DE3514974A1 - Wasserrohr - dampferzeuger - Google Patents

Wasserrohr - dampferzeuger

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DE3514974A1
DE3514974A1 DE19853514974 DE3514974A DE3514974A1 DE 3514974 A1 DE3514974 A1 DE 3514974A1 DE 19853514974 DE19853514974 DE 19853514974 DE 3514974 A DE3514974 A DE 3514974A DE 3514974 A1 DE3514974 A1 DE 3514974A1
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combustion chamber
steam generator
water pipe
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dust
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DE19853514974
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Rudolf Dr. 6800 Mannheim Wieser
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WIESER DR RUDOLF
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WIESER DR RUDOLF
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J7/00Arrangement of devices for supplying chemicals to fire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers

Description

  • Wasserrohr-Dampferzeuger
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wasserrohr-Dampferzeuger mit zirkulierender Feuerung für die Beheizung mit Kohlenstaub oder Ö1, zur weitgehenden Einbindung des in den Flammengasen enthaltenen Schwefeldioxids innerhalb der Brennkammer(n) und zur Verringerung der während der Verbrennung entstehenden NO -VerbindunJen.
  • Es ist allgemein bekannt, daß es bei Wirbelschichtfeuerungen, in denen die Verbrennung bei Temperaturen zwischen 900 OC und 950 OC abläuft, durch Zugabe von Kalk- oder Dolomitstaub möglich ist, das in den Flammengasen enthaltene Schwefeldioxid weitgehend in Gips umzuwandeln. Überdies kann infolge der niedrigen Verbrennungstemperaturen die Entstehung von NOx-Verbindungen gering gehalten werden. (Diese niedrigen Verbrennungstemperaturen verhindern auch ein "keramisches Brennen" des Kalk- oder Dolomitstaubes. Nur dadurch wird dessen chemische Aktivität zur Bindung des SO2-Gases aufrecht er halten).
  • Wegen dieser technischen Merkmale der Wirbelschichtfeuerungen erübrigt sich bei diesen die Anbringung gesonderter Rauchgasentschwefelungsanlagen und Rauchgasentstickungsanlagen, was zu erheblichen Vereinfachungen der wärme- bzw. energieerzeugenden Blöcke und zu einer Senkung der Investitions-und Betriebskosten führt.
  • Nachteilig bei Wirbelschichtfeuerungen ist es allerdings, daß ihre oberen teistungsgrenzen verhältnismäßig niedrig liegen. So hat die größte derzeit in der Bundesrepublik Deutschland in der Inbetriebnahmephase befindliche Wirbelschichtanlage eine Nenndampfmenge von 300 t/h.
  • Vergleichsweise produzieren kohlenstaubgefeuerte 300 bzw. 600 MWe-Blöcke Nenndampfmengen von 900 bzw. 1800 t/h.
  • Es wurden an braunkohlenstaubgefeuerten Wasserrohr-Dampferzeugern auch Versuche durchgeführt, durch Einbringung von Kalk- oder Dolomitstaub in die Brennkammer eine Entschwefelung der Rauchgase innerhalb derselben zu erreichen. Leider war der dabei erzielte Entschwefelungsgrad zu gering.
  • Überdies wurde vom Verfasser mit der Anmeldung P 32 06 409.8 ein Vorschlag für einen Wasserrohrkessel mit integrierter Rauchgasentschwefelung ausgearbeitet. Diese Lösung sollte eine Steigerung der Rauchgasentschwefeung durch eine gleichmäßige und intensivere Zumischung des Kalk- bzw.
  • Dolomitstaubes zu den Rauchgasen erreichen.
