DE3145799A1 - ROTARY FLOW BURNER - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Drehströmungsfeuerung für staubförmige, kohlenstoffhaltige Partikel, insbesondere Steinkohle. Die Drehströmungsfeuerung basiert auf einer Umlaufströmung, die den in natürlichen Windhosen auftretenden Strömungskombinationen nachgebildet ist. Die Drehströmung nach Art einer Windhose über einem festen Grund ist als einfache Luftströmung stabil, leicht anzuregen und regelbar. Die Drehströmung setzt sich aus zwei verschiedenen Umlaufströmungen zusammen. Eine Potentialströmung läuft am äußeren Grenzbereich des Strömungsraumes auf wendeiförmigen Stromlinien von oben nach unten. Auf dem Boden des Strömungsraumes, z. B. eines Gefäßes, läuft das Strömungsmedium auf Spiralbahnen nach innen. Dadurch bildet sich am Boden eine ebene Wirbelsenke aus, die die dort befindlichen Teile nach innen transportiert. Über der Wirbelsenke bildet sich eine mit der Potentialströmung gleichsinnig und koaxial nach oben verlaufende Rotationsströmung.The invention relates to a rotary flow furnace for dusty, carbon-containing particles, in particular hard coal. Rotary flow firing is based on a circulating flow, the the flow combinations that occur in natural tights is replicated. The rotating flow in the manner of a turret over a solid ground is stable and light as a simple air flow stimulating and controllable. The rotary flow is made up of two different circulating flows. A potential flow runs at the outer border area of the flow space on helical ones Streamlines from top to bottom. On the bottom of the flow space, e.g. B. a vessel, the flow medium runs on Spiral tracks inwards. As a result, a flat vertebral depression forms on the floor, which simulates the parts located there transported inside. Above the vertebral depression, a coaxially and coaxially upwards running in the same direction as the potential flow is formed Rotational flow.
Die Potentialströmung läßt sich durch schrägtangentiales Einblasen von Luft in ein Rohr anregen.The potential flow can be generated by blowing in at an angle excite air into a pipe.
Auf Basis obiger Erscheinungsformen und Strömungserzeugungsmöglichkeiten sind in der Vergangenheit im Labormaßstab Drehströmungsfeuerungen als Abart von Zyklonfeuerungen getestet worden. Einzelheiten sind in Mitteilungen der Vereinigung der Großkesselbesitzer von K. R. Schmidt, Heft 87, Dezember 1963, beschrieben worden. Danach werden entweder sehr große und breite oder aber mehrere schmale Kohlenstaubringe erzeugt. In den mit Hilfe der Drehströmung erzeugten Kohlenstaubringen sollen alle z. B. axial in die Brennkammer eingeführten Kohlenstaubteilchen während ihres Umlaufes völlig ausbrennen. Dabei ist der Erwartung Ausdruck gegeben worden, daß die Umsetzung dieses Feuerungsprinzipes in die Praxis voraussichtlich jahrelanger UntersuchungenOn the basis of the above manifestations and flow generation possibilities have been rotary flow furnaces on a laboratory scale in the past has been tested as a variant of cyclone firing. Details are in notices from the Association of Large Boiler Owners by K. R. Schmidt, No. 87, December 1963, has been described. After that it will either be very large and wide or but produces several narrow rings of coal dust. In the coal dust rings generated with the help of the rotary flow, all z. B. completely burn out coal dust particles axially introduced into the combustion chamber during their circulation. Here is the expectation Expressed that the implementation of this firing principle in practice probably years of examinations
bedarf, bevor eine entsprechende konstruktive Entwicklung beginnen kann.is required before a corresponding constructive development can begin can.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nunmehr die Nutzung des Drehstromfeuerungsprinzipes in der Praxis möglich zu machen. Dabei geht die Erfindung von dem Gedanken aus, daß für die Einhaltung der die Drehströmung bestimmenden Grenzbedingungen eine beträchtliche Partikelbewegung in axialer Richtung des zylinderformi gen Drehströmungsbrennraumes erforderlich ist. Nach der Erfindung wird den Kohlenstaubpartikeln zugleich die notwendige Verweilzeit in dem Brennraum dadurch gegeben, daß die Drehströmung in axialer Richtung umgelenkt wird. Jede Umlenkung entsteht nach der Erfindung durch eine Einschnürung der Anströmfläche der die Drehströmung umgebenden Brennkammer. Vorzugsweise hat die Einschnürung eine Kegelform. Der Reibungswinkel des Kegelmantels ist unterschiedlich. Zur Längsachse der Drehströmu.ng wird der Neigungswinkel nach der ersten Umlenkung größer. Derartige Umlenkungen bewirken eine Spiegelung der Strömung, wobei die Brennstoffteilchen dann auf einer Wendel mit kleinerem Radius zurückwandern. Die Rückströmung trägt zur Stabilisierung der Flamme bei, indem die brennenden Kohlepartikel der Rückströmung im Bereich der Brennstoffeinführung durch ihre katalytisch^ Wirkung eine bedeutende Rolle spielen.The invention is based on the object of making the use of the three-phase current firing principle possible in practice. The invention is based on the idea that a considerable particle movement in the axial direction of the cylindrical shape gen rotary flow combustion chamber is required. After Invention becomes the necessary coal dust particles at the same time Dwell time in the combustion chamber is given in that the rotary flow is deflected in the axial direction. Every diversion arises according to the invention by a constriction of the inflow surface the combustion chamber surrounding the rotary flow. The constriction preferably has a conical shape. The angle of friction of the cone shell is different. To the longitudinal axis of the rotary flow the angle of inclination increases after the first deflection. Such deflections cause the flow to be mirrored, with the fuel particles then on a helix with a smaller radius wander back. The return flow contributes to stabilization the flame by causing the burning coal particles to flow back in the area of fuel introduction through their catalytic ^ Effect play a significant role.
