DE3200194A1 - Process for burning a solid fuel and furnace device for carrying out the process - Google Patents

Process for burning a solid fuel and furnace device for carrying out the process

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Abstract

A process for operating a furnace device is characterised in that, at the bottom or on the side of the furnace chamber, nozzles are located which, by means of compressed-air pulses, loosen the fuel material heaped at the bottom, hold it in motion and transport light components such as fly ash, coke grit or coal dust over into an adjacent combustion chamber. The charging to each combustion chamber is subject to a control system which optimises pressure charging by means of compressed-air surges on the basis of the requirements such as nominal calorific value, coal grade, grain size and the like. The coal is fed automatically via a drop shaft which leads vertically into a combustion chamber whose cross-section is oval or egg-shaped, so that the fuel introduced drops onto the air boxes at the bottom and is further processed there.

Description

Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes und Feue-Process for burning a solid fuel and fire

rungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes oberhalb des Anströmbodens von mindestens einer Brennkammer sowie auf eine Feuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Approximation device for carrying out the method The invention relates refers to a method for burning a solid fuel above the inflow base of at least one combustion chamber and a firing device for implementation of the procedure.

Zur Verfeuerung von festen Brennstoffen, wie z.B. Steinkohle, sind bisher Rostfeuerungen mit festen oder beweglichen Rosten sowie Wirbelschichtfeuerungen bekannt geworden.For burning solid fuels, such as hard coal, are previously grate furnaces with fixed or movable grates as well as fluidized bed furnaces known.

Bei Rostfeuerungen mit fest-en Rosten erweist sich die arbeitsintensive Handhabung als nachteilig. Sowohl die Brennstoffbeschick un g als auch die Entaschung müssen bei dieser Feuerung manuell erfolgen. Feuerungen mit beweglichen Rosten können zwar voll mechanisiert betrieben werden, doch ist hierzu ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich. Hinzu kommt die hohe Verschleißanfälligkeit der bewegten Teile.In the case of grate firing with solid grates, the labor-intensive process turns out to be Handling as disadvantageous. Both fuel charging and ash removal must be done manually with this firing. Furnaces with movable grates can can be operated fully mechanized, but this requires a considerable amount of equipment Effort required. Added to this is the high susceptibility to wear of the moving parts.

Wirbelschichtfeuerungen befinden sich noch in der Entwicklung.Fluidized bed combustion is still under development.

Ihr Betrieb wirft insbesondere hinsichtlich der Regelung noch Probleme auf. Aufgrund der hohen Staubkonzentrationen im Rauchgas sind bei diesen Feuerungen zudem erhebliche Aufwendungen zur Einhaltung von Umweltschutzbedingungen nötig.Your operation still raises problems, especially with regard to regulation on. Due to the high dust concentrations in the flue gas, these firing systems In addition, considerable expenditure is necessary to comply with environmental protection conditions.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ,einfach in fach zu handhabendes und wirtschaftliches Verfahren zur Verfeuerung fester Brennstoffe zu entwickeln.The present invention is based on the object, a simple in an easy-to-use and economical process for burning solid fuels to develop.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sowohl die Schürung des Festbettes als auch die Entaschung der Brennkammer durch Druckluftstöße erfolgt, die in vorgegebenen Zeitintervallen der Brennkammer zugeführt werden.According to the invention, this object is achieved in a method of the opening paragraph mentioned type solved in that both the stoking of the fixed bed and the Ash removal from the combustion chamber is carried out by blasts of compressed air at specified time intervals are fed to the combustion chamber.

