DE4301082A1 - Verfahren zur Zuführung eines O¶2¶-haltigen Verbrennungsgases in eine Verbrennungsanlage mit Rostfeuerung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Zuführung eines O¶2¶-haltigen Verbrennungsgases in eine Verbrennungsanlage mit Rostfeuerung und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung eines
O2-haltigen Verbrennungsgases zur Verbrennung von stückigem
Brenngut, insbesondere Müll, in einen Feuerraum mit
zugeordnetem Feuerungsrost einer Verbrennungsanlage, bei
dem ein Teil des Verbrennungsgases als Primärgas durch das
Feuerungsrost mengengeregelt zugeführt wird und der andere
Teil des Verbrennungsgases zumindest als Sekundärgas in
mindestens einem Strahl mengengeregelt zugeführt wird,
wobei bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge die
Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls zusätzlich geregelt
wird.
Aus der DE-PS 6 32 881 ist ein solches Verfahren bekannt,
bei dem zwecks Rauchverzehrung bei sich ändernder gesamter
Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit der in den
Feuerraum eintretenden Sekundärgas strahlen konstant
gehalten wird. Zum Erreichen gleichbleibender
Sekundärgasstrahlgeschwindigkeiten sind Düsen mit
veränderlicher Auslaßöffnung, wie in Fig. 2 der DE-PS
abgebildet, vorgesehen.
Bei dem gattungsgemäßen Verfahren ist es als nachteilig
anzusehen, daß bei Änderung der Verbrennungsluftzufuhr der
die Eindringtiefe des Sekundärgasstrahls in den Feuerraum
charakterisierende Impuls und/oder das die Vermischung der
aufsteigenden Rauchgase mit dem eingedüsten Sekundärgas
bestimmende Impulsstromverhältnis des Impulses des
aufsteigenden Rauchgases zum Impuls des Sekundärgasstrahls
derart verändert wird, daß die Verbrennung bei sich
ändernder Verbrennungsgasmenge gestört ist und die
Einhaltung der Betriebserfordernisse für eine gute
Verbrennung bei minimalem Schadstoffausstoß der Anlage
nicht mehr gewährleistet ist.
Bedingt durch die Bauweise der Düse kommt es bei deren
Betrieb in staubhaltiger Feuerraumatmosphäre zu
Verschmutzungen des die Auslaßöffnung verändernden
Verstellmechanismusses durch rezirkulierende Stäube,
wodurch die Funktion beeinträchtigt ist.
Aus der DE-PS 39 04 272 ist ein Verfahren zur Zuführung von
Verbrennungsluft im Feuerraum einer Müllverbrennungsanlage
bekannt, bei dem Primärluft mengengeregelt in eine Vielzahl
mengengeregelter Teilströme dem in eine Vielzahl von
Sektoren aufgeteilten Rost zugeführt wird. Zur intensiven
Vermischung der aufsteigenden Rauchgase und Anreicherung
der Rauchgase mit Sauerstoff zur Nachverbrennung wird im
Übergangsbereich des Feuerraums zum Strahlungszug
Sekundärluft mittels auf das Rost gerichteter Düsen
mengengeregelt zugeführt. Eine Thermografiekamera erfaßt
die von den einzelnen Rostsektoren ausgehenden und den
Verbrennungsfortgang beschreibende Strahlungswerte, die in
einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit ausgewertet
werden, worauf die Regelklappen der Primär- und
Sekundärluftführung unabhängig voneinander hinsichtlich
eines vorgegebenen Verbrennungsluftdurchsatzes verstellt
werden.
Eine solche Verbrennungsluftführung sichert zwar die zur
Verbrennung erforderliche O2-Fracht, jedoch ist damit auch
eine Änderung des Impulses der Sekundärluftströmung
verbunden, wodurch die vom Impulsstromverhältnis des
Impulses der in den Übergangsbereich des Feuerraums
aufsteigenden Rauchgasströmung zum Impuls der
Sekundärluftströmung im wesentlichen bestimmte Mischgüte
beeinträchtigt ist, was zu erhöhtem Schadstoffausstoß
führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, bei dem auch bei sich
ändernder Verbrennungsgasmenge eine gute Verbrennung mit
geringem Schadstoffausstoß aus der Anlage erreicht wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Impuls des
Sekundärgasstrahls bestimmt wird und bei sich ändernder
Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit des
Sekundärgasstrahls auf einen vorgegebenen Impuls des
Sekundärgasstrahls eingeregelt wird.