Während der ursprüngliche Vorschlag von K. R. Schmidt noch von einer senkrecht stehenden Drehströmung ausgeht, zeigt sich überraschenderweise, daß eine liegende Drehströmung funktionsfähig ist. Insbesondere stellen sich keine an sich zu befürchtenden Ascheablagerungen in der Brennkammer ein. Dabei wird die erfindungsgemäße Drehströmung durch eine Anzahl gleichmäßig über der Länge der Kammer verteilter Reihen von Düsen stabil gehalten. Es sind mindestens zwei Reihen von Düsen vorgesehen, die auch in Umfangsrichtung gleichmäßig über der Brennkammer verteilt sind. Mit Hilfe der gleichmäßig verteilten Düsen läßt sich die Luftzuführung derart steuern, daß innerhalb der Brennkammer eine turbulente Grenzschicht entsteht. Diese turbulente Grenzschicht wird bei von außen erfolgender Brennstoffzufuhr vonWhile the original proposal by K. R. Schmidt is based on a vertical rotating flow, it surprisingly shows that that a horizontal rotating flow is functional is. In particular, there are no issues to be feared per se Ash deposits in the combustion chamber. The inventive Rotary flow is kept stable by a number of rows of nozzles evenly distributed over the length of the chamber. At least two rows of nozzles are provided, which are also distributed evenly in the circumferential direction over the combustion chamber are. With the help of the evenly distributed nozzles, the air supply can be controlled in such a way that one inside the combustion chamber turbulent boundary layer is created. This turbulent boundary layer is when the fuel is supplied from the outside
einer äußeren Bahn der Brennstoffteilchen umgeben und umschließt eine Anzahl innerer Brennstoffteilchenbahnen. Die Anzahl der inneren Brennstoffteilchenbahnen hängt von der Anzahl der Umlenkungen der Drehströmung ab. Nach der Erfindung wird die Umlenkung der Drehströmung durch unterschiedliche Neigung der kegelförmigen Einschnürungen an den Stirnseiten der Brennkammer bewirkt. Mit zunehmender Zahl der Umlenkungen ist die Neigung steiler. Für eine zweifache Umlenkung sind nach der Erfindung für die erste Umlenkung 45 Grad Neigungswinkel und für die zweite Umlenkung 60 Grad Neigungswinkel zur Längsachse der Drehströmung vorgesehen. Dabei hat jeder Neigungswinkel einen Toleranzbereich von 10 Grad, d. h. der Neigungswinkel der ersten Umlenkung kann zwischen 40 und 50 Grad und der der zweiten Umlenkung zwischen 55 und 65 Grad betragen, ohne daß die erfindungsgemäße Drehströmung beeinträchtigt wird.surrounding and enclosing an outer path of the fuel particles a number of internal fuel particle paths. The number of the inner fuel particle paths depends on the number of deflections of the rotary flow. According to the invention the deflection of the rotary flow through different inclinations of the conical constrictions on the front sides of the combustion chamber causes. As the number of diversions increases, the slope becomes steeper. For a double deflection are according to the invention for the first deflection 45 degrees inclination angle and for the second deflection 60 degrees inclination angle to the longitudinal axis of the Rotary flow provided. Each angle of inclination has a tolerance range of 10 degrees, i.e. H. the angle of inclination of the first The deflection can be between 40 and 50 degrees and that of the second deflection between 55 and 65 degrees, without the rotary flow according to the invention is impaired.
Nach der Erfindung kann die Umkehrung der Drehströmung durch Hilfsströmungen von Verbrennungsluft unterstützt werden, die an den Umkehrstellen aus den Stirnwänden der Brennkammer austreten und in die Sollrichtung der umgekehrten Drehströmung weisen. Derartige Hilfsströmungen der Verbrennungsluft lassen sich zugleich als Begrenzungsströmungen nutzen. In dieser Funktion hat eine solche Hilfsströmung besondere Wirkung zwischen der in axialer Brennkammerrichtung ohne weitere Umkehrung aus der Brennkammer austretenden Drehströmung und der diese innere, zentrische Drehströmung umgebenden Drehströmung vor der letzen Drehströmungsumkehrung. In dieser Begrenzungsfunktion stellt die eintretende Verbrennungsluft zusätzlich sicher, daß keine unverbrannten Brennstoffpartikel mit der Austrittsdrehströmung aus der Brennkammer austreten.According to the invention, the reversal of the rotary flow can be supported by auxiliary flows of combustion air, which emerge from the end walls of the combustion chamber at the reversal points and point in the desired direction of the reverse rotary flow. Such auxiliary flows of the combustion air can be use at the same time as limiting currents. In this function, such an auxiliary flow has a special effect between the in the axial direction of the combustion chamber without any further reversal, the rotary flow emerging from the combustion chamber and the inner, centric flow Rotary flow surrounding rotary flow before the last rotary flow reversal. In this limiting function it represents the incoming combustion air also ensures that no unburned fuel particles with the outlet rotary flow exit the combustion chamber.
