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Feuerungsanlage für Dampferzeuger mit zwei voneinander getrennten
Feuerungen für geringwertigen und für hochwertigen Brennstoff Die Erfindung betrifft
eine Feuerungsanlage für Dampferzeuger mit zwei voneinander getrennten Feuerungen
für geringwertigen Brennstoff, z. B. Müll, und hochwertigen Brennstoff, wie öl,
Gas oder Kohlenstaub, deren Rauchgasströme miteinander vereinigt werden, und mit
einem den beiden Feuerungen gemeinsamen System aus Haupt- und Nachschaltheizflächen.
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Kesselfeuerungsanlagen müssen in ihrer Konstruktion der Eigenart des
zu verfeuernden Brennstoffes, d. h. der Natur, dem Heizwert und dem Verbrennungsverhalten
dieses Brennstoffes sowie den anfallenden Verbrennungsrückständen angepaßt werden.
Dadurch ergeben sich Anlagen, die streng genommen nur für einen bestimmten Brennstoff
optimale Verbrennungsbedingungen gewährleisten. Bei Verwendung eines anderen Brennstoffes,
der grundsätzlich von dem der Anlage zugrunde gelegten Brennstoff abweicht, können
nicht mehr die gleichen verbrennungstechnischen und wirtschaftlichen Resultate erwartet
werden. In der Praxis müssen jedoch häufig in einer einzigen Kesselfeuerungsanlage
zwei verschiedene Brennstoffe verfeuert werden, wobei dann, gleichgültig ob der
hochwertigere Brennstoff als Zusatzbrennstoff oder als Grundfeuer dient, die Feuerung
in der Regel so gestaltet wird, daß beiden Brennstoffen bestmöglich Rechnung getragen
wird, wobei sich aber bei einem solchen Kompromiß nur mittlere Resultate ergeben
können.
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Es ist bereits bekannt, bei Feuerungsanlagen, sei es für Zentralheizungs-
oder Dampfkessel, in der eingangs erwähnten Weise zwei voneinander getrennte Feuerungen
für je einen der beiden verschiedenartigen Brennstoffe vorzusehen.
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So ist schon eine Dampfkesselfeuerung zur Verbrennung von minderwertigen
Brennstoffen, z. B. Dicklauge, bekanntgeworden, bei der in einer mit hochwertigem
Brennstoff, z. B. Kohle, befeuerten Vorkammer erzeugte heiße Feuergase in einen
für den minderwertigen Brennstoff vorgesehenen Feuerraum eingeführt werden, um so
die notwendige Verbrennungstemperatur für den minderwertigen Brennstoff zu gewährleisten.
Die Heizflächen des Dampfkessels sind hinter dem Verbrennungsraum für den minderwertigen
Brennstoff angeordnet, so daß sie infolge dieser Serienschaltung insgesamt von einem
Verbrennungsgasgemisch der beiden Feuerungen bestrichen werden (deutsche Patentanmeldung
St 954 V/24 d).
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Ferner ist ein Dampfkessel mit B,eheizung durch eine mit einem Wanderrost
versehene Hauptfeuerung sowie Abgase eines Müllverbrennungsofens bekannt, bei dem
diese Abgase in den Feuerraum der Hauptfeuerung eingeführt und mittels eines an
der Einführungsstelle vorgesehenen Gaslenkpfeilers mit den Rauchgasen der Hauptfeuerung
kräftig durchmischt werden, so daß die im Zuge der Hauptfeuerung angeordneten als
Kesselheizflächen dienenden Rohrbündel ausschließlich von diesem Gasgemisch durchströmt
werden (schweizerische Patentschrift 170 559).
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Weiterhin ist eine Anlage mit zwei Feuerungen für zwei verschiedene
Brennstoffe zur Heizung von Gebäuden bekanntgeworden, bei der die Abgase der Feuerung
für den minderwertigen Brennstoff in die Feuerung für den hochwertigen Brennstoff
geleitet und dann zusammen mit den dort erzeugten Rauchgasen über die Kesselheizflächen
geführt werden (schweizerische Patentschrift 2l2161).
