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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Wasserrohr- Dampferzeuger bzw. Wasserrohr-Heißwassererzeuger
mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung.
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Bekanntlich erfolgt bei einer Wirbelschichtfeuerung die Verbrennung
bei Temperatur von 850 - 950" C, wodurch die Bildung von NOx-Verbindungen stark
reduziert wird. Diese niedrigen Verbrennungstemperaturen erlauben auch den Zusatz
von Kalk- oder Dolomitstaub in das Flammengas, wodurch es möglich ist, den im Brennstoff
enthaltenen Schwefel in Gips umzuwandeln (feuerungsinterne Entschwefelung des Flammengases).
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Wirbelschichtfeuerungen eignen sich darüber hinaus auch für den Einsatz
eines sehr breiten Brennstoffbandes.
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Es gibt zwei Arten von Wirbelschichtfeuerungen: Bei der "statischen"
Wirbelschichtfeuerung erfolgt die Verbrennung weitgehend in der Wirbelschicht, die
gegenüber der darüber befindlichen Gasphase eine wesentlich höhere Dichte aufweist.
Im Gegensatz dazu setzt sich bei der "zirkulierenden" Wirbelschichtfeuerung die
Verbrennung weit in die Brennkammer fort und die Dichteunterschiede zwischen der
eigentlichen Wirbelschicht und dem Flammengas sind geringer, weil letzteres einen
höheren Feststoffgehalt aufweist.
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Es besitzt die zirkulierende Wirbelschichtfeuerung gegenüber einer
"statischen" erhebliche technische Vorteile: So läßt sich in einer zirkulierenden
Wirbelschichtfeuerung in der gesamten Brennkammer eine weitgehend gleichmäßige Temperaturverteilung
erreichen, wodurch Verkrustungen und örtliche Übertemperaturen vermieden werden.
Dadurch kann die Bildung von NOx-Verbindungen bis auf einen Wert von 100 mg/m3 reduziert
und es können bis zu 90% des im Brennstoff enthaltenen Schwefels in Gips verwandelt
werden.
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(Ähnlich gute Werte sind mit einer "statischen" Wirbelschichtfeuerung
nicht erreichbar).
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Wegen des mehrfachen Durchlaufes des Brennstoffs durch das Wirbelbett
und die Brennkammer wird auch der Verlust an Unverbranntem stark reduziert. Dabei
ist es von besonderem Vorteil, daß die Asche mit dem Unverbrannten mit hoher Temperatur
(von ca. 800C C) in das Wirbelbett bzw. in die Brennkammer rückgeführt wird, weil
dies die Verbrennung des in der Asche noch enthaltenen Brennbaren begünstigt.
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Schließlich kann in der zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung eine
Teillastregelung bei konstanter Verbrennungstemperatur dadurch erreicht werden,
daß man den Feststoffinhalt der Brennkammer lastabhängig verändert und dadurch die
Wärmeaufnahme der Kühlflächen im Sinne der gewünschten Laständerung beeinflußt.
Als Ergebnis dieser Art von Teillastregelung erübrigt sich auch eine Unterteilung
des Wirbelbettes -wie diese bei einer "statischen" Wirbelschichtfeuerung notwendig
ist - und es kann eine erhebliche konstruktive Vereinfachung bei den Einrichtungen
der Brennstoff-und Verbrennungsluftzuführung erreicht werden. Ein weiterer, wesentlicher
Vorteil der zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung besteht darin, daß bei ihr die
spezifische Brennkammerbelastung (kw/m3) zwei- bis dreimal so groß sein kann als
bei einer "statischen" Wirbelschichtfeuerung.
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Bisher wurden zirkulierende Wirbelschichtfeuerungen für Dampferzeuger
in sogenannter "nichtintegrierten" Bauweise erstellt und konzipiert, bei der der
Wirbelschichtreaktor, der Ascheabscheider und die Konvektionsheizflächen des Dampferzeugers
je als geson-
derter Baumodul ausgebildet sind.
