DE2945732C2

DE2945732C2 - Kohlestaubfeuerung

Info

Publication number: DE2945732C2
Application number: DE19792945732
Authority: DE
Inventors: Franz 8900 Augsburg Steimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1986-09-11
Also published as: DE2945732A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kohlestaubfeuerung, ins- *o besondere für keramische Brennofen, mit mindestens einem senkrecht in einer Ofendecke angeordneten Brenner, der an eine Luftversorgung angeschlossen und über ein senkrechtes Fallrohr mit Kohlestaub beaufschlagbar ist, wobei an jeden Brenner ein an einen Koh-Iebunker angeschlossenes Mahlwerk angebaut ist.

Eine Anordnung dieser Art ist aus der FR-PS 23 361 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung wird der über einen kurzen Verbindungstrichter mit dem Mahlwerk verbundenen Mischkammer ein Primärluftstrom zugeführt. Hierzu ist eine in den mit Kohle beaufschlagbaren Eingangsschacht des Mahlwerkes einmündende Luftleitung vorgesehen. Die Zufuhr des Primärluftstroms zur Mischkammer erfolgt hierbei demnach über das Mahlwerk und den Verbindungstrichter, wobei der im Mahlwerk erzeugte Kohlestaub durch den Primärluftstrom beschleunigt wird. Bei dieser bekannten Anordnung besteht dementsprechend eine nicht unbeträchtliche Gefahr, daß es zu einer Staubexplosion kommt. In diesem Zusammenhang ist nämlich davon auszugehen, daß hier bereits im Bereich des Eingangsschachts infolge eines nicht zu vermeidenden Kohleabtriebs eine hohe Staubkonzentration vorliegen kann und daß selbstverständlich durch den Mahlvorgang eine noch höhere Staubkonzentration erzeugt wird. Außerdem ist zu befürchten, daß hier der Primärluftstrom zur Überwindung des durch das Mahlwerk gebildeten Strömungswiderstands einen hohen Druck benötigt was nicht nur einen hohen Energiebedarf verursacht sondern auch zu einem Austreten von Leckluft und Staub über undichte Stellen im Leitungssystem führen kann. Die Folge davon ist eine nicht unbeträchtliche Staubbeaufschlagung der Umgebung. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß der vom Primärluftstrom beschleunigte KohLstaub auch eine scharfe Schleifwirkung auf die Wandung des Verbindungstrichters und der Mischkammer ausübt was zu einem rasanten Verschleiß führen kann.

Die US-PS 19 31 181 zeigt eine Kohlefeuerung für private Heizungsanlagen, bei der die Kohle etwa in Form erbsengroßer Teilchen in einen Ofenraum eingeblasen wird. Die Kohle wird hierbei durch eine Schnekke gefördert, die in einem etwa horizontalen Rohr angeordnet ist, das in ein mit Luft beaufschlagtes, ebenfalls horizontales Rohr so hineinragt, daß die Luft die die Schnecke verlassenden Kohleteilchen mitnimmt Hierbei ergeben sich dementsprechend dieselben Nachteile, die weiter oben im Zusammenhang mit der FR-PS 14 23 361 bereits dargelegt werden. Hinzu kommt, daß hier die Luftmenge unbedingt so bemessen sein muß, daß ein störungsfreier Transport der Kohle stattfindet, was sich ungünstig auf die Verbrennungsverhältnisse auswirken kann. Ähnlthe und mit denselben Nachteilen behaftete Anordnungen zeigen auch die DE-PS 3 63 299 und die DE-AS 11 77 274.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kohlestaubfeuerung eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei der der Kohlestaub erst in der Mischkammer mit einem Luft- bzw. Gasstrom in Berührung kommt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kohlestaub ohne Zufuhr von Trägergas erzeugt und über das Fallrohr, das in ein die gesamte Verbrennungsluft führendes, die Ofendecke im wesentlichen durchdringendes Luftzuführungsrohr gingreift, trägergaslos in eine Mischkammer eingeworfen wird, die in Verlängerung des Luftzuführungsrohrs angeordnet ist.

