DE1113535B

DE1113535B - Einrichtung zur Rueckgewinnung der Aschenwaerme bei Kesseln mit Schmelzkammerfeuerung

Info

Publication number: DE1113535B
Application number: DES49313A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Bachl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-07-03
Filing date: 1956-07-03
Publication date: 1961-09-07

Description

Einrichtung zur Rückgewinnung der Aschenwärme bei Kesseln mit Schmelzkammerfeuerung Es ist bekannt, die Luftvorwärmung im Kesselbetrieb zunächst durch Anzapfdampf im Regenerativverfahren vorzunehmen und die auf diese Weise vorgewärmte Verbrennungsluft den Abgaslufterhitzern zuzuführen. Es soll damit erreicht werden, daß die Temperatur der den Abgaslufterhitzern zugeführten Verbrennungsluft über der Taupunkttemperatur der Rauchgase liegt, was besonders bei wasserreichen Brennstoffen von Bedeutung ist. Die vorgeschlagene Vorwärmung mit Anzapfdampf erfordert einen zusätzlichen Aufwand an Dampfleitungen und bringt eine Komplizierung des Dampfnetzes mit sich.
Es ist ferner bekannt, den beim Granulieren von Hochofenschlacke in einem Wasserbad entstandenen Dampf zum Antrieb einer Arbeitsmaschine zu benutzen sowie in dem Wasserbad eine Rohrschlange zur Aufwärmung von Wasser anzuordnen. Eine solche Vorwärmung mag zwar für Wasser geeignet sein, ist aber für die Aufheizung von Luft nicht wirtschaftlich, da die Kosten für die dazu erforderliche Vergrößerung an Kühlfläche den durch die Wiedergewinnung der Aschenwärme erhaltenen Gewinn zunichte machen würden.
Besondere Bedeutung hat die übertragung der Aschenwärme an die Verbrennungsluft der Feuerung. Bei diesem Verfahren wird die Asche unmittelbar durch einen Luftstrom gekühlt und dann aus diesem wieder ausgeschieden, z. B. durch mechanische Abscheider. Anschließend wird die Verbrennungsluft in einem rauchgasbeheizten Luftvorwärmer (Luvo) weiter aufgewärmt. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß sehr große Luftmengen transportiert werden müssen und ihre völlige Reinigung vom scharfkantigen Aschenstaub nicht ohne große Kosten möglich ist. Außerdem ist eine Beschädigung der nachgeschalteten rauchgasbeheizten Luvo-Heizflächen unvermeidbar.
Es ist daher eine Einrichtung vorzuziehen, bei der eine unmittelbare Berührung der Austauschmedien vermieden ist. Die Bedeutung einer solchen an sich bekannten Einrichtung für die Verbesserung des Kesselwirkungsgrades liegt darin, daß durch sie z. B. bei aschereicher Braunkohle die Wirtschaftlichkeit einer Schmelzkammerfeuerung überhaupt erst gegeben ist. Es sei z. B. angenommen, daß eine Rohbraunkohle mit 20 % Aschegehalt und 1600 kcal/kg unterem Heizwert verfeuert wird und 90% der Asche bei 1500° C flüssig anfallen. Nimmt man die spezifische Wärme der Asche im Mittel mit 0,2 und ihre Schmelzwärme mit 50 kcal/ kg an, so beträgt der mittlere Wärmeverlust durch die austretende Asche 4 % des unteren Heizwertes der verfeuerten Roh-Braunkohle. Dieser zusätzliche Verlust hebt den im eigentlichen Kessel durch die Anwendung der Schmelzkammerfeuerung erzielten Gewinn praktisch wieder auf. Daher hat die Ausnutzung der Schlackenwärme vor allem bei der Verfeuerung von Braunkohle praktische Bedeutung.
