DE1030959B

DE1030959B - Cyclone firing with two cyclone chambers arranged one above the other

Info

Publication number: DE1030959B
Application number: DEO3845A
Authority: DE
Inventors: Franz Huebner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-09-20
Filing date: 1954-09-20
Publication date: 1958-05-29

Description

Zyklonfeuerung mit zwei übereinander angeordneten Zyklonkammern l fit der F,rfindung soll bei einer Zyklonfeuerung mit zwei übereinander angeordneten Zyklonkammern, zwischen denen eine Trennwand mit mittlerer Abzugsöffnung für die Rauchgase des unteren Zyklons vorgesehen ist, die Aufgabe gelöst werden, sowohl die flüssige Schlacke als auch die Feuergase der einander beeinflussenden Zyklonkaminern derart zu führen, daß weder die aus dein oberen Zyklon abfließende Schlacke den Brennvorgang itn unteren Zyklon noch die aus dem unteren Zyklon abziehenden Feuergase den Breinivorgang im oberen Zyklon störend beeinflussen. Es soll erreicht werden, daß die aus dein oberen Zyklon abfließende Schlacke nicht den Feuergaswirbel des unteren Zyklons kreuzt und daß ferner die aus der Abzugsöffnung des unteren Zyklons austretenden Feuergase zu einem geschlossenen Ganzen sich mit den Feuergasen des oberen Zyklon: vereinen.Cyclone furnace with two cyclone chambers arranged one above the other l Fit of the invention should be with a cyclone furnace with two arranged one above the other Cyclone chambers, between which a partition with a central outlet opening for the Flue gases of the lower cyclone is provided to be solved both the liquid slag as well as the fire gases of the cyclone chimneys that influence each other to lead in such a way that neither the slag flowing out of your upper cyclone The combustion process in the lower cyclone still contains the flue gases that are withdrawn from the lower cyclone interfering with the pulp process in the upper cyclone. It should be achieved that the slag flowing out of your upper cyclone does not affect the vortex of the fire gas lower cyclone crosses and that also from the outlet opening of the lower cyclone escaping fire gases to form a closed whole with the fire gases of the upper cyclone: unite.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung eine nach außen abfallende Trennwand zwischen den beiden Zyklonen vor, die mit ihrem tiefsten Rand unmittelbar in die Wandung des unteren Zyklons übergeht und an ihrem Umfang Schlackendurchtrittslocher zum Durchtritt der flüssigen Schlacke aus dem oberen in den unteren Zyklon aufweist. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen. daß sich an die zentrale Al>ztigsiifl'niing der Trennwand ein nach oben konisch erweiterter Käfig aus Kesselrohren anschließt, der sich durch die Mitte des oberen Brennraumes zur c:beren Austrittsöffnung erstreckt und dessen Rohre nach oben sich erweiternde Spalte bilden.To solve the problem posed, the invention provides an outward approach sloping partition between the two cyclones in front, the one with its deepest edge merges directly into the wall of the lower cyclone and has slag through holes on its circumference for the passage of the liquid slag from the upper to the lower cyclone. It is also provided according to the invention. that to the central Al> ztigsiifl'niing the partition wall is joined by a cage made of boiler tubes, which is widened conically at the top, which extends through the middle of the upper combustion chamber to the upper outlet opening and the tubes of which form upwardly widening gaps.

1-Iierdurch wird erreicht, daß die Schlacke des oberen Zyklons unmittelbar auf die Wandung des unteren Zyklons geleitet wird und die Feuergase des oberen Zyklons durch die sich nach oben erweiternden Spalte des Rohrkäfigs in den aus dein unteren Zyklon austretenden Feuergaswirbel eintreten. Die nach der Erfindung ausgebildete Doppelzyklonfeuerung kann auch bei Teil- oder Schwachlast mit flüssigem Schlackenabfluß betrieben werden.1-Iierdurch is achieved that the slag of the upper cyclone immediately is directed onto the wall of the lower cyclone and the fire gases of the upper cyclone through the upward widening column of the pipe cage into the one from your lower Enter the vortex of fire gas exiting the cyclone. The trained according to the invention Double cyclone firing can also be used at partial or low loads with liquid slag drainage operate.

