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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Feuerungsanlage zum Flugverbrennen
von kleinstückigen Festbrennstoffen,
insbesondere Hackschnitzel, mit einer einen Feuerraum und davon
ausgehende Rauchgaszüge
bildenden Brennkammer, einer Brennstoffbeschickungsvorrichtung und
einer Luftversorgungseinrichtung, wobei die Beschickungsvorrichtung
einen über
einen Vorratsbehälter
zu einer Eintragsöffnung
des Feuerraumes führenden
Beschickungsförderer
und wobei die Luftversorgungseinrichtung jeweils über unabhängig voneinander
ansteuerbare Gebläse
in den Feuerraum führende
Zuluftleitungen für
eine Primär-,
Sekundär-
und gegebenenfalls Tertiärluftbeaufschlagung
aufweisen.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der
GB 2 103 781 A bekannt.
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Bedingt
durch den steigenden Energiebedarf einerseits und die wachsende
Notwendigkeit der Umweltschonung andererseits gewinnt die Forschung nach
der Optimierung der Verbrennungstechnik hinsichtlich Emission schädlicher
Gase und Stäube
und hinsichtlich des erreichbaren Wirkungsgrades zunehmend an Bedeutung.
Dabei bereiten Festbrennstoffe im Gegensatz zu flüssigen oder
gasförmigen
Brennstoffen wesentlich größere Schwierigkeiten,
da sieh bisher sowohl die Brennstoffbeschickung als auch die Verbrennungsluftzufuhr
nur bedingt regeln und damit der Verbrennungsablauf beeinflussen
lassen. Eine Zerkleinerung der Brennstoffe ermöglicht zwar, die Brennstoffeigenschaften
der Festbrennstoffe an die der flüssigen und gasförmigen Brennstoffe
anzunähern
und die Dosierbarkeit des Brennstoffeintrages zu verbessern, doch
können
die bekannten Verbrennungsverfahren bezüglich der Verbrennungsoptimierung
keinesfalls befriedigen.
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Kleinstückige und
rieselfähige
Festbrennstoffe sind darüber
hinaus auch wegen der Sicherstellung der Brennstoffbeschickung Voraussetzung für den automati schen
Betrieb einer Feuerungsanlage, wobei es grundsätzlich zwei verschiedene Verbrennungsverfahren,
nämlich
die Flugverbrennung (
DE
1 501 765 A ) und die Ein- oder Unterschubfeuerung (
AT 362 860 ) gibt. Bei der
Flugverbrennung werden die Brennstoffstückchen meist über ein
Gebläse zusammen
mit einer nicht näher
definierbaren Förderluftmenge
in den Feuerraum eingeblasen, so daß nicht nur die zuführbare Brennstoffmenge
recht unbestimmt bleibt, sondern vor allem auch die teils mit dem
Brennstoff und teils zusätzlich über eigene
Zuluftleitungen zugeführte
Verbrennungsluft in ihrer Gesamtheit nur in engen Mengenbereichen
regelbar ist. Bei der Ein- oder Unterschubfeuerung wiederum wird der
Brennstoff strangförmig
in den Feuerraum eingeschoben und bildet einen von der Oberfläche her
abbrennenden Brennstoffhaufen. Die separat zugeführte Verbrennungsluft ließe sich
hier zwar unabhängig von
der Brennstoffzufuhr regeln, doch bleibt der Abbrand des einen Glutstock
ergebenden Brennstoffhaufens praktisch unkontrollierbar und es kommt
zu Schwelzonen mit unerwünschtem
Nachbrennverhalten, so daß diese
Art von Feuerung nur sehr träge
auf eine Regelung reagiert und die für eine Optimierung erforderliche
ständige Überwachung
des Betriebszustandes unmöglich
ist.
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Zur
Durchführung
von Flugverbrennungsverfahren wurde gemäß der
DE 35 36 824 A1 zwar bereits
eine Wurf-Beschickungseinrichtung vorgeschlagen, bei der der gesamte
Wurfapparat einschließlich der
Zuteileinheit durch ein weitgehend luftdichtes Blechgehäuse gekapselt
wird, doch läßt sich
dabei nicht erkennen, wie das Eindringen von Falschluft verhindert
werden soll, und es gibt auch keine Angaben über die eigentliche Verbrennungsluftzufuhr. Auch
sind, wie die
US 13 255 89 ,
US 20 011 52 ,
US 24 874 64 und
US 25 389 44 zeigen, bereits verschiedene
Beschickungsvorrichtungen für
Feuerungsanlagen mit um horizontale Drehachsen rotierenden Schleuderrädern bekannt,
aber es fehlen auch hier genauere Hinweise über Luftführungs- und Verbrennungsverhältnisse.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu
beseitigen und eine Feuerungsanlage zum Flugverbrennen der eingangs
geschilderten Art anzugeben, die auf rationelle Weise eine echte
Optimierung der Verbrennungstechnik auch bei Festbrennstoffen erlaubt.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe dadurch, daß die
Beschickungsvorrichtung einen an die Eintragsöffnung angeschlossenen Beschickungskanal für den Beschickungsförderer umfaßt, wobei
der Beschickungsförderer über einen
Zufuhrkanal mit einem Austragsförderer
des Vorratsbehälters
in Verbindung steht, und der Zufuhrkanal und der Beschickungsförderer samt
seinem Beschickungskanal zu einem nach außen luftdicht abgeschlossenen
Förderstrang
zusammengebaut sind, der mit einer dem Beschickungsförderer vorgeordneten
Zellenradschleuse ausgestattet ist, und daß die Luftversorgungseinrichtung
zur Ansteuerung der Gebläse
eine Steuerungseinrichtung aufweist, die mit Meßfühlern für den Feuerraum und die Rauchgaszüge und mit
in einem an die Rauchgaszüge
anschließenden
Meßrohr
eingesetzten Meßfühlern für die Abgase
in Verbindung steht.
