dem Rohrstutzen 27 ist ein Ringflansch 28 befestigt. Dieser Ringflansch 28 ist wieder mittels Schrauben 29 an den Distanznocken 30 des Flansches 20 befestigt. Der Haube 21 wird durch eine dem Stutzen 19 ähnliche evolutenförmige Zuführung 31 im gleichen Drehsinne Luft zugeführt. Sie strömt in der Hauptmasse durch das Rohr 27, während ein Teil durch den Ringraum zwischen den Flanschen 20 und 28 in den Hohlzylinder zwischen dem Rohrstutzen 27 und dem Innenmantel 13 übertritt. Das aus dem Hohlzylinder abströmende Brennstoff-Luft-Gemisch tritt über den Kegel 11 in die Muffel 1 über, wo ihm aus den Düsen 32 tangential im gleichen Drehsinne Zweitluft zugesetzt wird. In dem Hohlzylinder können zur Aufrechterhaltung des Dralles Drallschaufeln eingebaut sein. Damit (las Rohr 27 leichter entfernt werden kann, ist es aus mehreren Längsteilen mit entsprechenden Flanschsektoren zusammengesetzt, welche durch Laschen 33 miteinander verbunden sind. Zweckmäßig wird der Durchmesser des Einsatzrohres etwa gleich dem der Feuergasaustrittsöffnung der Muffel gewählt.A cylindrical pipe socket 27 is attached to the flange 20, whose diameter is larger than that of the jacket 21 and smaller than that of the inner jacket 13. Its length is approximately equal to that of the inner jacket 13. On the pipe socket 27 an annular flange 28 is attached. This annular flange 28 is again by means of screws 29 attached to the spacer cams 30 of the flange 20. The hood 21 is through a the connection 19 similar to the evolute-shaped feed 31 in the same direction of rotation air fed. Most of it flows through pipe 27, while part of it flows through the annular space between the flanges 20 and 28 in the hollow cylinder between the pipe socket 27 and the inner jacket 13 crosses. The fuel-air mixture flowing out of the hollow cylinder passes over the cone 11 into the muffle 1, where it comes out of the nozzles 32 tangentially Second air is added in the same direction of rotation. In the hollow cylinder can be used to maintain of the swirl swirl blades must be installed. This made it easier to remove tube 27 it is made up of several longitudinal parts with corresponding flange sectors composed, which are connected to one another by tabs 33. Appropriate the diameter of the insert tube is approximately the same as that of the fire gas outlet opening chosen the muffle.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cyclone combustion with a pipe wall-cooled, refractory, circular cylindrical muffle, which by means of an axial muffle the fuel-first air mixture and core air through a pipe arranged in the muffle, both with swirl, also: Second air along the muffle shell tangentially at high speed are fed in the same direction of twist, while the fire gases through one of the attachment muffle axially opposite nozzle flow off, characterized in that in the attachment muffle a concentric tube, which is known per se and is open on both sides, is arranged, that on the fire side with the attachment muffle, on the outside at a distance before its closure ends, and its diameter is approximately equal to the diameter of the fener gas outlet opening.

2. Cyclone furnace according to claim 1, characterized in that the tube consists of several longitudinal parts, the width dimensions of which are smaller. than the diameter of the lid opening. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 457 906, 464 455, 624 759; French Patent No. 938643; USA. Patent No. 1762 505, 1943286. VGB-Mitteilungen, 1942, p.85, fig. 13.