Bei einer Zyklonfeuerung mit einem einzigen Zyklon ist es bekannt, in dem verengten oberen Feuergasaustritt einen zylindrischen Rohrkörper anzuordnen und zwischen der Außenwandung des Rohrkörpers und der gegenüber der Zyklon Wandung .,erengten Austrittsöffnung einen Ringspalt für deti Rückfluß von Flugkoks od. dgl. aus dem über dem Zyklon angeordneten Strahlwngs.raum in die Schmelzkammer frei zu lassen. Bei dieser Anordnung kreuzen jedoch die aus den Ringraum in den Zyklon abfließenden Rückstände den Feuergaswirbel des Zyklons und stören somit den -1,'ürl>renn.ungsvorgang.In the case of cyclone firing with a single cyclone, it is known to arrange a cylindrical tubular body in the narrowed upper flue gas outlet and between the outer wall of the tubular body and the wall opposite the cyclone ., Narrowed outlet opening an annular gap for deti backflow of flying coke od. Like. from the jet space above the cyclone into the melting chamber permit. In this arrangement, however, those flowing out of the annulus cross into the cyclone Residues destroy the cyclone's fire gas vortex and thus disrupt the process of running.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der EriincItni#g schematisch dargestellt. Fig.1 ist ein lotrechter Achsschnitt durch den unteren Teil der Kesselfeuerungsanlage, Fig. 2 ein senkrechter Achsschnitt zu dein Schnitt der Fig. 1 ; die äußere Kesselumhüllung ist in dieser Darstellung fortgelassen; Fig. 3 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie III-I11 der Fig. 1.In the drawing, an embodiment of the EriincItni # g is schematic shown. Fig. 1 is a vertical axial section through the lower part of the boiler furnace, FIG. 2 shows an axial section perpendicular to the section in FIG. 1; FIG. the outer shell of the boiler is omitted from this illustration; Fig. 3 is a horizontal section according to the line III-I11 of FIG. 1.

Fig.4 ein waagerechter Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1.FIG. 4 is a horizontal section along the line IV-IV in FIG. 1.

Die Wandung 1 des unteren Zyklons besteht in beicainiter Weise aus Rohren 2, die in einer Schamotteschicht eingebettet sind. Die Wandung 3 des oberen Zyklons wird in bekannter Weise durch die nach oben hin weitergeführten, ebenfalls in einer Schamotteschicht eingebetteten Rohre 2 gebildet. Der Boden 4 des unteren Zyklons ist schräg abwärts gegen das zentrisch angeordnete Schlackenloch 5 geneigt. damit die flüssige Schlacke dem Loch 5 zufließen kann. Der Brennraum 6 des unteren Zyklons wird in bekannter Weise durch eine Anzahl tangential in die Wandung 1 eingeführter Düsen 7 finit Brennstoff und Verbrennungsluft beschickt.The wall 1 of the lower cyclone consists of beicainiter Pipes 2, which are embedded in a firebrick layer. The wall 3 of the upper Cyclone is carried out in a known manner by the upward, likewise Pipes 2 embedded in a firebrick layer are formed. The bottom 4 of the lower The cyclone is inclined downwards towards the centrally arranged slag hole 5. so that the liquid slag can flow into the hole 5. The combustion chamber 6 of the lower Cyclones are introduced tangentially into the wall 1 in a known manner by a number Nozzles 7 finitely fed fuel and combustion air.

Der untere Zyklon ist für eine Last kleiner als 50 v. H. der Nennlast des Kessels ausgelegt.The lower cyclone is for a load less than 50 v. H. the nominal load of the boiler.

Der ollere Zyklon ist für eine Last größer als 50 v. 1I. der Nennlast des Kessels ausgelegt.The older cyclone is for a load greater than 50 v. 1I. the nominal load of the boiler.

