-
Verbrennungsluftzuführung für Flammrohrkessel-Feuerungen Damit eine
möglichst vollständige Verbrennung aller brennbaren Bestandteile des Brennstoffes
und der sich aus dem Brennstoff entwickelnden Heizgase stattfinde, muß die Verbrennungsluft
über die ganze Länge des Verbrennungsraumes so eingeblasen werden, daß die Frischluft,
die zur Erzielung eines besseren Kesselwirkungsgrades üblicherweise vorgewärmt wird
und vorteilhaft durch Zumischen von Dampf angefeuchtet werden kann, mit den Heizgasen
gründlich vermischt werde.
-
Zur Lösung der sich aus dieser schon seit langem bestehenden Erkenntnis
ergebenden Aufgabe ist es bekanntgeworden, bei einem Flammrohrkessel in das Wellblechrohr
an dessen Innenmantelfläche ein mit einer Vielzahl von Luftdurchtrittsöffnungen
versehenes Futter aus feuerfestem Material einzubauen, das etwa 270° des Innenumfanges
des Wellblechrohres bedeckt und mit den nach innen vortretenden Wellen des Rohres
Kanäle bildet, welche unter dem Rost ausmünden und über die Luftdurchtrittslöcher
mit dem Feuerraum in Verbindung stehen. Die Frischluft strömt unterhalb des Rostes
in den ringabschnittförmigen Spalt ein und tritt im vorgewärmten Zustand durch die
Löcher des feuerfesten Futters in den Feuerraum aus.
-
Auf diese Weise wird zwar vorgewärmte, sauerstoffhaltige Frischluft
von den Seiten und von oben her in den Feuerraum- über derr ganzen Bereich der Feuerzone
eingeführt und mit den Heizgasen so durcheinandergewirbelt, daß eine nahezu völlige
Verbrennung möglich erscheint. Das feuerfeste Futter und die den Feuerraum ringsherum
umgebende Luftschicht wirken aber wärmeisolierend und beeinträchtigen in erheblichem
Ausmaß den Wärmeübergang auf den Kessel. Daraus ergibt sich ein unbefriedigender
Kesselwirkungsgrad, der die bekannte Anordnung mit einem feuerfesten Futter für
die praktische Anwendung ungeeignet macht.
-
Es ist ferner bereits bekannt, über der Feuerbrücke einer Feuerungsanlage
eine Luftbrause anzuordnen, beispielsweise in der Form einer Rohrschlange mit eng
nebeneinanderliegenden Windungen, die zum Durchgang der Feuergase hin offene Luftaustrittsöffnungen
aufweisen, oder in der Form eines Luftverteilerkastens mit einer Klappe, die beim
öffnen der Feuertür den Unterwind abschaltet und den Oberwind anläßt, während sie
umgekehrt beim Schließen der Feuertür den Oberwind allmählich abschaltet und den
Unterwind anläßt. Bei einer anderen bekannten Dampfkesselfeuerung sind unmittelbar
hinter der Feuerbrücke zwei oder mehrere Luftbrausen nebeneinander so angeordnet,
daß die quer zur Kessellängsachse aus ihnen austretenden Luftströme gegeneinander
gerichtet sind.
-
Mit den über bzw. hinter der Feuerbrücke angeordneten Luftbrausen
wird ebenfalls eine möglichst vollständige Verbrennung angestrebt, die dazu beitragen
kann, der Vergiftung der atmosphärischen Luft durch Verminderung des Gehaltes der
Abgase an unvollständig verbrannten Bestandteilen entgegenzuwirken. Unter dem Gesichtspunkt
der Erzielung einer Verbesserung des Kesselwirkungsgrades und einer bestmöglichen
Ausnutzung des Brennstoffes kann aber die Anordnung einer lrzw. mehrerer Luftbrausen
allein im Bereich der Feuerbrücke nicht befriedigen, weil die mit der vollständigeren
Verbrennung erzielten Wärmemengen nicht auf den Kessel übertragen werden, sondern
mit den Abgasen ungenutzt verlorengehen.
