DE3643040C1

DE3643040C1 - Device for burning coal dust

Info

Publication number: DE3643040C1
Application number: DE19863643040
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl-Ing Wittchow; Klaus Dipl-Ing Bruecher; Wilhelm Ing Wenz
Original assignee: GEWERK SOPHIA JAKOBA
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1988-02-25
Also published as: EP0271642A2; EP0271642A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Art.The invention relates to a device in Preamble of the main claim Art.

Derartige Vorrichtungen sind aus der DE-OS 34 41 138 und der EP-OS 01 11 874 bekannt.Such devices are from DE-OS 34 41 138 and known from EP-OS 01 11 874.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Vorrichtungen dahingehend zu verbessern, daß ein kontinuierliches Austragen von Ascheteilchen auf dem Weg des Kohlenstaubs durch die Verbrennungs- und Beschleunigungskammer mit konstruktiv einfachen Mitteln möglich ist. Vorzugsweise soll das Austragen je nach Art und Größe des Ascheanteils an dem eingegebenen Kohlenstaub und dem Betriebszustand der Vorrichtung entsprechend regulierbar sein, ohne daß hierdurch der Verbrennungsvorgang beeinträchtigt wird. The object of the invention is this To improve devices in that a continuous discharge of ash particles along the way of coal dust from the combustion and Acceleration chamber with structurally simple means is possible. Depending on Art and size of the ash content in the input coal dust and according to the operating state of the device be adjustable without the combustion process is affected.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor.The invention provides the features to achieve this object of the characterizing part of the main claim.

Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Vorrichtung nach dem Hauptanspruch.The features of the subclaims serve to improve and Further development of the device according to the main claim.

Während bei den bekannten Vorrichtungen der genannten Art der Ascheaustrag stets am Anfang bzw. Ende der Verbrennungs- und Beschleunigungskammer vorgesehen war, können nunmehr die Ascheteile auf dem gesamten Weg der Kohlenstaubteilchen durch die Verbrennungs- und Beschleunigungskammer aus dieser abgezogen werden. Hiermit wird dem unterschiedlichen Aschegehalt des Kohlenstaubes einerseits, wie auch dem Betriebszustand der Vorrichtung andererseits Rechnung getragen. Hierbi kann der Betreiber der Vorrichtung den Ausbrand der Kohlenstaubteilchen nach Belieben variieren.While in the known devices of the type mentioned the ash discharge always at the beginning or end of the Combustion and acceleration chamber was provided can now see the ash parts all the way of the coal dust particles through the combustion and Acceleration chamber are withdrawn from this. This is the different ash content of the Coal dust on the one hand, as well as the operating state the device on the other hand taken into account. Hierbi the operator of the device can burn out the Coal dust particles vary at will.

In der Zeichnung ist ein Ausbildungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigtIn the drawing is an example of training Device according to the invention shown and shows

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch die Vorrichtung und Fig. 1 shows a vertical longitudinal section through the device and

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Die Vorrichtung nach der Erfindung weist eine Brennermuffel 1 auf, die von ihrem vorderen Ende 2 zu ihrem hinteren Ende 3 sich konisch erweitert. Das vordere Ende der Muffel 1 weist eine Dralleinrichtung 4 auf, durch die die über die Leitung 5 in Richtung des Pfeiles 5 a tangential zugeführte Verbrennungsluft in eine schraubenlinienförmige Drallströmung 6 in der Muffel versetzt wird.The device according to the invention has a burner muffle 1 which widens conically from its front end 2 to its rear end 3 . The front end of the muffle 1 has a swirl device 4 , through which the combustion air supplied tangentially via line 5 in the direction of arrow 5 a is displaced into a helical swirl flow 6 in the muffle.

