DE10159381B4 - steam generator - Google Patents
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
- F22B37/14—Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes
- F22B37/146—Tube arrangements for ash hoppers and grates and for combustion chambers of the cyclone or similar type out of the flues
Abstract
Dampferzeuger
(1) mit Kohlenstaubfeuerung (16), umfassend
einen vertikalen
und im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Gaszug (2), der
in seinem unteren Bereich eine Brennkammer (3) zur Verfeuerung von
staubförmiger
Kohle aufweist und die bei der Verbrennung anfallende Asche bzw.
Schlacke in fester bzw. trockener Form vorliegt,
den Gaszug
(2) seitlich begrenzende und im wesentlichen vertikale und aus Stirn-
und Rückwand
(4, 5) sowie Seitenwänden
(6, 7) gebildete Umfassungswände
und eine den Gaszug (2) unten begrenzende Bodenwand (8), wobei die Umfassungswände (4,
5, 6, 7) und die Bodenwand (8) aus arbeitsmitteldurchströmten Rohrwandheizflächen (10)
gebildet sind,
und wobei die Bodenwand (8) mit mindestens drei Ascheaustrittsöffnungen
(9) ausgebildet ist, die sich über ihre
Länge zwischen
Stirn- und Rückwand
(4, 5) oder den zwei Seitenwänden
(6, 7) erstrecken.Steam generator (1) with pulverized coal (16), comprising
a vertical and in cross-section substantially rectangular throttle cable (2) having in its lower region a combustion chamber (3) for burning pulverized coal and the ash or slag resulting from the combustion in solid or dry form,
the throttle cable (2) laterally delimiting and substantially vertical and of front and rear walls (4, 5) and side walls (6, 7) formed Umfassungswände and the throttle cable (2) bottom bounding bottom wall (8), wherein the Umfassungswände (4 , 5, 6, 7) and the bottom wall (8) are formed from working medium flow through pipe wall heating surfaces (10),
and wherein the bottom wall (8) is formed with at least three ash outlet openings (9) which extend over their length between the front and rear walls (4, 5) or the two side walls (6, 7).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger, der mit einer Kohlenstaubfeuerung betrieben wird, wobei die bei der Verbrennung in der Brennkammer des Dampferzeugers anfallende Asche bzw. Schlacke in fester bzw. trockener Form vorliegt.The The invention relates to a steam generator fired with a pulverized coal is operated, wherein the combustion in the combustion chamber the steam generator resulting ash or slag in solid or dry form is present.
Dampferzeuger zur Erzeugung von Energie aus fossilen Brennstoffen sind bekannt. Dabei werden häufig feste Brennstoffe, z. B. Kohle, in der Brennkammer des Dampferzeugers verfeuert. Während bei Dampferzeugern kleinerer bis mittlerer Leistung Rostfeuerungen, Wirbelschichtfeuerungen oder Schmelzfeuerungen zum Erzeugen der kalorischen Energie eingesetzt werden, werden bei großen bis größten Dampferzeugern ausschließlich Kohlenstaubfeuerungen mit Trockenascheabzug eingesetzt. Dabei wird die zu verfeuernde Kohle in Mahleinrichtungen zu Kohlenstaub gemahlen, der Brennkammer in direkter oder indirekter Weise zugeführt und mittels geeigneter Kohlestaubbrenner in der Brennkammer des Dampferzeugers verfeuert. Die dabei frei werdende Wärme wird an ein Arbeitsmedium, das in den verschiedenen Heizflächen des Dampferzeugers zirkuliert, abgegeben und mittels des erhitzten Arbeitsmediums beispielsweise eine Dampfturbine betrieben. Die bei der Verbrennung des Kohlenstaubes in der Brennkammer anfallende Asche bzw. Verbrennungsrückstände liegt bzw. liegen in fester bzw. trockener Form vor, wobei schwerere Aschepartikel infolge ihres Eigengewichtes innerhalb des Gaszuges nach unten fallen und durch eine Entaschungsöffnung im Boden des Gaszuges aus der Brennkammer abgezogen werden und leichtere Aschepartikel durch das innerhalb des Gaszuges nach oben strömende Verbrennungsabgas bzw. Rauchgas mitgerissen und dermaßen aus dem Dampferzeuger entfernt werden.steam generator for the production of energy from fossil fuels are known. It will be common solid fuels, eg. As coal, in the combustion chamber of the steam generator burned. While for steam generators of smaller to medium power grate firing, Fluidized bed combustion or Schmelzfeuerungen for generating the Calorific energy are used in large to largest steam generators exclusively Pulverized coal firing with dry ash removal used. It will the charcoal to be fired is ground into coal dust in milling equipment, fed to the combustion chamber in a direct or indirect manner and by means of suitable coal dust burners in the combustion chamber of the steam generator burned. The released heat is transferred to a working medium, that in the different heating surfaces the steam generator circulates, discharged and by means of the heated Working medium operated, for example, a steam turbine. The at the incineration of coal dust in the combustion chamber resulting ash or combustion residues or are in solid or dry form, with heavier ash particles fall down due to their own weight within the throttle cable and through a deashing opening be deducted from the combustion chamber in the bottom of the throttle cable and lighter Ash particles through the combustion exhaust gas flowing upwards inside the throttle cable or flue gas entrained and thus removed from the steam generator become.