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Die drei zuvor genannten Doppelfeuerungen für Dampf- bzw. Heizungskessel
haben gemeinsam, daß jeweils ihre beiden Einzelfeuerungen hintereinandergeschaltet
und die Kesselheizflächen von einem Gemisch der in diesen beiden Feuerungen erzeugten
Rauchgase beaufschlagt sind.
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Es ist auch eine Dampfkesselfeuerungsanlage mit Wanderrost- und Kohlenstaubfeuerung
bekannt, bei der die Rauchgase der Staubbrennkammer in das Ausbrennende der mit
dem Rost versehenen Brennkammer übertreten, wobei die aus den beiden mit Kühlrohren
verkleideten und durch eine senkrechte
Kühlrohnvand nur bis zu einer
oberen Gasdurchtrittsöffnung voneinander getrennten Brennkammern stammenden Rauchaasströme
zusammen in der Rostbrennkammer angeordnete Rohrtafeln bestreichen und dann nach
Durchquerung eines Gasmischraumes in einem gemeinsamen abwärtsaehenden Heizgaszug
nacheinander einen überhitzer und verschiedene Nachsclialtheizflächensysteme des
Dampfkessels beaufschlaaen (deutsche Patentschrift 974 9l2).
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Eine bereits bekannte weitere Ausgestaltung dieser Dampfkesselfeuerungsanlage
mit kombinierter Rost-und Staubfeuerung betrifft nur eine besondere Anordnung der
Staubbrennkammer gegenüber dem Rost und der Brennstaubdüsen, so daß hier die Führung
der beiden Rauchgasströme und Anordnung der verschiedenen Heizflächen des Dampfkessels
im wesentlichen die gleiche ist wie bei der zuvor beschriebenen Dampfkesselfeuerung
(deutsche Patentschrift 1120 062).
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Es ist auch schon ein Wasserrohrdampfkessel mit einer Hauptbrennkammer
und zwei beiderseits von ihr angeordneten Hilfsbrennkammern bekanntgeworden, bei
dem jede der drei Kammern mit Brennern ausgerüstet ist, die Abgase der einen Hilfsbrennkammer
nach Durchquerung der überhitzer- und die Abgase der anderen Hilfsbrennkammer nach
Durchquerung der Zwischenüberhitzerheizflächen sich mit den Abgasen der Hauptbrennkammer
innerhalb des Dampfkessels vereinigen und das Gasgemisch aus diesen drei Abgasströmen
vor Austritt aus der Anlage als Speisewasservorwärmer ausgebildete Nachschaltheizflächen
durchströmt (britische Patentschrift 53-1281).
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Ferner ist auch schon eine Dampferzeuger-Feuerungsanlage mit getrennten,
aber von durchlaufenden gemeinsamen Seitenwandrohren gekühlten Feuerräumen für zwei
verschiedene Brennstoffe, z. B. Kohle und Gicht gas, bekannt, bei der eine als Trennwand
dienende Rohrwand oben derart als Rohrgitter ausgebildet und so angeordnet ist,
daß die Rauchase aus den beiden Feuerräumen noch innerhalb der Feuerungsanlage zu
gemeinsamen Berührungsheizflächen des Kessels abziehen, die beispielsweise zuerst
durch eine Kesselheizfläche, dann durch einen Überhitzer, einen Speisewasservorwärmer
und gegebenenfalls noch einen Luftvorwärmer gebildet sind, wobei vor diesen gemeinsamen
Berührungsheizflächen zur besonders intensiven Mischung der beiden Rauchgasströme
zwecks ihres gemeinsamen Ausbrandes in einem Mischraum ein durch Lenkwände gebildeter
Umlenkraum zur Einführung des einen Gasstromes quer in den anderen Gasstrom vorgesehen
sein kann (Auslegeschrift 1086 382).
