DE1010224B - Schmelzkammerfeuerung - Google Patents

Description

• Schmelzkammerfeuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzkammerfeuerung mit annähernd letrechter zYlindrischer Brennkammer, deren Brennstoff- und Luftdüsen tangential zu einem oder mehreren um die Achse der Brennkammer gedachten Brennkreisen gerichtet sind und aus der ein zentris,ch zur Brennkammerachse gelegener und in die Br-ennkammer eingreifender Kanal die aufsteigenden Feuergase in eine sich allmählich erweiternde Strählungskammer führt, wobei Brennkammer, Strahlungskammer und Kanal von gekühlten Rohren begrenzt sind.
• Derartige Kessel sind bekannt in Ausführungen, bei welchen sich an die gegebenenfalls mit Flammenauslaßhals ausgerüstete und ähnlich einem Zyklonstaubaffischeider geformte Brennkammer im aufsteigenden Zug der Feuergase eine sich allmählich erweiternde Strahlungskammer anschließt, in der die Feuergase bis unter die Erstarrungstemperatur der Schlacke abgekühlt werden. bevor sie auf die mit enger Teilung im Rauchgasstrom ausgebreiteten Berührungs-Röhrenwärmeaustauscher auftreffen. Solche Zyklon-Brennkammern hab-en den Vo#rteil, daß sie eine Zwangsentstaub,ung der Feuergase herbeiführen, so daß die die Brennkammer verlassenden Feuergase mit ihren Beimengungen, wie Asche od. dgl., auf die Nachschaltheizflächen und gegebenenfalls auch auf nachgeschaltete Heizgasturbinen od'. dgl. "veniger zerslörenden Einfluß ausüben.
• Die bekannten K essel bzw. Feuerungen konnten indessen n#y--h nicht voll befriedigen, da bei gewissen Belastungszuständen und/oder bei Übergang von einer Brennstoffsorte auf eine andere. ein Verschlacken des unteren, allmählich sich erweiternden Teiles der Strahlungs,kammer deren Kühlleistung beträchtlich veränderte. Die T Trsache wurde darin gef un.den, daß in den Randschichten der im Flammenauslaßkanal noch ]<reisenden Flamme eine Anreicherung an Brennstoffbeimengungen auftritt, die entlang der Kanalivandu.ng aus der Brennkanimer in die Strahlungskammer aufsteigen und entlang deren Wandung emporkritechen, bis sie durch die Kühlrohre der Strahlungskammer so weit abkühlen, daß sie anhacken. Dieser im Laufe der Zeit immer höher wachsende Belag führt zu un-#-,nvüiis;--ht,-n Verminderungen in der WärmeaufnaIhme der Strahlungskammer.
• Ein.- wesentliche Verbesserung hierin wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in dem Feuergasauslaßkanal an sich bekannte radiale Wände angeordnet sind. Diese: Wände führen die innerhalb, des Kanals schraubenförmig kreisende Bewegung der Feuergase in eine axial gerichtete Strömung über. Die Feuergase bzw. ihre Beimengungen kommen infolgedessen nicht mehr oder erst nach so großem Strörnungsweg mit der Wandung der Strahlungskammer in Berüh-rung, daß, wegen der Wärmeabgabe der Feuergase. durch Strahlung an die Kesselrohre der Strahlungskammer, ihre mitgeführten Aschen-oder Schla.ckenteil#e nur in bereits erstarfter Form auf die Wandung der Strahlungskammer treffen können, d. h. in einem Zustande, der d#ie Kesselrohre nicht mehr verschlacken läßt.
• Für Staubabscheider der Zyklonbauart ist zwaT schon vorgeschlagen worden, innerhalb des Rcingaskanals radiale Wände anzuordnen. Diese Wände dienten indessen dazu, durch axiale Führung des gereinigten Gases beiln Austritt aus dem Abscheider die Strömungswiderstände zu verringern.
• Um durch den Einbau der radialen Wände in den Feuergasauslaßkanal den für die Verbrennung und für die Zentrifugalabstheidung der Asche, bzw. Schlacke wichtig-en Flammenwirbel in der Brennkammer und im Einlaß des Feuergasauslaßkanals niö-lIchst wenig zu stören, werden gemäß der Erfindäng die radialen Wände im Bereich des Auslaßendes des Feuergaskanals angeordnet und vorzugsweise schaufelförmig derart abgebogen, daß sie die kreisende Bewegung der Feuergase allmählich und nahezu stoßfrei in eine axiale Strömung umleiten.
• Schließlich werden gemäß der Erfindung die radialen Wände aus in den Arbeitsmittelstrom einbezogenen Kühlrohren gebildet. Hierdurch werden einerseits die radialen Wände gegen die außerordentlich hohen Fenergastemperaturen unempfindlich gemacht und andererseits die Wände gleichzeitig zum Wärmeabbau des Feuergasstromes herangezogen, was die Gefahr der Versühlackung d#r Strahlungskammerwände noch weiter verringert, Die Zeichnung zeigt ein Ausfährungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in drei Abbildungen. Abb. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch den unteren Teil eines StrählungsdampferzeugeTs, Abb. 2 ein waagerechter Teilschnitt nach der Linie a-b der Abb. 1, Abb. 3 ein lotrechter Teilschnitt durch eine radiale Wand nach der Linie c-d der Abb. 1.