Sein I')ocleit besteht aus zwei Flächen 8 und 9, die schräg abwärts geneigt sind und winklig gegeneinanderstolien. Die Bodenflächen 8 und 9 werden von den iii Schainotteinasse eingebetteten Rohren 2 gebildet, die von den unteren Sammlern 10 ausgehen. Die Bodenfläche 9 läßt in der Mitte eitle Verbindungsöffnung 11 zwischen dem unteren und oberen Zyklon frei. Die in der Bodenflache g eingebetteten Rohre 2 setzten sich als Rohrkäfig nach oben fort. Dieser Rohrkäfig ist als Kegelstumpf ausgebildet und fällt mit seiner unteren Öffnung mit der Durchtrittsöffnung 11 zusammen, während er sich nach oben erweitert. Die den Rohrkäfig bildenden Rohre 12 sind in bekannter Weise mit einer Schamotteschicht umgeben. Durch den Rohrkäfig erhält der Brennraum 13 des oberen Zyklons die Form einer Ringkammer, deren innere Wand, da die Rohre 12 mit .Abständen zueinander verlegt sind, Durchbrechungen 14 aufweist. Durch den Innenraum des Rohrkäfigs 12 ziehen die Rauchgase des unteren Zyklons in einen darüber befindlichen Strahlungsraum 18. Ist auch der obere Zyklon mit in Betrieb - er wird ebenfalls durch tangential in seinen Brennraum 13 mündende Düsen 15 mit Brennstoff und Verbrennungsluft beschickt -so treten die Rauchgase aus der Ringkammer 13 durch die Durchbrechungen 14 hindurch und entweichen nach oben in den Strahlungsraum 18.Its I ') ocleit consists of two surfaces 8 and 9 , which are sloping downwardly at an angle and stolien against each other at an angle. The bottom surfaces 8 and 9 are formed by the pipes 2 embedded in bulkhead, which extend from the lower headers 10. The bottom surface 9 leaves void connecting opening 11 free in the middle between the lower and upper cyclone. The tubes 2 embedded in the bottom surface g continued upward as a tube cage. This tube cage is designed as a truncated cone and coincides with its lower opening with the passage opening 11, while it widens upwards. The tubes 12 forming the tube cage are surrounded in a known manner with a firebrick layer. The tube cage gives the combustion chamber 13 of the upper cyclone the shape of an annular chamber, the inner wall of which has openings 14, since the tubes 12 are laid at a distance from one another. The flue gases of the lower cyclone pull through the interior of the tubular cage 12 into a radiation space 18 above from the annular chamber 13 through the openings 14 and escape upward into the radiation space 18.

In dem Winkel, den die beiden Bodenflächen 8 und 9 miteinander bilden, sind Schlackendurchtrittslöcher 16 vorgesehen. Sie liegen, wie aus Fig. 1 erkeimbar ist, in unmittelbarer Nähe der inneren Wandung 17 des unteren Zyklons und sind, damit die flüssige Asche des oberen Zyklons ungehindert in dem unteren Zyklon abwärts fließen kann, gegen den l-auchgaswirbel abgeschirmt. Hierzu sind Rohre 19 torgesehen, die aus der von den Rohren 2 gebildeten Wand des unteren Zyklons abgezweigt und in den Brennraum 6 des unteren Zyklons hineingebogen und nach oben weitergeführt sind. Hier bilden sie einen Teil des konischen Rohrkäfigs 12. Die Rohre 19 sind ebenfalls wie die Rohre 2 in bekannter Weise in einer Schamotteschicht eingebettet. Sie sind, wie dies aus den Fig. 1, 2 und 4 ersichtlich ist, so gebogen, daß sie den Rauchgasen des unteren Zyklons einen Drall Mach oben hin verleihen. Auf diese Weise werden die Rauchgase von dem Schlackenfluß ferngehalten.At the angle that the two bottom surfaces 8 and 9 form with one another, slag through holes 16 are provided. As shown in FIG. 1, they are germinable is, in the immediate vicinity of the inner wall 17 of the lower cyclone and are, so that the liquid ash of the upper cyclone freely descends in the lower cyclone can flow, shielded against the oil vortex. For this purpose pipes 19 are seen, which branched off from the wall of the lower cyclone formed by the tubes 2 and bent into the combustion chamber 6 of the lower cyclone and continued upwards are. Here they form part of the conical tube cage 12. The tubes 19 are also like the pipes 2 embedded in a fireclay layer in a known manner. They are, as can be seen from FIGS. 1, 2 and 4, bent so that they give the flue gases of the lower cyclone a twist Mach at the top. To this Way, the flue gases are kept away from the slag flow.

Da die Brennkammer 6 des unteren Zyklons für eine Last kleiner als 50 v. H. der Nennlast des Kessels ausgelegt ist, ist die Oberfläche der unteren Brennkammer verhältnismäßig klein, die abgestrahlte Wärme daher gering, so daß die Rauchgastemperatur hoch bleibt. Dadurch kann die Schlacke in flüssigem Zustande leicht abgezogen werden, wenn der Kessel nur mit dem unteren Zyklon, also mit Schwachlast gefahren wird, was bis etwa 15 v. H. der Kesselleistung möglich ist.Since the combustion chamber 6 of the lower cyclone for a load less than 50 BC H. The nominal load of the boiler is designed, the surface is the lower Combustion chamber relatively small, so the radiated heat is low, so that the Flue gas temperature remains high. This allows the slag to be in a liquid state can be easily withdrawn if the boiler is only connected to the lower cyclone, i.e. with a low load is driven, which was up to about 15 BC. H. the boiler output is possible.