Nach der Erfindung ist wahlweise eine weitere Hilfsströmung vorgesehen. Die weitere Hi Ifsströmung erfolgt zentrisch durch die der Brennkammeraustrittsöffnung gegenüberliegende Stirnseite der Brennkammer hindurch und unterstützt nicht nur wie die vorher erläuterte Hi Ifsströmung den Verbrennungsvorgang, sondernAccording to the invention, a further auxiliary flow is optionally provided. The further Hi Ifs flow occurs centrally through the the end face opposite the combustion chamber outlet opening the combustion chamber and not only supports the combustion process like the previously explained Hi Ifs flow, but
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auch den Verlauf der Austrittsdrehströmung.also the course of the outlet rotary flow.
Der Brennstoff, die Kohlepartikel, soll in weiterer Ausbildung der Erfindung drucklos von oben in die Brennkammer fallen. Es handelt sich um eine radiale Zuführung. Die drucklose Zuführung stellt sicher, daß die Kohlepartikel die die Drehströmung bestimmenden Luftströmungen nicht durchschlagen, sondern von diesen umschlossen und mitgetragen werden. Die drucklose Zuführung wird vorzugsweise über einen Schneckenförderer bewirkt, der die Kohlepartikel aus einem Silo in ein senkrecht über der Brennkammer stehendes Fallrohr fördert. Die in dem Fallrohr nach unten in die Brennkammer fallenden Kohlepartikel werden wahlweise zusätzlich durch Verbrennungsluft in eine Spiralbewegung mit zur Fallrohrachse gleicher Längsachse versetzt. Die Spiralbewegung der in die Brennkammer fallenden Brennstoffpartikel erleichtert zusätzlich das Einfügen der Kohlenstaubpartikel in die umlaufende Drehströmung. Die Ursache ist in der längeren Verweilzeit der auf spiralförmiger Bahn aus dem Fallrohr in die Drehströmung tretenden Kohlepartikel zu sehen. Dabei wird die Verweilzeit vom Augenblick des Eintritts bis zu einem gedachten, aber in Wirklichkeit nicht erfolgenden Durchtritt durch die Drehströmung zur Brennkammermittelachse hin bemessen.The fuel, the coal particles, should be used in further training the invention fall unpressurized from above into the combustion chamber. It is a radial feed. The pressureless feed ensures that the coal particles determine the rotary flow Air currents do not penetrate, but from them be enclosed and carried. The pressureless feed is preferably effected via a screw conveyor that the Coal particles from a silo into a vertically above the combustion chamber standing downpipe promotes. The coal particles falling down into the combustion chamber in the downpipe are optionally additionally offset by combustion air in a spiral movement with the same longitudinal axis as the downpipe axis. The spiral movement the fuel particles falling into the combustion chamber in addition, the insertion of the coal dust particles into the circulating Rotary flow. The cause is the longer dwell time of the spiral path from the downpipe into the rotary flow to see emerging coal particles. The dwell time is from the moment of entry to an imaginary but dimensioned in reality not taking place passage through the rotary flow towards the combustion chamber center axis.
Die für die Spiralbewegung notwendige Luftzuführung im Fallrohr erfolgt durch eine weitere Hilfsströmung mit Verbrennungsluft.The air supply necessary for the spiral movement in the downpipe takes place through a further auxiliary flow with combustion air.
Die verschiedenen Luftströmungen stehen nach der Erfindung in einem bestimmten Verhältnis zueinander. Die Hauptluftströmungen sind die am Umfang der Brennkammer eintretenden und die Drehströmung im wesentlichen verursachenden Luftströmungen, die einen Anteil von 50-60 % der zugeführten Verbrennungsluft ausmachen. An zweiter Stelle steht nach der Erfindung die zentrische Hilfsströmung, die mit zum Austragen der verbrannten Kohlepartikel nach der letzten Drehströmungsumkehrung beiträgt. IhrAccording to the invention, the various air currents are in a specific relationship to one another. The main air currents are the air currents entering at the periphery of the combustion chamber and essentially causing the rotary flow, which make up 50-60% of the combustion air supplied. In second place, according to the invention, is the central auxiliary flow, which contributes to the discharge of the burnt coal particles after the last reversal of the rotary flow. you
Prozentsatz von der gesamten Verbrennungsluft liegt zwischen und 35. Danach kommt die die erste Umkehrung der Drehströmung unterstützende und zur Begrenzung der Drehströmungen beitragende Hilfsströmung, die vom Austrittsende der Brennkammer her in diese eintritt. Diese liegt zwischen 10 und 13 %. Den geringsten Anteil hat die Hi Ifsströmung zur Erzeugung der Spiralbewegung der Kohlepartikel im Fallrohr. Ihr Anteil liegt zwischen 1 und 5 %. The percentage of the total combustion air is between and 35. This is followed by the auxiliary flow, which supports the first reversal of the rotary flow and contributes to the limitation of the rotary flows, which enters the combustion chamber from the outlet end. This is between 10 and 13 %. The Hi Ifs flow, which creates the spiral movement of the coal particles in the downpipe, has the smallest share. Their share is between 1 and 5 %.
Alle Strömungen haben bis auf die Hilfsströmung für die Spiralbewegung im Fallrohr annähernd gleiche Geschwindigkeiten, die nach der Erfindung zwischen 50 und 70 m/sec. liegen. Dagegen ist die Geschwindigkeit im Fallrohr mit 10-20 m/sec. vergleichsweise gering.All currents except for the auxiliary flow for the spiral movement in the downpipe approximately the same velocities that according to the invention between 50 and 70 m / sec. lie. In contrast, the speed in the downpipe is 10-20 m / sec. comparatively small amount.