Derartige gattungsgemäße Dampferzeuger sind unter anderem durch die Druckschrift „Die neuen 800-MW-Braunkohlenblöcke der VEAG Vereinigte Energiewerke AG in Boxberg und Schwarze Pumpe", von M. Kehr, H. Breuer und H. Schettler aus VGB Kraftwerkstechnik 73 (1993), Heft 11 bekannt geworden. Wie der Druckschrift, insbesondere Bild 4 entnehmbar ist, hat sich die Entwicklung derartiger Dampferzeuger in den vergangenen Jahren zu immer größeren Einheiten fortgesetzt. Dies wirft mannigfaltige Probleme auf. So ist man heute bei Dampferzeugern angelangt, deren Brennkammern einen horizontalen Querschnitt von etwa 24 × 24 Metern aufweisen. Derartig große Dampferzeuger benötigen zur Abführung der in der Brennkammer bei der Verbrennung des eingebrachten Brennstoffes anfallenden Asche einen entsprechend großen Brennkammer- bzw. Aschetrichter, der unterhalb der Brennkammer angeordnet ist und der durch die Brennkammerausmaße der neuesten Dampferzeuger eine Höhe von beinahe 20 Meter erreicht.such generic steam generators are inter alia, by the publication "The new 800 MW lignite blocks of the VEAG Vereinigte Energiewerke AG in Boxberg and Schwarze Pumpe ", by M. Kehr, H. Breuer and H. Schettler from VGB Kraftwerkstechnik 73 (1993), Heft 11 become known. As the document, in particular Figure 4 removable is the development of such steam generators in the past Years to ever larger units continued. This raises manifold problems. That's how it is today arrived at steam generators whose combustion chambers have a horizontal cross-section from about 24 × 24 Meters. Such a big one Steam generators need for removal that in a combustion chamber at combustion of the introduced fuel resulting ash a correspondingly large combustion chamber or ash hopper, which is located below the combustion chamber and by the combustion chamber dimensions of the latest Steam generator a height of nearly 20 meters.
Diese großen Trichterhöhen ergeben sich konstruktionsbedingt, da bestimmte Neigungswinkel an den Trichterwänden zum Abrutschen der Asche eingehalten werden müssen. Dadurch wird die Gesamthöhe des Dampferzeugers in nachteiliger Weise um die erforderliche Trichterhöhe noch vergrößert, was die bereits hohen Investitionskosten in den Dampferzeuger noch steigert. Derartig große Brennkammertrichter, die aus Gründen der Kühlung üblicherweise wie die Brennkammerwände mit Rohrwandheizflächen ausgebildet sind, nehmen, da sie weit unterhalb der Brenner angeordnet sind, nur mehr zum Teil an der Wärmeübertragung auf das in den Rohrwandheizflächen strömende Arbeitsmedium teil. Somit ist der Wirkungsgrad dieser Trichterwand-Heizflächen prozentuell um einiges niedriger als die der Brennkammerwand-Heizflächen. Ferner zeigt sich nachteilig, daß die unter einem Winkel geneigten Brennkammertrichterwände anfällig gegen Verschleiß sind, der durch die herabrutschenden bzw. aus der Brennkammer herabfallenden Aschepartikel und Schlackestücke verursacht wird.These huge funnel heights arise due to the design, because certain inclination angle the funnel walls must be respected to slipping ash. This will increase the overall height of the steam generator disadvantageously to the required funnel height yet enlarged, what the already high investment costs in the steam generator still increases. Such a big one Combustor funnel, for reasons the cooling usually like the combustion chamber walls with tube wall heating surfaces are formed, as they are located far below the burner are only partly due to heat transfer on the in the pipe wall heating surfaces flowing Working medium part. Thus, the efficiency of these funnel wall heating surfaces is a percentage much lower than that of the combustion chamber wall heating surfaces. Further shows disadvantageous that the at an angle inclined combustor funnel walls are susceptible to wear, the falling through the slipping or from the combustion chamber Ash particles and slag pieces is caused.
