DE3042661A1 - Verfahren und anlage zur versorgung mehrerer brenner einer feuerungsanlage mit koernigem oder pulverfoermigem brennstoff - Google Patents

Verfahren und anlage zur versorgung mehrerer brenner einer feuerungsanlage mit koernigem oder pulverfoermigem brennstoff

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DE3042661A1
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
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Description

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Verfahren und Anlage zur Versorgung mehrerer Erenner einer Feuerungsanlage mit körnigem oder pulverförmiger^ Brennstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anlr-ge gomäi? dem Oberbegriff (ic:; ΓΜ,(-Μΐ.ηπ:·,[>ΓΐΗ·1ΐ(ιΓ> ι>.
Bei bestimmten, mit mehreren Brennern ausgerüsteten Industrieöfen, beispielsweise bei Doppel-Regenerativ-Öfen zum Brennen von Kalk, ist es aus verfahrenstechnischen Gründen notwendig, die pro Zeiteinheit verbrannte Brennstoffmenge und damit die Wärmebilanz des Ofens genau konstant zu halten. Dies war bislang nur bei einem Betrieb der öfen mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen möglich. Hingegen scheiterte die Verwendung von körnigen oder pulverförmiger! Brennstoffen, insbesondere Kohlenstaub, trotz preislicher Vorteile gegenüber Heizgas oder Heizöl an der fehlenden Dosiergenauigkeit, obwohl es grundsätzlich bekannt ist, die Brenner einer Feuerungsanlage mit körnigem oder pulverförmigem Brennstoff zu speisen. Der Brennstoff wird hierzu einem Vorratsbehälter mittels eines Austragsorganes entnommen und pneumatisch über eine Förderleitung einem je Brenner vorgesehenen Abscheider zugeführt, aus dem er über ein Dosierorgan in eine zu dem betreffenden Brenner führende Druckförderleitung ausgetragen wird. Die verbrannte Brennstoffmenge läßt sich durch Beeinflussung der Austragsleistung des Dosierorganes, z.B. durch Änderung der Drehzahl einer Zellenradschleuse oder einer Dosierschnecke, ändern. Das benötigte Steuersignal kann eine Differenzialwaage liefern, auf der der Abscheider angebracht ist und die dessen Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit feststellt und mit einem Sollwert vergleicht.
Für Anwendungsfälle der einleitend genannten Art ist eine in dieser Weise aufgebaute Anlage jedoch nicht brauchbar, der.η abgesehen davon, daß der Einsatz einer Differentialwoage je Abscheider bzw. je Brenner zu teuer wäre, würden sich dir - .r
rneidbaren Dosierfehler der einzelnen Dosierorgane zu einem Gesamtfehler addieren, der erheblich über der noch zulässigen Abweichung der tatsächlich je Zeiteinheit verbrauchten Gesamtbrennstoffmenge von der vorgeschriebenen Brennstoffmenge läge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, die es ermöglichen, einen mehrere Brenner umfassenden Ofen oder eine Feuerungsanlage auf pneumatischem Weg mit als Schüttgut vorliegendem Brennstoff in genau dosierter Menge zu versorgen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens im Konnzeichen des Anspruches 1 angegeben, hinsichtlieh der Anlage im Kennzeichen des Anspruches 4.
Der Vorschlag nach der Erfindung hat den Vorteil, die Brennstoffversorgung eines Ofens oder einer Feuerungsanlage konstant und mit einem sehr geringen Fehler auf einem vorgegebenen Sollwert halten zu können und hierbei mit einer einzigen Differentialwaage und einem einzigen Regler auszukommen.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind in den UnI i'ivuiHprili'licri .'Ui/^'f.rl'cn.
In der Zeichnung ist eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung arbeitende Anlage in Form eines schematisch vereinfachten Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 - eine Gesamtansicht der Anlage,
Figur 2 - einen innerhalb der Anlage verwendeten Abscheider und Figur 3 - eine Einzelheit einer Weiterbildung der Anlage nach Figur 1.
