DE3320477A1

DE3320477A1 - Dosiereinrichtung fuer staubfoermiges schuettgut

Info

Publication number: DE3320477A1
Application number: DE19833320477
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 5905 Freudenberg Bartel
Original assignee: Ajo Stahlbau GmbH and Co KG
Current assignee: Ajo Stahlbau GmbH and Co KG
Priority date: 1983-06-07
Filing date: 1983-06-07
Publication date: 1984-12-13
Also published as: DE3320477C2

Description

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-3. JUN! 1983 83 360 Pü/u

AJO-Stahlbau GmbH & Co. KG. ,_SiJ_berka_u_te_ 2_, 5905 Freudenberg-Oberfischbach
VNR: 106836

Dosiereinrichtung für staubförmines Schüttgut

Die sprunghafte Verteuerung des Erdöls hat dazu geführt, daß Kohlestaubfeuerungen, die wesentlich wirtschaftlicher als ölfeuerungen betrieben werden können, z.B. in Zementwerken zur Befeuerung von Drehofen zum Brennen von Steinen in verstärktem Maße zum Einsatz kommen. Kohlestaubfeuerungen erfordern mit hoher Genauigkeit arbeitende Dosiersysteme für den Kohlenstaub, um die Umweltbelastung mit Kohlenmonoxidgas möglichst gering zu halten.

Es sind Dosierennrichtungen zur kontinuierlichen Versorgung von Brenneinrichtungen mit Kohlenstaub bekannt, die einen unter einem Vorratssilo für den Kohlenstaub angeordneten · Oosierbehälter aufweisen, der auf einer Wägeeinrichtung ruht und über eine Fülleitung mit einem motorisch betätigbaren Absperrorgan mit dem Silo verbunden ist, sowie eine an den Bodenbereich des Dosierbehälters angeschlossene Förderschnecke mit einem elektrischen Antriebsmotor mit Drehzahlregelung. Die Waage dieses ■Dosiersystems, auf der der Dosierbehälter sitzt, stützt sich auf einer oder mehreren Dehnungsmeßstreifen-Wägezellen ab, deren Anzeige zur Ermittlung des kontinuierlich abnehmenden Gewichtes des Dosier- bzw. Wägebehälters pro Zeiteinheit verwendet wird. Im Automatikbetrieb vergleicht ein Regler den am Leitgerät eingestellten Leistungssollwert mit dem Istwert der Drehzahl des Antriebsmotors der Förderschnecke und mit dem Istwert der Dosierleistung, der mit einer Differenzierschaltung aus der Gewichtsabnahme in der Zeiteinheit ermittelt wird. Die DosieHeist ungs-egelung

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verändert die Drehzahl des Antriebsmotors der Förderschnecke derart, daß die Waage einen gewichtskonstanten Kohlenstaubstrom liefert,· der dem Lei stungssol !wert entspricht. Sobald der Inhalt des Wägebehälters ein Minimalgewicht erreicht hat, wird über die Waagensteuerung das Absperrorgan in der Fülleitung zwischen Silo und Wägebehälter geöffnet, und der Wägebehälter wird gefüllt. Die Förderschnecke läuft während der Füllzeit als volumentrisches Dosierorgan mit der vor der Umschaltung von geregeltem Entnahmebetrieb auf Füllbetrieb eingeregelten Dosierleistung. Bei Erreichen des maximalen Füllgewichtes des Wägebehälters wird die Füllunn abgeschaltet und die Regelung der gravimetrisehen Dosierung aufgeschaltet.

Die Genauigkeit dieses Dosiersystems entspricht nicht den durch die verschärften Umweltschutzbestimmungen bedingten hohen Anforderungen, da der unterschiedliche Füllungsgrad der Förder- und Dosierschnecke, der abhängig ist von der sich ändernden Füllhöhe des Wägebehälters, keine Berücksichtigung bei der Regelung der Dosierschneckendrehzahl findet. Eine weitere Beeinträchtigung der Genauigkeit dieses bekannten Dosiersystems kommt dadurch zustande, daß beim Füllen des Wägebehälters mit Kohlenstaub die Regelung der Dcsierschneckendrehzahl abgeschaltet wird und die Schnecke mit der bei der minimalen Füllhöhe des Wägebehälters eingeregelten Drehzahl bei ansteigender Füllhöhe und sich demertsprechend ändernden Fül1ungsgraden weiterläuft.

