DE2837174A1 - Verfahren und vorrichtung zum verfeuern von schwer zuendfaehigen, gasarmen brennstoffen mit trockenem ascheabzug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verfeuern von schwer zuendfaehigen, gasarmen brennstoffen mit trockenem ascheabzug

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Description

Düsseldorf,. den 22.8.1978 PAT - wey - V 78/04
Vereinigte Kesselwerke AG,
4000 Düsseldorf
' Verfahren und Vorrichtung zum' Verfeuern: von schwer zünd-' fähigen , gasarmen Brennstoffen mit trockenem Äscheabzug.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dazugehörende Vorrichtung zum Verfeuern von schwer zündfähigen, gasarmen Brennstoffen mit trockenem Ascheabzug in mehreren Verbrennungsphasen und Zufuhr der Verbrennungsluft an verschiedenen Stellen der Brennkammer.
Zu den schwer zündfähigen, gasarmen Brennstoffen gehören die sogenannten Anthrazite bzw. Magerkohlen, das sind Steinkohlen mit einem sehr geringen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 2 - 8 %, bezogen auf die Rohkohle. Bekannt sind Kraftwerkskessel, die mit Magerkohle gefeuert werden und mit einer oder mehreren Schmelzkammern mit flüssigem Ascheabzug ausgerüstet sind. Der flüssige Ascheabzug, bedingt durch die damit verbundene höhere Feuerraumtemperatur, produziert höhere Gehalte an Stickoxiden im Rauchgas als ein trockener Ascheabzug. Wird eine Feuerung mit trockenem Ascheabzüg verwendet, so wird zumeist die Zündung durch ein Stütz.feuer stabilisiert.
' Bei einem bekannten Verfahren (DE-AS.11 07 876) zum Verbrennen von schwer verbrennlichen, staubförmigen Brenn-
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stoffen, werden diese vor dem Eintritt in die Brenner in mehreren Stufen bis auf. den Zündpunkt des Kohlenstaubes erhitzt. Als Aufheizmedium können Rauchgase oder, vorgewärmte Luft benutzt werden, welche den Staub in die Vorwärmvorrichtung blasen. Nach jeder Vorwärmstufe wird der Kohlenstaub von dem Aufheizmedium getrennt. Dieses Verfahren erfordert umfangreiche Einrichtungen für. die Erwärmung des Kohlenstaubes und die Abtrennung des Aufheizmittels.
Es ist weiterhin bei Kohlenstaubfeuerungen bekannt (DE-PS 4 55 571 und 5 51 238) , den Staub in zwei Stufen zu verbrennen, wobei der Staub in der ersten Stufe in einen mehr oder weniger gasförmigen Zustand übergeführt wird. Dabei kann die Zufuhr der Sekundärluft an verschiedenen Stellen der Brennkammer erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dazugehörende Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, schwer zündfähige, gasarme Brennstoffe, wie Anthrazit-Magerkohle, sicher zu zünden und zu verbrennen, wobei der Ascheabzug wegen der dadurch erreichbaren niedrigen Gehalte an Stickoxiden im Rauchgas trocken erfolgen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kohlenstaub zunächst mit Primärluft von 500 - 600 C oder darüber beaufschlagt, anschließend mit etwa 50 % der Verbrennungsluftmenge als Sekundärluft von 350 - 400 C verbrannt und schließlich mit etwa 35 - 40 % der Verbrennungsluftmenge als Tertiärluft von 250 - 300 C ausgebrannt wird. Bei diesem, erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Verbrennung in drei Phasen. Dabei wird in der ersten Phase der Kohlenstaub vorvergast und am Ende der Vorvergasung, die Zündung eingeleitet.. In der zweiten Phase setzt im wesentlichen die Verbrennung des vorvergasten
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Kohlenstaubes ein, und es erfolgt die hauptsächliche Energieumsetzung. In der. dritten Phase wird der noch verbliebene Rest an Unverbranntem mit Tertiärluft verbrannt. Auf diese Weise ^gelingt es, einen mit. den bisher zur Anwendung gekommenen Einrichtungen schwer zündfähigen, gasarmen Brennstoff/ wie Anthrazit-Magerkohle, bei trockenem Ascheabzug sicher zu zünden und' zu verbrennen. Durch die sehr hoch erhitzte Verbrennungsluft in der ersten Phase wird der schwer zündfähige, gasarme Brennstoff nunmehr sicher gezündet, ohne daß ein ständiges Stützfeuer erforderlich ist. In der letzten Phase ist der Verbrennungsablauf des Kohlenstaub-Luft-Gemisches so weit fortgeschritten, daß die volle Verbrennungstemperatur erreicht ist und daher eine verhältnismäßig niedrige Tertiarlufttemperatur für den Restausbrand genügt.
