DE3319116A1

DE3319116A1 - Unterschubfeuerung

Info

Publication number: DE3319116A1
Application number: DE19833319116
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr. 6800 Mannheim Wieser
Original assignee: WIESER DR RUDOLF
Current assignee: WIESER DR RUDOLF
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1984-11-29

Description

Unterschubfeuerung
Die Erfindung betrifft eine Unterschubfeuerung, die gegenüber den derzeit verfügbaren eine wesentlich höhere Grenzleistung bezüglich der Wärmeerzeugung und einen höheren Mechanisierungsgrad hinsichtlich der Ascheausbringung aufweist.
Die derzeit auf dem Markt verfügbaren größten Unterschubfeuerungen weisen - bei Verwendung der für sie geeigneten Gaskohle oaer Gasflammkohle - eine maximale Feuerungsleistung auf, daß sie für die Ausrüstung von Flammrohrkessel bis zu 4 t/h Nenndampfleistung geeignet sind.
Sind Flammrohrkessel von über 4 t/h Nenndampfleistung mit Unterschubfeuerungen auszurüsten, so sind mehrere solcher verfügbaren Feuerungen für einen Kessel - nebeneinander - vorzusehen, was große und teuere Vorbrennkammern aus Wasserrohren erfordert.
(Diese Vorbrennkammern werden vor allem sehr breit).
Bei Flammrohrkessel, die bereits in Betrieb sind und deren Feuerungen von Ol/Gas auf stückige Kohle umgestellt werden sollen, sind aber solch sperrige - übermäßig breite - Vorbrenkammern oft nicht unterzubringen, weil bei der ursprünglichen Planung der Kessel anlagen der Platz für die Vorbrennkammern nicht vorgesehen wurde.
In diesen Fällen besteht noch die Möglichkeit, die vorhandenen Kessel auf Kohlenstaubfeuerungen umzustellen. Bei dieser technischen Lösung müssen aber auch eine Reihe von Nachteilen in Kauf genommen werden, die bei Unterschubfeuerungen nicht gegeben sind.
So ist'es bei Kohlenstaubfeuerung notwendig, den Brennstaub in geschlossenen Silo-LKW's oder Silo-Waggons anzuliefern, während bei der stückigen Kohle für die Unterschubfeuerung die Anlieferung in normalen Fahrzeugen erfolgen kann.
Bei der Kohlenstaubfeuerung sind eine Reihe von Vorsorgemaßnahmen gegen die - zunächst gegebene - Gefahr von Staubexplosionen zu treffen, die bei der Unterschubfeuerung nicht notwendig sind.
Schließlich erfordert die Kohlenstaubfeuerung ein größeres und wirksameres - und damit auch preislich aufwendigeres - Rauchgasfilter als die Unterschubfeuerung. Denn bei der Staubfeuerung gelangt fast die gesamte Asche der Kohle in die Rauchgase, währund bei der Unterschubfeuerung der größere Ascheanteil auf der Feuerung verbleibt.
Auch ist es bei Unterschubfeuerung leichter möglich, größere Mengen an (stückiger) Kohle auf Vorrat zu lagern, während bei Kohlenstaub eine Lagerung nur in gasdichten Silobehältern erfolgen kann.
Es ist daher sinnvoll und wünschenswert, die Grenzleistung von Unterschubfeuerungen zu steigern, ohne daß dadurch ein übermäßiger Platzbedarf und hohe Kosten entstehen. Weiters ist zur Verbesserung des Betriebes eine Mechanisierung der Ascheaustragung erforderlich. (Bei den verfügbaren Unterschubfeuerungen muß die Entfernung der Asche aus-der Feuerung noch händisch erfolgen).
Zur Realisieruny dieser Forderungen wird eine Unterschubfeuerung mit einem ein- oder mehrteiligen, allseitig durch metallische Wände begrenzten Luftkasten sowie mit Einrichtungen zur Brennstoff-und Verbrennungsluftzufuhr vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem Luftkasten zwei Feuermulden ausgespart sind, die voneinander durch einen Luftzuführungssteg oder durch mehrere - vorzugsweise zwei - Luftzuführungsstege getrennt sind.