  • In Fortführung dieser Anmeldung P 32 06 409.8 - um eine weitere Verbesserung der SO2-Einbindung aus dem Flammengas zu erreichen - und um auch bei Nenndampfleistungen von 900 bzw. 1800 t/h noch eine ausreichende brennkammerinterne Rauchgasentschwefelung durchführen zu können, wird ein Wasserrohr Dampferzeuger für die Beheizung mit Kohlenstaub oder öl vorgeschlagen, der eine odere mehrere Brennkammern mit in den Brennkammerwänden angeordneten Kohlenstaub- oder ölbrennern sowie mehrere der Brennkammer bzw. den Brennkammern rauchgas'-seitig nachgeschaltete Konvekticnsheizflächenbündel aufweist und bei dem während des Betriebes Kalk- oder Dolomitstaub in die Brennkammer(n) eingebracht wird. Dieser Wasserrohr-Dampferzeuger ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brennkammer bzw. den Brennkammern einerseits und den Konvektionsheizflächenbündeln andererseits rauchgasseitig mehrere Ascheabscheidezyklone und eine Trennwand bzw. mehrere Trennwände angeordnet sind und daß während des Betriebes das Flammengas von der Brennkammer bzw. den Brennkammern über die Ascheabscheidezyklone zu den Konvektionsheizflächenbündeln strömt.
  • Dabei sind die Ascheabscheidezyklone zur Gänze oder teilweise innerhalb der Brennkammer(n) - vorzugsweise in deren oberem(n) Bereich(en) - angeordnet.
  • Oder die Ascheabscheidezyklone sind zur Gänze oder teilweise außerhalb der Brennkammer(n) - vorzugsweise an deren vertikalen Wänden - angeordnet.
  • Während des Betriebes werden die in den Ascheabscheidezyklone abgeschiedenen Stäube (Aschestaub mit Unverbranntem, Kalk-, Dolomitstaub) in den über den Kohlenstaub- bzw. ö1-brennern befindlichen Teil der Brennkammer bzw. in die über den Kohlenstaub- oder ölbrenner befindlichen Teile der Brennkammer rückgeführt. Dadurch wird ein Dampferzeuger mit zirkulierender Feuerung geschaffen, der einen sehr guten Ausbrand der Kohle und - durch den rezirkulierenden Kalk- oder Dolomitstaub - eine hohe Einbindung des in dem Flammengas enthaltenen Schwefeldioxids erreicht.
  • Durch die Rezirkulation des Kalk- oder Dolomitstaubes kann auch dessen Zugabemenge verringert werden.
  • Die maximale Temperatur des Flammengases wird dabei durch die wärmeentziehende Wirkung der Tauchheizflächen, durch die Zumischung von rückgeführtem "kalten Rauchgas und durch eine zweistufige Verbrennung unter einen Wert von 950 OC gehalten, so daß auch hier ein keramisches Brennen" des Kalk- oder Dolomitstaubes vermieden wird. Durch diese niedrige Verbrennungstemperatur wird auch die Bildung von NOx-Verbindungen in engen Grenzen gehalten.
  • Die Reingaskanäle der Ascheabscheidezyklone sind durch die Trennwand bzw. Trennwände hindurchgeführt und/oder m diese herumgeführt und münden in den rauchgasseitigen Bet-eich der Konvektionsheizflächenbündel ein.
  • Die Ascheabscheidezyklone können auch an der Trennw<nd bzw. an den Trennwänden aufgehängt sein.
  • Die Trennwand ist bzw. die Trennwände sind als doppelwandige, gasdichte Konstruktion(en) ausgeführt und besteht bzw.
  • bestehen aus miteinander verschweißten Rohren, die während des Betriebes von einem Kühlmedium (Speisewasser, Dampf, The@moöl, Verbrennungsluft, kaltes Rauchgas) durchströmt sind.
  • Die Ascheabscheidezyklone - oder ein Teil derselben sind in an sich bekannter Weise doppelwandig ausgeführt und während des Betriebes ebenfalls von einem Kühlmedium durch strömt. Vorzugsweise sind die doppelwandigen Ascheabschei(iezyklone von rückgeführtem Rauchgas oder von einem Gemisch aus rückgeführtem Rauchgas und Verbrennungsluft durchström@@ wobei das rückgeführte Rauchgas zwischen dem(n) Speisewas@@@ vorwärmer (n) und dem (n) Luftvorwärmer(n) des Dampferzeuger rückgesaugt wird.