Bekannt ist ferner die Kohlenstaubdosierung mit einem Schüttstrommesser. Dieses Dosiersystem ist an einen Kohlenstaubsilo angeschlossen und besteht im wesentlichen aus der Zellenradschleuse mit Drehzahlregelung als Kohlenstaubzuteiler, dem Schüttstrommesser sowie den Regel-, Anzeige- und Überwachungseinheiten. Das Dosierzellenrad wird durch einen thyristorgeregelten Gleichstromantrieb angetrieben, wobei die Drehzahl des Zellenrades in Abhängigkeit von der durch den Schüttstrommesser erfaßten Kohlenstaubmenge so geregelt

wird, daß eine der vorgegebenen Sol Iwertmenne entsprechende Entnahme an Kohlenstaub aus dem Silo möglich ist. Der Schüttstrommesser ist mit einer in einem drucksicheren Gehäuse eingebauten Prallplatte ausgerüstet, auf die der aus dem Silo ausgetragene Kohlenstaub geleitet wird. Die durch den Schüttgutaufprall entstehende Gesamtkreft wird in eine Vertikal- und eine Horizontalkomponente ?erleqt, und die Horizontalkomponente wird als Meßkraft ausgewertet. Die Meßkraft bewirkt der Aufpral1 kraft di rel· t proportionale Wegauslenkungen der Prallplatte, die über ein induktives Wegmeßsystem gemessen und in mengenproportionale elektrische Meßsignale bzw. Impulse umgeformt werden. Die Ausgangssignale des Schüttstrommessers dienen als Istwertanzeige und für die Registrierung sowie als Istwerteingang für einen PI-Regler. Der PI-Regler vergleicht den Istwert mit dem eingestellten Sollwert und regelt bei einer entstehenden Regelabweichung die Drehzahl der Zellenradschleuse derart, daß die Regelabweichung zu null wird.

Die Verwendung einer Zellenradschleuse bei diesem bekannten Kohlenstaubdosiersystem mit der schubweisen • Förderung des Kohlenstaubes durch die Zellen des Zellenrades bringt den Nachteil mit sich, daß der auf die Prallplatte des Schüttstrommessers auftreffende Kohlenstaubstrom pulsiert und dadurch die Messungen ungenau werden. Die Dosiergenauigkeit dieser bekannten Einrichtung wird ferner dadurch negativ beeinflußt, daß der statische Druck der Kohlenstaubsäule im Silo auf die Zellenradschleuse einwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung für staubförmiges Schüttgut, insbesondere Kohlenstaub, zu entwickeln, die sich gegenüber den bekannten Dosiersystemen durch eine höhere Genauigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches 1 qelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Aufgrund der hohen Genauigkeit ermöglicht die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung beim Einsatz für Kohlenstaubfeuerungen gegenüber ülfeuerungen einen wesentlich wirtschaftlicheren Betrieb. ■

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein Schema der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung für Kohlenstaub und

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Die wesentlichen Bauteile der Dosiereinrichtung für Kohlenstaub zur kontinuierlichen Versorgung einer nicht dargestellten Kohlenstaubfeuerung aus einem Vorratssilo 1 sind ein unter dem Silo angeordneter Zwischenbehälter 2·, der auf einer Wägeeinrichtung mit einer Dehnungsmeßstreifon-WäqezelIe 3 ruht und über eine Fülleitung 4 mit einer pneumatisch betätigbaren Absperrklappe 5 mit dem Silo verbunden ist, eine an den Bodenbereich des Zwischenbehälters 2 angeschlossene Förder- und Dosierschnecke 6 mit einem elektrischen Gleichstrommotor 7 mit Drehzahlregelung sowie ein über einen Leitkanal 8 an den Auslaß 9 der Dosierschnecke angeschlossener Schüttstrommesser 10.

Der Schüttstrommesser 10, der in einen Regelkreis für die Drehzahlregelung des Antriebsmotors 7 der Dosierschnecke 6 eingeschaltet ist, ist über eine Zellenradschleuse 11 und

einen EntTüftungsbehälter 12 mit einer Fördereinrichtung 13 verbunden, die eine nicht dargestellte Feuerung mit Kohlenstaub versorgt. Der Schneckenförderer 14 der Fördereinrichtung 13 fördert den Kohlenstaub aus dem Entlüftungsbehälter 12 in die Zuleitung 15, durch die der Kohlenstaub mittels durch Luftdüsen 16 eingeblasener Druckluft ?ur Feuerung gefördert wi rd.

Im Bodenbereich des Zwischenbehälters 2 ist ein mit niedriger Drehzahl laufendes Rührwerk 17 eingebaut, mit dem der aus dem Silo 1 in den Zwischenbehälter 2 gelangende Kohlenstaub gelockert wird. Das Rührwerk 17 sorqt für einen gleichmäßigen Fül1ungsgrad der Dosierschnecke 6. Ferner wird durch die Rührwirkung erreicht, daß die im Silo 1 eingeblasene Luft, die dazu dient, den Kohlenstaub beim Ablassen aus dem Silo 1 fließfähig zu machen, über das nachstehend beschriebene Entlüftungssystem ausgetrieben wird. Die im Kohlenstaub enthaltene Förderluft muß entfernt werden, da diese eine genaue Dosierung des Kohlenstaubs verhindert.