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Eine "integrierte" Bauweise wurde bisher nur für 'tstatische" Wirbelschichtfeuerungen
ausgeführt. Bei dieser Bauweise ist die Wirbelschicht in der Brennkammer des weitgehend
konventionell gestalteten Dampferzeugers angeordnet, wodurch sich eine vorteilhafte
platzsparende Ausführung ergibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, für Wasserrohr-Dampferzeuger und
Wasserrohr-Heißwassererzeuger eine zirkulierende Wirbelschichtfeuerung in einer
besonders vorteilhaften "integrierten" Bauweise zu schaffen, um die Vorzüge beider
Ausführungen miteinander zu vereinen.
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Dazu wird ein Wasserrohr-Dampferzeuger bzw. ein Wasserrohr-Heißwassererzeuger
in Zweizug- oder Mehrzugbauweise und von im wesentlichen quaderförmigen Grundform
mit einer oder mehreren stirnseitigen Brennkammern und einem oder mehreren, hinter
der Brennkammer bzw. hinter den Brennkammern angeordneten und die Konvektionsheizflächenbündel
enthaltenden Nachschaltzügen vorgeschlagen. bei dem am unteren Ende jeder Brennkammer
ein ein- oder mehrteiliges Wirbelbett und unter diesem die Primärluftkammer(n) angeordnet
sind. Diese Konstruktion 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 wird die Trennwand bzw.
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werden die Trennwände vom Flammengas durchströmt und/oder umströmt).
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Durch diese Ausführung ist es bei geringem Platzbedarf möglich, die
Vorteile der zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung zur Erreichung eines guten Brennstoffausbrandes
und einer hohen Schwefeleinbindung sowie zu einer Reduktion der NO,-Bildung und
für eine vorteilhafte Teillastregelung zu nützen.
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Bei einer ersten Ausführungsvariante des Erfindungsvorschlages sind
die primären Ascheabscheidezyklone im ersten bzw. in den ersten Nachschaltzügen
angeordnet und die sekundären Ascheabscheidezyklone außen an den vertikalen Begrenzungswänden
der Nachschaltzüge bzw. über der Dampferzeuger- oder Heißwassererzeugerdecke. Dies
gibt eine sehr kompakte Form der integrierten Bauweise, weil nicht nur das Wirbelbett
oder die Wirbelbetten innerhalb des Dampferzeugers bzw. Heißwassererzeugers angeordnet
sind, sondern auch die primären Ascheabscheidezyklone.
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Diese erste Ausführungsvariante eignet sich besonders für Dampferzeuger
bzw. Heißwassererzeuger, die eine große Breite bei geringer Brennkammertiefe aufweisen,
da bei ihr eine annähernd gleichmäßige Flammenströmung über die ganze Breite der
Brennkammer erreicht wird. Die erste Ausführungsvariante hat den weiteren Vorteil,
daß die Leistung des Dampferzeugers bzw. Heißwassererzeugers (stufenweise) dadurch
gesteigert werden kann, daß man - bei Beibehaltung des vertikalen Längsschnittes
- die Breite des Dampf- bzw.
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Heißwassererzeugers vergrößert und weitere primäre Ascheabscheidezyklone
im ersten Nachschaltzug anordnet. Diese Art der Leistungssteigerung crfordert nur
einen sehr geringen konstruktiven Aufwand.
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Die außen an den vertikalen Begrenzungswänden der Nachschaltzüge
oder über der Dampferzeuger- bzw.
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Heißwassererzeugerdecke angeordneten sekundären Ascheabscheidezyklone
sind den primären Abscheidezyklonen, die im ersten Nachschaltzug angebracht sind,
flammengasseitig nachgeschaltet. Dadurch erfolgte eine zweite Staubabscheidung aus
dem Flammengas und dieses tritt mit sehr geringem Staubgehalt in die Konvektionsheizflächenbündel
ein, so daß sich bei diesen kaum Verschmutzungsprobleme ergeben.
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Um bei der ersten Ausführungsvariante eine besonders platzsparende
Konstruktion zu erreichen, sind die dampf- bzw. heißwassererzeugerinternen primären
Ascheabscheidezyklone über dem rückwärtigen Bereich ihrer zugehörigen Brennkammer
angeordnet und der obere Teil der Brennkammerrückwand ist gegenüber deren unteren
Teil nach vorne gezogen.