Eine Optimierung der Strömungsverhältnisse wird mit Regelklappen erreicht, die in den Luftzuführungsleitungen eingebaut sind.An optimization of the flow conditions is achieved with control flaps that are built into the air supply lines.
Im übrigen trägt ein sich zum Brennkammerraum hin erweiternder Trichter am austragseitigen Ende des Fallrohres in der Zuführung der Brennstoffpartikel zur sicheren Übergabe der Brennstoff partikel aus dem Fallrohr in die Drehströmung bei. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In addition, a funnel widening towards the combustion chamber space carries at the discharge end of the downpipe in the feed the fuel particles for the safe delivery of the fuel particles from the downpipe into the rotary flow. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Show it:
Figur 1 eine schematische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen FeuerungsanlageFigure 1 is a schematic overall view of an inventive Combustion system
Figur 2 eine Detailansicht der Feuerungsanlage nach Fig. 1FIG. 2 shows a detailed view of the combustion system according to FIG. 1
In Figur 1 ist mit (l) ein Silo bezeichnet, das im wesentlichen durch einen aufrecht stehenden Zylinder mit trichterförmigem unteren Ende gebildet wird. Aus dem Silo (l) werden im Betriebsfall Kohlenstaubpartikel pneumatisch abgezogen. Dabei ist die Austrittsöffnung des Silos (1) am unteren Trichterende bei (6) mit einer Klappe regelbar. Das gleiche gilt für die Saugwirkung der Pneumatik. Mittels einer Regelklappe (5) kann Umgebungsluft herbeigemischt werden.In Figure 1, (l) denotes a silo that essentially by an upright cylinder with a funnel-shaped lower end is formed. During operation, coal dust particles are pneumatically extracted from the silo (l). Here is the Outlet opening of the silo (1) at the lower end of the funnel at (6) adjustable with one flap. The same applies to the suction effect of the pneumatics. Ambient air can be drawn in by means of a control flap (5) be mixed in.
Über eine pneumatische Förderleitung (24) werden die aus dem Silo (1) abgesaugten Kohlenstaubpartikel einem Zyklon (7) zugeführt. Der Zyklon (7) bewirkt eine Trennung der Transportluft von den Kohlenstaubpartikeln. Die abgetrennte Transportluft tritt aus dem Zyklon (7) über eine Fortsetzung der Förderleitung (24) in ein Gebläse (8). Aufgrund der durch den Zyklon (7) bewirkten Entstaubung ist das Gebläse (8) nur minimalem Verschleiß durch Abrieb ausgesetzt.Via a pneumatic conveying line (24) the from the Silo (1) extracted coal dust particles fed to a cyclone (7). The cyclone (7) separates the transport air from the coal dust particles. The separated transport air exits the cyclone (7) via a continuation of the delivery line (24) into a fan (8). Due to the cyclone (7) caused dedusting, the fan (8) is only minimal wear exposed to abrasion.
Der Zyklon arbeitet in herkömmlicher Weise mit einer Drehströ— mung, die durch tangentialen Lufteintritt aus der Förderleitung (24) in das Zyklongehäuse bewirkt wird. Aufgrund unterschiedlicher Zentrifugalkräfte bewegen sich danach Luftpartikel und Kohlenstaubpartikel auf unterschiedlichen Bewegungsbahnen, so daß Luft aus der Zyklonmitte im wesentlichen staubfrei über die Fortsetzung der Förderleitung (24) zum Gebläse (8) abgezogen werden kann. Die im Zyklon (7) abgetrennten Kohlenstaubpartikel fallen an der Zykloninnenwand in einen darunter angeordneten Trichter und durch den Trichter in einen Dosierbehälter (9). Aus dem Dosierbehälter (9) fördert eine am Boden des Dosierbehälters angeordnete Schnecke mit stufenlos regelbarem Antrieb Kohlenstaubpartikel kontinuierlich über ein Fallrohr in eine mit (12) bezeichnete Brennkammer. Die Brennkammer (12) ist mit Gebläsen (11 und 14) versehen, die Verbrennungsluft durch verschiedene Öffnungen in die Brennkammer drücken. Während das Gebläse (11) zentrisch an eine Stirnfläche der Brennkammer angeflanscht ist und zugleich mit einem Anfahrbrenner kombiniert ist, ist das Gebläse (14) über Luftleitungen (25) mit der Brennkammer (12) verbunden. In der zur Brennkammer (12) führenden Luftleitung (25) ist ein Schieber (13) zur Luftregulierung angeordnet. Infolge elektrischer Wirkverbindung hat eine Verstellung des Schiebers (13) zugleich eine Verstellung des mit (10) bezeichneten Regelgetriebes der Förderschnecke des Dosierbehälters (9) zur Folge. Diese Wirkverbindung stellt sicher, daß für eine vollständige Verbrennung der Brennstoffpartikel in derThe cyclone works in a conventional manner with a three-phase tion caused by tangential air entry from the delivery line (24) is effected in the cyclone housing. Due to different Centrifugal forces then move air particles and coal dust particles on different trajectories, so that air from the center of the cyclone is essentially dust-free over the Continuation of the delivery line (24) to the fan (8) withdrawn can be. The coal dust particles separated in the cyclone (7) fall on the inner wall of the cyclone into one below Funnel and through the funnel into a dosing container (9). One at the bottom of the dosing container conveys from the dosing container (9) arranged screw with continuously adjustable drive coal dust particles continuously through a downpipe into a with (12) designated combustion chamber. The combustion chamber (12) is provided with fans (11 and 14), the combustion air through various Press openings into the combustion chamber. While the fan (11) is flanged centrally to an end face of the combustion chamber and is also combined with a start-up burner, the fan (14) is connected to the combustion chamber via air lines (25) (12) connected. A slide (13) for air regulation is arranged in the air line (25) leading to the combustion chamber (12). As a result of the active electrical connection, an adjustment of the slide (13) also has an adjustment of the (10) designated control gear of the feed screw of the dosing tank (9) result. This active connection ensures that for complete combustion of the fuel particles in the
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Brennkammer (12) ein ausreichendes Luftangebot vorliegt. Zugleich wird ein Luftüberschuß nach Möglichkeit verhindert.There is sufficient air in the combustion chamber (12). At the same time, an excess of air is prevented if possible.