Durch
Druckschrift
Durch Druckschrift DE-OS 16 01 310 ist ein Durchlaufdampferzeuger mit einer Schmelzkammerfeuerung bekannt geworden, bei der die bei der Verbrennung anfallende Asche in flüssiger bzw. geschmolzener Form vorliegt und infolgedessen eine zu der obengenannten und gattungsgemäßen Kohlenstaubfeuerung abweichende Feuerungstechnologie bzw. konstruktive Ausbildung erfordert. Aus diesem Grund besitzt dieser bekannte Durchlaufdampferzeuger im Gegensatz zu dem gattungsgemäßen Dampferzeuger im unteren Bereich des Gaszuges mehrere Schmelzkammern, wobei jede Schmelzkammer über einen Ascheabfluss verfügt.By DE-OS 16 01 310 is a continuous steam generator with a Schmelzkammerfeuerung become known, in which at the Burning ashes in liquid or molten form is present and consequently a to the above and generic coal dust firing deviating firing technology or design training required. For this reason, this known continuous steam generator has in contrast to the generic steam generator in the lower part of the throttle cable several melting chambers, each one Melting chamber over has an ash effluent.
Durch Druckschrift DE OS 40 39 463 ist eine Dampferzeugungsanlage bekannt geworden, die eine Brennerfeuerung und eine stationäre Wirbelschichtfeuerung umfasst. Die Entsorgung der bei der Verfeuerung des Brennstoffes in der Brennkammer anfallenden und nach unten fallenden Asche wird durch einen Trichter gewährleistet, der sich unterhalb des Gaszuges bzw. der Brennkammer an diesen bzw. diese anschließt und, bedingt durch die horizontale Querschnittsabmessung des Gaszuges bzw. der Brennkammer, eine große Bauhöhe einnimmt.By document DE OS 40 39 463 a steam generating plant has become known, a burner firing and a stationary vortex layer firing. The disposal of incurred in the combustion of the fuel in the combustion chamber and falling falling ash is ensured by a funnel, which connects below the throttle cable or the combustion chamber to this or these and, due to the horizontal cross-sectional dimension of the throttle cable or the Combustion chamber, a large height occupies.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Dampferzeuger zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile vermieden werden.task The invention is now to provide a steam generator, in which the aforementioned disadvantages are avoided.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The The above object is achieved by the features of claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.advantageous Embodiments of the invention are the dependent claims remove.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Dampferzeuger geschaffen, der die nachfolgenden Vorteile aufweist:
- – Durch die Ausbildung des Gaszuges eines Dampferzeugers mit einer Bodenwand, die den Gaszug nach unten begrenzt und die mit mindestens drei Ascheaustrittsöffnungen ausgebildet ist, kann auf einen Brennkammertrichter herkömmlicher Art verzichtet werden. Dadurch kann die Bauhöhe des gesamten Dampferzeugers sowie der ihn tragenden Stahlgerüstkonstruktion wesentlich verringert und beträchtliche Investitionskosten eingespart werden.
- – Der untere Abschluß der Dampferzeugerbrennkammer mit der Bodenwand ist infolge der an fast allen Randbereichen vorhandenen Austrittsöffnungen wesentlich verschleißunanfälliger gegen herabfallende Aschepartikel und Schlackebrocken und somit auch wesentlich weniger wartungsbedürftig.
- - By forming the throttle cable of a steam generator with a bottom wall which limits the throttle cable down and which is formed with at least three ash outlet openings, can be dispensed with a conventional combustion chamber funnel. As a result, the overall height of the entire steam generator as well as the supporting steel framework construction can be substantially reduced and considerable investment costs can be saved.
- - The lower end of the steam generator combustion chamber with the bottom wall is due to the presence of almost all edge areas outlet openings substantially verschleissunanfälliger against falling ash particles and slag dry and thus much less in need of maintenance.
Die Ascheaustrittsöffnungen werden vorteilhaft rechteckig ausgebildet. Dadurch können in einfacher Weise die die Bodenwand bildenden Bodenwandsegmente gefertigt und eingesetzt sowie die unterhalb der Austrittsöffnungen vorzusehenden Ascheaustragorgane angeordnet werden.The Ash discharge openings are advantageously formed rectangular. This can be done in easily made the bottom wall forming bottom wall segments and used and provided below the outlet openings ash discharge organs to be ordered.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Breite der Ascheaustrittsöffnungen beträgt 0,3 bis 3,0 Meter. Hierbei ist wiederum für einen sicheren Austritt der Asche bzw. Schlacke gesorgt. Ferner stehen für derartige Abmessungen verschiedene handelsübliche Ascheaustragorgane zur Verfügung.A advantageous embodiment of the width of the ash outlet openings is 0.3 to 3.0 meters. Here again is for a safe exit of the Ash or slag taken care of. Furthermore, stand for such dimensions different commercial Ash discharge organs available.
