DE1134787B

DE1134787B - Solid fuel operated steam generator

Info

Publication number: DE1134787B
Application number: DEP55021A
Authority: DE
Inventors: Max Birkner
Original assignee: Walther and Co AG
Current assignee: Walther and Co AG
Priority date: 1949-07-11
Filing date: 1949-09-15
Publication date: 1962-08-16

Description

Mit festem Brennstoff betriebener Dampferzeuger Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung und weitere Ausgestaltung eines Dampferzeugers, dessen Feuerraum in größerem Abstand oberhalb. des Rostes mit einer Decke versehen ist, welche eine Öff- nung für den Abzug der Verbrennungsgase zum Strahlungsraum aufweist, und bei dem unterhalb der Decke Drittluftdüsen vorgesehen sind, die die Feuergase in wirbelnde Bewegung versetzen. Durch die Aufteilung des Feuerraumes nach dem Hauptpatent in einen unteren und einen oberen überdachten Teil, in dem die Verbrennungsgase durch die, Drittluftdüsen in wirbelnde Bewegung versetzt werden, ergibt sich die Möglichkeit, eine einwandfreie Verbrennung zu erzielen. Erfindungsgeinäß läßt sich eine weitere Verbesserung der Verbrennung und Kesselführung dadurch erreichen, daß den Drittluftdüsen wahlweise erwärmte Frischluft, Rauchgase von verschiedener Temperatur oder beide Gasarten gemischt zugeführt werden. Die Zuführung zurückgeführter Rauchgase ist bekannt und führte allgemein zu einer Verbesserung des Kesselwirkungsgrades. Von dieser bekannten Anordnung wird für einen Dampferzeuger gemäß dem Hauptpatent Gebrauch gemacht. Dadurch, daß zurückgeführte Rauchgase von verschiedener Temperatur wahlweise all--in oder gemischt mit erwärmter Frischluft verwendet werden, lassen sich bei jeder Kesselbelastung beste Wirkungsgrade der Verbrennung erzielen, Strähnenbildung der Feuergase vermeiden, die Feuerraumtemperaturen im Bedarfsfalle herabsetzen, um Verschlackung zu verhindern, und eine Glutrückführung an den Rostanfang auch bei geringer Kesselbelastung aufrechterhalten.Steam generator operated with solid fuel The invention relates to the improvement and further development of a steam generator whose combustion chamber is at a greater distance above. of the grate is provided with a cover, which has an opening for the exhaust of the combustion gases to the radiant room, and in which third-party air nozzles are provided below the cover, which set the fire gases in swirling motion. By dividing the furnace according to the main patent into a lower and an upper covered part, in which the combustion gases are set in whirling motion by the third air nozzles, there is the possibility of achieving perfect combustion. According to the invention, a further improvement in the combustion and boiler management can be achieved by optionally supplying heated fresh air, flue gases of different temperatures or both types of gas to the third air nozzles. The supply of recirculated flue gases is known and has generally led to an improvement in boiler efficiency. This known arrangement is used for a steam generator according to the main patent. Because recirculated flue gases of different temperatures are optionally used all in or mixed with heated fresh air, the best combustion efficiency can be achieved with every boiler load, the formation of streaks of the flue gases can be avoided, the combustion chamber temperatures can be reduced if necessary to prevent slagging, and a Maintain return of embers to the start of the grate even with low boiler loads.

Die Zeichnung stellt einen Dampferzeuger gemäß der Erfindung mit der Speisung der Drittluftdüsen in einem Vertikalschnitt dar.The drawing represents a steam generator according to the invention with the Feeding the third air nozzles in a vertical section.

Die Zeichnung zeigt den Wanderrost W, den unteren Feuerraum U, den oberen Feuerraum 0, den Auskühlraum des Kessels A, den RückstandsschachtR, den Dampfüberhitzer DU, die Schlangenrohrvorwärmer SV, und SV2, den Warmlufterhitzer L" den Heißlufterhitzer L, des turmartig gebauten Kessels und die Brennstoffaufgabe B.The drawing shows the traveling grate W, the lower furnace U, the upper furnace 0, the cooling chamber of the boiler A, the residue shaft R, the steam superheater DU, the coiled tube preheater SV, and SV2, the hot air heater L, the hot air heater L, the tower-like boiler and the fuel feed B.

