DE2952091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierli­ chen Einspeisen feinteiliger Kohle in eine Wirbelschicht­ feuerung aus oberhalb oder in der Wirbelschicht verlaufen­ den Hohlbalken mit innen angeordneten Kohleförderern und/oder -verteilern.

Eine in der DE-OS 28 19 185 beschriebene Wirbelschicht­ feuerung bietet den Vorteil, daß sich in ihr ein breites Brennstoffband hinsichtlich Heizwert, Aschegehalt und Feuch­ tigkeit wirtschaftlich verbrennen läßt. Darüber hinaus ent­ halten die Abgase nur verhältnismäßig geringe Mengen SO₂ und NO _X . Bei einer solchen Wirbelschichtfeuerung werden feinteilige Kohle und ein Inertstoff dadurch im Schwebezu­ stand gehalten, daß mit entsprechender Geschwindigkeit Ver­ brennungsluft von unten her in die Wirbelschicht eingebla­ sen und gleichzeitig die Kohle von oben in die Wirbel­ schicht eingebracht wird. Auf diese Weise läßt sich auch die in großen Mengen vorkommende heizwertarme Braunkohle verfeuern.

Mit einer derartigen Wirbelschichtfeuerung sind jedoch ein schlechter Ausbrand und ein schlechter Entschwefelungsgrad verbunden, da die feinen Kohlepartikel sofort ausgetragen werden. Ferner läßt sich ein Sichten nach Korngröße nicht vermeiden, da die größeren Teilchen am weitesten geworfen werden. Demzufolge ist eine gleichmäßige Beschickung der Wirbelschicht nicht möglich.

In der CH-PS 5 77 144 ist eine Wirbelschichtfeuerung mit Zufuhr von Sekundärluft im oberen Teil eines Verbrennungs­ raums oberhalb der Wirbelschicht beschrieben, um eine voll­ ständige Verbrennung des zugeführten Brennstoffs zu errei­ chen. Diese Sekundärluft hat keinen Einfluß auf den Austrag zugeführter feiner Brennstoffteilchen, da der Brennstoff unmittelbar oberhalb der Wirbelschicht eingespeist wird, während die Sekundärluftzufuhr im oberen Teil der Verbren­ nungskammer in großer Entfernung zur Brennstoffzufuhr ange­ ordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß sich ein möglichst vollständiger Ausbrand mit möglichst geringem Aus­ trag feinkörniger, unverbrannter Kohlepartikel bei gleich­ zeitig guter Entschwefelung ergibt, ohne daß große Mengen an NO _X entstehen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß sich ein Sekundärluftkanal mit seitlichen Sekundärluftdüsen im oberen Teil der Hohlbalken erstreckt.

Die quer zum Rauchgasstrom aus den Sekundärluftdüsen austretende Sekundärluft ver­ hindert, daß die Kohlepartikel durch den von der Wirbel­ schicht herrührenden Auftrieb ausgetragen werden, ehe sie die Wirbelschicht erreichen. Gleichzeitig wird ein vollstän­ diger Ausbrand des zugeführten Brennstoffs erreicht, ohne daß die Verbrennungstemperatur so hoch ansteigt, daß nen­ nenswerte Mengen an NO _X entstehen. Da praktisch sämtliche Kohlepartikel in die Wirbelschicht hineingelangen, wird der größte Teil des in der Kohle enthaltenen Schwefels an den Inertstoff der Wirbelschicht gebunden und gelangt somit nicht als SO₂ in das Abgas.

Ferner entfallen die langen Rohrleitungen zum pneumatischen Zuführen der Kohle zur Wirbelschichtfeuerung, weil sich die Kohle ohne weiteres mechanisch in die Hohlbalken ein­ bringen läßt. Außerdem kann eine Kohle eingesetzt werden, deren Feuchtigkeitsgehalt ein pneumatisches Fördern unmög­ lich macht. Die Hohlbalken können geneigt oder horizontal verlaufen. Zweckmäßigerweise sind mehrere Hohlbalken neben­ einander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet; der Abstand der einzelnen Hohlbalken voneinander ergibt sich in Ab­ hängigkeit von den gerade vorliegenden Bedingungen. Zweck­ mäßigerweise erstrecken diese sich über die gesamte Tiefe des Feuerraumes, so daß der gesamte Feuerungsquerschnitt erfaßt wird.