  • Diesem rückgesaugten Rauchgas bzw. Rauchgas/Verbrennungsluftgemisch kann auch Kalk- oder Dolomitstaub beigemisch< sein, wobei dieses Trägergas über die hohle und gasdichte Trennwand bzw. über die hohlen und gasdichten Trennwände zu den doppel wandigen Ascheabscheidezyklone und zu den an den unteren Bereichen der Abscheidezyklone befindlichen Kalkstaube-inblasedüsen bzw. Dolomitstaubeinblasedüsen strömt.
  • Durch die über den Brennkammerquerschnitt gleichmäßig verteilte und wiederholte Einblasung von Kalk- und Dolomitstaub und rückgeführtem Rauchgas wird die Einbindung des Schwefeldioxids verbessert und - in Verbindung mit der wärmeentziehenden Wirkung der Tauchheizflächen - die Verbrennungstemperatur auf unter 950 OC abgesenkt. Letzteres reduziert die Bildung von NOx -Verbindungen. Da dem Trägergas des Kalk- bzw. Dolomitstaubes auch ein Teil der Verbrennungsluft (als tertiäre Verbrennungsluft) zugemischt ist, wird in der Brennkammer ein zweistufiger Ablauf der Verbrennung erreicht, wodurch die maximale Flammentemperatur ebenfalls abgesenkt wird. (Die erste Stufe der Verbrennung erfolgt im Brennerbereich und im unteren Bereich der Tauchheizfläche, während die zweite Stufe der Verbrennung im oberen Bereich der Tauchheizfläche und über derselben abläuft).
  • Sind in der Brennkammer die Ascheabscheidezyklone in zwei Etagen übereinander angeordnet, so sind die Reingaskanäle der unteren Abscheidezyklone zwischen den oberen Abscheidezyklonen nach oben zur Trennwand geführt. Weiters sind in diesem Falle die Staubrückführrohre der oberen Asche ab scheidezyklone zwischen den unteren Abscheidezyklone nach unten geführt.
  • Besitzt die Trennwand am oberen Ende bzw. im oberen Bereich der Brennkammer eine horizontale oder schräge Lage, so ist an bzw. über ihr eine Blaseinrichtung zum Entfernen des Feinstaubes angeordnet.
  • Sind die Konvektionsheizflächenbndel über der Brennkammer angeordnet (Einzugbauweise), so besitzt die dazwischen befindliche Trennwand eine horizontale oder annähernd horizontale Lage. Dabei steht die Trennwand mit den umgebenden Brennkammerwänden über rauchgasdichte Kompensatorelemente in Verbindung.
  • Sind die Konvektionsheizfiächenbündel hingegen neben der Brennkammer angeordnet (Zweizugbauweise), so weist die Trennwand eine vertikale oder schräge Lage auf.
  • Eine weitere Maßnahme dafür, die Verbrennungstemperatur unter 950 OC zu halten, besteht darin, daß in der Brennkammer über den Kohlenstaub- bzw. ölbrennern eine gekühlte Tauchheizfläche angeordnet ist. Die Rohre dieser gekühlten Tauchheizfläche sind so zu gestalten, daß durch sie die Durchmischung des Flammengases begünstigt wird.
  • Der lichte vertikale Abstand N zwischen der obersten Rohrlage der Tauchheizfläche und den unteren Enden der Ascheabscheidezyklone bzw. deren Staubrückführrohre soll wenigstens einen Meter und höchstens zwei Meter betragen. Überdies sind die Rohre der Tauchheizfläche gegen die Staubrückführrohre der Ascheabscheidezyklone hin mit Schutzabdeckungen versehen.
  • Durch diese Ausführung reicht die Wirkung des rückgeführten Rauchgases mit der zugemischten tertiären Verbrennungsluft und des rückgeführten Kalk-/Dolomitstaubes bis in die Tauchheizfläche hinein, ohne daß deren Rohre einen übermäßigen Verschleiß ausgesetzt sind.