Von dem Frischluftgebläse FG führt die Kaltluftleitung fa zur Versorgung des Zonenwaderrostes W und ein Abzweig b, bei w einstellbar und regelbar, zu dem RückstandsausbrennschachtR. Die Hauptleitungg ist zu dem Warmlufterhitzer Ll, von diesem durch die Leitung h zu dem Heißlufterhitzer L2 geführt. Aus diesem tritt die Heißluft durch die Leitung 1, die am Ende gegabelt ist, in entsprechend durch Regelorgane s oder v eingestellte oder auch einzeln regelbare Abzüge c und d, welche in die aus den früheren Patentanmeldungen bekannten Düsen in die beiden Feuerräume führen (s. auch die Draufsicht in Pfeilrichtung z auf der Zeichnung). Der Abzug e, einstellbar und regelbar bei x, führt die Heißluft zu dem Brennstoffeinfallschacht hinter dem Band B.The cold air line fa leads from the fresh air blower FG to the supply of the zone wader grate W and a branch b, adjustable and controllable at w, to the residue burnout shaftR. The main line is led to the hot air heater Ll, from there through the line h to the hot air heater L2. From this, the hot air exits through line 1, which is forked at the end, into hoods c and d, which are set accordingly by control elements s or v or also individually controllable, which lead into the nozzles known from the earlier patent applications in the two combustion chambers (see Fig. also the top view in the direction of arrow z on the drawing). The trigger e, adjustable and controllable at x, leads the hot air to the fuel inlet shaft behind belt B.

Nach der Erfindung ist noch ein zweites Gebläse, das Rauchgasrücksaugegebläse RG, vorgesehen, von dem über ein Einstell- oder Regelorgan o ein Leitungsabzweig 1 bei k hinter dem Warmlufterhitzer L, und ein Leitungsabzweig n bei m hinter dem Heißlufterhitzer L2 Rauchgase ansaugt. Diese werden durch die Leitung p zu der Mischstelle mit Regelorgan s ge- führt, wo sie mit der Heißluft durch die Leitung i zusammentreffen. Ein Abzweig q führt die Rauchgase zu dem Regelorgan r, so daß man dem Wanderrost R auch ein Gemisch von kalter Frischluft mit warmem Rauchgas zuführen kann. Endlich ist ein Rauchgasabzweig t über ein Regelorgan u vorgesehen, von dem eine Reihe von (gestrichelt gezeichneten) Abzweigen zu Düsen im Feuerraum 0 führen, die zweckmäßig zwischen den Heißluftdüsen angeordnet sind.According to the invention, a second fan, the smoke gas return fan RG, is provided, from which a line branch 1 at k behind the hot air heater L and a line branch n at m behind the hot air heater L2 sucks in smoke gases via a setting or control element. These are p through the conduit to the mixing point with regulating element s overall leads where they i meet with the hot air through the conduit. A branch q leads the flue gases to the control element r, so that a mixture of cold fresh air with warm flue gas can also be fed to the traveling grate R. Finally, a flue gas branch t is provided via a control element u, from which a number of branches (shown in dashed lines) lead to nozzles in the furnace 0 , which are expediently arranged between the hot air nozzles.

Mit dieser Einrichtung ist man nach der Erfmdung in der Lage: 1. Die Glutteile im oberen Feuerraum von rückwärts nach vorn auch bei niedrigeren Feuerungsleistungen mit der gleichen Intensität zu blasen wie bei der Volleistung, indem man Druck und Geschwindigkeit vor den Düsen dadurch aufrechterhält, daß bei Verminderung der Heißluft selbsttätig eine entsprechende Zugabe von Rauchgasen erfolgt. Die Verminderung des Sauerstoffes und Vermehrung von inertem Gas im Gemisch bewirken eine Verzögerung der Verbrennung und auch eine Herabsetzung der Feuerraumtemperatur.With this device one is able according to the invention: 1. To blow the embers in the upper furnace from back to front even at lower firing capacities with the same intensity as with full power, by maintaining pressure and speed in front of the nozzles by When the hot air is reduced, a corresponding addition of smoke gases takes place automatically. The reduction in oxygen and the increase in inert gas in the mixture cause a delay in combustion and also a reduction in the furnace temperature.