Die Anlage umfaßt gemäß Figur 1 einen Vorratsbehälter 1, der auf einer Differentialwaage 2 ruht und an seinem Auslauf mit einem als ZoIlonradsch]euse 17 ausgebildeten Austragsorgan versehen ist. Die Auslaufseite/dieser Zellenradschleuse 17 ist mit einer Förderleitung 9 verbunden, die zu mehreren, in der Förderleitung hintereinander liegenden Abscheidern 3-8 und von dem
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letzten Abscheider 8 zurück in den Vorratr.bi.'h.'il tor 1 führt. Unter den Abscheidern 3-8 befinden sich Austragsorgane 11 - 16, die hier ebenfalls als Zellenradschleusen ausgebildet sind, jedoch beispielsweise auch Dosierschnecken sein könnten. Die Ausläufe der Zellenradschleusen 11 - 16 münden in Druckförderleitungen 25 - 30, von denen jede an einem der Brenner endet. Am Anfang jeder der Förderleitungen 25 - 30 sind Gebläse 40 - 45 angeordnet, jedoch könnten die Druckförderleitungen 25 30 auch Si'int] ich von einer gorm-i n:;amcn Γ..ίγ;ιπ<*1 1 v\ tu ng nb:r,W'?i fön, über die mittels eines einzigen Gebläsi-s und die Druckleitungen den Brennern 31 die Verbrennungsluft zugeführt wird.
Die für die Förderung in der Leitung 9 benötigte Druckluft erzeugt ein mit der unterhalb des Austragsorgans 17 beginnenden Förderleitung 9 über eine weitere Leitung 34 verbundenes Gebläse l3. In diese weitere Leitung 31 mündet der Auslauf eines Brennstoffspeichers 23 mit seinem Austragsorgan 24, das"gleichfalls als Zellenradschleuse ausgebildet ist. Der Brennstoffspeicher könnte selbstverständlich auch an einer beliebigen anderen Stelle angeordnet und mit der Förderleitung 9 verbunden sein, beispielsweise mit deren zwischen dem Austragsorgan 17 des Vorratsbehälters 1 und dem ersten Abscheider 3 liegenden Abschnitt.
Die Antriebe für die verschiedenen Austrags- und Dosierorgane sowie Gebläse sind einheitlich mit M gekennzeichnet. Sie sind über elektrische Leitungen mit einer Anlagensteuerung 21 verbunden, mit der weiterhin auch ein oberer Füllstandsinn] der und ein unterer Füllstandsmelder 20 in dem Vorratsbehälter 1 verbunden sind.
Die Differentialwaage 2 gibt ihr elektrisches Aucgahgssignal an einen Regler 10 ab, der nach Vergleich mit einem Sollwert hieraus ein Regelsignal erzeugt, das einerseits einem Regelsignalspeicher 22 über einen Schalter 50 sowie andererseits über einen weiteren Schalter 51 den Antrieben der Dosierorgane 11 - 16 zur Regelung deren Austragsied stung zugeführt wird. Die Stellung der normalerweise geschlossenen Schalter lj0, 51 bestirnt eine Speichersteuerung 52 in Abhängigkeit von rir-n ihr zugofüh*·1.'-n Signalen der beiden Füllstandsmelder 19 und 20.