  • Um die im Aschetrichter der Brennkammer anfallende Asche vor ihrer Ausbringung etwas zu kühlen - und dadurch den durch die ausgetragene Asche bewirkten Wärmeverlust klein zu halten und die Ascheaustragsschnecke temperaturmäßig nicht zu hoch zu belasten -, ist im unteren Trichterbereich eine Kühlschlange angeordnet.
  • Erfolgt die Beheizung des Wasserrohr-Dampferzeugers durch öl (Schweröl) oder eine heizwertreiche Kohle, so soll als weitere Maßnahme zur Absenkung der Brennkammertemperatur die spezifische Brennkammer-Wärmebelastung bei Nennlastbetrieb höchstens 200 kW/m3 betragen.
  • In diesem Falle wird - um die maximale Flammentemperatur auch hier unter 950 OC zu halten - durch die 51- bzw. Kohlebrenner mit der primären und/oder sekundären Verbrennungsluft auch rückgeführtes Rauchgas in die Brennkammer eingeblasen, das zwischen dem(n) Speisewasservorwärmer(n) und dem(n) Luftvorwärmer() rückgesaugt wird. (Dieses rückgeführte Rauchgas wird zweckmäßig der primären und/oder sekundären Verbrennungsluft beigemischt und mit dieser durch die Brenner in die Brennkammer eingeblasen).
  • Überdies sind die Brenner räumlich mit ausreichenden Abständen voneinander in den Brennkammerwänden anzuordnen.
  • In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des Vorschlages beispielhaft dargestellt.
  • Es zeigt: Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt der ersten Ausführungsform nach der Linie A-B in Figur 3 Figur 2 einen Horizontalschnitt der ersten Ausführungsform nach der Linie C-D in Figur 1 Figur 3 einen Horizontalschnitt der ersten Ausführungsform nach der Linie E-F in Figur 1 Figur 4 einen Horizontalschnitt der ersten Ausfüh rungsform nach der Linie G-H in Figur 1 Figur 5 einen vertikalen Längsschnitt der zweiten Ausführungsform nach der Linie J-K in Figur 6.
  • Figur 6 einen Horizontalschnitt der zweiten Ausfüh rungsform nach der Linie L-M in Figur 5.
  • Bei.der in Figur 1 bis Figur 4 dargestellten ersten Ausführungsform ist der Wasserrohr-Dampferzeuger als Einzug-*Konstruktion ausgebildet.
  • Die Brennkammer 1 ist durch die Brennkammerwände 2 begrenzt, die aus verschweißten Rohren gebildet und außen isoliert sind.
  • Die Konvektionsheizflächenbündel 3 sind über der Brennkammer 1 angeordnet. Zwischen der Brennkammer 1 und dem die Konvektionsheizflächenbündel 3 enthaltenden Rauchgaszug ist die horizontale Trennwand 4 angeordnet.
  • Die Trennwand 4 ist als gasdichte, selbsttragende doppelwandige Kastenkonstruktion ausgebildet und besteht aus miteinander verschweißten und gekühlten Rohren. Mit den umgebenden Brennkammerwänden 2 ist die Trennwand 4 über rauchgasdichte Kompensatorelemente 5 verbunden.
  • Die Kohlenstaubbrenner 6 bzw. ölbrenner sind in den Ecken der Brennkammer 1 angeordnet. Ihre Achsen tangieren -in Figur 4 - an einen Brennkreis (Eckenfeuerung).
  • Unter dem Brennkammertrichter 7 ist eine Ascheaustragschnecke 8 angeordnet. Im unteren Teil des Brennkammertrichters 7 und über der Ascheaustragschnecke 8 befindet sich eine Kühlschlange 9 zur Abkühlung der hier anfallenden Asche Über den Kohlenstaubbrennern 6 bzw. ölbrennern ist eine Tauchheizfläche 10 angeordnet, deren Rohre nach oben hin Schutzabdeckungen tragen.