Durch die Muffel 1 ragt in deren Längsachse eine rohrförmige Blaslanze 7, die an ihrem hinteren Ende d. h. in der Nähe des hinteren Endes 3 der Muffel einen kappenartigen Teil 8 trägt, der bewirkt, daß die Richtung der Förderluft für den Kohlenstaub und der Kohlenstaub selbst in der Blaslanze 7 (vgl. Pfeil 7 a) umgekehrt werden und in Richtung der Pfeile 9 aus dem kappenartigen Teil 8 austreten. Hierdurch tritt um die Lanze 7 herum eine Umlaufströmung des Kohlenstaubs und der Verbrennungsluft in Richtung der Pfeile 10 ein, während der außenliegende Strömungsteil von der Strömung 6 der Verbrennungsluft erfaßt und schraubenlinienförmig mitgenommen wird und der restliche Teil längs der Lanze gegen das vordere Muffelende strömt. Eine derartige Muffel mit Blaslanze ist Stand der Technik.Through the muffle 1 protrudes in the longitudinal axis of a tubular blowing lance 7 , which carries at its rear end near the rear end 3 of the muffle a cap-like part 8 , which causes the direction of the conveying air for the coal dust and the coal dust itself in the blowing lance 7 (see arrow 7 a) are reversed and emerge from the cap-like part 8 in the direction of the arrows 9 . As a result, a circulating flow of the coal dust and the combustion air occurs in the direction of the arrows 10 around the lance 7 , while the external flow part is caught by the flow 6 of the combustion air and is taken along in a helical shape and the remaining part flows along the lance against the front muffle end. Such a muffle with a blowing lance is state of the art.

Vorzugsweise ragt die Kappe 8 über das hintere Ende 3 der Muffel 1 hinaus, wie dies aus der Darstelllung deutlich zu erkennen ist. The cap 8 preferably protrudes beyond the rear end 3 of the muffle 1 , as can be clearly seen from the illustration.

Die Verbrennungsluft tritt aus der Muffel 1 in eine Verbrennungs- und Beschleunigungskammer 11 über, die konisch oder aber, wie dargestellt, zylindrisch ausgebildet ist. Bei konischer Ausbildung verjüngt sich die Verbren nungs- und Beschleunigungskammer gegen ihr, der Muffel 1 abgekehrtes Ende. Die schraubenlinienförmige Drallbewegung der Verbrennungsluft in der Muffel 1 setzt sich als innere Drallströmung 12 längs der Längsmittelachse der Muffel 1 und der Verbrennungs- und Beschleunigungskammer 11 fort. Innerhalb dieser Drallströmung in der Kammer 11 bildet sich die Flamme aus, die durch die Verbrennungs- und Beschleunigungskammer bis in die sich daran anschließende Vorrichtung, wie z. B. eine zweite Beschleunigungskammer 13 oder aber einen Kesselraum ragt, die gleichen oder größeren Durchmesser als die Beschleunigungskammer 11 haben kann.The combustion air passes from the muffle 1 into a combustion and acceleration chamber 11 , which is conical or, as shown, cylindrical. With a conical design, the combustion and acceleration chamber tapers against it, the muffle 1 facing end. The helical swirl movement of the combustion air in the muffle 1 continues as an internal swirl flow 12 along the longitudinal central axis of the muffle 1 and the combustion and acceleration chamber 11 . Within this swirl flow in the chamber 11 , the flame forms, which through the combustion and acceleration chamber into the adjoining device, such as. B. protrudes a second acceleration chamber 13 or a boiler room, which may have the same or larger diameter than the acceleration chamber 11 .

Die vordere Stirnwand 14 und Verbrennungs- und Beschleunigungskammer 11 springt am Übergang von der Muffel 1 zu der Kammer 11 zurück, so daß der Querschnitt der Verbrennungs- und Beschleunigungskammer 11 sich an diesem Übergang erweitert. Hierdurch bildet sich eine Schulter, wie auch ein die Drallströmung 12 umgebender, je nach Ausbildung der Verbrennungs- und Beschleunigungs kammer konischer oder zylindrischer Mantelraum 15 , in den die, insbesondere durch Zentrifugalkräfte der Drallströmung aus dieser ausgeschiedene Kohlenstaubteilchen gelangen.The front end wall 14 and combustion chamber 11 and acceleration jumps at the transition from the muffle 1 to the back chamber 11, so that the cross section of the combustion and acceleration chamber 11 expands at this transition. This forms a shoulder, as well as a swirl flow 12 surrounding, depending on the design of the combustion and acceleration chamber conical or cylindrical shell space 15 , in which, especially by centrifugal forces of the swirl flow get out of this separated coal dust particles.

