DE1069805B - Verfahren und Feuerungsanlage zur Verbrennung fester Brennstoffe in Rost- oder Schachtfeuerungen, unter Rückführung kalter Rauchgase - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich' auf ein Verfahren zur Verbrennung fester Brennstoffe auf Feuerungen, insbesondere Rostfeuerüngen oder Schachtfeuerungen, unter Rückführung kalter Rauchgase. Sie bezweckt, die bisher bekannten, in dieser Weise durchgeführten Verfahren mit dem Ziele einer gelenkten Verbrennung der Brennstoffe und Erzielung eines rieselfähigen Rückstandes, der in einfacher Weise mechanisch oder automatisch entfernt werden kann, zu verbessern. Bei jeder Verbrennung fester Brennstoffe verbleiben feste Rückstände, deren Stückgröße von der Temperatur und Leistung der Feuerungen bzw. der spezifischen Belastung derselben abhängt. Je nach der Höhe des Schlackenschmelzpunktes des zur Verbrennung kommenden festen Brennstoffes, der Belastung der Feuerung und der Temperatur der Verbrennungsluft fallen nämlich verschieden große Schlackenstücke an, wobei die Verschlackung derart sein kann, daß die Leistung und der Wirkungsgrad der Feuerungsanlage leiden. Darüber hinaus bringt die Entfernung grober Schlackenstücke, ao insbesondere bei kleineren Feuerungen, eine unangenehme Belastung mit Handarbeit mit sich.

Gerade bei kleineren Feuerungen, beispielsweise für Heizungskessel und andere kleinere, industrielle Feuerungen, soll jedoch der Betrieb so bequem wie möglich sein, d. h. unter Ausschaltung von Handarbeit sowohl bezüglich der Brennstoffzufuhr als auch der Entfernung der Verbrennungsrückstände automatisiert werden.

Die hierfür wesentliche Erzielung des Verbrennungsrückstandes von rieselfähiger Beschaffenheit ist sowohl für die Entfernung der Schlacke aus dem Feuerungsbett als auch für die Weiterbeförderung in die für die Sammlung dieser Rückstände vorgesehenen Behälter von Interesse.

Gemäß der Erfindung wird die gelenkte Verbrennung unter Anfall eines gleichmäßigen, keine großen Schlackenstücke bildenden und in rieselfähigem Zustand befindlichen Rückstandes dadurch erreicht, daß kalte Rauchgase in solcher Menge zurückgeführt werden, daß der Sauerstoffgehalt des Gemisches aus Luft und zugesetzten kalten Rauchgasen wenigstens annähernd in der Größenordnung von 15 bis 17 Volumprozent liegt. Um unter diesen Bedingungen die Verbrennung aufrechtzuerhalten, d. h. eine Verstopfung der Luft- und Gaswege im Brennstoffbett durch den Anfall der feinkörnigen Asche zu verhindern, wird gleichzeitig, beispielsweise durch pneumatische oder mechanische Mittel, der untere Teil des Brennstoffbettes in eine solche Rüttelbewegung versetzt, daß nicht nur eine völlige Trennung des Rückstandes von restlichem, noch unverbranntem Brennstoff erfolgt, sondern der verhältnismäßig feinkörnige Rückstand durch die Spalten des Rostes nach unten fällt.

Die Rückführung von Rauchgasen ist an sich seit Verfahren und Feuerungsanlage
zur Verbrennung fester Brennstoffe

in Rost- oder Schachtfeuerungen,
unter Rückführung kalter Rauchgase

Anmelder:

Bergwerksverband G.m.b.H.,
Essen-Kray, Dortmunder Str. 151

Dr.-Ing. Wilhelm Gumz, Essen-Bredeöey,
ist als Erfinder genannt worden

langem bekannt. Bei den bisherigen Vorschlägen fehlt aber die Erkenntnis, daß eine Beeinflussung der Temperaturverhältnisse im Brennstoffbett, die die vollständige Vermeidung einer groben Schlackenbildung und den Anfall einer feinkörnigen und rieselfähigen Asche zum Ziel hat, eine Rauchgasrückführung mindestens in der Größenordnung von 30 bis 50 °/o Rauchgasgehalt im Rauchgas-Luft-Gemisch erfordert und gleichzeitig für eine sofortige Abfuhr der anfallenden Rückstände gesorgt werden muß, um die Verbrennung aufrechtzuerhalten und einen vollständigen Ausbrand zu erzielen.