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Die
Zellenradschleuse und der geschlossene Förderstrang gewährleisten,
daß der
Brennstoff unter Luftabschluß in
den Feuerraum gefördert
werden kann und erlauben durch die entsprechend regelbaren Antriebe
für den
Austragsförderer,
die Zellenradschleuse und den Beschickungsförderer die gewünschte Dosierung
der Eintragsmenge des Brennstoffes. Die jeweils separat regelbaren
Gebläsen
wiederum ermöglichen
es, den Verbrennungsvorgang gezielt zu beeinflussen und genau die
für den
jeweiligen Betriebszustand erforderliche Luftmenge in den Feuerraum
bzw. die Rauchgaszüge einzublasen,
so daß es
zur angestrebten Durchmischung von Brennstoff und Verbrennungsluft
und zu einer vollständigen
Verbrennung kommt. Dabei lassen sich Brennstoff- und Luftzufuhr
unabhängig
voneinander regeln, wobei die Dosierung der Brennstoffmenge von
der Verbrennungsleistung abhängt
und, bedingt durch die Flugverbrennung, über weite Bereiche bis weit
in den Teillastbetrieb hinein möglich
ist. Die Verbrennungsluftzufuhr wiederum erfolgt in Abhängigkeit
vom Verbrennungsvorgang, wozu entsprechende Meßgrößen, beispielsweise die Konzentration
oxydierbarer Rauchgaskomponenten, die Regelung bestimmen. Entsprechend
der geforderten Leistung kann so der Verbrennungsablauf in bezug auf
den Ausbrand, die Abgastemperatur und die Schadstoffemissionen optimiert
werden.
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Um
die Luftverhältnisse
während
der Verbrennung auch im Teillastbereich u. dgl. einwandfrei beeinflussen
zu können,
ist zur Ansteuerung der Gebläse
eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die mit Meßfühlern für den Feuerraum
und die Rauchgaszüge
und mit in einem an die Rauchgaszüge anschließenden Meßrohr eingesetzten Meßfühlern für die Abgase
in Verbindung steht, so daß stets
kontrollierbare Strömungsverhältnisse
im Feuerraum und den Rauchgaszügen
vorhanden sind und eine exakte Regelung des Verbrennungsvorganges
möglich
ist.
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An
und für
sich könnte
als Beschickungsförderer
eine einfache Rutsche od. dgl. dienen, die den Brennstoff unter
Luftabschluß in
den Feuerraum gleiten läßt und durch
das Abfallen des Brennstoffes eine Flugverbrennung ermöglicht.
Besonders zweckmäßig ist
es jedoch, wenn als Beschickungsförderer ein Schleuderrad vorgesehen
ist, dessen Auswurfkanal den Beschickungskanal bildet, wobei das
Schleuderrad eine vertikale Drehachse aufweist und aus einer mit
Schleuderflügeln
bestückten
Scheibe besteht. Es ergibt sich eine robuste, leistungsstarke Konstruktion,
die eine genaue Mengendosierung erlaubt und beim Brennstoffeintrag
zu einer eine entsprechend gute Luftvermischung mit sich bringenden
Streuwirkung fuhrt.
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Um
eine besonders genaue Mengendosierung des Brennstoffes zu erreichen,
kann der Zellenradschleuse im Förderstrang
eine Verwiegestrecke nachgeordnet sein, so daß die eingetragene Brennstoffmenge
tatsächlich
erfaßt
und dementsprechend die Antriebe von Austragsförderer, Zellenradschleuse und
Beschickungsförderer
angesteuert werden können.
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In
der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigen
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1 eine
erfindungsgemäße Feuerungsanlage
in einer Gesamtansicht,
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2 einen
Längsschnitt
durch die Brennkammer dieser Feuerungsanlage in größerem Maßstab und
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3 und 4 den
Beschickungsförderer in
teilgeschnittener Seitenansicht bzw. im Horizontalschnitt ebenfalls
im größeren Maßstab.
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Eine
Feuerungsanlage 1 zum automatischen Flugverbrennen von
kleinstückigen
Festbrennstoffen, insbesondere Hackschnitzel, setzt sich aus der mit
einem Heizkessel 2 kombinierten Brennkammer 3,
einer Brennatoffbeschickungsvorrichtung 4 und einer Luftversorgungseinrichtung 5 zusammen.
