DE19746547A1

DE19746547A1 - Verfahren für den Betrieb einer Zusatz-Feuerung in Verbindung mit einer AbhitzeKesselanlage

Info

Publication number: DE19746547A1
Application number: DE1997146547
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Kuemmel; Karl-Heinz Dipl Ing Machner; Joerg Dipl Ing Taubitz
Original assignee: IBB ENGINEERING GmbH
Current assignee: Seghers Keppel Technology Group Nv Willebroek Be; Loesche GmbH
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-04-29

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb einer Zusatz feuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekesselanlage.

Die Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Abhitzekesselanlage entsprechend dem Stande der Technik, bestehend aus dem Membranwandgehäuse (2), den Konvektions heizflächen (3), bestehend aus Verdampfer, Überhitzer, Speisewasservorwärmer, dem Rauchgasaustritt (4), der Ausdampftrommel (5), den Überströmrohren (6) und der tragenden Stahlkonstruktion (1).

Entsprechend dem Stande der Technik treten bei dem beschriebenen Beispiel die Rauchgase durch einen investitionsaufwendigen, keramisch ausgemauerten Rauchgaskanal (7), durch eine gitterartige Membranwandöffnung (11) in den Abhitzekessel (2) ein.

An eine der Abhitzekesselwände ist in diesem Fall eine Brennkammer (20) für die Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen angebaut, beste hend aus dem Brennkammergehäuse (16) und den Öl-/Gasbrennern (18).

Die in der Brennkammer (20) durch die Brenner (18) erzeugten Rauchgase treten bei diesem Beispiel durch das in der Rohr-Membranwand des Abhitzekessels vor gesehene Gitter (17) in den Eintrittsraum (19) der Abhitzekesselanlage ein. Beim Betrieb dieser Anlage hat das durch den Kanal (7) eintretende heiße Abgas aus der vorgeschalteten Prozeßanlage im Kesseleintrittsraum (19) ein Energie potential, welches sich aus der Abgasmasse, dem Abgasdruck und der Abgas geschwindigkeit am Eintritt des Gitters (11) bzw. im Eintrittsraum (19) ergibt.

Das Energiepotential aus der Rauchgasgeschwindigkeit baut im Feuerraum (20) der angebauten Brennkammer ein Druckpotential auf, welches sich aufgrund des Druckunterschiedes zwischen dem nicht durchströmten Brennkammerraum (20) und dem durchströmten Raum am Eintritt des Kessels (19) - oszillierend - abbaut. Dieses dem Stande der Technik entsprechende Konstruktionsprinzip bildet einen sogenannten "Kirchhoffschen" Schwingungsgenerator aus: Es kommt zu den bekannten "Kirchhoffschen" Schwingungen, welche so stark werden können, daß es zu Schäden oder sogar zur Betriebsuntüchtigkeit solcher Anlagen führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren darzustellen, welches dieses Gefahrenpotential für die Betriebstüchtigkeit der Anlage ausschließt.

Gemäß der Erfindung wird nach Fig. 2 der keramisch ausgekleidete Abgaskanal (7) nicht mehr investitionsaufwendig S-förmig nach oben geführt: Der gemauerte Kanal (7) wird horizontal an einen aus siedewassergekühlten Membranwandrohren gebildeten prismatischen Kanal angebunden.

Dabei besteht ein Teil dieses Membranwandkanals aus der Kesselrohrwand (2) und ein Teil aus der Membranrohrwand (13) der Brennkammer (9) für die Zusatzfeuerung und führt zu einer erheblichen Minderung der Investitionskosten.

Die in Fig. 1 dargestellte, mit Öl oder Gas befeuerte Brennkammer (9) wird mit auf gesetzten Deckenbrennern (10) an den Rauchgaskanal (8) angebaut.

Die unten abgewinkelte Rohrwand (13) bildet dabei zwischen Brennkammer (9) und Rauchgaskanal (8) am unteren Austritt der Brennkammer (9) ein Rohrdurch trittsgitter (12), durch welches die Gase für den Brenner (10) aus der Brennkammer (9) in den Rauchgaskanal (8) eintreten.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird die Trennwand (13) der Brennkammer (9) - gemäß Fig. 3 - mit kleinen Rauchgasdurchtritten versehen.