Als Rüttelvorrichtung zur Durchführung des erfindungsmäßigen Verfahrens eignet sich beispielsweise ein Rost, bei dem jeder zweite Roststab derart angehoben werden kann, daß eine freie Rostspaltbreite entsteht, die mehr als doppelt so groß ist als die normale freie Rostspaltbreite. Vorzugsweise geht man dann so vor, daß durch den das Brennstoffbett tragenden Rost mindestens während des Rüttelvorganges, vorzugsweise aber dauernd keine Luft geschickt wird, um den freien Durchfall der Rückseite durch den Rost nicht zu hemmen.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, im Bereich höchster Belastungen der Feuerung in das zurückgeführte Rauchgas zusätzlich Wasser vor dem Eintritt des Rauchgases in den Rücksaugventilator einzuspritzen. Die Einspritzung kann dabei bei einer bestimmten Rauchgastemperatur mit Hilfe eines Maximal-Kontaktes erfolgen. An sich ist auch die Einspritzung von Wasser in zurückgeführte Rauchgasmengen bekannt, dient jedoch bei den bekannten Verfahren nur zur dauernden Anfeuchtung des Rauchgases und nicht in Form einer zusätz-

909 650/110

lichen Einführung zur Steigerung der Leistung der Feuerung bei Spitzenbelastungen.

Vorzugsweise steuert man die die Menge der zurückgeführten Rauchgase regelnden Vorrichtungen in Abhängigkeit von der Kessel- bzw. Feuerungsbelastung derart, daß bei kleineren Belastungen eine kleinere, bei höheren Belastungen eine größere Rauchgasmenge zurückgesaugt und bei Spitzenbelastungen zusätzlich Wasser eingespritzt wird. Dadurch wird entsprechend gleichsinnig in Richtung der angedeuteten Pfeile A, B hin- und herbewegt werden, wobei sich die Abstände zwischen den festen und den beweglichen Roststäben dauernd verändern und im Maximum so vergrößert werden, daß die feinkörnigen Rückstände nach unten in den Aschenraum durchfallen können.

Bei dem in Fig. 3 vereinfacht dargestellten Rost erfolgt die Rüttelbewegung durch Anheben der Roststäbe 22 um das Auflager 23 mit Hilfe eines Schwenk-

den jeweiligen Erfordernissen einerseits die Rück- io hebels 24, der um die Drehstelle 25 bei Einwirkung führmenge des Rauchgases auf dem als notwendig erkannten Wert oder wenigstens innerhalb des als notwendig erkannten Bereiches gehalten und andererseits eine unwirtschaftliche, zu hohe Rücksaugung vermieden, während bei Spitzenbelastungen eine zusätzliche 15 größert, sondern zugleich auch ein gewisser Druck auf Einspritzung von Wasser in das zurückgesaugte Rauch- die darüberliegende Brennstoff schicht ausgeübt, so daß gas vor dem Rücksaugventil vorgenommen wird.
Die Steuerung der die Menge des zurückgeführten

einer Kraft C schwenkbar ist und dabei über die Schiene 26 die beweglichen Roststäbe 22 hebt und senkt. Durch das Heben und Senken der beweglichen Roststäbe wird nicht nur die Rostspaltbreite ver-

die Abführung der körnigen Schlacke erleichtert wird. Um bei dieser Ausführungsform in besonders einfacher Weise die Abstände zwischen den einzelnen

in Abhängigkeit von der Kesselleistung, also z. B. der 20 Roststäben bei geringstem Anheben der beweglichen gelieferten Dampf- oder Heißwassermenge, oder von , Roststäbe zu vergrößern, wählt man zweckmäßig einen

Rauchgases regelnden Vorrichtungen erfolgt entweder

der Feuerungsleistung, die durch die zurückgeführte Luftmenge gegeben ist.

Ein anderes Verfahren zur Steuerung der die Menge zurückzuführenden Rauchgases regelnden Vorrichtungen besteht in der Messung des Sauerstofrgehalts in dem Rauchgas-Luft-Gemisch und Steuerung des Rauchgasrückführungsgebläses entsprechend dem beispielsweise von einem Sauerstoffmesser angezeigten Wert.

Die zusätzliche Einspritzung von Wasser in das zurückzuführende Rauchgas wird vorzugsweise bei einem bestimmten Temperaturwert der zurückgesaugten Rauchgase eingeleitet, d. h., die Vorrichtung wird so eingestellt, daß bei einem für die jeweiligen Verhältnisse zu wählenden Temperaturhöchstwert die Wassereinspritzung ausgelöst wird.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, wie sie beispielsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Verwendung finden kann, während in den Fig. 2 bis 4 verschiedene Ausführüngsformen von Schüttelrosten dargestellt sind. "-'

