DE102008010235B4

DE102008010235B4 - Verfahren zur Wurfbeschickung bei Feuerungsanlagen und Feuerungsanlage

Info

Publication number: DE102008010235B4
Application number: DE102008010235A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Baumann; Wolfgang Madlsperger; Willibald Weiss
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Christof International Management GmbH
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: CA2716179A1; EP2242949B1; US20100323310A1; CN101946125A; EP2242949A2; DE102008010235A1; WO2009103655A2; CN101946125B; WO2009103655A3

Abstract

Verfahren zur Wurfbeschickung bei Feuerungsanlagen, bei welchem Brennstoff (3, 7) mittels eines Wurfbeschickers (4) auf einen im Feuerraum (1) angeordneten Rost (2) aufgebracht wird, wobei die Wurfrichtung der Förderrichtung des Rosts (2) entgegen gerichtet wird, wobei der Brennstoff (3, 7) unmittelbar unter der Feuerraumdecke (5) eingebracht wird, und zwar in Förderrichtung des Rosts (2) gesehen vor Ende des Rosts, sodass am Rost (2) zwischen dem Wurfbeschicker (4) und dem Ende des Rostes (2) eine Ausbrandzone (10) entsteht, die nicht mit frischem Brennstoff (3, 7) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil einer Stirnwand (8) des Feuerraums (1) durch einen abgesenkten Teil (5a) der Feuerraumdecke (5) nach innen in den Feuerraum versetzt und der Brennstoff (3, 7) am oberen Ende der oberen Stirnwand (8) eingebracht wird, und dass der Wurfbeschicker (4) ein Schleuderrad mit einer zumindest annähernd senkrechten Drehachse aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wurfbeschickung bei Feuerungsanlagen, bei welchem Brennstoff mittels eines Wurfbeschickers auf einen im Feuerraum angeordneten Rost aufgebracht wird, wobei die Wurfrichtung der Förderrichtung des Rosts entgegen gerichtet ist, sowie eine entsprechende Feuerungsanlage nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 sowie 5.
Die Erfindung kann bei Feuerungsanlagen mit Schleuderrad-Wurfbeschickung eingesetzt werden. Der feste, kleinteilige Brennstoff wird dabei mit Hilfe des im Wurfbeschicker angeordneten Schleuderrades in den Feuerraum eingebracht. Durch Änderung der Drehzahl des Schleuderrades kann die Wurfweite eingestellt werden.
Entsprechende Anlagen sind etwa aus der DE 42 17 070 A1 bekannt, wo Kohle mittels Wurfbeschickung auf einen waagrechten Rost aufgebracht wird. Der Wurfbeschicker ist dabei in etwa senkrecht über dem Ende des Rosts in der Stirnwand des Feuerraums angebracht.
Die Anordnung des Wurfbeschickers über dem Ende des Rosts hat den Nachteil, dass frischer Brennstoff auch nahe dem Ende des Rosts auf dem Rost auftrifft und vor dem Austragen nicht mehr vollständig verbrennen kann. Dadurch kann der maximal zulässige Restkohlenstoffgehalt der Asche möglicherweise nicht eingehalten werden.
Außerdem ist für eine Wurfweite bis zum gegenüberliegenden Anfang des Rosts eine hohe Drehzahl des Wurfbeschickers notwendig.
Weitere Verfahren zur Wurfbeschickung bei Feuerungsanlagen und Feuerungsanlagen sind insbesondere aus der US 33 11 090 A und der US 26 15 406 A sowie aus der DD 129 369 A1 , der EP 1 757 859 A1 , der EP 1 416 224 A1 der AT 155 349 B und der US 45 28 917 A bekannt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es nun, den Restkohlenstoffgehalt der Asche zu verringern und auch eine Verringerung der Drehzahl des Wurfbeschickers zu erreichen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 sowie eine Feuerungsanlage nach Patentanspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den weiteren Patentansprüchen genannt. Erfindungsgemäß wird der Brennstoff unmittelbar unter der Feuerraumdecke eingebracht, und zwar in Förderrichtung des Rosts gesehen vor Ende des Rosts, sodass am Rost zwischen dem Wurfbeschicker und dem Ende des Rostes eine Ausbrandzone entsteht, die nicht mit frischem Brennstoff beaufschlagt wird.