Dabei sind die den Unterschubschnecken benachbarten Zündbereiche der beiden Feuermulden bzw. ihrer Roste oben je von wenigstens einer, mit dem ein- oder mehrteiligen Luftkasten vorzugsweise lösbar verbundenen Platte oder einer plattenähnlichen Rohrkonstruktion abgedeckt. Diese Platte bzw. Rohrkonstruktion ist mit Luftdüsen und Durchtrittsbohrungen bzw. Durchtrittsspalte für das Schwelgas des Brennstoffes versehen und während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt (gekühlt).
.:Diese beiden Platten bzw. plattenähnlichen Rohrkonstruktionen verhindern in den Zündbereichen der beiden Feuermulden ein "Hochsteigen" der durch die Unterschubschnecken eingebrachten und vorgeschobenen Kohlestücke. Dadurch ist es möglich, die Feuermulden wesentlich länger und schmäler auszuführen als bei den bekannten Unterschubfeuerungen. (Die maximale - wirksame - Länge L einer Feuermulde beträgt mindestens das Doppelte ihrer maximalen Breite B1).
In weiterer Folge wird auch die Gesamtbreite der Unterschubfeuerung schmäler (bei Zunahme ihrer Länge), und sie läßt sich dadurch leichter im Flammrohr des Kessels unterbringen oder benötigt zumindestens eine kleinere - vor allem schmälere - Vorbrennkammer. Damit wird es aber möglich, eine separate, doppelwandige, wassergekühlte Vorbrennkammer von zylindrischer Grundgestalt gemäß der deutschen Patentanmeldung P 30 04 217 zu verwenden. Diese ist - wegen der wesentlich geringeren, für sie erforderlichen Schweißarbeit - erheblich billiger als eine aus Wasserrohren bestehende Vorbrennkammer.
Die vorgeschlagene neue Unterschubfeuerung mit zwei in den Zündbereichen abgedeckten Feuermulden kann eine Wärmeleistung erreichen, daß sie zur Ausrüstung eines Flammrohrkessels von 12 t/h Nenndampfleistung geeignet ist.
Bei Ausführung mit einer in ihrem Zündbereich abgedeckten Feuermulde eignet sie sich für die Ausrüstung eines Flammrohrkessels von 6 t/h Dampfleistung.
Die Unterschubfeuerung mit zwei in einem gemeinsamen Luftführungskasten ausgesparten Feuermulden besitzt einen oder zwei Luftzuführungsstege zwischen denselben, der bzw. die parallel oder näherungsweise parallel zur vertikalen Längssymmetrieebene der Eeuerung verläuft bzw. verlaufen. In den Seitenwänden des Luftzuführungssteges bzw. der beiden Luftzuführungsstege sind Düsen für den Durchtritt eines Teiles der Verbrennungsluft angeordnet. Dadurch ist es möglich, in die beiden Feuermulden auch vom Zentrum des - ein- oder mehrteiligen - Luftkastens Verbrennungsluft zuzuführen. Die Verbrennungsabläufe in den beiden Feuermulden stimmen dadurch weitgehend mit denen in ausgeführten Unterschubfeuerungen überein. Dies reduziert das Entwicklungsrisiko der neuen Feuerung, da für ihren Betrieb keine feuerseitigen Schwierigkeiten zu erwarten sind.
Weiters ist es von Vorteil, daß bei der Unterschubfeuerung mit zwei Feuermulden der Luftkasten zwei voneinander getrennte Verbrennungslufträume aufweist oder aus zwei miteinander verschraubten Teilen mit separaten Verbrennungslufträumen besteht, und daß jeder Feuermulde in an sich bekannter Weise eine Unterschubschnecke und ein Unterwindventilator zugeordnet sind.
Dadurch ist es möglich, im unteren Lastbereich des Kessels eine Feuermulde betriebsmäßig stillzusetzen (ihr Luftkasten wird dann nur von der für die Kühlung minimal erforderlichen Luftmenge durchströmt). Durch diese Maßnahme wird im Schwachlastbereich des Kessels der Anteil an unverbrannter Kohle reduziert, was eine Kosteneinsparung gibt.