In der Regel werden dabei die Druckluftstöße über den Anströmboden der Brennkammer zugeführt. Doch kann es sich unter Umständen auch zweckmäßig erweisen, weitere Druckluftstöße über die seitlich in die Brennkammer führenden Verbrennungsluftdüsen vorzusehen.As a rule, the compressed air blasts are thereby via the inflow base fed to the combustion chamber. But it may also prove useful under certain circumstances further bursts of compressed air via the combustion air nozzles leading into the combustion chamber at the side to be provided.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird der Brennstoff, im wesentlichen ist dies Braunkohle bzw. backende oder auch nichtbackende Steinkohle, mittels eines geeigneten Fördersystems, z.B. mechanisch mittels Transportschnecken oder auch pneumatisch, von oben in die Brennkammer eingespeist und dann über dem Anströmboden verfeuert. Durch Druckluftstöße, die ih regelmäßigen Abständen der Brennkammer zugeführt werden, erfolgt sowohl eine Auflockerung des Brennstoffbettes, also dessen Schürung, als auch die Entaschung, d.h. das Austragen der Verbrennungsrückstände, aus der Brennkammer.According to the proposed method, the fuel becomes, essentially this is lignite or baking or non-baking hard coal, by means of a suitable conveyor system, e.g. mechanically by means of transport screws or else pneumatic, fed into the combustion chamber from above and then burned above the inflow tray. By blasts of compressed air, which are fed to the combustion chamber at regular intervals, there is both a loosening of the fuel bed, i.e. its stoking, as also ash removal, i.e. the removal of combustion residues from the combustion chamber.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit ohne die Anordnung bewegter Teile im Hochtemperaturbereich der Feuerung und ohne großen Regelaufwand die vol lmechanisierte Verfeuerung fester Brennstoffe.The method according to the invention thus allows without the arrangement moving parts in the high temperature range of the furnace and without great control effort the fully mechanized combustion of solid fuels.

Darüber hinaus eignet es. sich insbesondere auch zur Verfeuerung von backenden Feststoffen, wie z.B. von backenden Steinkohlen. Durch die Druckluftstöße wird das Brennstoffbett regelmäßig aufgelockert und somit der Neigung zum Verbacken entgegengewirkt.In addition, it is suitable. in particular also for the combustion of baking solids, e.g. from baking coal. Because of the blasts of compressed air the fuel bed is regularly loosened and thus the tendency to caking counteracted.

Eine weitere Verringerung der Backeigenschaften des eingesetzten Brennstoffes wird dadurch erreicht, daß durch Kontakt mit heißen Rauch gasen vor der eigentlichen Verfeuerung bereits eine Vorentgasung des Brennstoffes erfolgt. Auf einfache Weise wird dies durch die Einspeisung des Brennstoffes in den oberen Bereich der Brennkammer erreicht.A further reduction in the baking properties of the fuel used is achieved in that gasses through contact with hot smoke before the actual When the fuel is burned, pre-degassing of the fuel takes place. In an easy way this is achieved by feeding the fuel into the upper area of the combustion chamber achieved.

Je nach der geforderten Wärmeleistung der Feuerung kann es sich als zweckmäßig erweisen, mehrere Brennkammern vorzusehen. In einem solchen Fall erweist es sich als vorteilhaft, Asche und unverbrannte Restbestandteile einer Brennkammer mittels der Druckluftstöße sukzessive durch die nachfolgenden Brennkammern zu fördern und die Entaschung erst nach Durchlaufen der letzten Brennkammer vorzunehmen. Diese Verfahrensweise gewährleistet einen maximalen Ausbrand des eingesetzten Brennstoffes.Depending on the required heat output of the furnace, it can turn out to be Prove expedient to provide several combustion chambers. In such Case it proves beneficial to have ash and unburned residues a Combustion chamber successively through the subsequent combustion chambers by means of the compressed air blasts to promote and to carry out ash removal only after passing through the last combustion chamber. This procedure ensures maximum burnout of the fuel used.