Die im folgenden näher beschriebene Einrichtung zur Rückgewinnung der Aschenschmelzwärme bei Kesseln mit Schmelzkammerfeuerung und einem geschlossenen Becken mit Wasserzufluß zum Granulieren der Schlacke sowie einem in einen dampfbeheizten Teil und einen rauchgasbeheizten Teil aufgeteilten Luftvorwärmer vermeidet die bei den bekannten Vorwärmanordnungen für Verbrennungsluft auftretenden Nachteile zusätzlicher Rohrleitungen von der Turbine zu den Luftvorwärmern, der Verwendung von Anzapfdampf, der der Speisewasservorwärmung entzogen wird, und ist besonders für mit aschereicher Rohbraunkohle beheizte Kesselanlagen gedacht. Ferner wird noch die Forderung gestellt, daß die in den Rauchgasen enthaltene Wärme weitestgehend ausgenutzt wird, und zwar ohne Beeinträchtigung durch die Anlage zur Rückgewinnung der Aschenschmelzwärme. Die Lösung besteht darin, daß der dampfbeheizte Teil des Luftvorwärmers in dem Dampfraum des Granulierbades für die flüssige Schlacke angeordnet ist. Die Verbrennungsluft wird also durch den beim Granulieren der Schlacke entstehenden Dampf bzw. die Brüden beheizt.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung. Die Heizflächen des dampfbeheizten Luftvorwärmers 1 (Luvo) sind im wasserfreien Querschnitt eines geschlossenen, unter der Schmelzkammer 2 des Kessels 3 befindlichen Ablöschkanals 4 angeordnet.
Auf der Kanalsohle strömt eine in Abhängigkeit vom Aschenanfall über das Ventil s einstellbare Warmwassermenge 6, während die flüssige Asche 7 unmittelbar in das Wasser von etwa 90° C abfließt. Die Anordnung ist so getroffen, daß zwar der entwickelte Dampf bzw. die Brüden von etwa 100° C an den Luvo-Heizflächen kondensieren, die Asche aber nicht unmittelbar mit ihnen in Berührung kommt.
Damit der gebildete Wasserdampf nicht zurück in die Schmelzkammer 2, sondern entlang der Heizflächen des Luftvörwärmers 1 strömt, ist am Ende des Ablöschkanals 4 über ein Druckregelventil 8 eine Verbindung mit der Außenluft hergestellt, so daß im Ablöschkanal 4 in Richtung zum Lufteintritt 1 b bzw. Wasseraustritt hin ein Zug aufrechterhalten wird. Zur Absaugung der Restgase über das Druckregelventil 8 ist wie bei der Luftabsaugung aus einem atmosphärischen Kondensator ein Lüfter vorgesehen (nicht dargestellt). Die Absaugung kann auch durch Anschluß des Ventils 8 an die Saugseite der Frischlüfter des Kessels erfolgen. Die granulierte Asche verläßt, von der Wasserströmung getrieben, über die Wassersperre 9 den Ablöschkanal 4 und gelangt in ein Absetzbecken 9 a.
Dem durch Br üden beheizten Luftvorwärmer 1 ist ein durch die Rauchgase 14 beheizter Luftvorwärmer 11 nachgeschaltet. Dieser Luftvorwärmer 11 liegt in einem solchen Temperaturbereich der Rauchgase, daß ihm die auf etwa 90' C vorgewärmte Luft ohne weiteres zugeführt werden kann.
Die Erfindung geht außerdem von dem Gedanken aus, daß bei Verwendung des Luftvorwärmers 1 nur dann ein wärmewirtschaftlicher Vorteil entsteht, wenn der Luftvorwärmer 2 in der richtigen, d. h. einer höheren Rauchgastemperaturzone liegt und wenn ferner die Rauchgase noch weiter ausgenutzt werden. Das geschieht in der Weise, daß der untere Temperaturbereich der Rauchgase in an sich bekannter Weise zur Kohletrocknung ausgenutzt wird (Kohletrocknungsanlage 12).

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Rückgewinnung der Aschenwärme bei Kesseln mit Schmelzkammerfeuerung und einem geschlossenen Becken mit Wasserzufluß zum Granulieren der Schlacke sowie einem in einen dampfbeheizten Teil und einen rauchgasbeheizten Teil aufgeteilten Luftvorwärmer, da- durch gekennzeichnet, daß der dampfbeheizte Teil des Luftvorwärmers in dem Dampfraum des Granulierbades für die flüssige Schlacke angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ablöschkanal zugeführte Warmwassermenge in Abhängigkeit von der anfallenden Schlackenmenge steht.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ablöschkanal imBereich des Luftein- bzw. W asseraustrittes eine Absaugeleitung mit einem Druckregelventil angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 808 265; britische Patentschrift Nr. 649 430; VGB-Mitteilungen, 1951, Heft 15, S. 330l331.