Hierdurch ist es möglich, die zur Verbrennung des
Brenngutes und der mit dem Rauchgas aufsteigenden
unverbrannten Bestandteile im Rauchgas erforderlichen
O2-haltige Sekundärgasmenge unabhängig von dem die
Mischgüte der inhomogenen Rauchgase, die Einmischung des
Sekundärgasstrahls in die Rauchgase und die Reichweite des
Sekundärgasstrahls bestimmenden Impuls des
Sekundärgasstrahls einzustellen. Durch Einstellung der
Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls auf einen
vorgegebenen Impuls ist es möglich, jeden Impuls
einzustellen, ohne daß die Sekundärgasmenge geändert wird.
Die Impulsvorgabe ist zum einen durch die Geometrie des
Gasraums, wie die des Feuerraums bestimmt, in den der
Strahl mit einer daraufabgestimmten Intensität einströmt.
Im weiteren ist die Impulsvorgabe durch die im Gasraum
vorliegenden Strömungsverhältnisse bestimmt, die je nach
Betriebsweise der Feuerung mehr oder weniger intensiv der
Erzielung der vorbestimmten Reichweite des Strahls bzw. der
damit verbundenen Homogenisierung der aufsteigenden
Rauchgase und deren Anreicherung mit Sauerstoff bei guter
Einmischung entgegen wirkt. Als Kenngrößen für den O2-
Bedarf der Verbrennung seitens der Sekundärgaszuführung,
der Mischgüte und der Reichweite des Sekundärgasstrahls
werden die durch eine übliche Rauchgasanalyse ermittelten
Werte, wie O2, CO, CO2, SOx, NOx, Dioxine und/oder die
durch thermografische Betrachtung des
Verbrennungsfortschrittes des Brenngutes auf dem Rost
ermittelten Werte herangezogen.
Da bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge der Impuls des
Sekundärgasstrahls im wesentlichen konstant gehalten wird,
wird erreicht, daß auch bei Schwachlastbetrieb die
Reichweite des Sekundärgasstrahls, die Mischgüte der
Rauchgase und die Einmischung des Sekundärgasstrahls in das
Rauchgas zu den Betriebserfordernissen führt.
Eine vorteilhafte Verfahrensführung besteht darin, daß der
Impuls des Primärgasstroms bestimmt wird und bei sich
ändernder Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit des
Sekundärgasstrahls auf ein vorgegebenes
Impulsstromverhältnis des Impulses des Primärgasstroms zum
Impuls des Sekundärgasstrahls eingeregelt wird.
Diese Verfahrensführung berücksichtigt auf einfache Weise
insbesondere die Änderung der Primärgasmenge. Bei der
Umsetzung der durch das Feuerrost aufgegebenen
Primärgasmenge zu Rauchgas erfolgt eine Impulsstromänderung
des vom Feuerungsrost aufsteigenden und aus dem Feuerraum
austretenden Rauchgasstroms und damit auch eine Änderung
des Eindring- bzw. Einmischverhaltens des
Sekundärgasstrahls in den Rauchgasstrom. Die auf gegebene
Primärgasmenge verhält sich im wesentlichen proportional
zur Rauchgasmenge, so daß das Impulsstromverhältnis des
Impulses des Primärgasstroms zum Impuls des
Sekundärgasstrahls eine qualitative Aussage über die
Mischgüte bzw. das Eindringen des Sekundärgasstrahls in den
aufsteigenden Rauchgasstrom zuläßt. Die Eindring- bzw.
Einmischfähigkeit des Sekundärgasstrahls verhält sich
umgekehrt proportional zum Impulsstromverhältnis. Das
einzuregelende Impulsstromverhältnis charakterisiert somit
ein vorgegebenes Eindringen bzw. Einmischverhalten des
Sekundärgasstrahls, das auch bei Änderung der
Primärgasmenge und/oder der Sekundärgasmenge im
wesentlichen dadurch erhalten bleibt, daß die
Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls auf das vorgegebene
Impulsstromverhältnis eingeregelt wird.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, daß der Impuls des
Primärgasstroms bestimmt wird und bei sich ändernder
Verbrennungsgasmenge das Impulsstromverhältnis des Impulses
des Primärgasstroms zum Impuls des Sekundärgasstrahls
konstant gehalten wird, wodurch eine im wesentlichen
konstant bleibende Mischgüte bzw. Eindringtiefe des
Sekundärgasstrahls auch bei Lastwechseln erreicht wird.
Durch Drallbeaufschlagung des Sekundärgasstrahls ist eine
weitere Verbesserung der Einmischung im düsenmündungsnahen
Bereich zu erzielen. Insbesondere bei Müllverbrennungs
anlagen mit Gleichstromfeuerungen läßt sich am Rostanfang
ein relativ großer Bereich kältere Feuerraumatmosphäre
erkennen, in der die Gefahr der Dioxinbildung gegeben ist.