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Auch setzt sich die Brennkammerrückwand oben in der - vorzugsweise
doppelwandigen - Trennwand fort und es zweigen die Rohgaskanäle der primären Ascheabscheidezyklone
von der Trennwand ab.
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Die Reingaskanäle der internen primären Ascheabscheidezyklone sind
durch die Dampferzeuger- bzw.
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Heißwassererzeugerdecke hindurchgeführt und leiten zu den externen
sekundären Abscheidezyklonen.
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Die internen primären Ascheabscheidezyklone sind aus dem ersten Nachschaltzug
nach oben ausziehbar.
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Die doppelwandigen Staubrückführrohre der internen primären Ascheabscheidezyklone
ragen in den unteren Bereich der Brennkammer hinein und tragen an ihren unteren
Enden feuerfeste Düsenköpfe für die Einblasung eines Teiles der Verbrennungsluft.
(Dieser Teil der Verbrennungsluft der auch die doppelwandigen Ascheabscheidezyklone
durchströmt, wird besonders hoch vorgewärmt, was die Verbrennung begünstigt).
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Bei der zweiten Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes sind
die primären Ascheabscheidezyklone außerhalb des Dampferzeugers bzw. Heißwassererzeugers
an den beiden Seitenwänden desselben angeordnet, wobei die Rohgaskanäle dieser doppelwandigen
Abscheidezyklone von den oberen Bereichen der beiden Brennkammerseitenwänden - oder
gegebenenfalls von der Brcnnkammerdecke - abzweigen. Vorzugsweise sind dabei zwei
primäre Ascheabscheidezyklone hinter den beiden - aus dem Dampferzeuger seitlich
herausragenden - Endbereichen der Kesseltrommel angeordnet.
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Diese zweite Ausführungsvariante eignet sich besonders für Dampferzeuger
bzw. Heißwassererzeuger von geringer Breite bei großer Brennkammertiefe.
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Die doppelwandigen Staubrückführrohre der primären Ascheabscheidezyklone
münden in die unteren Bereiche der beiden Brennkammerseitenwände ein.
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Die - primären oder sekundären - Ascheabscheidezyklone können (sofern
es die Platzverhältnisse erfordern) auch auf oder über der Dampferzeuger- bzw.
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Heißwassererzeugerdecke angeordnet sein oder zumindest der Höhe nach
über deren Niveau nach oben hinausragen. Dabei können die Rohgaskanäle der primären
Ascheabscheidezyklone von der Brennkammerdecke oder wieder von den oberen Bereichen
der Brennkammerseitenwinde abzweigen.
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Die externen Ascheabscheidezyklone des Dampferzeugers bzw. Heißwassererzeugers
stützen sich zweckmäßig direkt oder über Konsolen bzw. über die Rohgaskanäle auf
die Decke oder die vertikalen Begrenzungswände desselben ab.
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Falls es die örtlichen Platzverhältnisse erfordern, können die externen
Ascheabscheidezyklone auch an der Brennkammerstirnwand angeordnet sein.
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Auch bei der zweiten Ausführungsvariante sind -zur intensiveren Reinigung
des Flammengases - jedem primären Ascheabscheidezyklon ein sekundärer und auch ein
tertiärer Abscheidezyklon oder ein Multizyklon flammengasseitig nachgeschaltet.
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Die primären Ascheabscheidezyklone sind in an sich bekannter Weise
doppelwandig ausgeführt und es wird während des Betriebes über sie und deren Staubrückführrohre
sekundäre oder tertiäre Verbrennungsluft in die Brennkammer eingeblasen.
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Die Reingaskanäle der sekundären bzw. tertiären Ascheabscheidezyklone
münden in jenem Nachschaltzug ein, der die Konvektionsheizflächenbündel enthält.
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Die in den sekundären Ascheabscheidezyklone ausgefilterten Stäube
(Aschestaub, Gipsstaub) werden aus dem Strom der Flammengase ausgeschleust und -
direkt oder über Kühleinrichtungen - zu den Aschebunkern gefördert. Dadurch ist
es möglich, den Feststoffinhalt der Brennkammer zu beeinflussen.