Die Erfindung kann bei Ein- oder Mehrzugkesseln zur Anwendung kommen.
Die Erfindung sei nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und einer in der Zeichnung dargestellten Dampferzeugeranlage zur Verfeuerung von Anthrazit-Magerkohle erläutert.
Der Dampferzeuger besteht aus einem ersten Zug 1, der über einen Querzug 2 mit einem zweiten Zug 3 verbunden ist. Die Wände des Dampferzeugers sind aus gekühlten, durch zwischengelegte Stege gasdicht miteinander verschweißten Rohren gebildet. Innerhalb des ersten Zuges 1 sind oberhalb einer als Strahlungsraum ausgebildeten.Nachbrennkammer 4 Nach-Schaltheizflächen angeordnet. Die Nachschaltheizflachen bestehen in Richtung, der. Rauchgasströmung aus einem zweiten Zwischenüberhitzer 5,. einem als Röhrenapparat ausgebildeten Primärluftvorwärmer 6, einem ersten Zwischenüberhitzer 7 und einem zweiten Speisewasservorwärmer" 8.
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Der zweite Zug 3 ist durch eine in Strömungsrichtung des Rauchgases liegende Trennwand in zwei parallele Sektionen aufgeteilt. In einer der Sektionen ist ein Sekundärluft-Vorwärmer 9 und in der anderen ein Tertiärluft-Vorwärmer 10 angeordnet. Beide sind als rauchgasbeheizte, drehende Regenerativ-Speicherwärmetauscher ausgebildet. Rauchgasseitig liegt, vor dem Tertiärluft-Vorwärmer 10 ein erster Speisewasser-Vorwärmer 11.
Der Nachbrennkammer 4 im ersten Zug 1 ist eine lotrecht angeordnete Vorbrennkammer 12. vorgeschaltet. Die Vorbrennkammer 12 ist mit Deckenbrennern 13 oder Horizontalbrennern versehen und weist an ihrem Ausgang eventuell eine düsenartige Einschnürung 14 auf. Die aus gekühlten Rohren bestehenden Wände der Vorbrennkammer 12 können zum Teil oder ganz bestiftet und mit einer feuerfesten Auskleidung bestampft sein.
Die Kohle wird aus einem Aufgabebunker 15 einer Rohrmühle 16 zugeführt, in der sie zerkleinert und mittels Rauchgase, die über eine Rauchgasleitung 17 angesaugt werden, gleichzeitig getrocknet. Anstelle der Rohrmühle 16 kann auch eine andere für die Mahltrocknung von Kohle geeignete Mühle,
z.B. eine Walzenmühle verwendet werden.
Das die Rohrmühle 16 verlassende, aus Brüden und Kohlenstaub bestehende Gemisch wird über einen Sichter 18 einem Staubabscheider 19 zugeführt. Der dort abgetrennte Kohlenstaub gelangt in einen Staubbunker 20, während der Brüden durch einen Mühlenventilator 21 abgesaugt und entweder, vor oder hinter der Rohrmühle 16 dem Kohlenstrom zugemischt wird. Der Brüdenstrom kann auch einem Schlauch- oder Elektrofilter 22 zur weiteren Abtrennung, von Kohlenstaub zugeführt werden. Ein Filterventilator 23; fördert den Brüden aus dem Filter 22 zu Brüdenbrennern 24, die in der Nachbrennkammer 4 angeordnet sind.
