DE1229233B

DE1229233B - Melting furnace operated with coal dust for radiant tube heat exchangers

Info

Publication number: DE1229233B
Application number: DEK29943A
Authority: DE
Original assignee: Kohlenscheidungs GmbH
Current assignee: Kohlenscheidungs GmbH
Priority date: 1956-09-25
Filing date: 1956-09-25
Publication date: 1966-11-24

Description

Mit Kohlenstaub betriebene Schmelzfeuerung für Strahlungsröhrenwärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Kohlenstaub betriebene Schmelzfeuerung für Strahlungsröhrenwärmeaustauscher, insbesondere Strahlungsdampferzeuger, mit mehreren nebeneinander angeordneten lotrechten Brenn- bzw. Schmelzkammern runden Querschnitts, die den Brennstoff und die Verbrennungsluft an ihrem oberen Ende tangential zum BrennkarnTnermantel zugeführt erhalten, die Feuergase an ihrem unteren Ende in eine nachgeschaltete aufsteigende und für alle Brenn- bzw. Schmelzkammern gemeinsame Strahlungskammer entlassen und aus welchen die Brennstoffrückstände im Schmelzfluß abfließen und besteht darin daß die in den lotrechten Trennwänden zwischen den Schmelzkamrnern und der Strahlungskammer angeordneten Auslaßöffnungen für die Feuergase und die Schlacke, deren Breite in bekannter Weise wesentlich geringer ist als der Durchmesser der Schmelzkarnunern, symmetrisch zu der Verbindungsgeraden zwischen der Mitte der zugehörigen Schmelzkarnmer und. etwa der Mitte der gegenüberliegenden Wand der Strahlungs-kammer angeordnet sind.Smelting furnace operated with coal dust for radiant tube heat exchangers The invention relates to a molten furnace operated with coal dust for radiant tube heat exchangers, in particular radiant steam generators, with several vertical combustion or melting chambers of round cross-section arranged next to one another, which receive the fuel and the combustion air at their upper end tangentially to the combustion core , the fire gases are discharged at their lower end into a downstream rising radiation chamber common to all combustion or melting chambers and from which the fuel residues flow off in the melt flow and consists in the outlet openings for the fire gases arranged in the vertical partitions between the melting chambers and the radiation chamber and the slag, the width of which, in a known manner, is considerably smaller than the diameter of the melt cords, symmetrical to the straight line connecting the center the associated melting chamber and. are arranged approximately in the middle of the opposite wall of the radiation chamber .

Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß trotz Anordnung mehrerer Schmelzkammern, die für ein gutes Teillastverhalten der Feuerung notwendig sind, eine gleichmäßige Verteilung der Feuergase über den gesamten Querschnitt der Strahlungskamnier bzw. der nachgeschalteten Kesselzüge auch dann erfolgt, wenn nicht alle Schmelzkammern in Betrieb sind, so daß eine ungleiche Wärmebeaufschlagung der nachgeschalteten Heizflächen, insbesondere der überhitzerheizflächen, unterbleibt.This construction ensures that despite the arrangement of several Melting chambers, which are necessary for a good partial load behavior of the furnace, an even distribution of the fire gases over the entire cross-section of the radiation chamber or the downstream boiler passes even if not all melting chambers are in operation, so that an unequal application of heat to the downstream There is no heating surface, in particular the superheater heating surface.

Die Auslaßöffnungen für die Feuergase werden erfindungsgemäß auf ihrer der Schmelzkammer zugewandten Seite mit einem Wulst umgeben, der vorzugsweise aus den Kühlrohren gebildet wird, die zur Bildung der Auslaßöffnung ausgebogen werden. Durch diese Maßnahme wird die oberhalb der Auslaßöffnungen an der Wand abgeschiedene Schlacke gezwungen, um die Auslaßöffnungen herum nach unten zu fließen, so daß sie nicht mehr in den Feuergasstrom zurückgelangen kann.The outlet openings for the fire gases are according to the invention on their the side facing the melting chamber surrounded by a bead, which is preferably made of the cooling tubes is formed, which are bent to form the outlet opening. By this measure, the deposited above the outlet openings on the wall Slag forced to flow down around the outlet openings so that they can no longer get back into the flow of fire gas.