Aus der Brennkammer (12) treten die Verbrennungsgase in einen Dreizugkessel (15) üblicher Bauart. In dem Dreizugkessel (15) wird Dampf erzeugt, der einem Dampfnetz zu beliebiger Verwendung zugeführt wird. Die aus dem Dreizugkessel (15) austretenden Abgase werden über eine Abgasleitung (26) mit zwischengeschalteten Entstaubern (16 und 19) einem Kamin (22) zugeführt. Der Entstauber (16) ist ein Zyklonentstauber, der in gleicher Weise arbeitet wie der Zyklon (7). Dabei sammeln sich am Austragende in einem Behälter (23) die ausgeschiedenen Staubpartikel und ist die Austragöffnung des Entstaubers (16) mit einer Klappe (17) regelbar.The combustion gases pass from the combustion chamber (12) into a three-pass boiler (15) of conventional design. In the three-pass boiler (15) steam is generated, which is fed to a steam network for any use. The emerging from the three-pass boiler (15) Exhaust gases are fed to a chimney (22) via an exhaust line (26) with interposed dedusters (16 and 19). The dust extractor (16) is a cyclone dust extractor that works in the same way as the cyclone (7). This collects at the end of the event in a container (23) the separated dust particles and is the discharge opening of the dust extractor (16) with a Adjustable flap (17).
Zur Sicherstellung gewünschter Strömungsverhältnisse ist in der Abgasleitung (26) zwischen den Entstaubern (16 und 19) ein Gebläse (18) vorgesehen.To ensure the desired flow conditions is in the Exhaust pipe (26) between the dust extractors (16 and 19) a fan (18) is provided.
Der Entstauber (19) dient der Abtrennung der nach dem Entstauber (16) noch im Abgas befindlichen Feinstäube. Dazu ist der Entstauber (19) als Vielzel1enentstauber ausgelegt, wobei jede Zelle nach Art eines Zyklonentstaubers arbeitet. Die zusätzliche Entstaubungswirkung gegenüber dem Entstauber (16) wird dabei insbesondere dadurch bewirkt, daß durch Rückführung bereits gereinigten Abgases in den einzelnen Entstaubungszellen eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Gases erzeugt wird. Aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten entstehen stärkere Zentrifugalkräfte, die alle unerwünschten Staubpartikel aus dem Abgas treiben.The deduster (19) is used to separate the after the deduster (16) fine dust still in the exhaust gas. For this purpose, the deduster (19) is designed as a multi-cell deduster, each Cell works like a cyclone deduster. The additional Dedusting effect against the deduster (16) is thereby in particular causes that by recycling already cleaned exhaust gas in the individual dedusting cells a increased flow rate of the gas is generated. Due to the increased flow velocities, stronger ones are created Centrifugal forces that remove all unwanted dust particles drive the exhaust gas.
In Figur 2 ist die Brennkammer (12) mit dem Dosierbehälter (9) in Einzelheiten schematisch dargestellt. Danach hat der Dosierbehälter eine Trichterforrn . Im Unterschied zu üblichen Trichtern ist der Trichter des Dosierbehälters (9) keilförmig,In Figure 2, the combustion chamber (12) with the metering container (9) is shown schematically in detail. Then the dosing tank has a funnel shape. In contrast to conventional funnels the funnel of the dosing container (9) is wedge-shaped,
wobei sich die mit (28) bezeichnete Förderschnecke am unteren spitzen, die Förderschnecke (28) umschließenden Ende befindet. Dieses spitze Ende besitzt ein Radius, der dem Radius der Förderschnecke (28) angepaßt ist. Die Förderschnecke (28) ist als Rohrschnecke ausgelegt und besitzt im Ausführungsbeispiel eine Förderleistung von etwa 1 t/Stunde. Die Förderschnecke (28) fördert in ein Fallrohr (29/30). Vor Erreichen der trichterförmigen Aufweitung (30) tritt Verbrennungsluft durch Schlitzdüsen (31) in das Fallrohr (29). Die Verbrennungsluft wird durch ein Luftzuführungsrohr (32) zugeführt8 das im Bereich der Schlitzdüsen (31) das Fallrohr (29) ringförmig und schließend umgibt. Die Verbrennungsluftströmung im Zuführungsrohr (32) läßt sich mit einer Regelklapp.e über einen Hebel (33) von Hand einstellen.wherein the screw conveyor designated (28) is located at the lower, pointed end surrounding the screw conveyor (28). This pointed end has a radius which is adapted to the radius of the screw conveyor (28). The screw conveyor (28) is designed as a pipe screw and has a conveying capacity of about 1 t / hour in the exemplary embodiment. The screw conveyor (28) conveys into a downpipe (29/30). Before reaching the funnel-shaped widening (30), combustion air passes through slot nozzles (31) into the downpipe (29). The combustion air is supplied through an air supply tube (32) 8 surrounding the downpipe (29) is annular and closing in the area of the slot nozzles (31). The flow of combustion air in the supply pipe (32) can be adjusted by hand with a control valve using a lever (33).