Dadurch, dass der Wurfbeschicker vom Ende des Rosts in Wurfrichtung versetzt wird, kann in den letzten Bereich des Rosts vor dem Austrag kein frischer Brennstoff mehr gelangen, sondern es wird nur der bereits in Verbrennung befindliche Brennstoff fertig verbrannt. Dadurch wird eine vollständigere Verbrennung des Brennstoffes erzielt, was eine Senkung des Restkohlenstoffgehalt der Asche bedingt.
Dadurch, dass der Wurfbeschicker zusätzlich höher angeordnet wird, kann bei gleicher Drehzahl des Schleuderrades eine größere Wurfweite erzielt werden bzw. bei gleichbleibender Wurfweite die Drehzahl des Schleuderrades verringert werden.
In der Regel ist dabei das Schleuderrad waagrecht angeordnet, also die Drehachse des Schleuderrads steht senkrecht. Der Brennstoff wird von oben im Bereich der Nabe des Schleuderrades in das Gehäuse des Wurfbeschickers eingebracht und dann mit Hilfe der Flügel des Schleuderrades waagrecht nach außen und – durch Öffnungen des Wurfbeschickers – in den Feuerraum gefördert. Selbstverständlich kann die Drehachse des Schleuderrads auch gegen die Senkrechte gekippt sein.
Eine besonders einfache Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der obere Teil der Stirnwand des Feuerraums durch einen abgesenkten Teil der Feuerraumdecke nach innen in den Feuerraum versetzt ist und der Brennstoff am oberen Ende der oberen Stirnwand eingebracht wird.
Die Feuerraumdecke schließt den Feuerraum an der Oberseite ab und weist eine Öffnung für den Abzug des Rauchgases auf.
Um einen besonders niedrigen Restkohlenstoffgehalt der Asche zu erreichen, kann vorgesehen werden, dass die Ausbrandzone zwischen 15 und 40%, insbesondere zwischen 20 und 40%, der Länge des Rostes beträgt.
Aufgrund der fast oder ganz vollständigen Verbrennung am Rost gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf eine Nachverbrennung in einer nachgeschalteten Einrichtung verzichtet werden. Entsprechend kann daher vorgesehen sein, dass die Verbrennungsrückstände am Ende des Rostes aus dem Feuerraum abgezogen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei einem Vorschubrost zur Anwendung kommen. Anders als bei einem Wanderrost, wo sich der Rost selbst in Förderrichtung bewegt, bleiben z. B. die Stäbe des Rosts am Platz und werden nur hin- und herbewegt.
Eine dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechende Feuerungsanlage ist in Anspruch 5 angeführt. Diese umfasst zumindest einen Feuerraum, einen darin angeordneten Rost sowie einen Wurfbeschicker, mit welchem Brennstoff entgegen der Förderrichtung des Rosts auf den Rost aufgebracht werden kann. Die Feuerungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff mittels des Wurfbeschickers unmittelbar unter der Feuerraumdecke eingebracht werden kann, und zwar in Förderrichtung des Rosts gesehen vor Ende des Rosts, sodass bei Betrieb des Wurfbeschickers am Rost zwischen Wurfbeschicker und Ende des Rostes eine Ausbrandzone entsteht, die nicht mit frischem Brennstoff beaufschlagt werden kann.
Bei der Feuerungsanlage kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Ausbrandzone zwischen 15 und 40%, insbesondere zwischen 20 und 40%, der Länge des Rostes beträgt.
Ebenso, dass am Ende des Rostes ein Austrag vorgesehen ist, mit welchem die Verbrennungsrückstände aus dem Feuerraum abgezogen werden können, und/oder dass der Rost ein Vorschubrost ist.
Eine besonders einfache Ausführung der Feuerungsanlage sieht vor, dass der obere Teil der Stirnwand des Feuerraums durch einen abgesenkten Teil der Feuerraumdecke nach innen in den Feuerraum versetzt ist und am oberen Ende der oberen Stirnwand eine Öffnung zum Einbringen des Brennstoffs vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im Folgenden erläutert.