Eine nach dem Erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Feuerungseinrichtung besteht aus mindestens einer Brennkammer-mit einem als Anströmboden ausgebildeten Feuerungsrost sowie mit Verbennungsluftzuführungen im seitlichen Bereich der Brennkammer und/oder im Bereich des Anströmbodens und zeichnet sich dadurch aus; daß die Brennkammer einen oval- oder birnenförmig sich in Richtung Anströmboden verengenden Querschnitt besitzt und daß.der Anströmboden und/oder die seitlichen Verbrennungsluftzuführungen regelbar mit einem Druckluftsystem in Verbindung stehen.A firing device operating according to the method according to the invention consists of at least one combustion chamber with one designed as an inflow base Firing grate as well as with combustion air supply in the side area of the combustion chamber and / or in the area of the inflow base and is characterized by this; that the combustion chamber an oval or pear-shaped cross-section narrowing in the direction of the inflow base and that the inflow base and / or the side combustion air supplies controllably connected to a compressed air system.

Der oval- oder birnenförmig sich nach unten verengende Querschnitt ermöglicht eine Konzentration des im oberen Bereich der Brennkammer zugeführten Brennstoffes oberhalb des Anströmbodens, so daß die in diesem Bereich zugeführten Druckluftstöße ihre volle Wirksamkeit entfalten können.The oval or pear-shaped cross-section narrowing downwards enables a concentration of the supplied in the upper area of the combustion chamber Fuel above the inflow base, so that the supplied in this area Blasts of compressed air can develop their full effectiveness.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.Further explanations of the invention are shown schematically Refer to the exemplary embodiment.

Es zeigen: Fig. 1 : Eine Feuerungseinrichtung mit zwei hintereinander geschalteten Brennkammern, Fig. 2 : eine der Brennkammern gemäß Fig. 1 im Längsschnitt Figur 1 zeigt beispielhaft eine Feuerungseinrichtung mit zwei doppelwandig ausgebildeten Brennkammern la und lb. Gemäß Fig.They show: FIG. 1: A firing device with two one behind the other switched combustion chambers, FIG. 2: one of the combustion chambers according to FIG. 1 in longitudinal section Figure 1 shows an example of a firing device with two double-walled Combustion chambers la and lb. According to Fig.

2 sind beide Brennkammern von birnenförmigem oder ovalem Querschnitt, wobei sich der Innenraum der Brennkammern von oben nach unter verengt. Beide Brennkammern besitzen in ihrem unteren Bereich je einen Anströmboden 3 mit Bohrungen für die Verbrennungsluftzufuhr (Primärluft). Diese Anströmböden können je nach Bedarf in den einzelnen Brennkammern unterschiedlich hoch angeordnet sein. Sie sind zweckmäßigerweise als auswechselbare Einsatzkästen konzipiert.2 both combustion chambers are pear-shaped or oval in cross-section, whereby the interior of the combustion chambers narrows from top to bottom. Both combustion chambers each have an inflow plate 3 with holes for the in their lower area Combustion air supply (primary air). These flow trays can be in the individual combustion chambers be arranged at different heights. They are expedient designed as exchangeable insert boxes.

Für die Zufuhr der Primärluft sind Anschlußstutzen sowie Luftverteilungsräume 4 im unteren Bereich der Brennkammern vorgesehen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Anschlußstutzen 8 über ein absperrbares Rohrsystem 10 mit einer Druckluftzuführung zu verbinden.There are connection pieces and air distribution rooms for the supply of the primary air 4 provided in the lower area of the combustion chambers. In addition, there is the possibility the connection piece 8 via a lockable pipe system 10 with a compressed air supply connect to.

Weitere Düsenreihen 9 sind im seitlichen Bereich der Brennkammern vorgesehen. Ober diese Düsenreihen wird weitere Verbrennungsluft als Sekundärluft in die Flamme geblasen.Further rows of nozzles 9 are in the lateral area of the combustion chambers intended. Additional combustion air is used as secondary air via these rows of nozzles blown into the flame.

Bei der dargestellten Feuerungseinrichtung wird im Betrieb der Brennstoff, in diesem Falle backende Steinkohle mit einer Körnung von etwa 10 mm, über einen Fallschacht 5 in den oberen Bereich der Brennkammer la eingespeist. Die Einspeisung kann mechanisch, z.B. mittels geeigneter Transportschnekoben, oder auch pneumatisch erfolgen.In the case of the combustion equipment shown, the fuel, in this case baking coal with a grain size of about 10 mm, about one Chute 5 fed into the upper region of the combustion chamber la. The feed can be done mechanically, e.g. by means of a suitable screw conveyor, or pneumatically take place.