Die Verbrennungs- und Beschleunigungskammer 11 weist eine der vorderen Stirnwand 14 gegenüberliegende Abschlußwand 16 auf, in die ein Rohrstück 17, vorzugsweise mit einer Dralleinrichtung 18, mittig angeordnet ist.The combustion and acceleration chamber 11 has an end wall 16 opposite the front end wall 14 , into which a pipe section 17 , preferably with a swirl device 18 , is arranged in the center.

Nach den Gesetzen der Drehströmung gelangen die in dem Mantelraum 15 vorhandene Verbrennungsluft und die Kohlenstaubteilchen bei gleicher Drehrichtung wie die Drallrichtung 12, jedoch in entgegengesetzter Bewegungsrichtung in einer gleichfalls schraubenlinien förmigen Strömung 19 von der hinteren Wand 16 zur vorderen Stirnwand 14.According to the laws of the rotary flow, the combustion air and the coal dust particles present in the jacket space 15 reach the same direction of rotation as the swirl direction 12 , but in the opposite direction of motion in a likewise helical flow 19 from the rear wall 16 to the front end wall 14 .

Aufgrund des Weges, den die Kohlenstaubteilchen in der Drallströmung 12 und der gleichgerichteten, jedoch entgegengesetzt sich bewegenden Strömung 19 nehmen, wird ein langer Verweilweg und eine entsprechende Verweilzeit der Kohlenstaubteilchen in der Verbrennungs- und Beschleunigungskammer erreicht.Because of the path taken by the coal dust particles in the swirl flow 12 and the rectified but oppositely moving flow 19 , a long dwell path and a corresponding dwell time of the coal dust particles in the combustion and acceleration chamber are achieved.

Um ein sukzessives Austragen von Ascheteilen aus der Strömung 19 zu erzielen, weist die Wand der Verbrennungs- und Beschleunigungskammer 11 in axialer Richtung gelegene Schlitze 20 auf. Diese sind, wie vorzugsweise aus Fig. 2 erkennbar ist, vorzugsweise nur im unteren Abschnitt 11 a des Querschnitts der Kammer 11 angeordnet. Wie Fig. 1 zeigt, sind die aufeinanderfolgenden Schlitze in Längsrichtung der Kammer 11 gegeneinander versetzt und dem Lauf der äußeren Strömung 19 entsprechend angeordnet oder in etwa angepaßt.In order to achieve a gradual discharge of ash parts from the flow 19 , the wall of the combustion and acceleration chamber 11 has slots 20 located in the axial direction. As can be seen preferably from FIG. 2, these are preferably only arranged in the lower section 11 a of the cross section of the chamber 11 . As shown in FIG. 1, the successive slots are offset from one another in the longitudinal direction of the chamber 11 and are arranged or approximately adapted to the course of the external flow 19 .

Die Anordnung, Anzahl und Größe der Schlitze kann den Gegebenheiten entsprechend gewählt werden. Die Schlitze 20 sorgen während des Umlaufes der Drallströmung 19 für ein ständiges kontinuierliches Entfernen der Asche aus der äußeren Drallströmung 19. Zusätzlich zu den Schlitzen 20 kann eine an sich bekannte Austragseinrichtung 21 am vorderen Ende der Verbrennungs- und Beschleunigungskammer 11 vorgesehen werden, die der Stirnwand 14 benachbart ist.The arrangement, number and size of the slots can be chosen according to the circumstances. The slots 20 provide the ash from the outer swirl flow 19 during rotation of the swirl flow 19 for a constant continuous removal. In addition to the slots 20 , a discharge device 21 known per se can be provided at the front end of the combustion and acceleration chamber 11 , which is adjacent to the end wall 14 .

Der untere Abschnitt 11 a des Kammerquerschnitts ist auf Höhe der Schlitze 20 von einem Auffangraum 22 für die Ascheteile, der durch einen Mantel 23 mit stirnseitigen Wänden 24 gebildet wird, umgeben, wobei der Raum 22 in einen trichterförmigen Bereich 25 und eine Austragsleitung 26 für den Staub übergeht.The lower section 11 a of the chamber cross section is at the level of the slots 20 by a collecting space 22 for the ash parts, which is formed by a jacket 23 with end walls 24 , the space 22 into a funnel-shaped area 25 and a discharge line 26 for the Dust passes.