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Weiterhin ist ein ölbeheizter Zentralheizungskessel mit zusätzlichem
Müllverbrennungsschacht bekannt, bei dem die Heizölfeuerung als Grundfeuerung dient,
der Müll im Schacht nur einer Schwelung unterworfen wird und ein mit einem Ölbrenner
ausgerüstetes Muffelrohr den Schacht durchragt. Bei diesem Zentralheizungskessel
hat das Kesselwasser im Heizungskessel praktisch überall annähernd die gleiche Temperatur
und funktionell voneinander verschiedene Heizflächen, d. h. Haupt- und Nachschaltheizflächen,
wie sie bei einem eigentlichen Dampfkessel benötigt werden, sind dort nicht vorhanden
(Auslegeschrift 1166 964).
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Bei der gleichzeitigen Verbrennung von zwei im Hinblick auf Natur,
Heizwert und Verbrennungsverhalten ganz verschiedenen Brennstoffen in einer gemeinsamen
Kesselfeuerungsanlage, wie sie in den zuvor erwähnten. bereits bekannten Anlagen
gegeben ist, war es selbst bei Verwendung von zwei voneinander getrennten Einzelfeuerungen
bisher nicht möglich, die in den Einzelfeuerungen erzeugte Wärme ohne Kompromiß
an die verschiedenartigen Kesselheizflächen des den beiden Feuerungen gemeinsamen
Systems aus Haupt- und Nachschaltheizflächen zu übertragen und somit auch den optimal
denkbaren Wirkungsgrad der gesamten Kesselfeuerungsanlage zu erreichen, weil die
Verschmutzung insbesondere der thermisch hochbelasteten Kesselheizflächen durch
den von den Rauchgasen des minderwertigen Brennstoffes mitgerissenen Flugstaub nicht
völlig verhindert und der hochwertige Brennstoff im Hinblick auf die an sich erreichbaren
Feuerraum- und überhitzungstemperaturen nicht voll ausgenutzt werden konnte, wobei
auch die Rauchgasentstaubung bezüglich ihrer Anlage- und Betriebskosten noch unbefriedigend
war.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Dampfkesselfeuerungsanlage
der eingangs genannten Art die zuvor erwähnten Nachteile der bekannten Anlagen zu
beseitigen.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zwei innerhalb
der Feuerungsanlage völlig und gasdicht voneinander abgetrennte und, je Rauchgasweg,
ausschließlich vom Rauchgasstrom nur je einer der beiden entsprechend den beiden
Brennstoffen verschieden ausgebildeten Feuerungen durchströmte Rauchgaswege vorgesehen
und diese durch Anordnung der Hauptheizflächen im Rauchgasweg der Feuerung für den
hochwertigen Brennstoff, hingegen der Nachschaltheizflächen im Rauchgasweg
der Feuerung für den minderwertigen Brennstoff verschiedenartig ausgebildet und
erst hinter dem den beiden Rauchgaswegen gemeinsamen System aus Haupt- und Nachschaltheizflächen
an einer Stelle mindestens annähernd gleicher Temperatur der auf den beiden Rauchgaswegen
völlig voneinander abgetrennt geführten Rauchgasströme in einem der gemeinsamen
Abführung der letzteren dienenden Rauchgaskanal vereinigt sind.
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Dieser Lösung liegt vor allem die Überlegung zugrunde, daß man nicht
nur die beiden Feuerräume, sondern auch die ihnen zugeordneten Rauchgaswege innerhalb
der gesamten Kesselfeuerungsanlage völlig und gasdicht voneinander trennen, jeden
dieser beiden Rauchgaswege ausschließlich dem Rauchgasstrom nur je einer der beiden
Feuerungen zuordnen und die beiden Rauchgaswege durch Anordnung von in jedem Rauchgasweg
verschiedenen, d. h. dem anderen Rauchgasweg nicht vorhandenen Heizflächenarten
verschiedenartig ausbilden könnte, um dadurch eine bessere Anpassung der beiden
Feuerungen an die Eigenart der zu verfeuernden Brennstoffe und vor allem eine individuelle
Anpassung der verschiedenartigen Heizflächen des gemeinsamen Kesselsystems an die
verschiedenen Eigenschaften und Temperaturen der beiden Rauchgasströme zu erreichen.