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Um die Ascheabscheidung der sekundären Abscheidezyklone wesentlich
vergrößern zu können (und dadurch den Feststoffinhalt der Brennkammer rasch zu reduzieren
- ist jeder primäre Ascheabscheidezyklon mit wenigstens einer Gaszuleitung und einem
Gasregelventil ausgerüstet und es schließt diese Gaszuleitung bzw. schließen diese
Gaszuleitungen an dem unteren Bereich des primären Ascheabscheidezyklons an.
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Wird durch das Einblasen von Gas die primäre Ascheabscheidung verschlechtert,
so steigt die sekundäre Ascheabscheidung an.
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Dieses mehr oder weniger starke Einblasen von Gas in die primären
Ascheabscheidezyklone kann erfindungsgemäß auch zur Leistungsregelung des Dampferzeugers
bzw. Heißwassererzeugers benützt werden: Durch die Veränderung des Feststoffinhaltes
der Brennkammer wird auch der Wärmeübergang an die brennkammerinternen Kühlflächen
variiert, wobei in vorteilhafter Weise die Verbrennungstemperatur konstant bleibt
Zur Leistungsabsenkung wird Asche aus der Brennkammer über die sekundären Abscheidezyklone
entfernt. Für den Fall der Leistungssteigerung ist der Feststoffinhalt der Brennkammer
zu erhöhen. Dies geschieht vorzugsweise durch die mit dem Brennstoff eingebrachte
Asche. Ist der Aschegehalt des Brennstoffes sehr klein oder ist eine sehr rasche
Leistungssteigerung gefordert, so kann auch zusätzliche Asche (aus einem Aschebunker)
in die Brennkammer eingebracht werden.
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Zur feinstufigen Regelung der Ascheausbringung aus der Brennkammer
kann das Einblasen von Gas in die unteren Bereiche der primären Ascheabscheidezyklone
auch zeitlich gestaffelt erfolgen (d.h. es wird zunächst nur in einen Zyklon und
später in mehrere Zyklone Gas eingeblasen).
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Bei dieser Art der Leistungsregelung kann die Primärluftzuteilung
in das Wirbelbett bei unterschiedlichen Betriebszuständen in vorteilhafter Weise
konstant gehalten werden, weil dies eine einfachere Regelung ergibt. Die Veränderung
der Verbrennungsluftmenge bei verschiedenen Leistungen erfolgt nur sekundärseitig
und gegebenenfalls tertiärseitig.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird der Brennstoff in die
Brennkammer in der Weise zugeführt, daß seine Einbringung über den Strahlen der
sekundären Verbrennungsluft erfolgt. Dadurch gelangen nur die schwereren Brennstoffteilchen
in das Wirbelbett und der feinkörnige Brennstoffanteil wird von den Sekundärluftstrahlen
erfaßt und verbrennt schwebend im
mittleren und oberen Bereich der
Brennkammer. Dieses Verfahren führt zu einer thermischen Entlastung der Wirbelschicht,
wodurch auch der Zugverlust der Primärluft in der Wirbelschicht etwas reduziert
wird.
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Um die Sekundärluftzufuhr einerseits der vorstehend beschriebenen
Art der Brennstoffeinbringung und andererseits der Staubrückführung optimal anpassen
zu können, sind die Sekundärluftdüsen in den vertikalen Begrenzungswänden der Brennkammer
in unterschiedlichen Höhen angeordnet.
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Um eine ausreichende Kühlung des Flammengases innerhalb der Brennkammer
zu erreichen, sind die im Brennkammeroberteil angeordneten Kühlflächen schottüberhitzerartig
gestaltet. Der lichte Abstand von Rohr zu Rohr muß dabei innerhalb einer Schottwand
wenigstens 30 mm betragen. (Dies erlaubt auch eine Querströmung des Flammengases,
die besonders für die zweite Ausführungsvariante notwendig ist).
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Nach einem anderen, wesentlichen Merkmal der Erfindung sind die sekundären
Abscheidezyklone als besonders vorteilu ausgebildet.