Die hier angesprochene Membranwand (13) besteht aus einer Flossenrohrwand, in welcher zur Erfüllung dieser Aufgabe an einigen Stellen die Flossen (14) entfallen, um so die Durchtrittsschlitze (15) zu bilden. Durch diese Schlitze, durch welche mindestens 3% und max. 30% der Abgase aus dem Rauchgaskanal (8) strömen, kommt es zu einer physikalisch bedingten "Verstimmung" dieses "Kirchhoffschen" Schwingungsgenerators, wodurch die Schwingungen so gering werden, daß sie kaum noch wahrnehmbar bzw. wirksam sind und den Kesselbetrieb nicht gefähr den können.

Ersatzweise können die erforderlichen Öffnungen (15) in der Brennkammerwand (13) auch aus runden bzw. rechteckigen Öffnungen bestehen.

Durch das hier beschriebene Verfahren zur Vermeidung der "Kirchhoffschen" Schwingungen ergeben sich zwei weitere besondere Verfahrensvorteile, welche als zusätzliche besondere Merkmale der Erfindung anzusehen sind:

1. Das Gitter (12) wirkt als Strahlungsschutzschirm zwischen dem Rauchgaskanal (7) und der Brennkammer (9) und vermeidet dadurch eine unzulässig hohe Wärme einstrahlung von z. B. 800-1200°C in die Mündung der Zusatzbrenner (10), so daß die Brenner nicht mit wirkungsgradmindernder Kühlluft beaufschlagt werden müssen.
2. Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung verhindern die Öff nungen bzw. die Schlitze (15) in der Membranwand (13) nicht nur die Schwin gungserregung in dem beschriebenen System, sondern der kleine, permanent fließende Rauchgasteilstrom, welcher sich beim Durchtritt des Gitters (12) be reits abkühlt, bewirkt eine permanente Inertisierung des Feuerraumes (9), womit dieses Konzept einen Brennerstart ohne Vorbelüftung der Kesselanlage, d. h. ohne Zeitverlust, möglich macht.

Auch bei Zufeuerung von Öl und/oder Gas durch die Brenner (10) können die Brennerflammen nicht durch den großen Rauchgasvolumenstrom der Abgase für den Abhitzekessel gestört werden.

Claims

1. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (9) für die Verfeuerung von flüssigen und/oder gas förmigen Brennstoffen aus einer Membranrohrwand besteht mit einem gitter förmigen Rauchgasaustritt (12) und Öffnungen (15) in der Seitenwand (13).

2. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (15) in der Seitenwand (13) in den Rauchgaskanal (8) oder direkt in die Seitenwand (2) der Abhitzeanlage einmünden, falls die Brennkam mer (9) direkt an die Kesselseitenwand (2) angebaut wird.

3. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß mind. 3% und max. 30% des Rauchgases aus dem Abgaskanal (8) durch das Gitter (12) in die Brennkammer (9) geleitet werden und von dort durch die Öffnungen (15) in der Rohrwand (13) wieder zurück in den hinteren Bereich des Abgaskanals (8).

4. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (15) in der Seitenwand (13) durch Weglassen der Flossen stege (14) gebildet werden.

5. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (15) in der Seitenwand (13) durch Rohrwandausbiegungen gebildet werden.

6. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der keramisch abgekleidete Abgaskanal (7) in den aus Membranrohr wänden gebildeten Abgaskanal (8) einmündet, dessen eine Wand (2) aus der Rohrwand des Abhitzekessels und dessen andere Wand (13) aus der Rohr wand der Brennkammer gebildet werden.

7. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (10) an oder auf der Brennkammer (9) durch die Gitter (12) einen Strahlungsschirm erhalten, welcher die wirkungsgradmindernde Zufüh rung von Kühlluft in die Brenner (10) vermeidbar macht.

8. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrandrohrwände der Abhitzekesselanlage (2) des Rauchgas kanals (8) und der Brennkammer (9) parallel und vertikal angeordnet sind und zusammen mindestens drei Durchtrittsgitter (11), (12), (15) bzw. Durchtritts öffnungen haben.

9. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abhitzekesselgehäuse (2), der Rauchgaskanal (8) und die Brenn kammer (9) aus siedewassergekühlten Membranrohrwänden gebildet sind.

10. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (10) der Brennkammer (9) als Deckenbrenner ausgebildet sind.

11. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (10) der Brennkammer (9) als übereinander angeordnete Frontbrenner ausgebildet sind.

12. Verfahren für den Betrieb einer Zusatzfeuerung zur Verbrennung von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in Verbindung mit einer Abhitzekessel anlage nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abhitzekesselanlage Dampf erzeugt oder Thermoöl bzw. Wasser aufgewärmt wird.