-8-BAD ORIGINAL
Die vorstehend beschriebene Anlage arbeitet nach folgendem Verfahren:
Im normalen Betrieb, d.h. bei mit Kohlenstaub gefülltem Vorratsbehälter 1, fördert das Austragsorgan 17 fortlaufend Kohlenstaub in die Förderleitung 9j von wo er auf pneumatischem Weg in den Abscheider 3 gelangt, sobald dieser voll ist, in den Abscheider H, sobald dieser voll ist, in den Abscheider 5 und weiter bis zum dem Abscheider 8. Aus den Abscheidern 3-8 fördern die Dosierorgane 11 - 16 entsprechend ihrer eingestellr ten Austragsleistung fortlaufend den Kohlenstaub in die zu den Brennern 31 führenden Druckförderleitungen 25 - 30, in denen die eingeblasene Verbrennungsluft für den Weitertransport sorgt. Die Auütrag:5.1ej atung dos Austragsorgans 17 ist nun so bemessen, daß sie stets höher als die Summe der-Austragsleistungen der Dosierorgane 11 - 16 ist. Dies hat zur Folge, daß die Abscheider 3-8 stets vollständig gefüllt gehalten werden und daß nach dem Abscheider 8 ein Kohlenstaubüberschuß verbleibt, der über die Förderleitung 9 in den Vorratsbehälter 1 zurückgelangt, wo er wieder abgeschieden wird, während die Förderluft über ein P1Ilter k6 entweicht. Wenn also das Austragsorgan 17 je Zeiteinheit Kohl oriMtiiub im Oewirht G 1 au.str/i'nt, w/ihrend g.l cm" ehzeitig in den Vorrat.isbe^halter 1 je Zeiteinheit Kohlenstaub im Gewicht' G 2 zurückgelangt, so ist das von den Brennern 31 insgesamt verbrauchte Gewicht an Kohlenstaub G 1 - G 2 =4G. Das von der Differentialwaage abgegebene Signal ist proportional zu der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters 1 je Zeiteinheit und damit proportional zu dem von den Brennern 31 insgesamt je Zeiteinheit verbrannten Gewichte G an Kohlenstaub, das den Istwert darstellt. Diesen Istwert vergleicht der Regler 10 mit dem vorgegebenen oder voreingestellten Sollwert, ermittelt die Regelabweichung und liefert parallel an die Antriebe der Dosierorgane 11 - 16 ein Regelsignal mit einem die Regelabweichung zu Null machenden Vorzeichen. Mit diese?rn Verfahren wird somit erreicht, daß die .'jurane doü Kohlen.staubverbrauchs sämtlicher Brenner 31» d.h. der IST-Verbrauch mit einem ganz geringen, der Genauigkeit der Differentialwaage 2 entsprechenden Fehler gleich dem SOLL-Verbrauch ist und damit die Wärmebilanz des Ofens konstant und auf dem vorgegebenen Wert bleibt.
-9-
'V^KO ORIGINAL
Wenn nun der Füllstand in dem Vorratsbehälter 1 unter den durch den unteren Füllstandsmelder 20 vorgegebenen Pegel abgesunken ist, gibt dieser Füllstandsmelder 20 sowohl an die Anlagensteuerung 21 als auch an die Speichersteuerung 52 das Signal "Leer" ab. Die Speichersteuerung 52 bringt daraufhin die Schalter 50 und 51 in die gestrichelt eingezeichnete Lage. Das zuletzt in den Speicher 22 eingespeicherte Regelsignal bleibt damit erhalten und wird unverändert den Antrieben der Dosierorgane 11 - l6 zugeführt. Gleichzeitig setzt die Anlagensteuerung 21 das Austragsorgan 17 still und läßt das Austragsorgan 2'4 unter dem Brennstof Γίφρΐ eher ?3 aniaufVri. Den ;iu:> dif.-.iMii rptMohor ausgetraf/'nen Koh 1 enataub fördert da κ Or-Ii],'J se 18 fibrr tile Leitung 31 und die Leitung 9 nun mit großer Leistung durch die Abscheider 3-8 hindurch, so daß diese weiterhin gefüllt gehalten werden und aus dem letzten Abscheider 8 in den Vorratsbehälter 1, bis der obere Füllstandsmelder 19 das Signal '1VoIl" liefert, das sowohl der Speichersteuerung 52 als auch der Anlagensteuerung 21 zugeführt wird. Die Anlagensteuerung 21 setzt daraufhin das Austragsorgan 24 des Brennstoffspeichers 23 still und läßt das Austragsorgan 17 des Vorratsbehälters 1 wieder anlaufen, während die Speichersteuerung die Schalter 50, 51 in die vorherige Lage zurückbringt, so daß der normale Betriebszustand wieder hergestellt ist.
Die erstmalige Inbetriebnahme (3 or voll ytiirid i ft lcr-i'cn oder leergefahrenen Anlage erfolgt sinngemäß in gleicher V/eise, d.h. der Brennstoffspeicher 23 füllt zunächst die Abscheider 3-8 und sodann mit dem verbleibenden Überschuß den Vorratsbehälter 1. In diesem Fall wird jedoch die Austragsleistung der Dosierorgane 11 - 16 zunächst auf einen vorgegebenen Festwert eingestellt, da noch kein Regelsignal zur Verfügung steht.
Alternativ zu dieser Art der Befüllung des Vorratsbehälters 1 kann dieser aber auch direkt aus dem Brennstoffspeicher gefüllt werden.