  • In Figur 1 sind zwei mögliche Anordnungen der doppelwandigen und gekühlten Ascheabscheidezyklone 11, 11' gezeigt: Bei der in der linken Hälfte von Figur 1 dargestellten Anordnung besitzt der Dampferzeuger nur brennkammerinterne Ascheabscheidezyklone 11 und diese sind in zwei Etagen übereinander unter der Trennwand 4 angebracht. Bei der in der rechten Hälfte von Figur 1 gezeigten Anordnung sind brennkammerinterne Ascheabscheidezyklone 11 in einer Etage unter der Trennwand 4 und brennkammerexterne Abscheidezyklone 11' außen an einer Brennkammerwand 2 angeordnet.
  • Die unter der Trennwand 4 befindlichen brerinkammerinternen Ascheabscheidezyklone 11 sind an ersterer aufgehängt.
  • Die Reingaskanäle lla der brennkammerinternen Ascheabscheidezyklone 11 sind durch die kastenförmige Trennwand 4 nach oben hindurchgeführt.
  • Bei den in der linken Hälfte von Figur 1 in zwei Etagen übereinander angeordneten brennkammerinternen Ascheabscheidezyklonene 11 sind die Reingaskanäle lla der unteren Abscheidezyklone 11 zwischen den oberen Ascheabscheidezyklonene 11 nach oben zur Trennwand 4 geführt. Die Staubrückführrohre llb der oberen Abscheidezyklone 11 sind zwischen den unteren Ascheabscheidezyklone 11 nach unten geführt.
  • In der rechten Hälfte von Figur 1 sind innerhalb der Brennkammer 1 die internen Ascheabscheidezyklone 11 nur in einer Etage angeordnet. Hier sind aber außerhalb der Brennkammer 1 noch weitere externe Ascheabscheidezyklone 11' angeordnet, die von der Brennkammer 1 her mit Flammengas beaufschlagt sind.
  • Die Reingaskanäle lla' der externen Ascheabscheidezyklone 11' sind um die Trennwand 4 herum in den rauchgasseitigen Bereich der Konvektionsheizflächenbündel 3 geführt. Die Staubrückführrohre llb' der Ascheabscheidezyklone 11' münden in die Brennkammer 1 ein.
  • Der vertikale Abstand N zwischen den unteren Ende der internen Ascheabscheidezyklone 11 bzw. derer Staubrückführrohre lib und der obersten Rohrreihe der Tauchheizfläche 10 beträgt mindestens 1 Meter und höchstens 2 Meter. Dadurch reicht die Wirkung des mit Kalk-/Dolomitstaub beladenen Trägergases (dieses tritt über die an den unteren Bereichen der Ascheabscheidezyklone 11 bzw. der Staubrückführrohre llb' angeordneten Kalkstaubeinblasedüsen llc in die Brennkammer 1 ein) bis in den oberen Bereich der Tauchheizfläche 10. Die in den Ascheabscheidezyklonen 11, 11' abgeschiedenen Stäube (Aschestaub mit Unverbrenntem, Kalk-/Dolomitstaub) werden ebenfalls an diesen Stellen in die Brennkammer 1 rückgeführt.
  • Über der horizontalen Trennwand 4 sind Blaseinrichtungen 12 zur Entfernung des sich dort absetzenden Feinstaubes angebracht.
  • Während des Betriebes tritt der Kohlenstaub - dem auch schon ein Teil des Kalk- bzw. Dolomitstaubes beigemischt sein kann - mit der Primärluft und der separaten Sekundärluft über die Kohlenstaubbrenner 6 in den unteren Bereich der Brennkammer 1 ein, wo die Zündung erfolgt und die erste Stufe der Verbrennung beginnt. Diese setzt sich bis in den unteren Bereich der Tauchheizfläche 10 fort.
  • Im oberen Bereich der Tauchheizfläche 10 und darüber erfolgt die Zumischung des Trägergases und der Stäube aus den Kalkstaubeinblasedüsen Ilc und den Staubrückführrohren leib, alb', und es läuft hier - durch die im Trägergas enthaltene tertiäre Verbrennungsluft - die zweite Stufe der Verbrennung (bei einer Temperatur von höchstens 950 oC) ab.