-
Die Erfindung geht aus von einer Verbrennungsluftzaführung für Flammrohrkessel-Feuerungen
der eingangs angegebenen Art, bei welcher vorgewärmte Verbrennungsluft vorzugsweise
im angefeuchteten Zustand allseitig über die ganze Länge des Feuerraumes hin eingeblasen
wird.
-
Erfindungsgemäß ist ein System von an zwei längs der beiden Seiten
des Feuerraumes oberhalb des Feuerrostes sich erstreckenden Luftzuführungsrohren
angeschlossenen Rohrbogen mit gegenseitigen Abständen im Feuerraum freiliegend angeordnet
und jeder Rohrbogen mit einer größeren Anzahl von gegen die Mitte des Feuerraumes
und mit einer kleineren Anzahl von gegen die Decke des Feuerraumes gerichteten Luftaustrittsöffnungen
versehen, wobei der oberhalb der Feuerbrücke angebrachte letzte Rohrbogen zu einer
an sich bekannten, eine verstärkte Durchwirbelung der abziehenden Brenngase
mit
Frischluft bewirkenden Luftbrause ausgebildet sein kann, indem zwischen einem die
Enden der seitlichen Luftzuführungsrohre verbindenden Querrohr und dem Rohrbogen
ebenfalls mit Luftaustrittsöffnungen versehene Verbindungsrohre eingebaut sind.
-
Mit dieser Ausbildung der Verbrennungsluftzuführung wird eine gleichmäßige
Verteilung der in das Rohrbogensystem durch ein Gebläse hineingedrückten und auf
dem Zuströmungsweg stark erhitzten Frischluft über die ganze Länge des Verbrennungsraumes
erreicht, ohne daß die Flamme daran gehindert ist, an die Decke des Feuerraumes
heranzugelangen. Dadurch, daß die Frischluft über die am Außenumfang der Rohrbogen
angeordneten Luftaustrittsöffnungen teilweise auch gegen die Decke des Feuerraumes
herangeführt wird, werden die im Feuerraum aufsteigenden Heizgase mit der erhitzten
Frischluft an allen Stellen, insbesondere auch im oberen Bereich des Verbrennungsraumes
gründlich verwirbelt, so daß die Brenngase dort nicht in verhältnismäßig ruhiger
Strömung nur unvollständig verbrannt über die Feuerbrücke abziehen können. Zufolge
der Verwirbelung mit der Frischluft ist der Weg, den die Brenngase innerhalb- des
Feuerraumes zurücklegen, erheblich länger als bei den bisher bekannten Anordnungen
für die Verbrennungsluftzuführung, und damit ist die Voraussetzung dafür gegeben,
daß den Heizgasen auf der verhältnismäßig kurzen Strecke innerhalb des Feuerraumes
die für die vollständige Verbrennung notwendigen Sauerstoffmengen zugeführt werden
und die bei der vollständigen Verbrennung frei werdenden Wärmemengen auf den Kessel
übergehen können.
-
Durch Veränderung der über das Gebläse herangeförderten Frischluftmenge
ist es möglich, die Dampferzeugung eines Dampfkessels außerordentlich elastisch
und anpassungsfähig zu gestalten, wie es bei den oft schlagartig einsetzenden betrieblichen
Beanspruchungen, beispielsweise bei plötzlicher Entnahme großer Dampfmengen, erforderlich
und erwünscht ist.
-
Die stark erhitzte Frischluft, die durch den in bekannter Weise über
der Feuerbrücke angeordneten letzten Rohrbogen den Brenngasen zugeleitet wird, bewirkt,
daß auch die letzten, vielleicht noch nicht völlig verbrannten Bestandteile der
Brenngase zur vollständigen Verbrennung gebracht werden, ehe sie als Abgase in die
atmosphärische Luft übertreten.
-
Um sicherzustellen, daß die Frischluft an allen Stellen des Feuerraumes
mit den Brenngasen durcheinandergewirbelt wird, ist es zweckmäßig, die Luftaustrittsöffnungen
an- den Rohrbogen versetzt anzuordnen.