Nach einem weiteren, wesentlichen Merkmal der Erfindung sind für die Mechanisierung des Ascheaustrages über dem Luftzuführungssteg bzw. den beiden Luftzuführungsstegen eine Ascheaustragschnekke und über den längsseitigen, peripheren Bereichen des ein- oder mehrteiligen Luftkastens zwei weitere Ascheaustragschnecken in Rinnen angeordnet. Diese Schnecken bestehen dabei in an sich bekannter Weise aus feuerfesten Materialien (vorzugsweise aus feuerfestem Guß ,Trotz zweier Feuermulden weist der ein- oder mehrteilige Luftkasten in an sich bekannter Art in seinem vertikalen Normal querschnitt - zumindest näherungsweise - die Form eines Kreisabschnittes auf, um sich dem umgebenden Flammrohr anzupassen und um ausreichende Strömungsquerschnitte für die Verbrennungsluft zu erreichen.
Außerdem weist der ein- oder mehrteilige Luftkasten zur Erhöhung seiner Formbeständigkeit eine oder mehrere Querrippen mit Luft durchtrittsöffnungen auf.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist über dem einoder' mehrteiligen Luftkasten an der Feuergasaustrittsseite wenigstens ein verbrennungsluftgekühlter Querbalken angeordnet. Die aus den Luftdüsen dieses Querbalkens austretende Verbrennungsluft bewirkt eine zusätzliche Durchwirbelung und Nachverbrennung der die Feuerung verlassenden Flammengase.
Es wurde schon erwähnt, daß für Flammrohrkessel zwischen 4 und 6 t/h Nenndampfleistung eine Unterschubfeuerung mit einer Feuermulde ausreicht, deren Zündbereich oben von einer Platte oder einer plattenähnlichen Rohrkonstruktion der früher beschriebenen Art abgedeckt ist.
. Eine solche Unterschubfeuerung besitzt zwei Ascheaustragschnecken, die über dem Luftkasten an dessen beiden peripheren Längsseiten in Rinnen angeordnet sind.
Überdies kann eine solche Unterschubfeuerung auch einen verbrennungsluftgekühlten Querbalken und einen durch Querrippen versteiften Luftkasten aufweisen.
In den Zeichnungen sind eine erste Ausführung einer Unterschubfeuerung mit zwei Feuermulden und eine zweite Ausführung mit einer Feuermulde beispielhaft dargestellt.
Es- zeigt: Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt der ersten Ausführungsform nach der Linie A-B in Figur 3.
Figur 2 einen Grundriß der ersten Ausführungsform.
Figur 3 einen Schnitt (Seitenriß) der ersten Ausführungsform nach der Linie C-D in Figur 2.
Figur 4 einen vertikalen Längsschnitt der zweiten Ausführungsform nach der Linie E-F in Figur 6.
Figur 5 einen Grundriß der zweiten Ausführungsform.
Figur 6 einen Schnitt (Seitenriß) der zweiten Ausführungsform nach der Linie G-H in Figur 5.
Bei der in Figur 1, Figur 2 und Figur 3 dargestellten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterschubfeuerung besteht der Luftkasten 1 aus den beiden spiegelbildlich geformten Luftkastenteilen la und lb, die miteinander verschraubt sind.
In diesem zweiteiligen Luftkasten 1 sind die Feuermulden 2a und 2b ausgespart, die von den parallel zur vertikalen LAngssymmetrieebene J-K verlaufenden zwei Luftzuführungsstegen 3a, 3b voneinander getrennt sind und in den peripheren Bereichen ihres Inneren je einen stufenförmig ausgebildeten, geschlossenen Rost 4a und 4b tragen.
Die maximale Länge L einer Feuermulde 2a, 2b ist mehr als doppelt so groß wie deren maximale Breite B1. Dies ermöglicht bei hohes Wärmeleistung eine verhältnismäßig geringe Gesamtbreite der Unterschubfeuerung.
Die Zündbereiche 2a' und 2b' der-Feuermulden 2a und 2b, die den Unterschubschnecken 5a und 5b benachbart sind, sind je von einer Platte 6a, 6b abgedeckt, die die Längsführung der beiden Brennstoffströme nach den Unterschubschnecken 5a, 5b übernehmen und - zufolge der Zufuhr von Verbrennungsluft über die Platten 6a, 6b und über die schneckenseitigen Teilbereiche der Roste 4a, 4b - eine Zündung der Kohle ermöglichen.
Jede Platte 6a, 6b ist über einen Doppelflanschstutzen 7 mit dem zugehörigen Teil la bzw. lb des Luftkastens 1 verbunden und wird während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt, der aus den Platten 6a, 6b über Luftdüsen 8 austritt.