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Hierdurch wird erreicht, daß eine Verschmutzung insbesondere der thermisch
höher beanspruchten Heizflächen, die bisher durch die innerhalb der Anlage stattfindende
Vermischung der staubreichen Abgase aus der Verbrennung des minderwertigen Brennstoffes,
z. B. Müll, mit den heißeren Verbrennungsgasen des hochwertigen Brennstoffes, z.
B. Öl oder
Gas. verursacht wurde, ganz vermieden wird. Der hohe
Wirkungsgrad der Kesselfeuerungsanlage beruht aber auch darauf, daß infolge der
völligen Trennung der beiden Rauchgaswege innerhalb der Feuerungsanlage der hochwertige
Brennstoff sich im Hinblick auf die mit seiner Verbrennung erreichbaren Temperaturen
nunmehr voll ausnutzen läßt, weil jetzt die thermisch höher beanspruchten Heizflächen
dem jeweiligen Parametcr, d. h. der Temperatur, Menge und vor allem Zusammensetzung
der durch die Verbrennung des hochwertigen Brennstoffes erzeugten Rauchgase angepaßt
werden können, wobei noch hinzu kommt, daß dank der vorgeschlagenen völligen Trennung
der beiden Rauchgaswege nunmehr auch die erforderliche Raucligasentstüubung der
unterschiedlichen Staubbelastung der beiden Rauchgasströme besser angepaßt werden
kann, indem durch Reinigung lediglich der staubbeladenen Rauchgase des minderwertigen
Brennstoffes die Betriebskosten der entsprechend kleiner ausgelegten Entstaubungseinrichtung
herabgesetzt werden können.
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Bei einer mit überhitzer versehenen Feuerungsanlage für Dampferzeuger
ist gemäß der Erfindung der überhitzer im Rauchgasweg der Feuerung für den hochwertigen
Brennstoff angeordnet. Ferner ist erfindungsgemäß lediglich im Rauchgasweg der Feuerung
für den minderwertigen Brennstoff eine Entstaubungseinrichtung angeordnet.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Feuerungsanlage für
Dampferzeuger gemäß der Erfindung vereinfacht dar.
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Eine mit 1 bezeichnete Feuerungsanlage für Dampferzeuger weist zwei
durch eine durchgehende Zwischenwand voneinander getrennte Feuerungen 3 und 4 auf,
von denen die Feuerung 3 zur Verfeuerung eines geringwertigen Brennstoffes 11, z.
B. Müll, dient, während die Feuerung4 zur Verbrennung eines hochwertigen Brennstoffes
12, z. B. Öl, Gas oder Kohlenstaub, eingerichtet ist. Die Feuerungsanlage 1 weist
ferner ein aus Hauptheizflächen 2" und Nachschaltheizflächen2' bestehendes, den
beiden Feuerungen 3 und 4 gemeinsames Kesselheizflächensystem 2 auf. Zwei Rauchgaswege
5 und 6 sind innerhalb der Feuerungsanlage 1 völlig und gasdicht voneinander
abgetrennt und werden, je Rauchgasweg, ausschließlich vom Rauchgasstrom nur je einer
der beiden entsprechend den beiden Brennstoffen 11 und 12 verschieden ausgebildeten
Feuerungen 3 bzw. 4 durchströmt, wobei sie sich erst außerhalb der Feuerungsanlage
1 vereinigen. Diese beiden Rauchgaswege 5 und 6 sind durch Anordnung von in jedem
Rauchgasweg 5 bzw. 6 verschiedenen, d. h. im anderen Rauchgasweg 6 bzw. 5 nicht
vorhandenen Heizflächen des gemeinsamen Kesselheizflächensystems 2 verschieden ausgebildet,
indem im Rauchgasweg 6 der Feuerung 4 für den hochwertigen Brennstoff 12 die Hauptheizflächen
2", hingegen im Rauchgasweg 5 der Feuerung 3 für den minderwertigen Brennstoff 11
die Nachschaltheizflächen 2' des gemeinsamen Heizflächensystems 2 angeordnet sind.
