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Verfahren zur selbsttätigen Feuerungsregelung einer Zyklonfeuerung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Feuerungsregelung einer der
Beheizung eines Wärmeaustauschers, insbesondere eines Dampferzeugers, dienenden
Zyklonfeuerung mit mehreren Muffeln, wobei in Abhängigkeit von der nutzbar abgegebenen
Wärmemenge die Brennstoffmenge bei Gleichhaltung der der Brennstofförderung dienenden
Erstluftmenge verändert wird. Sie besteht darin, daß in Abhängigkeit vom Luftüberschuß
der die einzelnen Zyklonmuffeln verlassenden Feuergase die Gesamtluftmenge vor dem
Eintritt in die Zyklonmuffel in an sich bekannter Weise durch den Strömungsquerschnitt
verändernde Düsen geregelt wird und daß ferner der vor diesen Düsen herrschende
Druck mit Hilfe der Leitschaufelregelung des Frischluftgebläses verändert wird.
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Die selbsttätige Feuerungsregelung einer Zyklonfeuerung, insbesondere
einer mit mehreren Muffeln, bietet besondere Schwierigkeiten, einerseits weil einzelne
Muffeln ab- und zugeschaltet werden müssen, andererseits weil mit so hohen Pressungen
gearbeitet wird, daß zum Teil nicht mit einfacher Drosselung, sondern auf gleichbleibende
Austrittsgeschwindigkeit bzw. entsprechenden Vordruck vor den Düsen geregelt werden
muß. Ferner hat jede Muffel eine Mehrzahl von Brennstoff-Erstluft- und -Zweitluftdüsen,
deren Abhängigkeit voneinander festgelegt werden muß.
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Es ist ferner bekannt, bei einem für die Einschmelzung von Flugasche
bestimmten Zyklon die Luftmenge unverändert zu belassen und die Zusatzbrennstoffmenge
in Abhängigkeit von dem Sauerstoffüberschuß der die Zyklonmuffel verlassenden Feuergase
zu verändern.
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Es ist bekannt, bei der selbsttätigen Regelung einer Feuerung die
gesamte Verbrennungsluftmenge und die gesamte zugeführte Brennstoffmenge in Abhängigkeit
von der nutzbar abgegebenen Wärmemenge, etwa gemessen als Dampfmenge, zu verändern.
Bei der mit mehreren Muffeln ausgestatteten Zyklonfeuerung ist es ferner bekannt,
einen Teil der Verbrennungsluft in unveränderlicher Menge als Trägerluft für den
Brennstoff zu benutzen und eine Voreinstellung der Drosselklappen an den Zweitluftdüsen
entsprechend den jeweiligen Erfordernissen vorzunehmen und unter Beibehaltung dieser
Voreinstellung sämtliche Zweitluftdrosselklappen gemeinsam gemäß der Belastung zu
verstellen.
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Bei dem mit der Zyklonfeuerung angestrebten Luftüberschuß von 5 bis
1Q11% ist diese allgemeine Regelung nicht ausreichend und bedarf einer Nachregelung,
welche gemäß der Erfindung inAbhängigkeit von dem Luftüberschuß, der in den die
einzelne Muffel verlassenden Feuergasen herrscht, vorgenommen wird. Der Luftüberschuß
kann unmittelbar gemessen werden, doch sind auch Temperaturmessungen des aus der
Muffel austretenden Feuergases oder der aus ihr abfließenden flüssigen Schlacke
als Grundwerte für diese Regelung brauchbar. Ferner wird gemäß der Erfindung der
vor den Zweitluftdüsenklappen der Muffeln herrschende Vordruck geregelt, um eine
möglichst gleichbleibende Austrittsgeschwindigkeit der Zweitluft zu erzielen.
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Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß jede Muffel, ob sie vollbelastet
ist oder nicht, mit bester Verbrennung arbeitet. Dies aber ist nicht nur für den
Wirkungsgrad, sondern auch für die Aufrechterhaltung des Schlackenflusses wichtig.
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Das Regelverfahren kann dadurch vereinfacht werden, daß die Inbetriebnahme
und die Außerbetriebnahme einzelner Muffeln von Hand vorgenommen wird, etwa nach
einem allgemeinen Belastungsanzeiger. Soll sie selbsttätig erfolgen, so muß eine
Stufenregelung vorgenommen werden, wonach ein Über-bzw. Unterschreiten gewisser
Grenzwerte das An-bzw. Abstellen der Brennstoff- bzw. Luftzufuhr zu einer Muffel
zur Folge hat. Soll bei kalter Muffel auch noch das Anwärmen mit einem anderen Brennstoff
selbsttätig vorgenommen werden, so sind entsprechende temperaturabhängige Regelvorrichtungen
einzubauen.