Durch das weiter verbesserte Einmischverhalten des
drallbeaufschlagten Sekundärgasstrahls kann dieser Bereich
intensiv vermischt und mit Sauerstoffangereichert werden.
Es ist ebenfalls von Vorteil, daß bei der Zuführung des
Sekundärgases mittels einer Vielzahl paralleler Strahlen
die Geschwindigkeit der Sekundärgas strahlen in Gruppen
geregelt wird.
Vorteilhaft ist es auch, daß dem Sekundärgasstrahl ein
Additiv zugegeben wird. Dadurch ist eine präzise partielle
Einbringung des Additivs in den Rauchgasstrom auch bei sich
ändernder Betriebsbedingungen möglich. Durch die
Drallbeaufschlagung des Sekundärgasstrahls und die dadurch
erzeugte Rezirkulation kommt es bereits im düsennahen
Bereich zu einer Vorvermischung mit dem Sekundärgas.
Neben der Eindüsung des Sekundärgases ist es auch
vorgesehen, zur Glättung des Strömungsprofils im
Strahlungszug entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens
O2-haltiges Tertiärgas einzudüsen.
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung für
die Zuführung eines O2-haltigen Verbrennungsgases für die
Verbrennung von stückigem Brenngut, insbesondere Müll, in
einen Feuerraum mit zugeordnetem Feuerungsrost einer
Verbrennungsanlage, mit einer Primärgaszuführeinrichtung
unterhalb des Feuerungsrostes, der Primärgaszuführein
richtung zugeordneten Regeleinrichtungen und eine
Gasfördereinrichtung zur mengengeregelten Zuführung von
Primärgas und mit mindestens einer Gasdüse oberhalb des
Feuerungsrostes, mit der Gasdüse zugeordnete
Regeleinrichtungen und Gasfördereinrichtung zur
mengengeregelten Zuführung von Sekundärgas, bei der in der
Gasdüse ein den Düsenquerschnitt zumindest teilweise
versperrender Regelkörper mit einer aus der Düse
herausführbaren Verstellvorrichtung zur
geschwindigkeitsgeregelten Zuführung des Sekundärgases
angeordnet ist und zur geschwindigkeitsgeregelten
Sekundärgaszuführung zumindest ein den Düsenvordruck
bestimmender Druckaufnehmer vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Druckaufnehmer zur
Differenzdruckbestimmung zwischen Düsenvordruck und dem
Druck oberhalb des Feuerrostes vorgesehen ist und zumindest
der Druckaufnehmer und die Regeleinrichtungen mit einer
Auswerte- und Steuereinheit verbunden sind.
Vorteilhaft ist es auch, daß mindestens ein mit der
Auswerte- und Steuereinheit verbundener Sensor zur
Charakterisierung der Verbrennung in der Verbrennungsanlage
angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist darin
zu sehen, daß der Regelkörper eine sich im wesentlichen
längs erstreckende und der Querschnittsform der Düse
angepaßte achssymmetrische Form aufweist und unter
Freihaltung eines durchströmbaren Düsenquerschnitts axial
zur Düsenlängsache verschiebbar angeordnet ist.
Es ist ebenfalls von Vorteil, daß die Düse und der
Regelkörper eine kreisförmige Querschnittsform aufweisen.
Es kann auch von Vorteil sein, daß die Düse und der
Regelkörper eine rechteckige Querschnittsform aufweisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß der Regelkörper über
mit dem Regelkörper verbundene Distanzelemente an der
Düsenwand führbar ist.
Dabei ist es vorteilhaft, daß die Distanzelemente als
Drallkörper ausgebildet sind.
Wenn in vorteilhafter Weise die Düse im Bereich ihrer
Mündung verengt ist und der Regelkörper in
Durchströmrichtung zumindest auf einem der Mündung
zugewandten Abschnitt verjüngt ist, ist eine stufenlose
Regelung der Strahlaustrittsgeschwindigkeit möglich, die um
so feiner abgestimmt werden kann, je Spitzer der Winkel des
verjüngten Abschnitts ist.
In vorteilhafter Weise ist die Verstelleinrichtung in
Verlängerung ihrer Längsachse gegenüber der Düsenmündung
aus der Düse herausführbar. Somit kann die Abdichtung der
Düse gegenüber der Umgebung an der zur Herausführung
vorgesehenen Stelle auf einfache Weise gegebenenfalls durch
einen Wellendichtring erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist auch
darin zu sehen, daß die Verstelleinrichtung ein Rohr ist,
dessen lichte Weite sich symmetrisch zur Längsachse des
Regelkörpers fortsetzt derart, daß die Verstelleinrichtung
und der Regelkörper durchströmbar sind. Somit kann mit der
Düse zusätzlich ein Additiv zur Bindung von Schadstoffen im
Rauchgas zugegeben werden.