Der Einlauf der Dosierschnecke 6 ist progressiv gestaltet und bewirkt eine.n optimalen, gleichmäßigen Füllungsgrad. Die Schnecke 6 ist am Ende mit einem zweiten Gang versehen, damit das Schieben bei einer Umdrehung der Schnecke 6 halbiert wird. Desweiteren kann eine Sperre eingebaut werden, damit der Kohlenstaub nicht durch die Schnecke 6 schießt

Der Dosierschnecke 6 ist ein Dosierstern 18 nachgeordnet, der durch einen Drehstrommotor 19 mit konstanter Drehzahl in umgekehrter Drehrichtung wie die Schnecke 6 angetrieben wird. Der Dosierstern 18 vermeidet eine schubweise Förderung des Kohlenstaubes mittels der Dosierschnecke 6 zum Schüttstrommesser 10 durch ein Auffüllen der bei einer Umdrehung der Dosierschnecke 6 im Kohlenstaubfluß entstehenden Leerräume.

Durch den trapezförmigen Querschnitt der Leitrinne zwischen Dosierschnecke 6 und Schüttstrommesser 10 ist gewährleistet, daß der Kohlenstaubstrom über den ganzen Leistungsbereich der Dosiereinrichtung gleichmäßig und genau auf die Prallplatte 20 des Schüttstrommessers geführt wi rd.

Die durch die sich ändernde Aufpral1 kraft des Kohlenstaubstromes bewirkten Wegaus 1enkungen der Prallplatte 20 des Schüttstrommessers 10 werden durch einen Differential transformator in mengenproportionale elektrische Meßsignale umgeformt, die als Istwerte in einen PI-Regler eingegeben werden. Der PI-Regler vergleicht den Istwert mit dem eingestellten Sollwert und regelt bei einer Regelabweichung über eine Thyristorsteuerung die Drehzahl des Gleichstromantriebsmotors 7 der Dosierschnecke 6 derart, daß die Regelabweichung null wird.

Die Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors 7 der Dosierschnecke 6 mittels des dieser nachgeschalteten Schüttstrommessers 10 ermöglicht durch die Messung der dem Verbraucher zugeleiteten· Kohlenstaubmenge im Abstand hinter dem Zwischenbehälter 2 unter Ausschaltung des Einflusses der sich laufend ändernden statischen Druckverhältnisse im Vorratssilo 1 und im Zwischenbehälter 2 eine Dosierung der dem Silo zu entnehmenden Kohlenstaubmenge mit höchster Genauigkeit.

Auf entsprechenden Anzeigeinstrumenten werden die Ausgangssignale des Schüttstrommessers 10 als Istwerte und die vom PI-Regler ermittelten Regelabweichungen registriert.

Die Füllstände des Zwischenbehälters 2 werden mit der Wägezelle 3 gemessen. Der Meßumformer für die Wägezelle 3 ist mit einer Grenzwertplatte ausgerüstet. Bei

Erreichen des Mindestfüllstandes im Zwischenbehälter 2 öffnet die Absperrklappe 5 der Fülleitung 4 und der Zwischenbehälter 2 wird bis zum maximalen Füllstand aufgefüllt.
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Die Dosiervorrichtung ist mit einem Be- und Entlüftungssystem ausgestattet.

An den Kopfraum des Zwischenbehälters 2 ist eine Be- und Entlüftungsleitung 21 angeschlossen, die über eine Exhaube 22 mit der Atmosphäre verbunden ist und von der eine Leitung 23 abzweigt, in die ein Absperrorgan 24 eingebaut ist und die an einen Filter 25 angeschlossen ist. Der Filter 25 ist luftseitig mit einem Ventilator 26 verbunden, und der Ausgang 27 des Filters 25 für den ausgefilterten Kohlenstaub ist über eine Austragsschleuse 28 und eine Rückleitung 29 an den Zwischenbehälter 2 angeschlossen. Zwischen Exhaube 22 und Filter 25 befindet sich eine Rückleitung 30 für den in der Exhaube aus der Luft entnommenen Kohlenstaub. An den Schüttstrommesser 10 und den Entlüftungsbehälter 12 sind zwei weitere EntTüftungsleitungen 31, 32 angeschlossen, die über eine gemeinsame Entlüftungsleitung 33, in die eine Drosselklappe 34 eingebaut ist, mit der Be- und EntTüftungsleitung 21 des Zwischenbehälters 2 verbunden sind.