Weiterhin wird nach der Erfindung jeder Schmelzkammer eine eigene Schlackenabflußöffnung im Boden der Strahlungskammer zugeordnet, die ebenfalls auf der Verbindungsgeraden zwischen der Mitte der zugehörigen Schmelzkammer und etwa der Mitte der gegenüberliegenden Wand der Strahlungskammer liegt. Es bleibt hierdurch eine intensive Beheizung der Schlackenabflußöffnungen und der Schlacke erhalten. Vorzugsweise wird nach der Erfindung für alle Schlackenabflußöffnungen eine gemeinsame Schlackenaustragvorrichtung vorgesehen.Furthermore, according to the invention, each melting chamber becomes its own Slag drainage opening in the bottom of the radiation chamber assigned, which is also on the straight line connecting the center of the associated melting chamber and approximately the center of the opposite wall of the radiation chamber. It remains through this an intensive heating of the slag discharge openings and the slag obtained. According to the invention, a common one is preferably used for all slag discharge openings Slag discharge device provided.

Die gleichmäßige Verteilung des Feuergasstromes über den gesamten Querschnitt der Strahlungskammer bzw. der nachgeschalteten Kesselzüge wird noch dadurch begünstigt, daß gemäß der Erfindung die den Schmelzkammern gegenüberliegende Wand und gegebenenfalls auch die dieser Wand benachbarten Wände der Strahlungskammer nahe über dem Trichter einwärts abgeknickt sind. Die den Schmelzkammern gegenüberliegende Wand der Strahlungskammer bildet hier eine Prallwand, wodurch eine Verteilung der Feu-ergase erfolgt. Durch die seitlichen einwärts abgeknickten Umfassungswände werden die Feuergase ebenfalls zum Kern der Strahlungskammer hin abgelenkt. Die Prallwand bringt außerdem noch eine wesentliche Steigerung der Schlackeneinbindung mit sich.The even distribution of the flow of fire gas over the entire Cross-section of the radiation chamber or the downstream boiler pass is still favored by the fact that, according to the invention, the opposite of the melting chambers Wall and possibly also the walls of the radiation chamber adjacent to this wall are bent inwards close to the funnel. The one opposite the melting chambers The wall of the radiation chamber forms a baffle wall, thereby distributing the Fire gases take place. Through the lateral inwardly bent enclosing walls the fire gases are also deflected towards the core of the radiation chamber. The baffle also brings with it a significant increase in slag integration.

Die durch das Abknicken der Umfassungswände gebildete Einschnürung gestattet die Anordnung von Einblasedüsen für Drittluft, rückgesaugte Feuergase oder Brüden. Hierdurch kann den im aufsteigenden Feuergasstrom eventuell noch vorhandenen unverbrannten Staubteilchen die noch fehlende Verbrennungsluft zugeführt werden oder es kann durch die Rückführung von bereits abgekühlten Feuergasen oder von Brüden die Wärmeabstrahlung innerhalb der Strahlungskanimer beeinflußt werden, wodurch auf einfachste Weise eine Regelung der überhitzungstemperatur möglich ist.The constriction formed by the kinking of the enclosing walls Allows the arrangement of injection nozzles for third air, back-sucked fire gases or vapors. As a result, the possibly still present in the ascending flow of fire gas can be removed unburned dust particles that are still missing combustion air or it can be done by recirculating flue gases or vapors that have already cooled down the heat radiation within the radiation Kanimer can be influenced, whereby the superheating temperature can be regulated in the simplest possible way.

Die in den Kesselzügen bzw. der Entstaubungsanlage abgeschiedene Flugasche wird gemäß der Erfindung durch in der Decke angeordnete Brenner, und zwar vorzugsweise durch Wirbelbrenner, mit geringer Geschwindigkeit in Drallrichtung der Staubflamme in die Schmelzkammer eingeblasen. Hierdurch wird erreicht, daß die rückgeführte Flugasche nicht die Zündung des Kohlenstaubs beeinträchtigen kann, sondern sofort in ein sehr hohes Temperaturgebiet gelangt, wodurch ihre Einschmelzung und Ausscheidung beschleunigt wird.The fly ash separated in the boiler passes or the dedusting system is according to the invention by arranged in the ceiling burners, and preferably by vortex burners, at low speed in the direction of the swirl of the dust flame blown into the melting chamber. This ensures that the returned Fly ash cannot affect the ignition of the coal dust, but immediately reaches a very high temperature area, causing their melting and excretion is accelerated.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hervor. Es zeigt Ab b. 1 einen lotrechten Schnitt durch den unteren Teil eines Strahlungsdampferzeugers nach der Linie a-b in Ab b. 2, Abb. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie c-d in A b b. 1. Further details of the invention emerge from the drawing and the description. It shows Ab b. 1 shows a vertical section through the lower part of a radiant steam generator according to the line ab in Ab b. 2, Fig. 2 a horizontal section along the line cd in A b b. 1.