2. Im gleichen Maße die für eine Abscheidung der Aschenteile aus den Gasen im oberen Feuerraum notwendige Geschwindigkeit in den Wirbeldüsen aufrechtzuerhalten.2. To the same extent that for a separation of the ash particles from the Gases in the upper furnace to maintain the necessary speed in the vortex nozzles.

3. Bei geringeren Feuerungsleistungen auch die Kaltluftzufuhr zu dem Wanderrost zu drosseln. Dies kann mit der Einrichtung ohne ungünstige Beeinflussung der kinetischen Vorgänge über dem Rost durch Zumischung von Rauchgas in die Kaltluft geschehen. 3. In the case of lower firing capacities, also to reduce the supply of cold air to the traveling grate. This can be done with the device without adversely affecting the kinetic processes above the grate by adding flue gas to the cold air.

4. Im oberen Feuerraum, wenn es das Schlackenverhalten der Brennstoffe bedingt, die Feuerraumtemperatur auoh bei höheren Leistungen herabzusetzen, was durch gesonderte Rauchgaszufuhr durch die dafür vorgesehenen Düsen erfolgt. Durch Beeinflussung des Regelorgans o kann die Rauchgasabsaugung mit mehr oder weniger hoher Temperatur betrieben werden, wodurch sich ein weiteres Mittel zur Temperaturbeeinflussung in den Feuerräumen ergibt.4. In the upper furnace, if there is the slag behavior of the fuels conditional to lower the furnace temperature auoh at higher outputs, what by a separate flue gas supply through the nozzles provided. By Influencing the control organ o the smoke evacuation with more or less can be operated at a high temperature, which is another means of influencing the temperature results in the firebox.

Sehr wirtschaftlich und einfach durchzuführen ist die selbsttätige Regelung der Anlage, wobei eine Grobplung im unteren Feuerraum durch die Betätigung reg der Regelorgane v, r und x erfolgt. Die Impulsgebung kann zweckmäßig von der Dampfabnahme des Kessels erfolgen. Das Regelorgan w wird zweckmäßig ab und zu, wenn nötig, von Hand nachgestellt, weil für den Ausbrand im Schacht in weiten Grenzen ein Zuviel oder Zuwenig an Luft unschädlich ist, da die Schachtgase in den unteren Feuerraum geführt werden und dort nur eine untergeordnete Rolle spielen. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Einstellung und Nachregelung der Zonenluft des Wanderrostes von Hand oder halbautomatisch erfolgt.The automatic control of the system is very economical and easy to carry out, with a coarse reduction in the lower furnace by actuating reg of the control elements v, r and x. The pulse generation can expediently take place from the steam consumption of the boiler. The control element w is expediently readjusted by hand from time to time, if necessary, because too much or too little air is harmless within wide limits for the combustion in the shaft, since the shaft gases are fed into the lower combustion chamber and only play a subordinate role there . It is also advantageous if the zone air of the traveling grate is set and readjusted manually or semi-automatically.

Die Feinregelung im oberen Feuerraum wird zweckmäßig in Abhängigkeit von dem Luftüberschuß (C 0.-Gehalt bei völliger Abwesenheit von C 0) durch Betätigung des Drosselorgans s vorgenommen.The fine control in the upper furnace is expediently carried out as a function of the excess air (C 0 content in the complete absence of C 0) by actuating the throttle element.