Bei der intermittierenden Befüllung des Zwischenbehälters 2 mit Kohlenstaub aus dem Vorratssilo 1 wird der Zwischenbehälter über die Leitungen 21 und 23 sowie den Filter 25 mit Hilfe des Ventilators 26 entlüftet, damit im Zwischenbehälter kein Oberdruck entsteht und der Kohlenstaub in relativ kurzer Zeit aus dem Vorratssilo 1 nachfließen kann. Nach dem Schließen der Absperrklappe 5 in der Füllleitung 4 beim Erreichen des maximalen Füllstandes im Zwischenbehälter 2 wird die Absperrklappe 24 in der Leitung

zum Filter 25 geschlossen, und es erfolgt eine Belüftung des Zwischenbehälters über die Leitungen 21 und 33 sowie die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Exhaube 22. Die im Kohlenstaub enthaltene Luft kann während des Betriebes laufend durch die an den Schüttstrommesser 10 und den Entlüftungsbehälter 12 angeschlossenen Entlüftungsleitungen 31-33 über die Exhaube 22 in die Atmosphäre entweichen.

Die vorbeschriebene Dosiervorrichtung wird bevorzugt für Kohlenstaub eingesetzt, kann jedoch auch für die Dosierung von anderem staubförmigern Schüttgut Verwendung finden.

Die Dosiervorrichtung kann mit Hilfe der Wägezelle 3 und des Schuttstrommessers 10 kalibriert werden. Mit Eichgewichten kalibriert man zunächst den Meßbereich der Wägezelle 3. Danach wird ein Gewichtsvergleich zwischen der Kohlenstaubmenge, die über die Prallplatte 20 des Schüttstrommessers 10 gelaufen ist, und der durch die Wägezelle 3 erfaßten Kohlenstaubmenge angestellt. Das Signal der Prallplatte 10 wird dabei so lange nachgestel11 ,bis der Unterschied zwischen den Gewichtsmengen ausgeglichen ist.

Claims

PATENTANWALT _ Fiiedrich-Ebert-Str. 27 DIPL-ING. ROLF PÜRCKHAUER 3 3 ZU 4 ' ' D- Telnfori (0271) 331970 Telegramm-Anschrift Patschul·. 83 360 Pü/u . -3. JUN11983 AJO-Stahlbau GmbH & Co. KG. VNR: 106836 Patentansprüche

1. Dosiervorrichtung zur kontinuierlichen Vorsornunq eines^j/erbrauchers mit staubförmi gern Schüttnut, insbesondere für Kohlenstaub, mit einem unter einem Vorratssilo angeordneten Zwischenbehälter, der auf einer Wageeinrichtung ruht und über eine Fülleitung mit einem motorisch betätigbaren Absperrorgan mit dem Silo verbunden ist, sowie einer an den Bodenbereich des Zwischenbehälters angeschlossenen Dosierschnecke mit einem elektrischen Antriebsmotor mit Drehzahlregelung, gekennzeichnet durch einen der Förder- und Dosierschnecke (6) nachgeordneten Dosierstern (18) und .'einen über eine Leitrinne (8) an den Auslaß (9) der Dosierschnecke (6) angeschlossenen Schüttstrommesser (10) unterhalb der Schnecke (6) mit einem Anschluß an eine Fördereinrichtung (13) zu einem Verbraucher, wobei der Schüttstrommesser (10) in einen Regelkreis für die Drehzahlregelung des Antriebsmotors (7) der Dosierschnecke (6) eingeschaltet ist.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im Bodenbereich des Zwischenbehälters (2) .eingebautes Rührwerk (17).

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne (8) zwischen Dosierschnecke (6) und Schüttstrommesser (10) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.

4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schüttstrommessers (10) über eine Sperrschleuse (11) an eine Fördereinrichtung (13) zum Verbraucher angeschlossen ist.

5. Dosiervorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet , durch einen der Sperrschleuse (11) nachgeordneten' Entlüftungsbehälter (12).

6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Be- und Entl iiftunnssys tem.

7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine an den Kopfraum des Zwischenbehälters (2) angeschlossene Be- und EntTüftungsleitung (21), die über eine Exhaube (22) mit der Atmosphäre verbunden ist und von der eine Leitung (23) abzweigt, in die ein Absperrorgan (24) eingebaut ist und die an einen Filter (25) angeschlossen ist, der luftseitig mit einem Ventilator (26) verbunden ist und dessen Ausgang (27) für das ausgefilterte Schüttgut über eine Austragsschleuse (28) und eine Rückleitung (29) an den Zwischenbehälter (2) angeschlossen ist, sowie eine zwischen Exhaube (22) und Filter (25) angeordnete Rückleitung (30) für das Schüttgut.

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, qekennzeichnet durch an den Schüttstrommesser (10) und den Entlüftunqsbehälter (12) angeschlossene Ent!üftungs1 eitungen (31, 32), die über eine gemeinsame Entlüftungsleitung (33) mit der Be- und Entlüftungs1 eitung (21) des Zwischenbehälters (2) verbunden sind.