Die Figur zeigt schematisch den Feuerraum 1 einer Feuerungsanlage, in der waagrecht ein Rost 2 angeordnet ist, welcher von links nach rechts fördert. Dieser Vorschubrost besteht aus einzelnen Elementen mit in Förderrichtung ausgerichteten Stäben (in diesem Beispiel haben die Stäbe eine Länge von 500 mm), wobei nur jedes zweite Element hin und her bewegt wird. Der Brennstoff 3 wird von oben einem Wurfbeschicker 4 zugeführt und mittels diesem in den Feuerraum 1 gefördert.
Der Wurfbeschicker 4 weist ein waagrecht angeordnetes Schleuderrad auf, also die Drehachse des Schleuderrads steht senkrecht. Der Brennstoff 3 wird von oben im Bereich der Nabe des Schleuderrades in den Wurfbeschicker 4 eingebracht und dann mit Hilfe der Flügel des Schleuderrades waagrecht nach außen und – durch Öffnungen des Wurfbeschickers – in den Feuerraum gefördert. Wie bereits vorher erwähnt kann die Drehachse des Schleuderrads auch gegen die Senkrechte gekippt sein.
Der Wurfbeschicker 4 selbst ist dabei außerhalb des Feuerraums 1 angeordnet, die Öffnungen des Wurfbeschickers 4 münden in eine Öffnung 6 des Feuerraums 1, und zwar so, dass der Brennstoff so knapp wie möglich unterhalb der Feuerraumdecke 5 ausgebracht werden kann. Die Fallkurven des in den Feuerraum geförderten Brennstoffes sind durch Kurven 7 dargestellt. Zu diesem Zweck ist die Feuerraumdecke 5 vom ausbrandseiten Ende des Feuerraums 1 her bis zur Öffnung 6 für den Brennstoff abgesenkt, sodass über diesem abgesenkten Teil 5a der Feuerraumdecke 5 der Wurfbeschicker 4 Platz hat. In der durch die Absenkung zu bildenden oberen Stirnwand 8 ist die Öffnung 6 des Feuerraums. Die untere Stirnwand 13 des Feuerraums 1 bleibt unverändert. Dabei sind in diesem Beispiel die Stirnwand 8, 13 des Feuerraums 1 senkrecht angeordnet. Die Stirnwand 8, 13 könnte aber auch ganz oder teilweise schräg angeordnet sein, wobei die senkrechte Komponente überwiegen sollte. Sobald die waagrechte Komponente überwiegt, also die Wand mehr als 45° gegen die Senkrechte geneigt ist, muss man diese Wand bereits der Feuerraumdecke 5 zuordnen.
Die Feuerraumdecke 5 schließt den Feuerraum 1 an der Oberseite ab und weist eine Öffnung für den Abzug des Rauchgases 9 auf. Ein wesentlicher Teil der Feuerraumdecke ist in diesem Beispiel waagrecht angeordnet, dieser Teil umfasst hier etwa die halbe Länge des Rosts 2. Natürlich kann die Feuerraumdecke auch eine beliebige andere Form haben, die von der jeweiligen Anwendung, insbesondere vorn Brennstoff, abhängt. Bei anderen Anwendungen kann etwa die Öffnung für den Abzug des Rauchgases 9 größer oder kleiner sein.
Dadurch, dass die Öffnung 6 für den Brennstoff aus dem Wurfbeschicker 4 entgegen der Förderrichtung des Rosts 2 in den Feuerraum hineinversetzt wird, entsteht auf dem Rost 2 die Ausbrandzone 10, in welche direkt aus dem Wurfbeschicker 4 kein frischer Brennstoff 7 gelangen kann. Die Ausbrandzone 10 reicht daher zumindest von senkrecht unterhalb der Öffnung 6, also der oberen Stirnwand 8, bis zum austragseitigen Ende des Rosts 5. Die Ausbrandzone beträgt bei dieser Ausführung etwa ein Sechstel der Länge des Rostes.
Der frische Brennstoff 7 aus dem Wurfbeschicker 4 kann nur im übrigen Bereich 11 des Rosts 2 auftreffen. Die Verbrennung beginnt also in diesem Bereich 11 und setzt sich in der Ausbrandzone 10 fort, bis schließlich die am Ende des Rosts 2 übrig bleibende/-n Verbrennungsrückstände/Asche 12 ohne Nachverbrennung aus dem Feuerraum 1 gefördert werden/wird.
Statt einem Vorschubrost kann auch ein Wanderrost verwendet werden. Auch muss der Rost nicht waagrecht, sondern er kann auch leicht geneigt angeordnet sein, etwa um bis zu 7° gegen die Horizontale geneigt. Neben der hier beispielhaft gezeigten Ausführung kann der Rost auch in Stufen ausgeführt sein.