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D.ie notwendige Verbrennungsluft .wird.von einem Frischlüfter 25 angesaugt und den parallel liegenden Sekundärluft-Vorwärmer 9 und Tertiär luf t-Vorwärmer' 10 zugeführt. In dem SeJcundärluft-Vorwärmer 9 wird die Verbrennungsluft auf 350 - 400 0C erhitzt. Ein T.eilstrom der den Sekundärluft-Vorwärmer 9 verlassenden Verbrennungsluft wird als Sekundärluft der. Vorbrennkammer: 12. zugeführt. Ein Druckerhöhungs-Gebläse 26 fördert den anderen Teil der bereits auf 350 - 400 0C erhitzten Verbrennungsluft zu dem zwi-
.10 ' sehen den Zwischenüberhitzern 5 und 7 liegenden Primärluft-Vorwärmer 6. Hier wird die Verbrennungsluft auf 500 - 600 C oder darüber erhitzt. Diese Verbrennungsluft gelangt als Primärluft zusammen mit dem Kohlenstaub zu den Brennern 13 der Vorbrennkammer 12. In dem Tertiärluft-Vorwärmer 10 wird die Verbrennungsluft auf 250 - 300 0C erhitzt und als Tertiärluft.im Bereich der Einschnürung 14 in die Vorbrennkammer 12 eingeblasen.
Nach der Zeichnung dient ausschließlich die Primärluft als Träger- bzw. Förderluft für den Kohlenstaub. Es ist aber auch möglich, daß als Förderluft entweder die Sekundärluft oder, die Tertiärluft herangezogen werden kann. Durch Drosselorgane in den Verbrennungsluftleitungen kann die Verbrennungsluft derart aufgeteilt werden, daß die Sekundärluft 50 % und die Tertiärluft 35 - 40 % der Verbrennungsluftmenge ausmacht. Beispielsweise ist folgende Aufteilung möglich.
1. Primärluft: 15 % und 550 0C Sekundärluft: 50 % und 4.00 0C Tertiärluft: 35 % und 275 0C
• 2. Primärluft: 20 % und 550 0C
,Trägerluft: . 15 %. und 400 0C
- Sekundärluft: 30 % und 4.00 0C
Tertiärluft: 25 % und 275 0C
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3. Primär luft: 20 %. und 550 0C
Trägerluft: 15 % und 275 0C
Sekundärluft: 40 % und 400 0C
Tertiär luft: 25 %. und 275 0C.
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Claims (7)

  1. Düsseldorf, den 22.8.1978 PAT - wey - V 78/04
    Vereinigte Kesselwerke AG7
    Düsseldorf
    Patentansprüche:
    j 1J Verfahren zum Verfeuern von schwer zündfähigen, gas- VJ armen Brennstoffen mit trockenem Ascheabzug in mehreren Verbrennungsphasen und Zufuhr der Verbrennungsluft an . verschiedenen Stellen der Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstaub zunächst mit Primärluft von 500 - 600 0C oder darüber beaufschlagt, anschließend mit etwa 50 % der Verbrennungsluftmenge als Sekundärluft von 350 - 400 °C verbrannt und schließlich mit etwa 35 - 40 % der Verbrennungsluftmenge als Tertiärluft von 250 - 300 °C ausgebrannt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tertiärluft am Ausgang der Vorbrennkammer (12) zugeführt wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbrennkammer (12) am Rauchgasaustritt düsenartig eingeschnürt ist.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die Primärluft in einem Primärluft-Vorwärmer (6) aufheizbar ist, dem Luft aus einem Sekundärluft-Vorwärmer. (9) zur weiteren Erhitzung zugeführt wird, während ein Teil, dieser Luft als Sekundärluft direkt in die VOrbrennkammer (12) gelangt und die Tertiärluft einem Tertiärluft-Vorwärmer .(10) entnehmbar ist.
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  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß. der Primärluft-Vorwärmer (6) in einem Rauchgastemperaturgebiet placiert wird, das eine Aufheizung der Primärluft bis zu 600 C oder mehr ermöglicht, wie z.B. zwischen zwei Zwischenüberhitzern (5; 7).
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbrennkammer (12) eine lotrechte Brennkammer mit Deckenbrennern (13) oder horizontal angeordneten Brennern sein kann.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt der Vorbrennkammer (12) oder am Eintritt der Nachbrennkammer (4) Brüdenbrenner (24) angeordnet sind.
    0 3000 9/0
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