Die Schlitzdüsen (31) durchdringen die Wand des Fallrohres (29) auf einer gekrümmten Bahn, so daß die Verbrennungsluft annähernd tangential zur Rohrwandung in das Fallrohr (29) eintritt. Dadurch vjird den sich durch das Fallrohr (29) in den Bereich der trichterförmigen Aufweitung (30) bewegenden Kohlenstaubpartikeln eine spiralförmige Bahn vermittelt, deren Spiraldurchmesser sich in der trichterförmigen Aufweitung (30) auf den der Aufweitung und darüberhinaus erweitert. Die dadurch entstandene Verbrennungsluft/Kohlenstaub-Spirale trifft auf eine Drehströmung in der Brennkammer (12).The slot nozzles (31) penetrate the wall of the downpipe (29) on a curved path so that the combustion air approximates enters the downpipe (29) tangentially to the pipe wall. This vjirds itself through the downpipe (29) into the area the funnel-shaped widening (30) moving coal dust particles conveyed a spiral path, the spiral diameter of which in the funnel-shaped widening (30) on the Expansion and beyond that expanded. The resulting combustion air / coal dust spiral meets a rotating flow in the combustion chamber (12).
Die Drehströmung wird mit Verbrennungsluft erzeugt, die durch eine Anzahl von Eintrittsöffnungen in die Brennkammer (12) gelangt. Bei den Düsen handelt es sich um Schlitzdüsen (34), die in Reihen gleichmäßig verteilt am Umfang der Brennkammer angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind 5 Reihen von Schlitzdüsen (34) vorgesehen. Jede Reihe von Schlitzdüsen hat ihrerseits 3 SchlitzdUsen (34), die um 120 Grad versetzt am Umfang der Brennkammer angeordnet sind. Alle Schlitzdüsen (34) einer jeden Düsenreihe sind über eine.die Brennkammer (12) umschließende Ringleitung miteinander verbunden. Alle Ringleitungen sind über eine Zuführungsleitung (35) miteinander verbunden. Die Zu-The rotary flow is generated with combustion air that passes through a number of inlet openings enter the combustion chamber (12). The nozzles are slot nozzles (34), which are arranged in rows evenly distributed around the circumference of the combustion chamber are. In the exemplary embodiment, 5 rows of slot nozzles (34) are provided. Each row of slot nozzles has its own turn 3 slot nozzles (34) which are offset by 120 degrees on the circumference of the combustion chamber. All slot nozzles (34) of each Row of nozzles are connected to one another via a ring line surrounding the combustion chamber (12). All ring lines are over a feed line (35) connected to one another. The access
führung ist ihrerseits mit der Zuführungsleitung (32) verbunden, wobei jedoch die Verbindungsstelle in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der mit dem Hebel (33) einstellbaren Regelklappe angeordnet ist. Die Düsenreihen der Schlitzdüsen (34) haben einen Abstand von 350 mm. Der Abstand soll nicht größer als 400 mm sein. Insbesondere im Bereich des Fallrohres (29) ist es vorteilhaft, wenn das Fallrohr in der Ansicht nach Figur 2 zwischen zwei Reihen Schlitzdüsen (34) eingeschlossen ist.guide is in turn connected to the supply line (32), however, the connection point in the direction of flow of the combustion air is adjustable in front of that with the lever (33) Control flap is arranged. The nozzle rows of the slot nozzles (34) are 350 mm apart. The distance should not be larger than 400 mm. In particular in the area of the downpipe (29) it is advantageous if the downpipe in the view Figure 2 is enclosed between two rows of slot nozzles (34).
Von der Zuführungsleitung (32) führt eine Abzweigung (36) zu einer Ringdüse (37). In der Abzweigung (36) befindet sich eine mit einem Hebel (38) verstellbare Regelklappe. Die Ringdüse (37) umschließt die Austrittsöffnung (39) der Brennkammer (12). An der Austrittsöffnung (39) befindet sich ein Flansch zur Verbindung der Brennkammer mit dem Dreizugkessel (15). Die Austrittsöffnung (39) ist zentrisch angeordnet. Der Austrittsöffnung (39) liegt am anderen Ende der zylindrischen Brennkammer (12) eine Eintrittsöffnung (40) gegenüber, an die das Gebläse (11) angeflanscht ist, das mit einem Anfahrbrenner gekoppelt ist. Das Gebläse (11) liefert im Betriebsfall zusätzlich Verbrennungsluft durch die Eintrittsöffnung (40) in die Brennkammer (12) .A branch (36) leads from the supply line (32) an annular nozzle (37). In the junction (36) there is a control flap that can be adjusted with a lever (38). The ring nozzle (37) encloses the outlet opening (39) of the combustion chamber (12). At the outlet opening (39) there is a flange for connection the combustion chamber with the three-pass boiler (15). The outlet opening (39) is arranged centrally. The outlet opening (39) is at the other end of the cylindrical combustion chamber (12) an inlet opening (40) opposite, to which the fan (11) is flanged, which is coupled to a start-up burner is. The fan (11) also supplies combustion air when it is in operation through the inlet opening (40) into the combustion chamber (12).