Die Schlitze 20 können einzeln oder gemeinsam durch Verschlußmittel 27, wie Schieber, teilweise oder ganz geschlossen werden, wozu nicht dargestellte Bewegungsmittel in dem Auffangraum 22 angeordnet sind.The slots 20 can be closed individually or together by closing means 27 , such as sliders, partially or completely, for which purpose moving means, not shown, are arranged in the collecting space 22 .

In Richtung der Strömung 19 hinter den Schlitzen 20 können Rippen 28 vorgesehen werden, die eine Art Wehr bilden und gegen deren Vorderseite 29 die Ascheteile prallen, um durch die Löcher 20 in den Auffangraum 22 zu gelangen. Hierbei sind zum Zweck der Montage die Rippen 28 schmaler als die Löcher 20. - Die Rippen bewirken zusätzlich eine Randturbulenz an der Strömung 19.In the direction of the flow 19 behind the slots 20 , ribs 28 can be provided, which form a kind of weir and against the front side 29 of which the ash parts bounce in order to get through the holes 20 into the collecting space 22 . Here, for the purpose of assembly, the ribs 28 are narrower than the holes 20 . - The ribs additionally cause edge turbulence on the flow 19 .

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, den Ascheaustrag dem Betriebszustand der Vorrichtung anzupassen. Die Überprüfung des Ascheaustrages kann sowohl an der Austragsleitung 26 wie auch an der Austragseinrichtung 21 vorgenommen werden.The invention offers the possibility of adapting the ash discharge to the operating state of the device. The ash discharge can be checked both on the discharge line 26 and on the discharge device 21 .

Statt der einen in Fig. 1 dargestellten Reihe von Schlitzen 20 können mehrere derartige Reihen in Längsrichtung der Kammer 11 hintereinander angeordnet werden, denen weitere Auffangräume 22 bildende Mäntel 23 zugeordnet sind. Hierbei können die Verschlußmittel 27 der in Längsrichtung der Kammer 11 aufeinanderfolgenden Schlitzreihen und Räume 22 unterschiedlich betätigt werden.Instead of a series of slots 20 shown in FIG. 1, 11 can be arranged in succession, which further collecting spaces 22 forming coats 23 are assigned a plurality of such rows in the longitudinal direction of the chamber. Here, the closure means 27 of the rows of slots and spaces 22 successive in the longitudinal direction of the chamber 11 can be actuated differently.

Claims

1. Apparatus for burning coal dust, in particular inert coal dust, with an axial supply of the coal dust and with a swirl device for the combustion air at the front end of a combustion and acceleration chamber with a round cross-section, on the inner wall of which the coal dust-air mixture performs a helical movement , and with at least one ash discharge opening in the wall of the combustion and acceleration chamber, characterized in that the wall of the combustion and acceleration chamber ( 11 ) axially or substantially axially directed, in the circumferential direction of the chamber successive longitudinal slots ( 20 ) for discharging ash having.

2. Device according to claim 1, characterized in that the slots ( 20 ) are parallel to each other and are arranged in a row of slots of the rotational movement (flow 19 ) of the coal dust-air mixture correspondingly helically.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the slots ( 20 ) in the lower cross-sectional section ( 11 a) of the horizontally lying combustion and acceleration chamber ( 11 ) are provided.

4. Apparatus according to claim 1 and one of claims 2 or 3, characterized in that the chamber wall in the region of the slots ( 20 ) is surrounded by an annular or helical collecting space ( 22 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that the collecting space ( 22 ) forms a funnel-like outlet area ( 25 ) in the vertical chamber plane.

6. The device according to claim 1, characterized in that in the direction of the helical flow ( 19 ) of the coal dust-air mixture in the combustion and acceleration chamber ( 11 ) immediately behind each slot ( 20 ) a rib ( 28 ) is arranged.

7. The device according to claim 1 and one of claims 2 to 6, characterized in that the slots ( 20 ) by closure means ( 27 ) individually or together can be completely or partially closed.