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Wenn für jede Muffel mehrere rotierende Brennstoffzuteiler vorgesehen
sind, so kann deren Drehzahl inAbhängigkeit von Luftüberschuß beeinflußt werden.
Die Luftüberschußzahl ist, obwohl bei hohen Temperaturen schwer meßbar, eine wichtige
Meßgröße, da der Fließzustand der Schlacke von der Feuerraumtemperatur und diese
vom Luftüberschuß abhängt.
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Eine Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Der Dampferzeuger 1 wird
mit Hilfe der Zyklonmuffeln 2 und 3 befeuert. Die Abgase dieses Dampferzeugers beheizen
den Lufterhitzer 4 und werden von einem Gebläse 5 angesaugt und ins Freie befördert.
Durch eine gemeinsame, mit Meßdüsen 6 versehene Leitung 7 saugen die Gebläse 8,
9 durch die Leitungen 10, 11 aus dem Freien Luft an und drücken sie durch die beiden
Rohrleitungen 12, 13 und die entsprechenden Ableitungen 14, 15 des Lufterhitzers
und die Rohrleitungen 16, 17 in die Muffeln 2, 3. Die Lufterhitzergruppen 14, 15
sind eintrittsseitig durch die Ausgleichleitung 18 und austrittsseitig durch die
Ausgleichleitung 19 verbunden.
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Der Brennstoff wird aus den Bunkern 20, 21 mittels rotierender Zuteiler
22, 23 in geregelter Menge durch Fallrohre 24, 25 den Schlägermühlen 26, 27 zugeführt.
Den Mühlen werden ferner heiße Abgase zugeführt, welche aus dem Abgaskanal zwischen
dem Lufterhitzer 4 und dem Saugzuggebläse 5 mittels Rohrleitungen 28, 29 entnommen
und von Gebläsen 30, 31 auf den erforderlichen Druck gebracht werden. Der in den
Mühlen im Mahltrocknungsverfahren aufbereitete Brennstoff wird von den Brüden durch
die Rohrleitungen 32, 33 den Fliehkraftabscheidern 34, 35 zugeführt. In ihnen fällt
das Mahlgut aus und wird mittels Schleusen 36, 37 in den zweiteiligen Staubbunker
38, 39 eingeführt. Die Brüden werden durch die Rohrleitungen 40, 41 von den Gebläsen
42, 43 angesaugt und zum Teil durch die Leitungen 44, 45 in die Leitungen 28, 29
zurückgefördert, zum Teil durch die Leitungen 46, 47 in das Elektrofilter 48 gedrückt,
aus dem die gereinigten Brüden durch den Stutzen 49 ins Freie entweichen. Der abgeschiedene
Staub wird mittels Schleuse 50 und umschaltbarer Verzweigung 51 einem der Bunker
38, 39 zugeleitet.
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Die Mühlen 26, 27 hängen mit der selbsttätigen Feuerungsregelung nicht
unmittelbar zusammen. Die ihnen zugeführte Brennstoffmenge wird durch Drehzahländerung
der Zuteiler 22, 23 in Abhängigkeit vom Füllungsgrad der Bunker 38, 39 geregelt.
Es können auch eine oder beide Mühlen außer Betrieb sein, wenn die Bunker 38, 39
genügend gefüllt sind. Ist nur eine Mühle in Betrieb, so bewirken die Ausgleichsleitungen
18, 19 eine gleichmäßige Beaufschlagung der Lufterhitzergruppen 15, 14.
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Die Brüdentemperatur in den Sichtern 52, 53 der Mühlen 26, 27 wird
auf einem bestimmten Wert gehalten, etwa 90° C, indem ein Thermostat 54, 55 über
die Impulsleitung 56, 57 die Verstellung der Drosselklappen 58, 59 in den Leitungen
28,29 veranlaßt.
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Damit in den Staubförderleitungen keinerlei Staubablagerungen auftreten
können, wird die durch die Leitungen 32, 33 strömende Brüdenmenge konstant gehalten.
Das geschieht mittels Drosselklappen 60, 61 in den Leitungen 40, 41, welche in Abhängigkeit
von den Meßwerten der Meßblenden 62,63 über die Impulsleitungen 64, 65 gesteuert
werden. Auch die durch die Leitungen 44, 45 rückgeführte Brüdenmenge wird gleichbleibend
gehalten mit Hilfe von Drosselklappen 66, 67, welche von den Meßblenden 68, 69 über
die Impulsleitungen 70, 71 gesteuert werden. Die Art, wie der von einer Meßvorrichtung
kommende Impuls durch Verstärkung oder durch Beeinflussung eines Hilfsmittels zur
Bewegung von Drosselklappen nutzbar gemacht wird, wird als bekannt vorausgesetzt.