-10-
BAD ORIGINAL
- ίο -
Figur 2 zeigt eine besonders geeignete Ausführungsform der Abscheider 3 - 8. Es handelt sich um einen Zyklonabscheider, bei dem der ankommende Förderleitungsanschluß 9 a tiefer als der abgehende Förderleitungsanschluß 9 b liegt und zwischen den beiden Förderleitungsanschlüssen eine radiale Trennwand 55 mit einem zentralen Mittelloch 56 angeordnet ist. Bei diesem Zyklonabscheider tritt der Schüttgutstrom aus dem ankommenden Förderleitungnanschluß in den abgehenden Förderleitungsanschluß erst dann über, wenn der unterhalb des ankommenden Förderleitungsanschlusses 9 a liegende Raum 57 praktisch vollständig mit Schüttgut gefüllt ist. Jeder andere Abscheider, der ein ähnliches Verhalten aufweist, ist jedoch ebenfalls geeignet. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, die Abscheider 3-8 nicht hintereinander sondern parallel an die von dem Vorratsbehälter 1 kommende Förderleitung anzuschließen, sofern durch Absperrorgane oder dergleichen dafür Sorge getragen ist, daß alle Abscheider rjt.'irnHp; hinreichend mit Schüttgut bzw. Kohlenstaub vri'ijorgt KL'nion und <iie Oberschußmenge in den Vorratsbehälter zurückgelangt.
IJornmlerweine kommt es bei üfen der eingangs genannten Art zwar darauf an, daß die Gesamtmenge des von den Brennern verbrauchten Kohlenstaubes je Zeiteinheit konstant bleibt, nicht aber darauf, daß jeder einzelne Brenner mit der gleichen Teilmenge an Kohlenstaub wie .alle übrigen Brenner oder zumindest mit einer konstanten Teilmenge versorgt wird. Für andere Anwendungsfälle kann jedoch auch dies wünschenswert sein. Eine hierfür geeignete Weiterbildung der Anlage ist in einer Ausschnittdarstellung in Fig. wiedergegeben. Um auch die jedem Brenner zugeführte Teilmenge an Kohlenstaub konstant zu halten, lassen sich zusätzlich zu der Gesamtmenge auch diese Teilmengen regeln, wie hier für den Abscheider 3 und die nachgeordneten Anlagenteile dargestellt. In die DruckfüriJfirleitung 25 ist ein Differenzdruckgeber 32 eingebaut, der den IST-Wert der Beladung der Förderluft mit Kohlen- , staub an einen Regler 33 abgibt, der ihn mit einem SOLL-Uert für diese Teilmenge vergleicht und ein in Richtung einer Verminderung der Regelabweichung wirkendes Regelsignal an den
-11-BAD ORIGINAL
Antrieb des Dosierorganes 11 liefert. Das von dem Regler 10 (vgl. Fig. 1) abgegebene Regelsignal wirkt bei dieser Ausführungsform also nicht mehr unmittelbar auf die Posderorgane 11 — l6 ein sondern wird als Führungsgröße dem SOLL-V.'ert des Reglers 33 sowie den gleichartigen, den übrigen Dosierorganen zugeordneten Reglern (nicht dargestellt) aufgeschaltet.

Claims (1)

  1. Patentanwalt·! „·.::.--.
    Heinz - Joachim Huber
    Reiner Prletsch
    Gotthardstr.81 n ,r, ,,,,
    München 21 13.262-IV/ni
    12.li.198O Waeschle Maschinenfabrik GmbH
    P a tentansprüche :
    l.j Verfahren zur Versorgung mehrerer Brenner einer Feuerungsanlage mit einem pneumatisch geförderten, körnigen oder pulverförmigen Brennstoff, wobei der Brennstoff jedem Brenner einzeln zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff den den Brennern zugeordneten Dosierorganen im Überschuß angeboten wird, daß der Brennstoffverbrauch als Differenz aus dem angebotenen und dem unverbrauchten Brennstoff ermittelt und mit einem Sollverbrauch, verglichen wird und daß die jedem Brenner zudosierte Menge in Abhängigkeit von dem Vergleichr.ergebnis geregelt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unverbrauchte Brennstoff an die Aufgabestelle zurückgefördert und daß die Differenz zwischen dem angebotenen und dem unverbrauchten Brennstoff durch Wägung ermittelt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierorgane aller Brenner entsprechend dem Vergledchsergebnis gemeinsam und gleichzeitig geregelt werden.