Die Feuerung besteht aus den Schmelzkammem 1, die runden Querschnitt aufweisen, sowie der Strahlungskammer 2, die im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat wie die weiteren Züge des Kessels. Die K2rnmern 1 und 2 sind rings mit Kesselrohren 5 bzw. 8 ausgekleidet, die das Kesselwasser aus den Sammlem 6 bzw. den an jene angeschlossenen Fallrohren 7 zugeführt erhalten. Die Fallrohre 7 sind an die Fallrohrringleitung 20 angeschlossen, die ihrerseits durch die Hauptfallrohre 21 mit der nicht dargestellten Kesseltrommel verbunden ist.The furnace consists of the melting chambers 1, which have a round cross-section, and the radiation chamber 2, which has a substantially rectangular cross-section like the other trains of the boiler. The K2rnmern 1 and 2 are lined with boiler pipes 5 and 8 , which receive the boiler water from the collector 6 and the downpipes 7 connected to them. The downpipes 7 are connected to the downpipe ring line 20, which in turn is connected by the main downpipes 21 to the boiler drum, not shown.

Die Rohre 5 lassen im unteren Teil jeder Schmelz-kammer eine Auslaßöffnung 13 für die Feuergase und die Schlacke frei. Die öffnungen 13 sind mit einem Wulst 22 umgeben und liegen auf der Verbindungsgeraden 23 zwischen Schmelzkarnünermitte und Mitte der gegenüberliegenden Wand. Die Kühlrohre 8 der den Schmelzkammern gegenüberliegenden Wand der Strahlungskammer sind unmittelbar über dem-Trichter abgeknickt und bilden die Prallwand 24 und die Einschnürung 25. Im Bereich der Einschnürung ist in dem durch sie gebildeten Hohlraum 26 der Drittluftkanal 27 angeordnet, von dem die Einblasedüsen 28 zur Strahlungskammer führen. Die Kühlrohre der Schmelzkammern und der Strahlungskammer bis zur Einschnürung sind mit einer Wärmedämmschicht 12 abgekleidet.The tubes 5 leave an outlet opening 13 free for the fire gases and the slag in the lower part of each melting chamber. The openings 13 are surrounded by a bead 22 and lie on the connecting straight line 23 between the middle of the melted thread and the middle of the opposite wall. The cooling tubes 8 of the wall of the radiation chamber opposite the melting chambers are bent directly above the funnel and form the baffle wall 24 and the constriction 25. In the area of the constriction, the third air duct 27 is arranged in the cavity 26 formed by it, from which the injection nozzles 28 to Lead radiation chamber. The cooling tubes of the melting chambers and the radiation chamber up to the constriction are lined with a thermal insulation layer 12.

Die Schmelzkammern erhalten in ihrem oberen Teil Kohlenstaub aus den Düsen 10 und Verbrennungsluft aus den Düsen 11 tangential zugeführt. Die Feuergase treten durch die öffnungen 13 in die Strahlungskammer ein, aus der sie dann zum Schottüberhitzer 29 und den weiteren Nachschaltheizffächen weiterströmen. Die in den Schmelzkammem und an der Prallwand abgeschiedene Schlacke fließt durch die öffnungen 14 aus der Feuerung ab. Wie aus der Ab b. 2 ersichtlich, liegen die öffnungen 14 auf der Verbindungsgeraden 23 zwischen der Mitte der zugehörigen Schmelzkammer und der Mitte der Prallwand 24.The upper part of the melting chambers is supplied tangentially with coal dust from the nozzles 10 and combustion air from the nozzles 11. The fire gases enter the radiation chamber through the openings 13 , from which they then flow on to the bulkhead superheater 29 and the further downstream heating surfaces. The slag deposited in the melting chambers and on the baffle wall flows out of the furnace through the openings 14. As from the ab b. 2, the openings 14 lie on the connecting straight line 23 between the center of the associated melting chamber and the center of the baffle wall 24.

Sämtliche Züge des Kessels werden nach außen von einer Isolierung 4 begrenzt, deren äußeren Abschluß die übliche Blechverkleidung bildet.All trains of the boiler are insulated from the outside 4 limited, the outer end of which forms the usual sheet metal cladding.