-
Statt jeden einzelnen Rohrbogen mit den beiden Luftzuführungsrohren
zu verbinden, kann die Anordnung vorteilhaft auch so getroffen werden, daß die Rohrbogen
wechselweise an jeweils nur eines der längsverlaufenden seitlichen Luftzuführungsrohre
angeschlossen und mit düsenartig offen auslaufenden Enden versehen sind.
-
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung bei einer Rostfeuerungsanlage dar. Es zeigt Fig. 1 einen Uängsmittelschnitt
durch eine Rostfeuerungsanlage, Fig. 2 die Draufsicht zu Fig. 1, Fig. 3 und 4 Querschnitte
nach den Linien III-III bzw. IV-IV in Fig: 1,> Fig.5 einen Längsmittelschnitt durch
eine Rostfeuerungsanlage, jedoch in anderer Ausführung des Rohrsystems zum Einblasen
der Verbrennungsluft, Fig. 6 die- Draufsicht zu Fig. 5, Fig. 7 und 8 Querschnitte
nach den Linien VII-VII bzw. VIII-VIII in Fig. 5 Die Rostfeuerungsanlage besteht
aus den nachstehend aufgeführten Teilen, die in bekannter Bauart ausgeführt sein
können: der äußeren Wandung 1 des vorzugsweise mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildeten
Heizraumes, dem Feuerrost 2 zur Aufnahme des Brennstoffes, dem Feuerraum 3, in dem
die Verbrennung des Brennstoffes stattfindet, dem Aschenraum 4 zur Aufnahme der
festen Verbrennungsrückstände und dem hinteren Abschluß 5 des Heizraumes, der einen
völligen Abschluß des Aschenraumes 4, jedoch nur einen teilweisen Abschluß des Feuerraumes
3 bewirkt. Durch die verbleibende Öffnung entweichen die heißen Gase in den an die
Feuerungsanlage angeschlossenen Kessel, dessen Bauart für den Grundgedanken der
Erfindung unbedeutend ist und der aus diesem Grunde nicht mitgezeichnet worden ist.
-
Die Zufuhr der erforderlichen Verbrennungsluft erfolgt durch ein außerhalb
der Feuerungsanlage aufgestelltes Gebläse 7, das beispielsweise durch einen Elektromotor
6 angetrieben wird. Das Gebläse 7 drückt die gegebenenfalls vorgewärmte erforderliche
Frischluft in eine Rohrleitung 8, die sich vor Eintritt in die Feuerungsanlage in
die beiden Zweige 9 und 10
aufteilt.
-
Durch die Leitung 9 gelangt die Frischluft zu zwei Leitungen 11 und
12, die in der Nähe der Heizraumwandung unterhalb des Rostes parallel zur Mittellinie
des Heizraumes verlaufen und kurz vor dem hinteren Abschluß des Aschenraumes enden.
In diesen Rohren 11 und 12 wird die Frischluft beträchtlich erhitzt und vermittels
der Austrittsöffnungen 13, die gegebenenfalls düsenförmig ausgebildet sein können,
schräg von unten gegen den Rost geblasen, durchdringt den Brennstoff, der sich auf
dem Rost befindet und gelangt in den Feuerraum 3.