Daher wird zur Vereinfachung in der Abbildung der Geber jeweils durch die Impulsleitung
unmittelbar mit der zu steuernden Klappe verbunden.
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Aus den Bunkern 38, 39 wird der Brennstaub mittels der rotierenden
Walzenzuteiler 72, 73, 74, 75 den Leitungen 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83 zugeführt,
welche zu den entsprechenden Brennstoffdüsen zu den Muffeln 2, 3 führen. Diesen
Leitungen wird Heißluft aus den Leitungen 16, 17 durch die Abzweigleitungen 83,
85 zugeführt. Die Hauptmenge der Heißluft strömt durch die Leitungen 86, 87 zu den
Zweitluftdüsen der Zyklonmuffeln 2, 3. Die Menge des zugeteilten Staubes und der
Luft werden entweder unmittelbar von der nutzbar gemachten Wärmemenge (Dampfmenge,
Dampfdruck) gesteuert oder eine unmittelbar und die andere in Abhängigkeit von ihr.
Die Drehzahlsumme der Zuteiler 72 bis 75 dient als Rückmeldung für die Brennstoffmenge,
die mittels Düse 7 gemessene Größe des Druckabfalles als Rückmeldung für die Luftmenge.
Die Drosselung der Luftmenge erfolgt durch Leitschaufelregelung an den Gebläsen
8, 9.
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In Abhängigkeit von der Drehzahlsumme der Brennstoffzuteiler einer
Zyklonmuffel wird ferner die Stellung der Zungenklappen in den Zweitluftdüsen dieser
Muffel verändert. Dadurch wird der Vordruck vor den Düsen und damit die Austrittsgeschwindigkeit
der Luft aus diesen Düsen annähernd gleichbleibend gehalten. Ferner muß das Verhältnis
der Zuteilerdrehzahlsummen der Zyklone die Luftmenge beeinflussen. Wenn etwa der
Zuteiler 72 infolge einet Störung steckenbleibt, erhält bei voller Drehzahl die
Muffel 2 nur halb so viel Brennstoff wie die Muffel 3. Deshalb sind in die Leitungen
86, 87 die Drosselklappen 88, 89 eingebaut, welche von dem Verhältnis der Drehzahlen
derart beeinflußt werden, daß sie bei dem Wert 1 offen sind, während bei Absinken
des Zählers die Klappe 88 und bei Absinken des Nenners die Klappe 89 drosselt. Als
Rückmeldung dient das Verhältnis der mittels der in die Leitungen 16, 17 eingebauten
Düsen 90, 91 gemessenen Luftmengen.
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Das Verhältnis Brennstoff zu Luft wird durch unmittelbare Messung
des Luftüberschusses, notfalls durch Temperaturmessung der Feuergase am Austritt
aus den einzelnen Zyklonmuffeln oder aus dem Nachverbrennungsraum bestimmt und der
Regelung der Brennstoffzuteilung als Korrekturwert überlagert. Auf diese Weise werden
die volumetrisch nicht erfaßbaren Heizwertschwankungen des Brennstoffes berücksichtigt.
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Die den Brennstoff tragende Erstluftmenge beträgt nur etwa 201/o der
Gesamtluftmenge und wird der Einfachheit der Regelung wegen und auch mit Rücksicht
auf die gleichmäßige Austrittsgeschwindigkeit bei allen Belastungen unverändert
bleiben. Zu diesem Zweck sind in die Leitungen 84, 85 Drosselklappen 92, 93 eingebaut,
welche von den Meßblenden 94, 95 über die Impulsleitungen 96, 97 gesteuert werden.
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Das Zu- und Abschalten einer Zyklonmuffel kann durch Verkettung der
Steuerung mehrerer Muffeln mit verschiedener Regelfeinheit oder durch Stufenschaltung
bewirkt werden. Im allgemeinen wird es genügen, die Zuteiler 72, 74 oder 73, 75
von Hand -ein- oder auszuschalten und die Klappen 98 bzw. 99
in den
Leitungen 16, 17 zu öffnen oder zu schließen.
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Damit bei den verschiedenen Regelmaßnahmen der üblicherweise in der
Muffel vorhandene Überdruck nicht störend wirkt, wird gemäß der Erfindung der Druck
in der Muffel auf ±:0 gehalten und in Abhängigkeit von diesem Wert die Förderleistung
des Saugzuggebläses durch Drosselregelung oder Drehzahl= änderung verändert.