Nachfolgend ist ein Auslegungsbeispiel für eine Brennkammer mit 600.000 kcal/h gegeben.The following is an example of a design for a combustion chamber with 600,000 kcal / h.
1. DZK 600.000 kcal/h1. DZK 600,000 kcal / h
2. Brennkammerbelastung 1.000.000 kcal/m3/h gewählt2. Combustion chamber load 1,000,000 kcal / m3 / h selected
3. L/D = 3/1 gewählt3. L / D = 3/1 selected
4. Brennstoffmenge4. Amount of fuel
5. CO -Gehalt gewählt = 135. CO content selected = 13
ergibt = —i|l5_— = 1,43 = 43 % results in = —i | l5_— = 1.43 = 43 %
LuftüberschußExcess air
. ./10. ./10
* " 3H5799* "3H5799
L = 1,43 χ 8,2 χ 94 = 1100 Nm3/hL = 1.43 8.2 χ 94 = 1100 Nm3 / h
. 1100 (273 + 20). 1100 (273 + 20)
L20°C = 273 — = 118° L 20 ° C = 273 - = 118 °
L0nO,, = 1180 + 10 % DIN + 10 % ReserveL 0n O ,, = 1180 + 10% DIN + 10 % reserve
Lorio„ = 1430 m3/hL ori o "= 1430 m3 / h
L0nOn = 1500 m3/h gewählt fUr GebläseauslegungL 0n O n = 1500 m3 / h selected for fan design
Brennkammerabmessung:Combustion chamber dimensions:
Volumen Q = --^gigOO. = Op6 m3Volume Q = - ^ gigOO. = Op 6 m3
L = 3D (aus 3)L = 3D (from 3)
D2 χ II ,
Q = ο j, 6 = j χ LD 2 χ II,
Q = ο j, 6 = j χ L
=0,6 - -5?-J-ii χ 3 D
D3 χ II x 3= 0.6 - -5? -J-ii χ 3 D
D 3 χ II x 3
0„6 =0 "6 =
61 61
mmmm
L = 3 κ 635 = 1900 mmL = 3 κ 635 = 1900 mm
8. Luftaufteilung:8. Air distribution:
Die Luftströmung durch die Eintrittsöffnung (40) ist mit Ll bezeichnet, die aus dem Fallrohr (29) ist mit L2 bezeichnet, die durch gleichmäßig am Umfang der Brennkammer verteilte Schlitzdüsen eintretende Luftströmung ist mit L3 bezeichnet» Die Luftströmung durch die RingdUse (37) trägt die Bezeichnung L4.The air flow through the inlet opening (40) is denoted by Ll denotes that from the downpipe (29) is denoted by L2, which is evenly distributed around the circumference of the combustion chamber The air flow entering the slot nozzle is labeled L3. The air flow through the ring nozzle (37) is labeled L4.
Ll = 450 m3/h = 30 % Ll = 450 m3 / h = 30 %
L2 = 50 m3/h = 3,4 % L2 = 50 m3 / h = 3.4 %
L3 = 825 m3/h 55 % L3 = 825 m3 / h 55 %
L4 = 174 m3/h = 11,6 % L4 = 174 m3 / h = 11.6 %
L = 1.500 rn3/h = 100 %L = 1,500 rn3 / h = 100%
Austrittsgeschwindigkeit in die Brennkammer für die Lüfte L2 = L3 = L4 = 60 m/sec. (hohe Zähigkeit!)Exit velocity into the combustion chamber for the air L2 = L3 = L4 = 60 m / sec. (high toughness!)
L2 = 50 m3/hL2 = 50 m3 / h
gewählt 6 Schlitze zu je 2 mm χ 20 mmselected 6 slots of 2 mm χ 20 mm each
L3 = 825 m3/h
F3 = 3L3 = 825 m3 / h
F3 = 3
gewählt 3 Schlitzreihenchosen 3 rows of slots
je Reihe = 5 Schlitze Schlitze = 5 χ 50 mmper row = 5 slots slots = 5 χ 50 mm
L4 = 174 mm3/hL4 = 174 mm3 / h
F4 = 806 mm2 = gewählt 5 Rohre 1/2"F4 = 806 mm2 = selected 5 pipes 1/2 "
Für andere Auslegungsbeispiele kann Ll zwischen 25 und 35 % betragen, L2 1-5 %, L3 50-60 %, L4 10-13 %. Die Austrittsgeschwin digkeit L2 = L3 = L4 soll zwischen 50 und 70 m/sec. betragen, Ll 15 m/sec. Die Anzahl der Reihen Schlitzdüsen sollte nicht weniger als 2 und nicht mehr als 5 betragen. Die Anzahl der Schlitzdüsen (34) pro Reihe liegt vorzugsweise zwischen 3 und 10. Die Schlitzdüsen (34) haben insbesondere die Form von Flach strahldüsen, wobei im Querschnitt Länge zu Breite zwischen 5:1 und 15:1 variieren kann. Die größere Abmessung (Länge) derFor other design examples, Ll can be between 25 and 35 % , L2 1-5 %, L3 50-60 %, L4 10-13%. The exit speed L2 = L3 = L4 should be between 50 and 70 m / sec. be, Ll 15 m / sec. The number of rows of slot nozzles should be no less than 2 and no more than 5. The number of slot nozzles (34) per row is preferably between 3 and 10. The slot nozzles (34) are in particular in the form of flat jet nozzles, with length to width varying between 5: 1 and 15: 1 in cross section. The larger dimension (length) of the
Schlitzdüsen (34) weist in Längsrichtung der Brennkammer.The slot nozzle (34) points in the longitudinal direction of the combustion chamber.