Auf ihrem Weg durch die Brennkammer wird die Kohle im Gegenstrom mit heißen Rauchgasen aus dem unteren Bereich der Brennkammer stark erhitzt und dabei vorentgast, wobei die Backfähigkeit der Kohle bereits reduziert wird. Anschließend gelangt sie auf den Anströmboden 3 und wird dort durch die vorhandele Glut gezündet. Die benötigte Verbrennungsluft wird als Primärluft durch die. Bohrungen in den Anströmboden bzw.On its way through the combustion chamber, the coal flows in countercurrent hot flue gases from the lower area of the combustion chamber are strongly heated and thereby pre-degassed, whereby the baking ability of the coal is already reduced. Afterward it reaches the inflow base 3 and is ignited there by the embers present. The required combustion air is used as primary air by the. Boreholes in the inflow plate respectively.

als Sekundär'luft durch die seitlichen Luftzufuhrdüsen 9 zugeführt. Die Rauchgase passieren zunächst eine Umlenk- und Beruhigujigskammer, in der mitgeführter Staub abgeschieden wird, und gelangen dann in die Rauchgaszüge des Abhitzekessels.supplied as secondary air through the side air supply nozzles 9. The flue gases first pass through a deflection and calming chamber, in the one that is carried along Dust is separated and then get into the flue gas ducts of the waste heat boiler.

Die Schürung des Brennstoffes auf dem Anströmboden 3 der Brennkammer la sowie der Transport von Asche bzw. unverbrannter Kohle auf den Anströmboden 3 der Brennkammer lb und schließlich die vollständige Entaschung dieser Brennkammern erfolgt durch Druckluftstöße, die durch die Bohrungen des Anströmbodens zugeführt werden. Die Druckluft wird dabei einer vorhandenen Druckluftversorgung oder einem Druckluftbehälter entnommen. Je nach Bedarf sind dabei, z.B. mittels geeigneter durch Zeitrelais gesteuerter Magnetventile, Frequenz und Amplitude der Druckluftstöße einstellbar. Beide Größen hängen unter anderem von Art und Menge des eingesetzten Brennstoffes sowie von der Zahl der für die vollständige Verbrennung zur Verfügung stehender Brennkammern ab. Je nach Bedarf können dabei die Druckluftstöße für die Brennkammern la und 1b gleichzeitig oder auch mit einer vorgegebenen Phasenverschiebung zugeführt werden. Ebenso kann je nach Bedarf die Verbrennungsluftzuführung in den verschiedenen Brennkammern entsprechend den vorhandenen V,erbrennungserfordernissen variiert werden.The stoking of the fuel on the inflow base 3 of the combustion chamber la as well as the transport of ash or unburned coal to the inflow tray 3 the combustion chamber lb and finally the complete ash removal of these combustion chambers takes place by blasts of compressed air, which are fed through the holes in the inflow base will. The compressed air is an existing compressed air supply or a Compressed air tank removed. Depending on your needs, e.g. using suitable Solenoid valves controlled by time relays, frequency and amplitude of the compressed air pulses adjustable. Both sizes depend among other things of type and quantity the fuel used and the number of fuel required for complete combustion available combustion chambers. The compressed air blasts can be used as required for the combustion chambers la and 1b simultaneously or with a predetermined phase shift are fed. Likewise, the combustion air supply in the different combustion chambers according to the existing combustion requirements can be varied.