    Anlage zur Versorgung mehrerer Brenner einer Feuerungsanlage mit einem pneumatisch geförderten, körnigen oder pulverförmigen Brennstoff, bestehend aus einem Vorratsbehälter mit einem Austragsorgan, das über eine Förderleitung mehrere Abscheider versorgt, von denen jeder über ein Dosierorgan mit einem Brenner verbunden ist, und wobei ein Regler die Austragsleistung jedes Dosierorganes auf einen Sollwert regelt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) dem Vorratsbehälter (1) eine Differentialwaage (2) nachgeschaltet ist,
    b) die Abscheider (3 bis 8) hintereinander im Leitungszug der Förderleitung (9) liegen, die nach dem. letzten Abscheider (8) zurück in den Vorratsbehälter (1) geführt ist,
    c) jeder Abscheider (3 bis 8) erst nach seiner vollständigen Befüllung den Brennstoff in den abgehenden Förderleitungsabschnitt gelangen läßt,
    d)eine Differentialwaage (2) die Gewichtsabnahme des Brennstoffs im Vorratsbehälter (1) pro Zeiteinheit feststellt,
    e) der Regler (10) diese Gewichtsabnahme als Istwert erhält und durch Vergleich mit einem Sollwert die Regelabweichung bestimmt und die Austragsleistung aller Dosierorgane (11 bis 16) in Richtung einer Verminderung der Regelabweichung ändert und
    f) die Austragsleistung des Austragsorganes (17) größer als die r>urmnc dor Au.sLrnr,»"I'" ί nf.ungen <l'ir Dosierorgane (11 bis l6) ist.
    5. Anlage nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierorgane Zellenradschleusen (11 bis 16) sind.
    6. Anlage nach Anspruch 1J oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheider Zyklonabscheider sind, bei denen der ankommende Förderleitungsanschluß tiefer als der abgehende Förderleitungsanschluß liegt und zwischen den beiden Förderleitungsanschlüssen eine radiale Trennwand mit einem Mittelloch angeordnet ist.
    7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Druckförderanlage ausgebildet ist und daß das stromauf von dem Austragsorgan (17) des Vorratsbehälters (1) angeordnete Gebläse (18) den Förderdruck in der Förderleitung zumindest bis zu dem letzten Abscheider (8) einschließlich über dem auf der Austragsseite der Dosierorgane (11 bis 16) herrsche·:.den Druck hält.
    8. Anlage nach einem der Ansprüche li bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) einen oberen Füllstandsmelder (19) und einen unteren Füllstandsmelder (20) enthält, deren Ausgangssignale über eine Anlagensteuerung (21) das Auffüllen des Vorratsbehälters (1) steuern.
    9- Anlage nach einem der Ansprüche k bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler (10) ein Regelsignalspeicher (22) nachgeschaltet ist, der während des Nachfüllens des Vorratsbehälters das Regelsignal für die Dosierorgane (11 bis 16) entsprechend dem letzten Regelzustand vor dem Machfüllen des Vorratsbehälters (1) liefert.
    10.Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß zum Auffüllen des Vorratsbehälters
    (I) mit der Förderleitung (9) ein Brennstoffspeicher (23) mit nachgeordnetem Austragsorgan (2^) verbunden i st.
    11.Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufseite der Dosierorgane (11 bis 16) über Druckförderleitungen (25 bis 30) mit den Brennern (31) verbunden sind und daß in jeder dieser Druckleitungen ein Differenzdruckgeber (32) angeordnet ist, dessen den Istwert des Brennstoffverbrauches dieses Brenners darstellendes Ausgangssignal ein Brennerregler (j>5) mit einem Sollwert vergleicht, dem das von dem Regler (10) gelieferte Signal als Führungsgröße aufgeschaltet ist, und daß das Vergleichsergebnis als Regelsignal die Austragsleistung des zugehörigen Dosierorgans
    (II) in Richtung einer Verringerung der Regelabweichung steuert.
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