Dadurch, daß der Kohlestaub hier einfach trägergaslos in die ofenraumnah in der Ofendecke angeordnete Mischkammer fällt und erst dort mit Luft in Berührung kommt, ergibt sich in vorteilhafter Weise auch noch dann eine hohe Betriebssicherheit, wenn die Ofendecke vergleichsweise dick ist Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können dementsprechend mit besonderem Vorteil bei, eine dicke Öfendecke aufweisenden, kcramisshen Brennöfen zum Einsatz kommen, ohne daß mit erhöhtem Verschleiß bzw. erhöhter Staubexplosionsgefahr bzw. nennenswerter Verstaubung der Umgebung gerechnet werden müßte. Infolge der vollständigen Transportunabhängigkeit von Luft und Kohlestaub ermöglichen die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch eine feinfühlige Dosierung dieser beiden Komponenten in Abhängigkeit von den gewünschten Verbrennungsverhältnissen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unieränspfüehen angegeben.

So kann in vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen der Kohlebunker mit einer Vibrationseinrichtung versehen und durch bewegliche Leitungsabschnitte mit den jeweils zugeordneten Mahlwerken verbunden sein. Hierdurch wird sichergestellt, daß auch zum Transport der noch ungemahlenen Kohle vom Bunker zu den Mahlwerken kein Transportgas benötigt wird, und dennoch eine zuverlässige Versorgung der Mahlwerke gewährleistet ist.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin be-

stehen, daß das Mahlwerk eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte Schnecke aufweist, der in Förderrichtung eine mit Durchgangsöffnungen versehene Kalibrierscheibe nachgeordnet ist Diese Maßnahme ergibt eine einfache trägergaslose Erzeugung des Kohlestaubs, wobei mittels der Kalibrierscheibe die Erzeugung unterschiedlicher Korngrößen möglich ist, so daß auch Ofenräume mit großem Querschnitt gleichmäßig beheizt werden können.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung zeigt eine Frontansicht einer auf einen keramischen Brennofen aufgesetzten Heizeinheit mit zwei Brennerreihen.

In der Zeichnung ist mit 1 die Decke des ansonsten nicht weiter dargestellten keramischen Brennofens bezeichnet Der Aufbau und die Funktionsweise derartiger Öfen sind bekannt und bedürfen daher an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung mehr. Zur Beheizung des etwa im Durchlaufbetrieb mit zu brennenden Ziegeln oder dergleichen beaufschlagenden Ofenraums sind mehrere Heizeinheiten der in der Figur dargestellten Art vorgesehen. Diese Heizeinheiten umfassen jeweils mehrere, in Reihen nebeneinander angeordnete Brenner 2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei parallel nebeneinander angeodnete Brennerreihen 3 bzw. 4 vorgesehen. Die Brenner 2 sind in Ausnehmungen 5 der Ofendecke 1 eingesetzt und durch Flansche 6 hieran abgestützt