Die Hohlbalken können aus miteinander verbundenen, insbesondere miteinander verschweißten Rohren und Stegen bestehen und an den wasserdampfseitigen Kühlkreislauf an­ geschlossen sein. Dadurch ist sichergestellt, daß die För­ derer, Hohlbalken sowie die Verteiler für die Kohle nicht überhitzt werden. Im unteren Bereich der Hohlbalken können sich jeweils einander gegenüberliegende Längsschlitze be­ finden. Diese können durchgehend oder unterbrochen ausge­ führt sein. Der aus den Hohlbalken austretende Kohlenstaub fällt durch die Längsschlitze und sinkt von hier aus in die Wirbelschicht ab.

Zweckmäßigerweise verläuft in den Hohlbalken jeweils ein Förderrohr, das mit Austrittsöffnungen für den Kohlenstaub versehen ist. Hierdurch wird in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Förderrohres eine bestimmte Kohlemenge in der Zeiteinheit in die Wirbelschicht gege­ ben.

Die Vorrichtung kann auch so beschaffen sein, daß jedes Förderrohr aus zwei konzentrischen, gegeneinander verdreh­ baren und/oder axial verschiebbaren Rohren mit in ihrer Ausgangsstellung deckungsgleichen Bohrungen besteht. In den Hohlbalken kann auch je eine Förderschnecke angeordnet sein. Auf diese Weise ist es ohne weiteres möglich, die Hohlbalken ohne Gefälle, das heißt horizontal anzuordnen, ohne daß sich die Gefahr von Verstopfungen ergibt.

Es empfiehlt sich, im Bereich der unteren Mantellinie des Förderschneckenrohres zwischen der Kesselvorderwand und der Kesselrückwand eine Abwurföffnung, beispielsweise einen Schlitz anzuordnen. Diese Abwurföffnung kann durchgehend oder unterbrochen ausgeführt sein. Der freie Querschnitt der Abwurföffnung kann mittels einer verschiebbaren Lei­ ste veränderlich ausgeführt sein, wobei eine Kante der Lei­ ste gezahnt sein kann. Des weiteren besteht die Möglich­ keit, den freien Querschnitt der Abwurföffnung über ihre Länge unterschiedlich groß zu gestalten. Dadurch ergibt sich eine weitere Möglichkeit, um die Wirbelschicht über die gesamte Tiefe des Feuerraumes zwischen Kesselvorderwand und Kesselrückwand gleichmäßig mit Kohlenstaub zu be­ schicken. Die Wahl des Abstandes zwischen den einzelnen Hohlbalken sowie zwischen den äußeren Hohlbalken und den ihnen gegenüberliegenden Seitenwänden erfolgt nach Zweck­ mäßigkeitsgesichtspunkten.

Weiterhin empfiehlt es sich, durch die Förderrohre für die Kohle Rauchgas oder heiße Verbrennungsluft zu führen, um auf diese Weise, wenn es auch nicht unbedingt erforderlich ist, die Kohle zu trocknen und den thermischen Wirkungsgrad der Gesamtkesselanlage entsprechend günstiger zu gestalten. Die sich gegenüberliegenden Sekundärluftdüsen benachbarter Hohlbalken können direkt oder versetzt zueinander gegenüberliegend angeordnet sein. Die Sekundärluftdüsen sind hierbei zweck­ mäßigerweise schräg nach unten geneigt. Damit wird auf den unterhalb der Hohlbalken absinkenden Kohlenstaub von oben her ein gewisser Impuls nach unten ausgeübt, der verhin­ dert, daß ein Teil der Kohlepartikel, insbesondere der Fein­ anteil aus dem Verbrennungsraum ausgetragen wird, bevor er in die Wirbelschicht gelangt ist.

Die Erfassung des Gesamtquerschnitts durch ein aus neben­ einander angeordneten Hohlbalken bestehendes Balken-Gitter eröffnet als weiteren Vorteil die Möglichkeit eines über den Feuerungsquerschnitt gleichmäßigen Einspeisens von Se­ kundärluft zur Verringerung des Anteils brennbarer Bestand­ teile im Flugstaub. Die dafür erforderliche Gebläselei­ stung ist wegen der nur geringen zu überbrückenden Abstände kleiner als bei den bisher bekannten Vorrichtungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläu­ tert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Dampfkessel nach der Linie I-I der Fig. 3,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 3,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1 beziehungsweise den Ausschnitt A der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung.

Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung dient zum Ein­ speisen von Kohle in die Wirbelschicht eines Dampferzeugers 1, in dem sich oberhalb eines Anströmbodens 2 eine Wirbelschicht 3 befindet, die sich vom Anströmboden 2 bis zu ihrer oberen Grenzlinie 4 erstreckt. Innerhalb der Wirbelschicht sind Überhitzer- und/oder Siederohre 5 angeordnet. Unterhalb des Anströmbodens 2 befindet sich ein Luftkasten 6, in den Verbrennungsluft in Richtung des Pfeiles 7 strömt, um von hier aus durch den Anströmboden 2 in die Wirbelschicht 3 weiterzuströmen.

Oberhalb der oberen Grenzlinie 4 sind Hohlbalken 8 so ange­ ordnet, daß sie sich über die Tiefe des Verbrennungsraumes erstrecken. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, be­ stehen die Hohlbalken 8 aus einem oberen Kanal 9 und einem unteren Kanal 10. An den beiden unteren Kanten jedes Hohl­ balkens 8 befinden sich zwei einander gegenüberliegende Längs­ schlitze 11 und 12. Innerhalb des unteren Kanals 10 ist in einem äußeren Förderrohr 13 ein inneres Förderrohr 14 drehbar gelagert. Der obere Kanal 9 führt Sekundärluft und besitzt über seine Länge verteilt zu beiden Seiten einander gegenüber­ liegend Sekundärluftdüsen 15 und 16, die schräg nach unten geneigt sind, so daß die durch die austretende Sekundärluft in Richtung der Pfeile 17 und 18 schräg nach unten strömt.

Der Hohlbalken 8 selbst besteht aus miteinander verschweißten Flossenrohren 19 und deren Stegen 20; er ist etwa in der Mitte durch einen Trennboden 21 in die obere und untere Hälfte 9, 10 geteilt. Im unteren Teil des Hohlbalkens 8 erstreckt sich unter Belassung der Längsschlitze 11 und 12 ein dach­ förmiges Blech 22 auf mit Stegen 23 verbundenen Rohren 24. Die Rohre 19, 24 des Hohlbalkens 8 münden zu beiden Seiten in Endrohre 25, 26, die an einen in der Zeichnung nicht dar­ gestellten wasserdampfseitigen Kühlkreislauf angeschlossen sind.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Einspeisen feinteili­ ger Kohle in eine Wirbelschichtfeuerung aus oberhalb oder in der Wirbelschicht verlaufenden Hohlbalken mit innen angeordneten Kohleförderern und/oder -vertei­ lern, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Sekundär­ luftkanal (9) mit seitlichen Sekundärluftdüsen (15, 16) im oberen Teil der Hohlbalken (8) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlbalken (8) nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlbalken (8) aus miteinander ver­ schweißten Rohren (19, 24) und Stegen (20, 23) be­ stehen und an einen wasserdampfseitigen Kühlkreislauf angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlbalken (8) geneigt verlaufen.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlbalken (8) horizontal verlaufen.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil der Hohlbalken (8) jeweils einander gegenüberliegende Längsschlitze (11, 12) verlaufen.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlit­ ze (11, 12) durchgehend oder unterbrochen ausgeführt sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlbalken (8) jeweils ein mit Austrittsöffnungen versehenes, drehbares Förderrohr (13) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Förderrohr (13, 14) aus zwei koaxialen, gegeneinander verdreh­ baren und/oder axial verschiebbaren Rohren mit in Ausgangsstellung deckungsgleichen Bohrungen besteht.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlbalken (8) je eine Förderschnecke angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Bereich der unteren Mantellinie des Förder­ schneckenrohres zwischen der Kesselvorderwand und der Kesselrückwand eine Abwurföffnung erstreckt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwurföffnung durchgehend oder unterbrochen ausgeführt ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Quer­ schnitt der Abwurföffnung von einer verschiebbaren Leiste überdeckt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante der Leiste gezahnt ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Abwurföffnung über ihre Länge unterschied­ lich groß ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrohre (13, 14) an eine Rauchgas- oder Verbrennungsluftlei­ tung angeschlossen sind.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Sekundärluftdüsen (15, 16) benachbarter Hohl­ balken (8) versetzt zueinander angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär­ luftdüsen (15, 16) schräg nach unten geneigt sind.