Die Brennkammer 3 bildet dabei einen Feuerraum 6 und davon
ausgehende Rauchgaszüge 7 und
ist an den Innenwänden
mit einer Schamotteauskleidung 8 versehen.
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Die
Beschickungsvorrichtung 4 besteht aus einem den Brennstoff
aufnehmenden Vorratsbehälter 9,
der mit einem Austragaförderer 10 ausgerüstet ist, einem
vom Austragsförderer 10 über eine
Zellenradachleuse 11 und vorzugsweise eine Verwiegestrecke 12 zu
einem Beschickungsförderer 13 führenden
Zufuhrkanal 14 und einem den Beschickungsförderer an
eine Eintragsöffnung 15 des
Feuerraumes 6 anschließenden
Beschickungskanal 16, wobei der Zufuhrkanal 14 zumindest
von der Zellenradachleuse 11 aus, die Verwiegestrecke 12 und
der Beschickungsförderer 13 mit
seinem Beschickungskanal 16 zu einem nach außen hin
luftdicht abgeschlossenen Förderstrang 17 zusammengebaut
sind. Als Beschickungsförderer 13 ist
hier ein Schleuderrad 18 vorgesehen, das um eine Vertikalachse
dreh- und antreibbar gelagert ist und aus einer Scheibe 19 mit
aufgesetzten Schleuderflügeln 20 besteht.
Der Auswurf 21 führt
direkt in den Beschickungskanal 16, so daß dieser
gleichzeitig als Auswurfkanal dient.
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Die
Luftversorgungseinrichtung 5 ist für eine Primär-, Sekundär- und Tertiärluftbeaufachlagung ausgelegt,
wobei die Zuluftleitungen 22 für die Luftbeaufschlagung, die über Einlaßdüsen 23 für die Primärluft in
den Feuerraum 6, für
die Sekundär-
und Tertiärluft
in geeignete, an den Feuerraum 6 anschließende bzw.
dem Rauchgasübergang 24 zum
Kessel 2 vorgeordnete Abschnitte der Rauchgaszüge 7 einmünden, jeweils über eigene
Gebläse 25 führen, wobei
die Gebläse 25 unabhängig voneinander über Stelltriebe 26 regelbar
sind. Außerdem
ist zwischen Brennkammer 3 und einem entsprechenden Kamin 27 ein
Saugzugventilator 28 angeordnet, um für genau bestimmte Strömungsverhältnisse
innerhalb des Feuerraumes und der Rauchgaszüge sorgen und die gewünschte Luftzufuhr
auch im Teillastbereich sicherstellen zu können.
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Zur
Regelung und Überwachung
der Anlage 1 ist eine Steuerungseinrichtung 29 vorgesehen,
die in Abhängigkeit
von den über
Maßfühler 30 für den Feuerraum
und die Rauchgaszüge,
Meßfühler 3i für den Kessel 2 und
Meßfühler 32 für die Abgase,
die in einem dem Saugzugventilator 28 vorgeordneten Meßrohr 33 angeordnet
sind, eingelesenen Meßdaten
einerseits den Brennstoffeintrag entsprechend dem Leistungsbedarf
durch Ansteuern der Antriebe des Austragsförderers 10, der Zellradschleuse 11 und
des Beschickungsförderers 13 regelt
und anderseits die Verbrennungsluftzufuhr entsprechend den Verbrennungsverhältnissen
und Betriebszuständen im
Feuerraum und den Rauchgaszügen
durch Ansteuern der Stalltriebe 26 für die Gebläse 25 und des Saugzugventilators 28 kontrolliert.
Ein in den Beschickungskanal 16 einmündender Zündgebläsebrenner 34, der
ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 29 ansteuerbar
ist, erlaubt ein automatisches Anfeuern und Vorwärmen der Brennkammer.
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In
Abhängigkeit
vom Leistungsbedarf wird der Brennstoff, beispielsweise Hackschnitzel,
vom Vorratsbehälter 9 über den
Austragsförderer 10 und den
Förderstrang 17 in
die vorgeheizte Brennkammer 6 eingebracht, wobei durch
die Zellenradschleuse 11 und das Schleuderrad 13 das
Material unter Luftabschluß fein
verteilt und genau dosierbar in den Feuerraum 6 eingeworfen
wird und es auf Grund der separat zugeführten Verbrennungsluft zu einer
optimalen Flugverbrennung kommt. Es ist möglich, den Verbrennungsvorgang
im gewünschten
Sinne hinsichtlich der Wirkungsgrade und der Schadstoffemissionen
zu optimieren und auch mit Festbrennstoffen ähnlich gute Verbrennungsergebnisse
wie mit flüssigen
oder gasförmigen
Brennstoffen zu erreichen. Die voneinander unabhängige Regelbarkeit des Brennstoffeintrages
und der Verbrennungsluftzufuhr erlaubt es außerdem, die Feuerungsanlage 1 leistungsgerecht
zu fahren und dabei sowohl im Vollastbereich wie im Teillastbereich
beste Verbrennungsergebnisse zu erzielen.