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Die beiden Rauchgaswege 5 und 6 vereinigen sich erst hinter dem ihnen
gemeinsamen Kesselheizflächensystem 2 an einer Stelle 8 mindestens annähernd gleicher
Temperaturen der auf den beiden Rauchgaswegen 5 und 6 völlig voneinander abgetrennt
geführten Rauchgasströme, wobei vor der Vereinigungsstelle 8 lediglich im Rauchgasweg
5 der Feuerung für den minderwertigen Brennstoff 11 eine Entstaubungseinrichtung
7 und hinter ihr eine Saugzugeinrichtung zur Förderung der gesamten Rauchgasmenge
in einen Kamin 10 vorgesehen sind.
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Die in den beiden Feuerungen 3 und 4 entstandenen Rauchgase werden
hier also nicht gemeinsam, d. h. vermischt. durch Heizflächen des Kessels geführt,
sondern sie bestreichen gesondert, d. h. jeder für sich allein, bestimmte Teile
des gesamten Heizflächensystems 2, wobei diese Teile dem jeweiligen Parameter, d.
h. der Temperatur, Menge und Zusammensetzung eines der beiden, jeweils nur auf einem
der beiden Rauchgaswege 5 und 6 geführten Rauchgasströme angepaßt sind. So werden
die aus der Feuerung 3 für den minderwertigen Brennstoff 11 stammenden Rauchgase
durch die Nachschaltheizflächen 2', hingegen die heißeren Rauchgase aus der Feuerung
4 für den hochwertigen Brennstoff 12 durch die Hauptheizflächen 2', insbesondere
den L7berhitzer, des gemeinsamen Kesselheizflächensystems 2 geführt.
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Da die Wege für die aus den beiden Feuerungen 3 und 4 kommenden Rauchgasströme
innerhalb der Feuerungsanlage 1 völlig und gasdicht voneinander abgetrennt sind,
kann dem technischen Zustand der verschiedenartigen Rauchgase in vorteilhafter Weise
Rechnung getragen werden.
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Die von der Verbrennung der minderwertigen Brennstoffe, insbesondere
Müll, stammenden Rauchgase weisen meist einen hohen Gehalt an Flugstaub auf, während
die Abgase aus der Feuerung für den hochwertigen Brennstoff praktisch staubfrei
sind, wenn Öl oder Gas verfeuert wird, bzw. staubarm, wenn es sich um Kohle handelt.
Eine Vermischung der staubreichen Rauchgase aus der Feuerung für den minderwertigen
Brennstoff innerhalb des den beiden Feuerungen gemeinsamen Kesselheizflächensystems
mit dem viel heißeren staubfreien bzw. staubarmen Rauchgasen aus der Feuerung für
den hocl-.wertigen Brennstoff. die zu einem Schmelzen des einen relativ niedrigen
Schmelzpunkt aufweisenden Flugstaubes und damit rasch zu starken Schlackenbelägen
an den Heizflächen führen würde, wird bei der zuvor beschriebenen Dampfkesselfeuerungsanlage
vermieden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der durch die örtlichen
Verhältnisse oder Vorschriften bedingten Entstaubung die Entstaubungseinrichtung
lediglich für das aus der Verbrennung des minderwertigen Brennstoffes anfallende
staubreiche Rauchgasvolumen vorgesehen zu werden braucht.