In den Platten 6a, 6b sind Durchtrittsbohrungen 9 für die Schwelgase des Brennstoffes angebracht.
In den Seitenwänden der beiden Luftzuführungsstege 3a, 3b sind ebenfalls Luftdüsen 8' angeordnet, durch welche ein Teil der Verbrennungsluft über die davor befindlichen Bereiche der Roste 4a, 4b in die Feuermulden 2a, 2b eintritt. Eine allseitige Zufuhr von Verbrennungsluft in die beiden Feuermulden 2a, 2b ist so gewährleistet. (Was auch einen gleichmäßigen Abbrand des Brennstoffes bewirkt).
. Jedem Verbrennungsluftraum la', lb' der beiden Luftkastenteile a und 1b ist ein Unterwindventilator und jeder Feuermulde 2a, 2b ist eine Unterschubschnecke 5a, Sb zugeordnet. Dadurch ist es möglich, bei tiefer Teillast des Kessels eine Hdlfte der Feuerung - bis auf die erforderliche Kühlluftmenge - abzuschalten.
. Für die mechanische Austragung der Asche sind über den beiden Luftzuführungsstegen 3a, 3b die Ascheaustragschnecke 10 und über den längsseitigen, peripheren Bereichen des Luftkastens 1 die beiden Ascheaustragschnecken 10a und lOb in Rinnen 11 angeordnet. Diese Schnecken 10, lOa, lOb bestehen aus feuerrfestem Material (Guß).
Die beiden Teile la und lb des Luftkastens 1 sind durch Querrippen 12 versteift, die Durchtrittsöffnungen 12a für die Verbrennungsluft aufweisen.
Der Luftkasten 1 weist in seinem vertikalen Normalschnitt näherungsweise die Form eines Kreisabschnittes auf, wodurch er sich dem umgebenden Flammrohr gut anpassen kann.
An der Stirnseite der Unterschubfeuerung, an der die Flammengase diese verlassen, ist ein verbrennungsluftgekühlter Querbalken 13 angeordnet, dessen Luftdüsen 8" in die Flammengase blasen und diese durchwirbeln, wobei eine Nachverbrennung erzielt wird.
Bei der in Figur 4, Figur 5 und Figur 6 dargestellten zweiten~Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterschubfeuerung ist im einteiligen Luftkasten 1 nur eine Feuermulde 2 ausgespart, in der sich ein treppenförmiger, geschlossener Rost 4 befindet und in die auch nur eine Unterschubschnecke 5 mündet.
Bei dieser Ausführung ist der Zündbereich 2' der Feuermulde 2 oben von einer plattenähnlichen Rohrkonstruktion 14 abgedeckt.
'Diese plattenähnliche Rohrkonstruktion 14 besteht aus einem quer-iegenden Verteilrohr 14a und fünf Längsrohren 14b (mit Luftdüsen 8) und ist über den Doppelflanschstutzen 7 verbrennungsluftseitig wieder mit dem Luftkasten 1 verbunden. Die Schwelgase des Brennstoffes können durch die Spalte zwischen den Längsrohren 14b nach oben abziehen.
Für die mechanische Ascheaustragung sind über dem Luftkasten 1 an dessen peripheren Längsseiten zwei Ascheaustragungsschnecken 10a und lOb in Rinnen 11 angeordnet.
Der Luftkasten 1 weist zu Erhaltung seiner Form wieder Querrippen 12 mit Durchtrittsöffnungen 12a für die Verbrennungsluft sowie einen vertikalen Querschnitt von kreisabschnittsförmiger Gestalt auf.
Über der flammenaustrittsseitigen Stirnwand des Luftkastens 1 ist wieder ein verbrennungsluftgekühlter Querbalken 13 mit Luftdüsen 8" angeordnet.
Beide Ausführungsformen der vorgeschlagenen Unterschubfeuerung lassen sich sehr gut in einer separaten, doppelwandigen, wassergekühlten Vorbrennkammer von kreiszylindrischer Grundgestalt (gemäß der deutschen Patentanmeldung P 30 04 217) unterbringen.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche X Unterschubfeuerung mit einem ein- oder mehrteiligen, allseitig durch metallische Wände begrenzten Luftkasten sowie Einrichtungen zur Brennstoffzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftkasten (1) zwei Feuermulden (2a, 2b) ausgespart sind, die voneinander durch einen Luftzuführungssteg oder .:durch mehrere - vorzugsweise zwei - Luftzuführungsstege (3a, 3b) getrennt sind.