• Der mit Nattirumlauf betriebene Strahlungsdampferzeuger besitzt -eine kreiszylindrische Brenn- und Schmelzkammer 1 mit lotrechter Achse, welche mit einer Strahlungskammer 2 durch einen Kanal 3 von rundem Querschnitt verbunden ist, der in die Brennkammer 1 eingreift. Die Brennkammer 1 ist von Strahlungsrohiren 4 umschlossen, welche in dem unteren, an Fallrohre 5 angeschlossenen Ringsammler 6 entspringen. Der Kanal 3 ist von Küblro,1-i-ren 7 umgeben, welche mittels der VerhindungsrohTe 7' an den Sammler 6' angeschlossen sind. Die Decke der Brennkammer 1 wird von -den KühlroUren 4 gebildet, die anschließend, mit den Kühlrohren 7 vor der Wandung der Strahlungskammer verlegt sind.
• Die Sammler 6 und 6' -,verden durch die Fallrohre 5 mit Kesselwasser versorgt. An einen der Sammler 6 bzw. 6' ist ein im wesentlichen axial durch die Brennkammer geführter Rohrstrang 8 angeschlossen, der im Bereich des oberen Endes des Kanals 3 durch Rohrgabeln 8' in vier Abzweige 8" aufgeteilt ist. Die Ab- zweige K' sind radial durch den Kanal 3 bis zu seiner Wandung -geführt und im weiteren Verlauf als Kühlrohre der Strahlu-ngskammer 2 verlegt. An den Ab- zweigen 8" sind Rohirschlangen 9 aufgehängt, die ebenfalls den Kanal 7 durchqueren und bei 9" an eine Zuleitung, bei 9" an eine Ableitung für Wasser oder Dampf angeschlossen sind. Durch die Verkleidung 12 aus feuerfestem Stoff können die Rohrschlangen 9 zu dichten Wänden 13 ergänzt sein.
• Der Brennstoff, z.- B. Kohlenstaub, und die Verbrennungsluft'treten durch die Düsen 10 und 11 tangential zu einem Brennkreis ein und verbrennen auf nach unten führendem schraubenförmigem Wege, wonach -die Feuergase in den Kanal 3 einströmen. Da die Wände 1-3 an ihren unteren Teilen 13" schaufelförmig zur Seite des ankommenden Feuergasdralles hin abgebogen - sind, lenken sie die Feuergase aus ihrer Drallströmung nahezu stoßfrei in die axiale Richtung um, in der sie dann in die Strahlungskammer 2 einströmen.
• Die irr der BrennkammeT aus den Feuergasen ausgefällten Aschenteile od. dgl. werden geschmolzen und fließen durch Öffnungen 14 in den Schlackenfallschacht 15 ab. - Obwohl der Gegenstand -der Erfindung im vorstehenden im Zusammenhang mit einem Naturumlauf-Strahlungsdampferzeuger für die Verfeuerung -von Kohlenstaub beschrieben wurde, ist seine Anwendung nicht auf solche beschränkt. Er kann vielmehr mit gleichem Erfolg auch für Strahlungsdampferzeuger mit Zwangumlauf oder Zwangdurchlauf angewendet ,verden. Ferner kann in allen oder nur einem Teil seiner Rohre ein anderes Arbeitsmittel, beispielsweise Druckluft, Dampf od. dgl., erhitzt werden, und als Brennsteff können auch Zellstofflauge oder andere in feinverteilter Farm einführbare Brennstoffe in Betracht kommen. Schließlich kann die Verfeuerung der Brennstoffe auch unter höherem als atmosphärischem Druck erfolgen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schmelzkammerfeuerung mit annähernd lotrechter zylindrischer B.rennkammer, deren Brennstoff- und Luftdüsen tangential zu einem oder mehreren um die Achse der Brennkammer gedachten Brennkreisen gerichtet sind und aus der ein zentrisch zur Brennkammerachse gelegener und in die Brennkammer eingreifender Kanal die aufsteigenden Feuergase in eine sich allmählich eT-weiternde Strahlunggkammer führt, wobei Brennkammer, Strahlungskammer und Kanal von gekühlten Rohren begrenzt-sind, d#adurrih gekennzeichnet, daß in dem Feuergasauslaßkanal an sich bekannte radiale Wände angeordnet sind.
2. 2. Schmelzkammerfeuerung nach Anspruch 1, da-durch gekennzeichnet, daß die radialen Wände im Bereich des Auslaßendes des Kanals angeordnet sind. 3. SchmelzkammerfeueTung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsenden der radialen Wände schaufelförmig abgebogen sind, so daß sie die kreisende Bewegung der Feuergase nahezu stoßfrei in die axiale Strömungsrichtung überleiten. 4. Schmelzkammerfeuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Wände aus in den Arbeitsmittelstrom einbezogenen Kühlrohren gebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 134 360, 412 258,. 651095; britische Patentschrift Nr. 338 108; französische Patentschrift Nr. 1043 461.