Vorzugsweise grenzen die Längsseiten der jeweiligen äußeren Ascheaustrittsöffnungen an den benachbarten Umfassungswänden des Gaszuges an. Dadurch wird es ermöglicht, daß aus dem Wandbereich der Brennkammer herabfallende Aschepartikel und Schlackebrocken ungehindert von einer vorstehenden Rohrwand durch die jeweilig äußeren Ascheaustrittsöffnungen hindurchfallen kann, ohne an einer Rohrwand Schäden und Verschleiß anzurichten.Preferably border the long sides the respective outer ash outlet openings on the adjacent enclosure walls of the throttle cable. This makes it possible that from the wall region of the combustion chamber falling ash particles and slag boulders unhindered by a projecting pipe wall through the respective outer ash outlet openings can fall through without causing damage and wear on a pipe wall.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die die Bodenwand bildenden und zwischen den Ascheaustrittsöffnungen liegenden Bodenwandsegmente sattelförmig ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß herabfallende Asche nicht auf dem Bodenwandsegment liegen bleibt, sondern in die Austrittsöffnung abrutscht. Dabei sind die sattelförmigen Bodenwandsegmente in besonders vorteilhafter Ausgestaltung mit einer Neigung von zumindest 45° zur Horizontalen ausgebildet.In Advantageous embodiment of the invention are the bottom wall forming and lying between the ash outlet openings bottom wall segments saddlebacked educated. By this configuration is achieved that falling Ashes do not remain lying on the bottom wall segment, but in the outlet opening slip. The saddle-shaped bottom wall segments are in particularly advantageous embodiment with an inclination of at least 45 ° to the Formed horizontal.
In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kommunizieren die Heizflächen-Rohre der Bodenwand mit den Heizflächen-Rohren der Umfassungswände, d.h. dass das Arbeitsmittel über die Heizflächen-Rohre der Bodenwand direkt den Heizflächen-Rohren der Umfassungswände zugeführt werden kann ohne weitere Verbindungsmittel vorsehen zu müssen.In further advantageous embodiment of the invention communicate the Heating surface tubes the bottom wall with the heating surface pipes the surrounding walls, i.e. that the work equipment over the heating surface pipes the bottom wall directly to the heating surface pipes the surrounding walls be supplied can provide without further connecting means.
Die Ascheaustrittsöffnungen sind in zweckmäßiger Weise parallel zueinander angeordnet. Dadurch wird die Herstellung der Bodenwand und die Anordnung der Ascheaustragorgane vereinfacht.The Ash discharge openings are in a convenient way arranged parallel to each other. This will make the production of Bottom wall and the arrangement of the ash discharge organs simplified.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen und der Beschreibung näher erläutert.below are exemplary embodiments the invention with reference to the drawings and the description explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Die
Umfassungswände
des Gaszuges
Das
bei der Verbrennung in der Brennkammer
Ausgehend
von einem Dampferzeuger
Die
Ascheaustrittsöffnungen
In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung grenzen die beiden äußeren Ascheaustrittsöffnungen
Durch
die Ausbildung der Bodenwand
Die
Austrittsöffnung
Als
Dampferzeuger
- 11
- Dampferzeugersteam generator
- 22
- Gaszugthrottle cable
- 33
- Brennkammercombustion chamber
- 44
- Dampferzeuger-StirnwandSteam generator bulkhead
- 55
- Dampferzeuger-RückwandSteam generator backplane
- 66
- Dampferzeuger-SeitenwandSteam generator sidewall
- 77
- Dampferzeuger-SeitenwandSteam generator sidewall
- 88th
- Bodenwandbottom wall
- 99
- AscheaustrittsöffnungAsh outlet opening
- 1010
- RohrwandheizflächenRohrwandheizflächen
- 1111
- Trichterfunnel
- 1212
- Trichterwandhopper wall
- 1313
- BodenwandsegmenteBottom wall segments
- 1414
- Eintrittssammlerinlet header
- 1515
- Austrittssammleroutlet header
- 1616
- Kohlenstaubfeuerungcoal dust
- 1717
- KohlenstaubbrennerPulverized coal burner
Claims (8)
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