Eine beträchtliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit dieser Feuerungs- und Kesselanlage tritt ein, wenn die Gebläsedrücke so gesteigert werden, daß sie ausreichen, nicht nur die Feuerung selbst mit Luft und Gasen zu versorgen, sondern auch diese durch den ganzen Kessel ohne Zwischenschaltung eines Saugzuges zu drücken. Stellt sich schon bei dem normalen Feuerungsprozeß infolge der an verschiedenen Stellen angewendeten hohen Wind- und Gaseintrittsgeschwindigkeiten ein stärkerer Überdruck ein, der eine völlig dichte Einschalung erfordert, so -erhöht sich der Überdruck im Feuerraum dann durch die Überwindung der Nachheizflächenwiderstände und der Herbeiführung einer genügenden Ausstoßgeschwindigkeit der Rauchgase durch den Schlot weiterhin, so daß der ganze Kessel dicht eingeschalt werden muß, und die Drucksteigerung in den Feuerräumen, die einer, wenn auch nur geringen, Aufladung gleich kommt, wirkt sich auch wärmeaufnahmeverbessernd aus, der Ausschluß der Falschlufteinströmung in die gesamte Kesselanlage auch noch den Nutzeffekt verbessernd.A considerable increase in the profitability of this combustion and boiler system occurs when the fan pressures are increased to such an extent that they sufficient not only to supply the furnace itself with air and gases, but to push these through the whole boiler without the interposition of an induced draft. It arises even in the normal combustion process as a result of the various Make applied high wind and gas entry speeds a stronger one Overpressure, which requires a completely tight shuttering, then the -increases Overpressure in the combustion chamber is then achieved by overcoming the post-heating surface resistances and bringing about a sufficient expulsion speed of the flue gases keep the chimney so that the whole boiler has to be closed tight, and the increase in pressure in the combustion chambers, the one, even if only slight, charge comes soon, also has the effect of improving heat absorption, the exclusion of false air inflow in the entire boiler system also improving the efficiency.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Solid fuel-operated steam generator, the combustion chamber of which is roofed over the grate with a ceiling, which has an opening for the exhaust of the combustion gases to the radiation chamber, and in which third-party air nozzles are provided, which swirl the combustion gases in the upper part of the combustion chamber Have to move, according to Patent 1 048 416, characterized in that the third air nozzles are optionally supplied with heated fresh air, flue gases of different temperatures or both types of gas mixed.

2. Steam generator according to claim 1, characterized in that a slag grate, a superheater (DU), air preheater (L. "), feed water preheater (SV), air preheater (L1) and feed water preheater (SV.) are and located in different temperature zones flue gas return openings (k, m) are provided. 3. steam generator according to claim 1 and 2, characterized by a fresh air blower (FG) for the supply of compressed air to the air preheater (L1) and the lower wind zone traveling grate (W) and a Flue gas recirculation fan (RG) with adjustable extraction of flue gases from different temperature zones and adjustable feed to the second and third air nozzles (c, d) in the combustion chambers (U0) or to the underwind zone moving grate (W), furthermore through additional nozzles opening into the combustion chamber between the hot air nozzles for the controllable injection of flue gas of different temperatures into the upper combustion chamber (0) en Claims 1 to 3, characterized by a controllable air duct (2) branching off in front of the second and third air nozzles, which opens into the fuel supply or introduces upper air onto the grate. 5. Steam generator according to claims 1 to 4, characterized in that the adjustment of the heat generation to the boiler load is done essentially by setting the Feuerführang, while a perfect combustion by regulating the gas flows in the second and third air or additional nozzles in the Upper combustion chamber (0) SuccessL 6. Steam generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second air nozzles on the rear wall of the furnace and the third air nozzles in the upper combustion chamber (0) independently of one another, optionally preheated fresh air, flue gas of different temperatures or fresh air - Flue gas mixture can be supplied. 7. Steam generator according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the power control back-sucked flue gases of approximately the same temperature as the hot air flows are added to the latter or blown between them. 8. Steam generator according to one of claims 1 to 7, characterized in that essentially the same air or gas volumes are introduced into the combustion zones for different boiler outputs, but their composition and temperature or boiler output is adjusted accordingly. 9. Steam generator according to one of claims 1 to 8, characterized in that for the separation of fly ash in the upper combustion chamber (0) a gas velocity adapted to the respective ash content of the fuel, s is maintained in the third air or additional nozzles. Considered publications: German Patent Nos. 437 458, 458 234, 575 133; Magazine "Die Wärine", 1935, issue 19, pp. 286 to 301; "Archives for heat management and steam boilers", 1944, issue 7, pp. 105 to 107.