2. Unterschubfeuerung, bestehend aus einem ein- oder mehrteiligen, allseitig durch metallische Wände begrenzten Luftkasten mit einer Feuermulde und Rost, sowie einer stirnseitig einmündenden Unterschubschnecke und wenigstens einem Unterwindventilator, dadurch gekennzeichnet, daß der der Unterschubschnecke (5) benachbarte Zündbereich (2') der Feuermulde (2) bzw. des Rostes (4) oben von wenigstens einer Platte (6) oder einer plattenähnlichen Rohrkonstruktion (14) abgedeckt ist.

3. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Unterschubschnecken (5a, 5b) benachbarten Zündbereiche (2a', 2b') der beiden Feuermulden (2a, 2b) bzw. ihrer Roste (4a, 4b) oben je von wenigstens einer Platte (6a, 6b) oder einer plattenähnlichen Rohrkonstruktion (14) abgedeckt sind.

4. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzuführungssteg bzw. die beiden Luftzuführungsstege (3a, 3b) parallel oder näherungsweise parallel zur vertikalen Längssymmetrieebene (J-K) der Unterschubfeuerung verläuft bzw. verlaufen.

54 ' Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden des Luftzuführungssteges bzw. der beiden Luftzuführungsstege (3a, 3b) Luftdüsen (8') für den Durchtritt eines Teiles der Verbrennungsluft angeordnet sind.

6. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkasten (1) zwei voneinander getrennte Verbrennungslufträume (la', lb') aufweist, oder aus zwei miteinander verschraubten Teilen (2a, Ib) mit separaten Verbrennungslufträumen (la', lb') besteht.

7. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder der beiden Feuermulden (2a, 2b) eine Unterschubschnecke (5a, 5b) zugeordnet ist.

8. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ihr in an sich- bekannter Weise zwei Unterwindventilatoren - und zwar jeder Feuermulde (2a, 2b) einer - zugeordnet sind.

9. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Luftzuführungssteg bzw. den beiden Luftzuführungsstegen (3a, 3b) eine Ascheaustragschnecke (10) und über den längsseitigen, peripheren Bereichen des ein- oder mehrteiligen Luftkastens (1) zwei weitere Ascheaustragschnecken (lOa, lOb) in Rinnen (11) angeordnet sind.

10. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Normalquerschnitt seines ein- oder mehrteiligen Luftkastens (1) in an sich bekannter Art - zumindest näherungsweise - die Form eines Kreisabschnittes aufweist.

11. Unterschubfeuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Ascheaustragschnecken (10a, lOb) aufweist, die über dem Luftkasten (1) an dessen beiden peripheren Längsseiten in Rinnen (3) angeordnet sind.

12. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Länge (L) der bzw. einer Feuermulde (2, 2a, 2b) wenigstens das Doppelte ihrer maximalen Breite (B1) beträgt.

13. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 3 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte(n) (6a, 6b) bzw. die plattenartige(n) Rohrkonstruktion(en) (14) mit dem ein- oder mehrteiligen Luftkasten (1) lösbar verbunden ist bzw. sind.

14. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 3 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte(n) (6a, 6b) bzw. die plattenartige(n) Rohrkonstruktion(en) (14) mit Luftdüsen (8) versehen und während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt ist bzw. sind.

15. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 3 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte(n) (6a, 6b) DurchtrittE bohrungen (9) für das Schwelgas des Brennstoffes aufweist bzw.

aufweisen.

L6. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ein- oder mehrteilige Luftkasten (1) zur Erhöhung seiner Formbeständigkeit eine oder mehrere Querrippen (12) mit Luftdurchtrittsöffnungen (12a) aufweist.

17. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem ein- oder mehrteiligen Luftkasten (1) an der Feuergasaustrittsseite wenigstens ein verbrennungsluftgekühlter Querbalken (13) angeordnet ist.

18. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 7 oder nach Anspruch 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheaustragschnecken (10, 10a, lOb) in an sich bekannter Weise aus feuerfestem Material bestehen.

19. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 oder 2 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem Flammrohrkessel in einer separaten, doppelwandigen, wassergekühlten Vorbrennkammer mit einem oder mehreren technischen Merkmalen der deutschen Patentanmeldung P 30 04 217 angeordnet ist.