Zur Steuerung sowohl der Verbrennungsluftzufuhr als auch der für eine maximale Verbrennung sowie für die Entaschung vorgesehentn Druckluftstöße bedarf es lediglich eines geringen Aufwandes an.Absperr- und Re-gelarmaturen außerhalb der heißen Zone der FeuerUng. Im Feuerungsbereich selbst werden keine bewegten Teile mehr benötigt. To control both the combustion air supply and the for a maximum combustion as well as compressed air blasts provided for ash removal is required it only requires little effort. Shut-off and control valves outside the hot zone of firing. There are no moving parts in the combustion area itself more needed.

Die erfindungsgemäße Feuerungseinrichtung eignet sich somit insbesondere für kleinere und mittlere Wärmeerzeuger, z.B. im Privatbereich. The firing device according to the invention is therefore particularly suitable for small and medium-sized heat generators, e.g. in the private sector.

Vorzugsweise kann durch Variation der Zahl der Brennkammern die vorgeschlagene Feuerungseinrichtung für geförderte Wärmeleistungen zwischen 0,03 und 10 Megawatt eingesetzt werden. Preferably, by varying the number of combustion chambers, the proposed Firing device for conveyed heat outputs between 0.03 and 10 megawatts can be used.

Claims (7)

Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes und Feuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche: W Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes oberhalb des Anströmbodens von mindestens einer Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schürung des Brennstoffes als auch die Entaschung der Brennkammer durch Druckluftstöße erfolgt, die in vorgegebenen Zeitintervallen der Brennkammer zuyeführt werden. Method for burning a solid fuel and a furnace for carrying out the method Claims: W Method for firing a solid fuel above the inflow base of at least one combustion chamber, characterized in that both the stoking of the fuel and the ash removal the combustion chamber is carried out by blasts of compressed air at predetermined time intervals be fed to the combustion chamber. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftstöße über den Anströmboden und/oder über seitlich in die Brennkammer führende Verbrennungsluftzuführungen zugeführt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Bursts of compressed air via the inflow base and / or via combustion air supply lines leading laterally into the combustion chamber are fed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Brennkammern miteinander verbunden werden und daß mittels der Druckluftstöße Asche und unverbrannter Brennstoff einer Brennkammer zunächst in die nachfolgende gefördert werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that several Combustion chambers are connected to each other and that ash by means of the compressed air blasts and unburned fuel from one combustion chamber is initially conveyed to the next will. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff innerhalb der Brennkammer vor seiner Verfeuerung durch Kontakt mit heißen Rauchgasen vorentgast wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the fuel is within the combustion chamber prior to being burned by contact is pre-degassed with hot flue gases. 5. Feuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einer Brennkammer, welche einen als Anströmboden ausgebildeten Feuerungsrost sowie Verbrennungsluftzuführungen im seitlichen Bereich der Brennkammer und/oder im Bereich des Anströmbodens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (la, lb) einen oval- oder birnenförmig sich in Richtung Anströmboden verengenden Querschnitt besitzt und daß der Anströmboden (3) und/oder die seitlichen Verbrennungsluftzuführungen (9) regelbar mit einem Druckluftsystem (10) in Verbindung stehen.5. Firing device for performing the method according to claim 1 with at least one combustion chamber, which is designed as an inflow base Firing grate and combustion air supply in the side area of the combustion chamber and / or in the area of the inflow base, characterized in that the Combustion chamber (la, lb) is oval or pear-shaped in the direction of the inflow base has narrowing cross-section and that the inflow base (3) and / or the lateral Combustion air supplies (9) can be regulated in connection with a compressed air system (10) stand. 6. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (la) im oberen Bereich einen Fallschacht (5) zur Zuführung des Brennstoffes aufweist.6. Firing device according to claim 5, characterized in that the combustion chamber (la) in the upper area has a chute (5) for supplying the fuel having. 7. Feuerungseinrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer miteinander verbundener Brennkammern (la, 1b) 8.. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmböden (3) der verschiedenen Brennkammern in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.7. Firing device according to claims 5 or 6, characterized through the arrangement of several interconnected combustion chambers (la, 1b) 8 .. Firing device according to claim 7, characterized in that the inflow trays (3) of the different Combustion chambers are arranged at different heights.
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