Als Heizmaterial findet Kohle Verwendung, die in Form von Nußkohle oder dergleichen in einen hier der ganzen Heizeinheit zugeordneten Bunker 7 eingeworfen und den Brennern 2 in Form von Kohlestaub in genau dosierter Menge zugeführt wird. Die Nußkohle kann dem Bunker 7 einfach mittels einer hier nicht näher dargestellten Förderschnecke zugeführt werden, was einen verhältnismäßig sauberen und dennoch reibungslosen Betriebsablauf gestattet Zur Erzeugung des den Brennern 2 zuzuführenden Kohlestaubs ist jedem Brenner 2 ein Mahlwerk 8 zugeordnet. Die Mahlwerke 8 sind einfach auf die jeweils zugeordneten Brenner 2 aufgesetzt, die praktisch stehend in die Ofendecke 1 eingesetzt sind, so daß die Schwerkraft ausreicht, um den von den Mahlwerken 8 erzeugten Kohlestaub den Brennern 2 zuzuführen. Der über die gesamte Heizeinheit sich erstreckende Bunker 7 ist pro Brenner bzw. Mahlwerk mit einem Ausschütttrichter 9 versehen, der in eine mahlwerkseitige, im dargestellten Ausführungsbeispiel einfach als Rohrstutzen ausgebildeten Einzugskammer 10 mündet. Zur Bewerkstelligung eines reibungslosen Kohlenachschubs aus dem Bunker 7 kann dieser mit einer Vibrationseinrichtung 11 versehen sein. Die bunkerseitigen Ausschütttrichter 9 sind in Fällen dieser Art zweckmäßig mittels eines beweglichen Leitungsabschnitts 12, beispielsweise eines Schlauchabschnitts oder dergleichen mit den mahlwerkseitigen Einzugskammern 10 verbunden, um die Vibrationsbewegungen von den Mahlwerken fernzuhalten. Die Mahlwerke 8 sind ausgangsseitig mit einer Auswurfkammer 13 versehen, die direkt an den jeweils zugeordneten Brenner 2 angesetzt ist. Die Brenner 2 bestehen aus jeweils einem zentral in ein Luftzuführungsrohr 14 eingesetzten Fallrohr 15 für den Brennstoff, das mahlwerksseitig mit einem das Luftzuführungsrohr 14 überragenden Einwurftrichter 16 versehen ist, der an die mahlwerkseitige Auswirfkammer 13 angeschlossen ist. Zum Ausgleich von Montageungenauigkeiten kann zwischen Einwurftrichter 16 und Auswurfkammer 13 vorteilhaft ein kurzer beweglicher Leitungsabschnitt 17, etwa ein Schlauchabschnitt oder dergleichen, eingesetzt sein. Das das Fallrohr 15 umgebende Luftzuführungsrohr 14 der Brenner 2 ist mittels jeweils eines durch einen Schlauch oder dergleichen gebildeten Versorgungsstutzerts 18 an einen über die gesamte Heizeinheit sich erstreckenden Luftverteilerkanal 19 angeschlossen. Der Luftverteilerkanal 19 ist in an sich bekannter Weise mittels eines hier nicht näher dargestellten Gebläses

ίο beaufschlagbar. Zur Dosierung der den einzelnen Brennern zugefühirten Verbrennungsluft sind im Bereich der Versorgungsstutzen 18 Schieber 20 vorgesehen, die manuell und/oder motorisch betätigt werden können. Zur Aufnahme der Versorgungsstutzen 18 sind die Luftzuführungsrohre 14 mit einem vom Fallrohr 15 durchsetzten Abschlußtopf 21 versehen, der einen seitlich abstehenden Anschlußstutzen 22 aufweist

Das Fallrohr 15 der Brenner 2 mündet mit seinem freien Au&trittsende in eine mit einer Austrittsöffnung 23 versehene, an das Luftzuführungiiohr 14 angesetzte Mischkammer 24, in welcher der durch das Fallrohr 15 herabfallende, in dieses durch das jeweils zugeordnete Mahlwerk 8 eingeworfene Kohlestaub mit der über das Luftzuführungsrohr 14 herangeleiteten Verbrennungsluft vermischt wird und anschließend durch die Austrittsöffnung 23 in den zu beheizenden Ofenraum austritt. Infolge der im Ofenraum herrschenden Temperatur erfolgt dabei eine Selbstzündung der Kohlestaubpartikel, so daß eine Zündvorrichtung nicht erforderlich ist Die Einstellung optimaler Verbrennungsverhältnisse bzw. des gewünschten Temperaturprofils erfolgt einfach über eine entsprechende Dosierung der Verbrennungsluft mittels des bzw. der Schieber 20 sowie des zugeführten Kohlestaubs mittels einer entsprechenden Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit des bzw. der Mahlwerke 8. Der Luftdurchsatz und der Kohiestaubdurchsatz sind hierbei ersichtlich unabhängig voneinander dosierbar.
Zur Bildung der Mahlwerke 8 können Einrichtungen an sich bekannter Art Verwendung finden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mahlwerke 8 mit einer drehbar in einem Gehäuse 30 gelagerten, vorzugsweise in Förderrichtung konisch sich erweiternden Schnecke 31 versehen, die mittels des jeweils zugeordneten Schneckenrads 28, Kette 26 und Motor 27 angetrieben ist. Der Schnecke 31 ist in Förderrichtung eine Kalibrierscheibe 32 nachgeordnet, die mit Durchgangsöffnungen 33 versehen ist, durch welche die Kohle durch die Schnecke 31 hindurchgepreßt wird. Hierbei entstehen in vorteilhafter Weise unterschiedliche Korngrößen, was zu unterschiedlichen Brenndauern und Brennstrecken führt, so daß sich eine saubere langgestreckte Flamme und damit eine gleichmäßige Beaufschlagung des gesamten Ofenquerschnitts ergibt.