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Diese Multizyklone sind dadurch gekennzeichnet, daß in einem zyklonförmigen
Außengehäuse mit peripher und tangential einmündendem Rohgaskanal mehrere gehäuseinterne
Zyklone - vorzugsweise in zwei Etagen übereinander - angeordnet sind. Dabei sind
die gehäuseinternen Zyklone von einem inneren Rauchgaslenkzylinder umgeben, der
im zyklonförmigen Außengehäuse koaxial oder exzentrisch zu diesem angeordnet ist.
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Bei diesem Multizyklon liegen die Zuführungskanäle der gehäuseinternen
Zyklone der unteren Etage tiefer als der Rohgaskanal des Außengehäuses. Auch stimmt
die Zahl der gehäuseinternen Zyklone der oberen Etage mit der Zahl der gehäuseinternen
Zyklone der unteren Etage überein.
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Es ist jedem gehäuseinternen Zyklon der unteren Etage flammengasseitig
ein gehäuseinterner Zyklon der oberen Etage nachgeschaltet. Dadurch wird eine zweistufige
Abscheidung der Stäube und damit eine besonders wirksame Reinigung des Flammengases
erreicht.
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(In Ausnahmefällen können die gehäuseinternen Zyklone der unteren
und der oberen Etage flammengasseitig auch parallel durchströmt sein).
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Die Reingaskanäle der gehäuseinternen Zyklone der unteren Etage sind
zwischen dem Rauchgaslenkzylinder und den gehäuseinternen Zyklonen der oberen Etage
hochgeführt und münden als Zuleitungen in letztere ein.
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Die Reingaskanäle der gehäuseinternen Zyklone der oberen Etage münden
in einen gemeinsamen, größeren Reingaskanal ein (sind die internen Zyklone der oberen
und unteren Etage flammengasseitig parallel durchströmt, so münden auch die Reingaskanäle
der Zyklone der unteren Etage in diesen gemeinsamen, größeren Reingaskanal ein).
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Der Multizyklon hat mehrere separate Staubableitungsrohre, um flammengasseitige
Kurzschlüsse zu vermeiden.
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Für die Durchführung von Kontrollen und Reparaturen sind die gehäuseinternen
Zyklone und der Rauchgaslenkzylinder aus dem zyklonförmigen Außengehäuse nach oben
ausziehbar.
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Der neu vorgeschlagene Multizyklon hat den Vorteil, daß bereits im
zyklonförmigen Außengehäuse eine Abscheidung des Grobstaubes erfolgt. Durch die
zweistufige Staubabscheidung in den gehäuseinternen Zyklonen ist ein große Reinheit
der Flammengase erzielbar, so daß Filter am Ende des Dampf- bzw. Heißwassererzeu-
gers
nicht notwendig sind. In den Konvektionsheizflächenbündeln tritt nur eine minimale
Verschmutzung auf.
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Ein weiterer Vorteil des neuen Multizyklons besteht darin, daß er
sich räumlich sehr gut in das Konzept der ersten bzw. zweiten Ausführungsvariante
des Dampf-bzw. Heißwassererzeugers einfügt. (D.h. es können die sekundären Abscheidezyklone
durch Multizyklone ersetzt werden).
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In den Zeichnungen sind die zwei Ausführungsvarianten eines Dampf-
bzw. Heißwassererzeugers sowie ein neuer Multizyklon beispielhaft dargestellt.
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Es zeigt: Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt der ersten Ausführungsvariante
nach der Linie A-B der Fig. 2 Fig. 2 einen horizontalen Teilschnitt bzw. eine Teilansicht
der ersten Ausführungsvariante nach der Linie C-DinFig. 1 Fig. 3 einen vertikalen
Längsschnitt der zweiten Ausführungsvariante nach der Linie E-Fin Fig. 4 Fig. 4
eine Draufsicht der zweiten Ausführungsvariante Fig. 5 einen Seitenriß (Schnitt)
der zweiten Ausführungsvariante nach der Linie G-Hin Fig. 3 Fig. 6 einen vertikalen
Längsschnitt durch den Multizyklon nach der Linie J-K in Fig. 7 Fig. 7 einen Horizontalschnitt
durch den Multizyklon nach der Linie L-Min Fig. 6 Der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte
Dampferzeuger der ersten Ausführungsvariante besteht im wesentlichen aus der Brennkammer
1 und dem ersten und zweiten Nachschaltzug 2 und 3.