Wird der Kessel mit beiden Zyklonen gefahren, so fließt die Schlacke des oberen Brennraumes 13 in flüssigem Zustand im Strömungsschatten hinter den Rohrschirmen 19 ungehindert im unteren Brennraum 6 abwärts und aus dem Schlackenloch 5 in das nicht weiter dargestellte, in üblicher Weise vorhandene Wasserbad, wo sie granuliert.If the boiler is operated with both cyclones, the slag flows of the upper combustion chamber 13 in the liquid state in the flow shadow behind the pipe screens 19 downwards unhindered in the lower combustion chamber 6 and out of the slag hole 5 into the not shown, in the usual way existing water bath, where it granulates.

Ist die obere Brennkammer 13 außer Betrieb, so tritt ein Teil der Rauchgase durch die Durchbrechungen 14 des Rohrkäfigs 12 in den Ringraum 13 und wird durch den sich hinter den Rohrschirmen 15 bildenden Unterdruck durch die Schlackenabflußlöcher 16 in die Brennkammer 6 zurückgesaugt. Dadurch wird verhindert, daß die Schlackeitabflußlöcher ,:eipfrieren«. Bei diesem Betriebszustand wird durch die beschriebene Ausbildung des oberen Zyklons erreicht, daß sich die von den rotierenden Gasmengen etwa noch mitgerissenen Ascheteilchen an den Rohren des Käfigs 12 absetzen.If the upper combustion chamber 13 is out of operation, part of the Flue gases through the openings 14 of the tubular cage 12 into the annular space 13 and is through the slag drainage holes through the negative pressure forming behind the pipe shields 15 16 sucked back into the combustion chamber 6. This prevents the slag drainage holes ,: to freeze «. In this operating state, the training described of the upper cyclone achieved that the amount of rotating gas is about Entrained ash particles settle on the tubes of the cage 12.

Wird rler obere Zyklon mit in Betrieb genommen, so werden durch die im Inneren des Rohrkäfigs herschende größere Rauchgasgeschwindigkeit durch die Durchbrechungen 14 des Rohrkäfigs 12 hindurch die Rauchgase der oberen Brennkammer 13 abgezogen. Der Rohrkäfig wirkt auch noch als Schlackenfänger. Die Wirbelbildung wird auf ein Minimum herabgesetzt und der Zugverlust verringert.If the upper cyclone is started up, the Inside the pipe cage there is greater smoke gas velocity through the openings 14 of the tube cage 12, the flue gases from the upper combustion chamber 13 are drawn off. The pipe cage also acts as a slag catcher. The vortex formation is on a Reduced the minimum and the loss of traction reduced.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet mit zwei senkrecht übereinander angeordneten Zyklonen. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, sie erstreckt sich auch auf die Anordnung mehrerer solcher Zyklone, die hintereinander geschaltet und in der beschriebenen Weise ausgebildet sind. Die Erfindung ist auch nicht nur für Kesselanlagen zur Dampferzeugung anwendbar, sondern für jegliche andere Industrieanlagen, die eine Kohlefeuerung aufweisen und/oder Rauchgase hoher Temperatur benötigen.The embodiment described works with two vertically one above the other arranged cyclones. However, the invention is not restricted to this, it extends also rely on the arrangement of several such cyclones, which are connected in series and are designed in the manner described. The invention is also not only applicable for boiler systems for steam generation, but for any other industrial system, which are coal-fired and / or require high-temperature flue gases.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cyclone firing with two superimposed Cyclone chambers, between which a partition with a central outlet opening for the Flue gases of the lower cyclone is provided, characterized in that 'the partition slopes outwards, with its deepest edge directly into the wall of the lower one Cyclone passes over and on its circumference slag through holes for the passage of the having liquid slag from the upper to the lower cyclone.

2. Cyclone firing according to claim 1, characterized in that all the central exhaust opening A cage made of boiler tubes (12), which widens conically at the top, is connected in the partition wall, which runs through the middle of the upper combustion chamber (13) to the upper outlet opening extends and the tubes form upwardly widening column.

3. Cyclone firing according to claims 1 and 2, characterized by a arranged in the lower combustion chamber, Screen (19) formed from boiler tubes for deflecting the flue gases from the Slag drainage holes (16).

4. cyclone furnace according to claim 3, characterized in that that the boiler tubes of the umbrella are parts of the tube cage (12).

5. Cyclone firing according to claims 3 and 4, characterized. that the tubes of the umbrella (19) are bent in such a way that they give the flue gases an upward twist. Considered publications: German patent applications D 9781 V / 241, K 11222 1 a / 24 1; "Energie" magazine, 1950, p. 43, image 1; VGB announcements, 1953. P.361, fig.27.