  • Das Flammengas durchströmt dann die Ascheabscheidezyklone 11, 11' und gelangt durch die Trennwand 4 hindurch bzw. um diese herum in den die Konvektionsheizflächenbündel 3 enthaltenden Rauchgaszug.
  • Das Trägergas gelangt über die beiden Verteilkanäle 13 - in denen zweckmäßig die gleichmäßige Zumischung von Kalk-und/oder Dolomitstaub erfolgt - und die gasdichte, kastenförmige Trennwand 4 sowie die doppelwandigen Ascheabscheidezyklone 11, 11' zu den Kalkstaubeinblasedüsen llc.
  • Bei der in Figur 5 und Figur 6 dargestellten zweiten Ausführungsform ist der Wasserrohr-Dampferzeuger als Zweizug-Konstruktion ausgebildet und besitzt eine Frontfeuerung, bei der die Kohlenstaubbrenner 6 bzw. ölbrenner in der Stirnwand 2 de-r Brennkammer 1 angeordnet sind.
  • Die vier Konvektionsheizflächenbündel 3 sind neben der Brennkammer 1 - im zweiten Rauchgaszug - angeordnet (Zwei zug Konstruktion).
  • Die Brennkammerrückwand 2' setzt sich oben in der doppel wandigen, kastenförmigen und gasdichten Trennwand 4 fort, die eine vertikale Lage aufweist.
  • Unter dem Brennammertrichter 7 ist wieder eine Ascheaustragschnecke 8 und über dieser eine Kühl schlange 9 für die hier anfallende Asche angeordnet.
  • Über den Kohlenstaubbrennern 6 bzw. ölbrennern befindet sich ebenfalls eine Tauchheizfläche 10, deren Rohre nach oben hin wieder Schutzabdeckungen tragen.
  • Der Dampferzeuger besitzt acht brennkammerinterne und vier brennkammerexterne Ascheabscheidezyklone 11, 11', die wieder doppelwandig ausgeführt sind.
  • Die Reingaskanäle lla der internen Ascheabscheidezyklone 11 sind durch die Trennwand 4 hindurchgeführt. Die Reingaskanäle lla' der externen Ascheabscheidezyklone 11' sind über dem Dampferzeuger um die Trennwand 4 herumgeführt und münden in den zweiten Rauchgaszug.
  • Die Staubrückführrohre llb, leib' der Ascheabscheidezyklone 11, 11' - an deren unteren Ende die Kalkstaubeinblasedüsen llc angeordnet sind - haben von der obersten Rohrreihe der Tauchheizfläche 10 wieder einen vertikalen Abstand N, der mindestens 1 Meter und höchstens 2 Meter beträgt.
  • Während des Betriebes erfolgt die Verbrennung wieder zweistufig bei einer maximalen Flammentemperatur von 950 OC und es strömt das Flammengas von der Brennkammer 1 wieder über die Ascheabscheidezyklone 11, 11' zu dem die Konvektionsheizflächen 3 enthaltenden zweiten Rauchgaszug.
  • Das Trägergas des Kalk-/Dolomitstaubes gelangt wieder über die doppelwandige, gasdichte Trennwand 4 und die doppelwandigen Abscheidezyklone 11, 11' zu den Kalkstaubeinblasedüsen llc.
  • Erfolgt die Befeuerung des Wasserrohr-Dampferzeugers mit öl (Schweröl), so sind - da die ölflamme normalerweise wesentlich heißer als die Kohlenstaubflamme ist - zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um die maximale Brennkammertemperatur auf 950 OC zu begrenzen: Eine Maßnahme besteht in der Anwendung großer Brennkammern, daß die spezifische Brennkammer-Wärmebelastung bei Nennlast höchstens 200 kW/m3 beträgt. Auch müssen die einzelnen ölbrenner ausreichende Abstände voneinander aufweisen.
  • Eine andere zusätzliche Maßnahme besteht in der Zumischung von "kaltem", rückgeführten Rauchgas zur primären Verbrennungsluft und dem Einblasen desselben durch die Brenner.