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Im unteren Teil der Brennkammer 1 befindet sich das Wirbelbett 4
mit den Tauchheizflächen 5. Unter dem Wirbelbett 4 und von diesem durch den gekühlten
Düsenboden 6 getrennt, ist die Primärluftkammer 7 angeordnet.
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Über dem vorderen Bereich der Brennkammer 1 ist die Kesseltrommel
8 und vor der Brennkammer 1 der Brennstoffbunker 9 mit Brennstoffrutsclle 9a angebracht.
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Im oberen Teil der Brennkammer 1 sind fünf Kühlfächen 10 angeordnet,
die als Schottwände (Schottüberhitzer) ausgebildet sind.
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Im ersten Nachschaltzug 2 und über dem hinteren unteren Teil der
Brennkammer 1 sind zwei interne primäre Ascheabscheidezyklone 11 angeordnet, die
doppelwandig ausgebildet sind und sich nach unten in den ebenfalls doppelwandigen
Staubrückfühlrohren 11a fortsetzen. Diese Staubrückführrohre 1 1a ragen in den unteren
Bereich der Brennkammer 1 hinein und tragen an ihren Enden je einen Düsenkopf leib,
über dessen Düsen während des Betriebes sekundäre Verb rennungsluft in die Brennkammer
1 eingeblasen wird.
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Der erste Nachschaltzug 2 ist von der Brennkammer 1 durch die nach
vorne gezogene Brennkammerrückwand 1a und oben durch die doppelwandigc Trennwand
12 getrennt.
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Die Rohrgaskanäle 1 lc der beiden internen primären Ascheabscheidezyklone
11 zweigen von der doppelwandigen Trennwand 12 ab. Während des Betriebes strömt
die sekundäre Verbrennungsluft über die doppelwandige Trennwand 12, die Rohgaskanäle
11c, die doppelwandigen primären Ascheabscheidezyklone 11, die Staubrückführrohre
11a und die Düsenköpfe lib in die Brennkammer 1. Dabei werden diese Komponenten
gekühlt und die sekundäre Verbrennungsluft hoch vorgewärmt, was den Ablauf der Verbrennung
- besonders auch die Verbrennung des in der rückgeführten
Asche
noch enthaltenen Unverbrannten - begünstigt.
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Die beiden internen primären Ascheabscheidezyklone 11 sind aus dem
ersten Nachschaltzug 2 nach oben ausziehbar.
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Die Reingiskanäle ltd der primären Ascheabscheidezyklone 11 sind
durch die Dampferzeugerdecke 13 hindurchgeführt und münden je in zwei sekundäre
Ascheabscheidezyklone 14, die über der Dampferzeugerdecke 13 und am oberen Ende
der vertikalen Begrenzungswand 15 (Rückwand) des Dampferzeugers angeordnet sind.
(Die Abstützung auf die Dampferzeugerdecke 13 erfolgt über Konsolen).
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Die Reingaskanäle 14a der vier sekundären Ascheabscheidezyklone 14
führen in den zweiten Nachschaltzug 3 des Dampferzeugers, der die Konvektionsheizflächenbündel
16 enthält.
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Während des Betriebes strömt das Flammengas aus der Brennkammer 1
über die beiden primären Ascheabscheidezyklone 11 und die vier sekundären Ascheabscheidezyklone
14 zu den im zweiten Nachschaltzug 3 befindlichen Konvektionsheizflächenbündeln
16, in denen die (restliche) Abkühlung erfolgt.
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Die vier sekundären Ascheabscheidezyklone 14 können auch als Multizyklone
gemäß Fig. 6 und Fig. 7 ausgebildet sein. In diesem Falle tritt das Flammengas voll
gereinigt in die Konvektionsheizflächenbündel 16 ein -was deren Verschmutzung sehr
vermindert - und es können die Rauchgasfilter am Ende des Dampferzeugers entfallen.