Die Wellen 25 sind im Bereich der Schnecken 29 auf Konsolen 34 aufgenommen, an denen gleichzeitig die jeweils zugeordneten Mahlwerke 8 befestigt sind. Die Konsolen 34 sind seitlich an ein über die gesamte Heizeinheit sich erstreckendes Gestell 35 angesetzt, an dem gleichzeitig der Luftverteilerkanal 19 aufgehängt sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gestell 35 mit einem Aufbau 36 versehen, auf dem der der gesamten Heizeinheit zugeordnete Bunker 7 abgesetzt ist. Im dargestellte!, Ausführungsbeispiel stützt sich der Aufbau 36 über Vibrationspuffer 37 auf dem Gestell 35 ab.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung findet die Vermischung von Kohlestaub und Luft erst in der mit

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der Austrittsöffnung 22 versehenen Mischkammer 24, d. h. austrittsnah, statt. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß

die in die Mischkammer einströmende Luft im in die ;

Mischkammer hineinragenden Fallrohr 15 eine leichte Sogwirkung erzeugt, was ein Hochströmen von Luft 5 ι

vermeidet und einen zuverlässigen Kohlestaubnachschub ergibt. Die Mischkammer 24 mit Austrittsöffnung 23 ist infolge der Schleifwirkung des Kohlestaubs einem

hohen Verschleißangriff ausgesetzt. Es ist daher zweck- ·

mäßig, zumindest diesen Bereich der Brenner 2 aus ke- io ramischem Material, vorzugsweise Siliciumcarbid, herzustellen und ggf. mit dem aus Stahl herstellbaren Luft- .,■ zuführungsrohr 14 zu verschrauben. Dadurch, daß hier ■ der Kohlestaub erst austrittsnah in den Luftstrom ein- ' tritt, bleibt der Aufwand für die Keramikausführung in 15

diesem Bereich in Grenzen. Gleichzeitig gewährleistet i

dieses Material eine hohe Temperatur- und Wechsel- j

iemperaiurbesiändigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 20

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Claims

Patentansprüche:

1. Kohlestaubfeuerung, insbesondere für keramische Brennofen, mit mindestens einem senkrecht in einer Ofendecke angeordneten Brenner, der an eine Luftversorgung angeschlossen und über ein senkrechtes Fallrohr mit Kohlestaub beaufschlagbar ist, wobei an jeden Brenner ein an einen Kohlebunker angeschlossenes Mahlwerk angebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlestaub ohne Zufuhr von Trägergas erzeugt und über das Fallrohr (15), das in ein die gesamte Verbrennungsluft führendes, die Ofendecke im wesentlichen durchdringendes Luftzuführungsrohr (14) eingreift, trägergaslos \s in eine Mischkammer (24) eingeworfen wird, die in Verlängerung des Luftzuführungsrohrs (14) angeordnet ist

2. Kohlestgybfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlebunker (7) mit einer Vibrationseinrichtung (11) versehen und durch bewegliche Leitungsabschnitte (12) mit den jeweils zugeordneten Mahlwerken (8) verbunden ist.

3. Kohlestaubfeuerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlwerk (8) eine in einem Gehäuse (30) drehbar gelagerte Schnecke (31) aufweist, der in Förderrichtung eine mit Durchgangsöffnungen (33) versehene Kalibrierscheibe (32) nachgeordnet ist

4. KohlestaueJeuerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, d a- ',u rchgekennzeichnet, daß zumindest die Mischkammer (24) samt Austrittsöffnung (23) der Bri· laer (2) aus keramischem Material, vorzugsweise Siliciumcarbid, besteht