-
Durch die Leitung 10 gelangt der zweite Teil der Verbrennungsluft
in die beiden Rohre 14 und 15, die parallel zur Mittellinie des Heizraumes in der
Nähe der Heizraumwandung, jedoch mit einem solchen Abstand vom Rost verlaufen, daß
die Beschickung des Rostes mit Brennstoff nicht behindert wird. Diese beiden Rohre,
in denen wiederum eine starke Erhitzung der Frischluft eintritt und deren Länge
so bemessen ist, daß sie bis in die Abzugsöffnung der heißen Gase hineinreichen,
sind an ihrem hinteren Ende sowie an verschiedenen Zwischenstellen mit quer zur
Mittellinie des Heizraumes, parallel zur Heizraumwandung verlaufenden Rohren 16
bzw. 17 verbunden. Die Verbindungsrohre 16 sind mit Austrittsöffnungen
18 versehen, die auch düsenförmig ausgebildet sein können, durch die die
erhitzte Frischluft vornehmlich in Richtung auf den Rost und eventuell schräg nach
hinten ausströmt. Einige wenige Austrittsöffnungen 18 ermöglichen einen Luftaustritt
in Richtung auf die Heizraumwandung. Sie dienen zur Erhöhung der allgemeinen Turbulenz
im Feuerraum und zur Vermeidung von Totraumstellen, an denen sich unverbrannte Gase
ansammeln könnten. Die hintere Verbindung der Rohre 14 und 15 besteht insgesamt
aus einem z. B. bogenförmig verlaufenden Rohr 17, einem z. B. horizontal verlaufenden
Rohr 19 und einigen-z. B. vertikal verlaufenden Rohren 20.
Diese
Rohre 17, 19 und 20 sind derart mit Luftaustrittsöffnungen der Form 18 versehen,
daß die aus dem Feuerraum abziehenden Gase nochmals intensiv mit heißer, sauerstoffhaltiger
Frischluft durchwirbelt werden, so daß auch die letzten, überhaupt brennbaren Brennstoffteilchen
mit Sicherheit verbrannt werden.
-
Das in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Anwendungsbeispiel des Erfindungsgrundgedankens
unterscheidet sich von der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführung dadurch, daß
die Rohre 14 und 15 nicht durch Rohre der Form 16 miteinander verbunden sind, sondern
daß von diesen Rohren 14 und 15 in zueinander versetzter Anordnung bogenförmige
Rohrstutzen 21 ausgehen, die im wesentlichen parallel zur Heizraumwandung und senkrecht
zur Mittellinie des Heizraumes verlaufen. Diese Rohrstutzen sind an ihrer Stirnfläche
sowie an der zur Heizraumwandung und an der zum Rost hin gelegenen Mantellinie in
der bereits beschriebenen Art mit Luftaustrittsöffnungen der Form 18 versehen. Zweck
der Anordnung ist eine weitere Intensivierung der Wirbelbildung zwischen den Feuergasen
und der heißen Frischluft.
-
Eine Grobregulierung der für den jeweiligen Verbrennungsvorgang benötigten
Frischluftmenge erfolgt zweckmäßigerweise durch Lieferungsänderung des Gebläses
7 oder durch Verstellen der Drosselklappe 22 im Rohr B. Zur Feinregulierung sowie
zur Unterteilung der Gesamtluft in wahlweise verschieden große Anteile von Unterwind
und Oberwind dienen die Drosselklappen 23 im Rohr 10 und
24 im Rohr 9.
-
Der erfindungsgemäß bereits begründete und in seinen Auswirkungen
geschilderte Zusatz von Flüssigkeit zur Verbrennungsluft kann erzielt werden durch
Zusetzen von Wasser in zerstäubtem, dampf- oder gasförmigem Zustand vor dem Durchgang
der Frischluft durch das Gebläse 7 oder aber auch erst hinter dem Gebläse an zu
wählenden Stellen des Rohrsystems.
-
Die vorbeschriebene Art der Zuführung sauerstoffreicher, heißer Frischluft
in den Feuerraum 3 ergibt, da allen Schichten der Feuergase die zur Verbrennung
erforderliche Sauerstoffmenge voll zugeleitet wird, eine vollständige Verbrennung
sämtlicher überhaupt brennbarer Bestandteile des Brennstoffes.
-
Die nach den Vorschlägen der Erfindung ermöglichte vollständige Verbrennung
schafft ferner die Voraussetzungen dafür, den Abgasen, bevor sie in die atmosphärische
Luft übertreten, durch Einsatz technisch bekannter Mittel, wie Berieselungsanlage
und Filter, alle diejenigen Bestandteile zu entziehen, die für Menschen, Tiere oder
Pflanzen in irgendeiner Form schädlich sind oder auch nur sein könnten.