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Die Staubableitungen 14b der sekundären Ascheabscheidezyklone 14
führen in den Aschebunker 17, so daß die in den sekundären Zyklonen 14 abgeschiedenen
Stäube (Asche, Gips) aus dem Strom des Flammengases ausgeschleust werden.
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Diese Ausschleusung der Stäube läßt sich vorteilhaft auch für die
Leistungsregelung des Dampferzeugers bei konstanter Verbrennungstemperatur in der
Brennkammer 1 einsetzen: Und zwar wird z.B. bei einer Leistungsverminderung des
Dampferzeugers durch die sekundären Ascheabscheidezyklone 14 der Feststoffinhalt
der Brennkammer verkleinert und dadurch der Wärmeübergang an die Kühlflächen 10
und die Kühlrohre der Brennkammerwände reduziert. Hierzu wird in die primären Ascheabscheidezyklone
11 - und zwar in deren untere Bereiche - über je eine Gaszuleitung 18 und ein Gasregelventil
18a ein verdichtetes Gas (z.B. Druckluft) eingeblasen und dadurch die Staubabscheidung
dieser primären Zyklone 11 stark vermindert. Das Flammengas strömt dann mit einer
wesentlich höheren Staubbeladung zu den sekundären Ascheabscheidezyklonen 14, in
denen diese Stäube dann aus dem Strom des Flammengases ausgeschleust werden.
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Die Einblasung von Gas in die beiden primären Abscheidezyklone 11
kann zwecks Erreichen einer besseren Regelgenauigkeit auch zeitlich gestaffelt erfolgen.
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Bei einer Steigerung der Dampferzeugerleistung kann - sofern erforderlich
- Asche aus einem Aschebunker in die Brennkammer rückgebracht werden.
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Ein weiterer Vorteil bei dieser Art derLeistungsregelung besteht
darin, daß die Primärluftzuteilung in das Wirbelbett 4 bei unterschiedlichen Betriebszuständen
des Dampferzeugers konstant gehalten wird und eine Veränderung der Verbrennungsluftmenge
nur sekundärluftseitig erfolgt. Dies ermöglicht eine einfache Regelung der Feuerung.
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Zur thermischen Entlastung des Wirbelbettes 4 wird nach einem weiteren
Mekrmal der Erfindung der Brennstoff über den Strahlen der sekundären Verbren-
nungsluft
zugeführt. Der staubförmige Brennstoff gelangt dadurch nicht in das Wirbelbett 4,
sondern verbrennt schwebend im mittleren und oberen Bereich der Brennkammer.
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Der in Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 dargestellte Dampferzeuger der zweiten
Ausführungsvariante besteht im wesentlichen ebenfalls aus der Brennkammer 1 und
dem ersten und zweiten Nachschaltzug 2 und 3.
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Im unteren Teil der Brennkammer befindet sich wieder das Wirbelbett
4 mit Tauchheizflächen 5, und darunter - durch den Düsenboden 6 getrennt - die Primärluftkammer
7.
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Über dem vorderen Bereich der Brennkammer list wieder die Kesseltrommel
8 angeordnet, deren beide Endbereiche seitlich aus dem Dampferzeugerblock herausragen.
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Die fünf Kühlflächen 10 befinden sich wieder im Oberteil der Brennkammer
1 und sind ebenfalls als Schottwände ausgebildet.
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Dieser Dampferzeuger besitzt zwei externe primäre Ascheabscheidezyklone
11', die außerhalb desselben an den beiden Seitenwänden lb der Brennkammer 1 angeordnet
sind und deren Rohgaskanäle 11'c von den oberen Bereichen der beiden Brennkammerseitenwände
1 b abzweigen. (Die beiden primären Ascheabscheidezyklone 11' stützen sich über
die Rohgaskanäle 11'c an den Brennkammerseitenwänden 1 b ab).
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Auch sind die beiden primären Ascheabscheidezyklone 11' - im Grundriß
- hinter den beiden Endbereichen der Kesseltrommel 8 angeordnet und ebenfalls doppelwandig
ausgebildet.