Im Betriebsfall werden die auf spiralförmiger Bahn aus dem Fall rohr (29) austretenden Kohlenstaubpartikel von der in der Brenn kammer (12) erzeugten Drehströmung erfaßt und auf spiralförmiger Bahn in der Brennkammer gegen die austrittsseitige Stirnflä che der Brennkammer (12) bewegt. An dieser Stirnfläche befindet sich eine mit (41) bezeichnete kegelförmige Einschnürung. An der Einschnürung wird die auftreffende Drehströmung gespiegelt. D. h. die auftreffende Verbrennungsluft wird mit den bereits brennenden Kohlenstaubpartikeln in die umgekehrte Richtung gegen die eintragsseitige Stirnfläche der Brennkammer (12) gelenkt. Im AusfUhrungsbeispiel hat die kegelförmige Einschnürung einen Neigungswinkel von 45 Grad zur Längsachse der Brennkammer (12).During operation, the coal dust particles exiting on a spiral path from the fall pipe (29) are removed from the combustion chamber Chamber (12) generated rotary flow detected and on a spiral path in the combustion chamber against the outlet end face surface of the combustion chamber (12) moves. A conical constriction designated by (41) is located on this end face. At the constriction, the incident rotary current is mirrored. I. E. the impinging combustion air is with the already burning coal dust particles in the opposite direction steered the entry-side end face of the combustion chamber (12). In the exemplary embodiment, the cone-shaped constriction an inclination angle of 45 degrees to the longitudinal axis of the combustion chamber (12).
Die Umkehrung der Drehströmung an der Einschnürung (41) wird durch die aus der Ringdüse (37) austretende Verbrennungsluft unterstützt. Nach der Umlenkung strömt die Verbrennungsluft mit den darin weiterbrennenden Kohlenstaubpartikeln gegen die eintrittsseitige Stirnfläche der Brennkammer (12) und wird dort an einer weiteren Einschnürung (42) erneut umgelenkt, um danach der Austrittsöffnung (39) zuzuströmen. Die für die weitere Umkehrung der Drehströmung vorgesehene Einschnürung (42) hat wie die Einschnürung (41) die Form eines Kegelmantels, besitzt jedoch einen stärkeren Neigungswinke 1 zur Längsachse der Brennkam mer (12). Im Ausführungsbeispiel beträgt dieser Neigungswinkel 60 Grad. Der Austritt der so umgelenkten Drehströmung wird durch weitere Verbrennungsluft unterstützt, die durch die Eintrittsöffnung (40) hindurchgeführt wird.The reversal of the rotary flow at the constriction (41) is caused by the combustion air emerging from the annular nozzle (37) supports. After the deflection, the combustion air with the coal dust particles that continue to burn in it flows against the inlet side End face of the combustion chamber (12) and is deflected again there at a further constriction (42) in order to then to flow towards the outlet opening (39). The one for further reversal The constriction (42) provided for the rotary flow, like the constriction (41), has the shape of a cone jacket, but has a greater angle of inclination 1 to the longitudinal axis of the Brennkam mer (12). In the exemplary embodiment, this angle of inclination is 60 degrees. The exit of the rotary flow deflected in this way is supported by further combustion air that passes through the inlet opening (40) is passed through.
Insgesamt bewegen sich die Brennstoffpartikel dann auf einer Spiralbahn, die abgesehen von sonstigen Verwirbelungen, eine dreifache Länge der Brennkammer aufweist. Das stellt eine 100 %ige Verbrennung dir Kohlenstaubpartikel in der Brennkammer (12) sicher.Overall, the fuel particles then move on one Spiral path, which apart from other turbulences, a three times the length of the combustion chamber. This puts 100% combustion of coal dust particles in the combustion chamber (12) sure.
Claims (14)
durch eine trichterförmige Erweiterung der Zuführung (29)
für die Brennstoffpartikel in der Brennkammer (12).8. rotary flow furnace according to claim 7, characterized
through a funnel-shaped extension of the feed (29)
for the fuel particles in the combustion chamber (12).
Grad zur Längsachse der Drehströmung und die Einschnürung(41) an inclination angle of 45 for the first inversion
Degree to the longitudinal axis of the rotary flow and the constriction
aufweist und beide Neigungswinkel in einem Toleranzbereich von 10 Grad variieren können.(42) for the second reversal of the rotary flow an inclination angle of 60 degrees to the longitudinal axis to the rotary flow
and both angles of inclination can vary within a tolerance range of 10 degrees.
für die austragsseitige Hilfsströmung die Spiralbewegung
der Brennstoffpartikel in der Zuführung (29) zur Brennkammer (12) verwendet werden.11. Rotary flow furnace according to one or more of claims 1-10, characterized in that 50-60% of the combustion air for generating the rotary flow, 25-35 % of the combustion air for discharging the fuel particles by means of auxiliary flow (Ll) and 10-13 % of the combustion air for
for the auxiliary flow on the discharge side, the spiral movement
the fuel particles in the feed (29) to the combustion chamber (12) can be used.
Priority Applications (5)
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