Iii Fig. 1 ist mit 1 der Brennstoff bunker bezeichnet, während mit 2 der Verbrennungsschacht angedeutet ist, der von der Verbrennungsluft in Querrichtung durchströmt wird. 3 bedeutet einen Rost, der gemäß der Erfindung als Rüttelrost ausgebildet ist, während 4 eine Vorrichtung zum Austragender Rückstände andeuten soll. Mit 5 ist die Gasnachverbrennungskammer bezeichnet, und 6 deutet ein. "Rohr zur Zuführung der Zweitluft an. An diese Feuerungsanlage schließt sich das Kesselsystem 7 an, das :beim Ausführungsbeispiel als Rohrschlange dargesteUList. Mit 8 ist der Gasabzugskanal angedeutet. Aus dem Kanal 8 wird über die Leitung9 kaltes Rauchgas.durch das Gebläse 10 abgesaugt. Zugleich dient das ^Gebläse 'JO zum Ansaugen von Frischluft. In die Leitung 9 und die Frischluftleitung sind Regelorgane 11 und 12 eingeschaltet, mit denen das Gas-Luft-Mengenverhältnis eingestellt wird. Gegebenenfalls erfolgt die Einstellung automatisch in Abhängigkeit von der Kesselleistung. Das Gebläse 10 drückt das Gas-Luft-Gemisch über eine Misch- bzw. Wirbel vorrichtung 13 durch die Leitung 14 in die Luftkammer 15 der Feuerungsanlage.

Der in Fig. 2 dargestellte Rüttelrost setzt sich aus den festen Roststäben 16 und aus abwechselnd mit diesen festen Stäben vorgesehenen, beweglichen Roststäben 17 zusammen. Bei der. dargestellten Ausführungsform sind die beweglichen Roststäbe an ihren Enden bei 18, 19 an Schienen 20, 21 drehbar gelagert. Die Schienen 20 und 21_i;.:könn.en gegensinnig oder Roststabquerschnitt bzw. eine Formgebung der Roststäbe, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Durch die Abschrägung bei.27 an den festen bzw. beweglichen Roststäben 28 bzw. 29 erweitert sich der enge Spalt 30 beim Heben der beweglichen Roststäbe 29 wenigstens annähernd auf das Doppelte.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbrennung fester Brennstoffe, in Rost- oder Schachtfeuerungen unter Rückführung kalter Rauchgase, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der zurückgeführten Rauchgase derart gesteuert wird, daß der Sauerstoffgehalt des Rauchgas-Luft-Gemisches 15 bis 17°/» nicht überschreitet, wobei gleichzeitig die durch ejne solche Lenkung der Verbrennung anfallenden feinkörnigen Rückstände so schnell wie möglich entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge, der zurückgeführten Rauchgase in Abhängigkeit von der zugeführten Luftmenge, von der Menge des abgegebenen Dampfes öder heißen Wassers oder von der Temperatur der Abgabe hinter dem Kessel gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der zurückzuführenden Rauchgase in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt des Rauchgas-Luft-Gemisches geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Spitzenbelastungen der Feuerung in das zurückzuführende Rauchgas vor dem Eintritt in den Rücksaugventilator zusätzlich Wasser eingespritzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung des Wassers bei einer festgelegten Temperatur, beispielsweise über einen Maximalkontakt ausgelöst wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Rückstände durch eine absatzweise arbeitende, Rüttelvorrichtung erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens während des Rütteins, vorzugsweise jedoch dauernd, Luftzufuhr durch den das Brennstoffbett tragenden Rost verhindert wird.

8. Feuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Rost, bei dem jeder zweite Roststab derart beweglich ist, daß durch die Verschiebung der beweglichen Roststäbe eine maximale Vergrößerung der freien Rostspaltbreite wenigstens annähernd bis zur doppelten Größe der normalen freien Rostspaltbreite entsteht.

9. Feuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Roststäbe an ihren Enden an wenigstens annähernd rechtwinklig zur Roststabrichtung verlaufenden, gegensinnig oder gleichsinnig verschiebbaren Schienen befestigt sind.

10. Feuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Roststab des Rostes anhebbar ist, so daß eine freie Rostspaltbreite wenigstens annähernd in der doppelten Größe der normalen Rostspaltbreite entsteht.

11. Feuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Roststäbe an ihren Oberkanten beidseitig abgeschrägt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 460 854, 666 664, 682, 147 508, 435 428;

schweizerische Patentschriften Nr. 98 996, 246 934, 876, 171274, 227 322;

USA.-Patentschrift Nr. 2 694 990;

W. Gum ζ : Kurzes Handbuch der Brennstoff- und Feuerungstechnik, 1953, S. 409;

Zeitschrift »Wärme«, 1935, Heft 19, S. 295 bis 301, 318, 319;

W. Gumz: Luftvorwärmung im Dampfkesselbetrieb, 1933, S. 47;

Zeitschrift Transactions of the ASME, 73, 1951, Heft 6 (August), S. 835.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 650/110 11.59