Obwohl die Erfmdung im wesentlichen im Zusainmenhang mit einem Strahlungsdampferzeuger für natürlichen Wasserumlauf beschrieben worden ist, eignet sie sich auch für Dampferzeuger, deren Kühlrohre vom Kesselwasser im Zwanglauf durchströmt werden. Es kann ferner in allen oder nur einem Teil der Kühlrohre ein anderes Arbeitsmittel, beispielsweise Druckluft, Dampf od. dgl., erhitzt bzw. überhitzt werden, und als Brennstoffe können auch Zellstoffauflage und andere in feinverteilter Form einblasbare Brentstoffe mit einschmelzbarer Asche verwendet werden. Schließlich kann die Feuerung auch mit überdruck gegen die äußere Atmosphäre betrieben werden.Although the invention is essentially in connection with a radiant steam generator has been described for natural water circulation, it is also suitable for steam generators, whose cooling pipes are forced through by the boiler water. It can also in all or only some of the cooling tubes another working medium, for example Compressed air, steam or the like, are heated or overheated, and can be used as fuels also cellulose toppings and other in finely divided form injectable Brent materials can be used with meltable ash. Finally, the furnace can also be used overpressure can be operated against the external atmosphere.

Claims

Claims: 1. Melting furnace operated with coal dust for radiant tube heat exchangers, in particular radiant steam generators, with several vertical combustion or heating units arranged next to one another. Melting chambers of round cross-section, which receive the fuel and the combustion air at their upper end longitudinally to the combustion chamber jacket, the fire gases at their lower end into a downstream rising radiation chamber common to all combustion or melting chambers and from which the fuel residues in the melt flow are released flow, d a d u rch g e k hen -z eichnet that arranged in the vertical partition walls between the Schmelzkamrnem and the radiation chamber Auslaßöffaungen for the flue gases and the slag, the width of which in known manner is substantially less than the diameter of the melt chambers, symmetrically to the straight line connecting the center of the associated melting chamber and approximately the center of the opposite wall of the radiation chamber.

2. Melting furnace according to claim 1, characterized in that the outlet openings are surrounded on their side facing the melting chambers with a bead preferably formed from cooling tubes. 3. Melt firing according to claims 1 and 2, characterized in that the bead is formed with the cooling tubes of the melting chamber, which are bent to form the outlet opening for the fire gases and the slag. 4. Melting furnace according to claims 1 to 3, characterized in that a separate slag discharge opening is provided in the bottom of the radiation chamber for each melting chamber, which is on the connecting straight line between the center of the associated melting chamber and approximately the center of the opposite wall of the radiation chamber. 5. Melt furnace according to claim 4, characterized in that all slag discharge openings have a common slag discharge device. 6. Melting furnace according to claims 1 to 5, characterized in that the wall of the radiation chamber opposite the melting chambers is bent inwards close above the funnel in such a way that it forms a baffle wall and at the same time constricts the radiation chamber. 7. Melting furnace according to claims 1 to 6, characterized in that the surrounding walls of the radiation chamber adjacent to the baffle wall are also bent inwards close to the funnel. 8. Melt firing according to claims 1 to 7, characterized in that all or only some of the inwardly bent walls of the radiation chamber spring back after the constriction has formed. 9. Melt furnace according to claims 1 to 8, characterized in that injection nozzles for third air and / or back-sucked fire gases or vapors sucked out of the slag chute or the coal grinding plant are arranged in the region of the constriction. 10. slagging furnaces according to claims 1 and 9, characterized in that the Einblasedüsen individually or in groups zusarnmengefaßt are adjustable set. 11. Melt firing according to claims 1 and 9, characterized in that the injection nozzles are connected to channels which are arranged in the cavity formed by the constriction. 12. Melting furnace according to Claims 1 to 11, characterized in that the fly ash deposited in the trains or the dedusting system of the heat exchanger is fed to the melting chambers through nozzles arranged in the ceiling in the axial direction. 13. Melt firing according to claims 1 and 12, characterized in that the fly ash is blown into the melting chamber by vortex burners at low speed in the swirl direction of the dust flame. 14. Melt firing according to claims 1 to 13, characterized in that the cooling pipes of the melting ducts and the radiation chamber are lined with a thermal insulation layer up to the narrowest point of the constriction. Publications considered: Engineering an Boiler House Review, 1948, p. 189, Fig. 4.