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Die doppelwandigen Staubrückführrohre 11'a der externen primären
Ascheabscheidezyklone 11' münden in die unteren Bereiche der beiden Brennkammerseitenwände
1b ein. (Die Kühlung der doppelwandigen Positionen 11' und 11'a erfolgt hier durch
tertiäre Verbrennungsluft).
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Jedem primären Ascheabscheidezyklon 11' ist flammengasseitig ein
sekundärer Ascheabscheidezyklon 14' und diesem ein tertiärer Ascheabscheidezyklon
19 nachgeschaltet. Die sekundären und tertiären Abscheidezyklone 14' und 19 sind
an den beiden Seitenwänden des Dampferzeugers angeordnet, stützen sich an diesen
ab und ragen über das Niveau der Dampferzeugerdecke nach oben.
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Die beiden Reingaskanäle 19a der beiden tertiären Ascheabscheidezyklone
19 münden in den ersten Nachschaltzug 2 ein, der in seinem oberen Bereich von der
Brennkammer 1 wieder durch eine gasdichte Trennwand 12 abgeteilt ist und in seinem
unteren Bereich ein Konvektionsheizflächenbündel 16 enthält.
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Die in den sekundären und tertiären Abscheidezyklonen 14' und 19
ausgefilterten Stäube werden wieder aus dem Strom des Flammengases ausgeschleust.
(Einfüllung in Aschebunkern).
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Die beiden sekundären Ascheabscheidezyklone 14' können auch als Multizyklone
gemäß Fig. 6 und Fig. 7 ausgebildet sein. In diesem Falle erübrigt sich die Anbringung
der tertiären Abscheidezyklone 19, was eine merkliche Verringerung an Bauhöhe bringt.
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Die Brennstoffzuführung in die Brennkammer 1 erfolgt wieder über
den Strahlen der sekundären Verbrennungsluft.
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Die in der Brennkammerstirnwand lc und in der Brennkammerrückwand
1a angeordneten Sekundärluftdüsen 20 besitzen unterschiedliche Höhenlagen, um die
Sekundärluftstrahlen dem eingebrachten Brennstoff und den rückgeführten Stäuben
anzupassen.
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Der in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellte neue Multizyklon hat ein zyklonförmiges
(d.h. oben zylindrisches und unten konisches) Außengehäuse 21 mit peripher und tangential
einmündendem Rohgaskanal 22, das vier gehäuseinterne Zyklone 23a in einer unteren
Etage und vier gehäuseinterne Zyklone 23b in einer oberen Etage enthält. Dabei sind
die gehäuseinternen Zyklone 23a und 23b von einem inneren Rauchgaslenkzylinder 24
umgeben, der zum Außengehäuse 21 koaxial angeordnet ist.
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Die Zuführungskanäle 23a' der unteren gehäuseinternen Zyklone 23a
liegen tiefer als der Rohgaskanal 22.
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Auch stimmen die Zahlen der unteren und oberen gehäuseinternen Zyklone
23a und 23b miteinander überein und es ist jedem unteren Zyklon 23a flammengasseitig
ein oberer Zyklon 23b nachgeschaltet. Dabei sind die Reingaskanäle 23a" der unteren
Zyklone 23 zwischen dem Rauchgaslenkzylinder 23 und den oberen Zyklonen 23 b hochgeführt
und münden in letztere ein.
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Dies ermöglicht innerhalb des Multizyklons eine zweistufige Staubabscheidung
mit besonders hoher Filtereinwirkung.
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Die Reingaskanäle 23b" der oberen gehäuseinternen Zyklone 23b münden
in einen gemeinsamen, größeren Reingaskanal 25. (Wenn die Zyklone 23a und 23b flammengasseitig
parallel durchströmt sind, so münden auch die Reingaskanäle 23a" der unteren Zyklone
23 in diesen größeren Reingaskanal 25 ein).
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Der Multizyklon weist drei separate Staubableitungsrohre 26a, 26b
und 26c auf, um flammengasseitige Kurzschlüsse zu vermeiden.
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Die gehäuseinternen Zyklone 23a und 23b und der Rauchgaslenkzylinder
24 sind aus dem Aschegehäuse 21 zum Zwecke der Kontrolle und Reparatur nach oben
ausziehbar.
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