  • Dieses "kalte" Rauchgas wird - ebenso wie jenes für das Trägergas - zweckmäßig zwischen den Speisewasservorwärmern und Luftvorwärmern des Dampferzeugers abgesaugt.
  • Diese zusätzlichen Maßnahmen können auch dann angewendet werden, wenn die Beheizung des Dampferzeugers mit heizwertreicher Kohle erfolgt und er eine große Nenndampfleistung besitzt.
  • In diesem Falle kann das "kalte", rückgeführte Rauchgas auch der sekundären Verbrennungsluft beigemengt werden, die ebenfalls durch die Brenner in die Brennkammer(n) einströmt.

Claims (24)

  1. Patentansprüche Wasserrohr-Dampferzeuger für die Beheizung mit Kohlenstaub oder o1, mit einer oder mehreren Brennkammern und mit in den Brennkammerwänden angeordneten Kohlenstaub- oder ölbrenner sowie mehreren der Brennkammer bzw. den Brennkammern rauchgasseitig nachgeschalteten Konvektionsheizflächenbündeln, bei dem während des Betriebes zur Einbindung des Schwefeldioxids der Flammengase Kalk- und/oder Dolomitstaub in die Brennkamme:(n) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brennkammer (1) bzw. den Brennkammern einerseits und den Konvektionsheizflächenbündeln (3) andererseits rauchgasseitig mehrere Ascheabscheidezyklone (11,11') und eine Trennwand (4) bzw. mehrere Trennwände angeordnet sind und daß während des Betriebes das Flammengas von der Brennkammer (1) bzw. den Brennkammern über die Ascheabscheidezyklone (11, 1183 zu den Konvektior.sheizflächenbündeln (3) strömt.
  2. 2. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheabscheidezyklone (11) zur Gänze oder teilweise innerhalb der Brennkammer(n) (1) - vorzugsweise in deren oberem(n) Bereich(en) - angeordnet sind.
  3. 3. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheabscheidezyklone (11') zur Gänze oder teilweise außerhalb der Brennkammer(n) (1) - vorzugsweise an deren vertikalen Wänden - angeordnet sind.
  4. 4. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes die in den Ascheabscheidezyklonen (11, 11') ausgeschiedenen Stäube (Aschestaub mit Unverbranntem, Kalk-, Dolomitstaub) in den über den Kohlenstaub- oder ölbrenner (6) befindlichen Teil der Brennkammer (1) bzw. in die über den Kohlenstaub- oder ölbrenner (6) befindlichen Teile der Brennkammern rückgeführt werden.
  5. 5. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reingaskanäle (lla, lla') der Ascheabscheidezyklone (11, 11') durch die Trennwand (4) bzw. die Trennwände hindurchgeführt und/oder um diese herumgeführt sind und in den Bereich der Konvektionsheizflächenbündel (3) einmünden.
  6. 6. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheabscheidezyklone (11) - oder ein Teil derselben - an der Trennwand (4) bzw. an den Trennwänden aufgehängt sind.
  7. 7. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) bzw. die Trennwände als doppelwandige Kastenkonstruktion(en) ausgeführt ist bzw.
    sind und in an sich bekannter Weise aus miteinander verschweißten Rohren besteht bzw. bestehen, die während des Betriebes von einem Kühlmedium (Speisewasser, Dampf, Thermoöl, Verbrennungsluft, kaltem Rauchgas) durchströmt sind.
  8. 8. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheabscheidezyklone (11, 11') - oder ein Teil derselben - in an sich bekannter Weise doppelwandig ausgeführt und während des Betriebes von einem Kühlmedium durchströmt sind.
  9. 9. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheabscheidezyklone (11, 11') - oder ein Teil derselben - während des Betriebes von rückgeführtem Rauchgas oder von einem Gemisch aus rückgeführtem Rauchgas und Verbrennungsluft durchströmt sind, wobei das rückgeführte Rauchgas in an sich bekannter Weise zwischen dem(n) Speisewasservorwärmer(n) und dem(n) Luftvorwärmer(n) des Dampferzeugers rückgesaugt wird.