1: Feuerraum
2: Rost
3: Zugeführter Brennstoff
4: Wurfbeschicker
5: Feuerraumdecke
5a: abgesenkter Teil der Feuerraumdecke 5
6: Öffnung des Feuerraums für Brennstoff
7: in den Feuerraum geförderter Brennstoff, Kurven
8: obere Stirnwand des Feuerraums
9: Rauchgas
10: Ausbrandzone
11: Mit Brennstoff beaufschlagter Bereich
12: Asche, Verbrennungsrückstände
13: untere Stirnwand des Feuerraums

Claims

Verfahren zur Wurfbeschickung bei Feuerungsanlagen, bei welchem Brennstoff (3, 7) mittels eines Wurfbeschickers (4) auf einen im Feuerraum (1) angeordneten Rost (2) aufgebracht wird, wobei die Wurfrichtung der Förderrichtung des Rosts (2) entgegen gerichtet wird, wobei der Brennstoff (3, 7) unmittelbar unter der Feuerraumdecke (5) eingebracht wird, und zwar in Förderrichtung des Rosts (2) gesehen vor Ende des Rosts, sodass am Rost (2) zwischen dem Wurfbeschicker (4) und dem Ende des Rostes (2) eine Ausbrandzone (10) entsteht, die nicht mit frischem Brennstoff (3, 7) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil einer Stirnwand (8) des Feuerraums (1) durch einen abgesenkten Teil (5a) der Feuerraumdecke (5) nach innen in den Feuerraum versetzt und der Brennstoff (3, 7) am oberen Ende der oberen Stirnwand (8) eingebracht wird, und dass der Wurfbeschicker (4) ein Schleuderrad mit einer zumindest annähernd senkrechten Drehachse aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbrandzone (10) zwischen 15 und 40%, insbesondere zwischen 20 und 40%, der Länge des Rostes (2) beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Verbrennungsrückstände (12) am Ende des Rostes (2) aus dem Feuerraum (1) abgezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Rost (2) ein Vorschubrost werwendet wird.
Feuerungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend zumindest einen Feuerraum (1), einen darin angeordneten Rost (2) sowie einen Wurfbeschicker (4), mit welchem Brennstoff (3, 7) entgegen der Förderrichtung des Rosts auf den Rost (2) aufgebracht ist, wobei der Brennstoff (3, 7) mittels des Wurfbeschickers (4) unmittelbar unter der Feuerraumdecke (5) eingebracht ist, und zwar in Förderrichtung des Rosts (2) gesehen vor Ende des Rosts, sodass bei Betrieb des Wurfbeschickers (4) am Rost (2) zwischen Wurfbeschicker (4) und Ende des Rostes (2) eine Ausbrandzone (10) entsteht, die nicht mit frischem Brennstoff (3, 7) beaufschlagt ist dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil einer Stirnwand (8) des Feuerraums (1) durch einen abgesenkten Teil (5a) der Feuerraumdecke (5) nach innen in den Feuerraum versetzt ist und am oberen Ende der oberen Stirnwand (8) eine Öffnung (6) zum Einbringen des Brennstoffs (3, 7) vorgesehen ist, und dass der Wurfbeschickter (4) ein Schleuderrad mit einer zumindest annähernd senkrechten Drehachse aufweist.
Feuerungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbrandzone (10) zwischen 15 und 40%, insbesondere zwischen 20 und 40%, der Länge des Rostes (2) beträgt.
Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Rostes (2) ein Austrag vorgesehen ist, mit welchem Verbrennungsrückstände (12) aus dem Feuerraum (1) abgezogen werden sind.
Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (2) ein Vorschubrost ist.