  10. 10. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes ein mit Kalk-und/oder Dolomitstaub beladenes Trägergas (Verbrennungsluft, kaltes Rauchgas) durch die hohle Trennwand (4) bzw.
    durch die hohlen Trennwände zu den doppelwandigen Ascheabscheidezyklonen (11) und zu den Kalkstaubeinblasedüsen (llc) bzw. Doomitstaubeinblasedüsen strömt.
  11. 11. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalkstaubeinblasedüsen (llc) bzw.
    Dolomitstaubeinblasedüsen an den unteren Bereichen der Ascheabscheidezyklone (11, 11') und/oder deren Staubrückführrohren (leib, alb') angeordnet sind und vorzugsweise ringförmige Querschnitte aufweisen.
  12. 12. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 2, bei dem in jeder Brennkammer die Ascheabscheidezyklone in zwei Etagen übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeich--net, daß die Reingaskanäle (lla) der unteren Ascheabscheidezyklone (11) zwischen den oberen Ascheabscheidezyklonen (11) nach oben zur Trennwand (4) geführt sind.
  13. 13. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 2, bei dem in jeder Brennkammer die Ascheabscheidezyklone in zwei Etagen übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnetz daß die Staubrückführrohre (leib) der oberen Ascheabscheidezyklone (11) zwischen den unteren Ascheabscheidezyklonen (11) nach unten geführt sind.
  14. 14. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, mit einer oder mehreren horizontalen oder schrägen Trennwänden am oberen Bereich der Brennkammer bzw. an den oberen Bereichen der Brennkammern, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Trennwand (4) in an sich bekannter Weise Blaseinrichtungen (12) zum Entfernen des Feinstaubes angeordnet sind.
  15. 15. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, mit einer Brennkammer und mit über der Brennkammer angeordneten Konvektionsheizflächenbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) eine horizontale oder annähernd horizontale Lage aufweist.
  16. 16. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) über rauchgasdichte Kompensatorelemente (5) mit den umgebenden Brennkammerwänden in Verbindung steht.
  17. 17. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, mit einer Brennkammer und mit neben der Brennkammer angeordneten Konvektionsheizflächenbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) eine vertikale oder schräge Lage aufweist.
  18. 18. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Brennkammer (1) über den Kohlenstaub- bzw. ölbrenner (6) in an sich bekannter Weise wenigstens eine gekühlte Tauchheizfläche (10) angeordnet ist.
  19. 19. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte vertikale Abstand (N) zwischen der obersten Rohrlage der Tauchheizfläche (10) und den unteren Enden der Ascheabscheidezyklone (11) bzw. deren Staubrückführrohren (llb) wenigstens einen Meter beträgt.
  20. 20. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte vertikale Abstand (N) zwischen der obersten Rohrlage der Tauchheizfläche (10) und den unteren Enden der Ascheabscheidezyklone (11) bzw. deren Staubrückführrohren (llb) höchstens zwei Meter beträgt.
  21. 21. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der Tauchheizfläche(n) (10) gegen die Staubrückführrohre (alb) der Ascheabscheidezyklone (11) hin in an sich bekannter Weise mit Schutzabdeckungen ausgerüstet sind.
  22. 22. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Aschetrichters (7) jeder Brennkammer (1) wenigstens eine Kühlschlange (9) angeordnet ist.
  23. 23. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1, für die Beheizung mit o1 oder heizwertreicher Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Brennkammer-Wärmebelastung bei Nennlastbetrieb höchstens 200 kW/m3 beträgt.
  24. 24. Wasserrohr-Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes durch die ö1-bzw. Kohlebrenner (6) in an sich bekannter Weise auch rückgeführtes Rauchgas in die Brennkammer(n) (1) eingeblasen wird, das zwischen dem(n) Speisewasservorwärmer(n) und dem(n) Luftvorwärmer(n) des Dampferzeugers rückgesaugt wird.
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