Für den Fall, daß die Feuerraumwand aus feuerfestem Gestein
aufgebaut ist, kann zumindest der Mündungsbereich der Düse
beim Aufbauen der Feuerraumwand in die Feuerraumwand
eingeformt werden, so daß die Düse Bestandteil der
Feuerraumwand ist.
Soll bei in Gruppen angeordneten Düsen ein Zusammenschluß
der Düsenstrahlen weitgehendst vermieden werden ist es
vorteilhaft, daß die Drallkörper benachbarter Düsen
gegensinnig ausgeführt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und eine nach diesem
Verfahren betriebene Vorrichtung soll nun anhand der
beigefügten Figuren näher beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Sekundärluftdüse mit integrierter
Additivzuführung im Längsschnitt und
Regeleinrichtungen,
Fig. 2 einen Verstellmechanismus für die Verschiebung der
Verstelleinrichtungen mehrerer parallel
geschalteter Düsen, und
Fig. 3 eine Müllverbrennungsanlage im Längsschnitt mit
Primär- und Sekundärluftzuführung und
Regeleinrichtungen.
Eine in Fig. 1 dargestellte Düse 1 ist in eine einen
Feuerraum 2 abschließende Decke 3 eingelassen und dient der
Zuführung von Sekundärluft 4 als O2-haltiges
Verbrennungsgas in einer Müllverbrennungsanlage.
Die Düse 1 besteht aus einem zweiteiligen Grundkörper 5a,
5b mit kreisförmigem Querschnitt, dessen in
Durchströmrichtung gesehener vorderer Teil 5a in die aus
feuerfestem Gestein aufgebaute Decke 3 eingeformt ist. Der
hintere Teil 5b ist ein Rohr, das auf das vordere Teil 5a
über eine Flanschverbindung 6 aufgeflanscht und an seinem
anderen Ende abgewinkelt.
Ist die Feuerraumdecke 3 aus Flossenrohren und feuerfester
Stampfmasse aufgebaut, ist vorgesehen, den Grundkörper 5a,
5b einteilig als Rohr aufzuführen.
Die Sekundärluft 4 wird über ein Gebläse 7a und einer daran
anschließenden Luftförderleitung 8a mit Regeleinrichtungen
9a, 9b, 10a, 10b bestehend aus einer Drosselklappe 9a mit
Stellmotor 9b und einem Durchflußmesser 10a mit
Meßsignalwandler 10b der Düse 1 zugeführt.
Im Inneren der Düse 1 ist ein sich längs erstreckender
achssymmetrischer der Querschnittsform der Düse 1
angepaßter Regelkörper 11 vorgesehen, der unter Freihaltung
eines durchströmbaren Ringspaltes 12 auf der
Düsenlängsachse verschiebbar angeordnet ist.
Der in Strömungsrichtung gesehen vordere Teil 13 des
Regelkörpers 11 ist in Strömungsrichtung stetig verjüngt
ausgeführt, wobei sich der Querschnitt des vorderen Teils
5a der Düse 1 im Mündungsbereich 14a bis zur Düsenmündung
14 stetig verengt, so daß bei Verschiebung des Regelkörpers
11 in die Düsenmündung 14b der Mündungsquerschnitt 14 der
Düse 1 stetig verkleinert wird.
Der Regelkörper 11 ist über mit dem Regelkörper 11
verbundene Distanzelemente 15, die als Drallkörper in der
Form von gebogenen Leitschaufeln ausgebildet sind, an der
Innenwand 16 der Düse 1 geführt.
Die Verschiebung des Regelkörpers 11 erfolgt über eine in
Verlängerung der Längsachse des Regelkörpers 11 am
Regelkörper 11 angeordnete Verstelleinrichtung 17, die
gegenüber der Düsenmündung 14a herausgeführt und mit einem
Motor 18 angetrieben wild.
Die Verstelleinrichtung 17 ist als Rohr ausgeführt, dessen
lichte Weite sich symmetrisch zur Längsachse des
Regelkörpers 11 fortsetzt derart, daß das Rohr 17 und der
Regelkörper 11 durchströmbar sind, so daß bei Bedarf ein
unerwünschte Rauchgasbestandteile bindendes Additiv 19 in
gasförmiger, staubförmiger oder flüssiger Form dem aus der
Düsenmündung 14a aus strömenden Luftstrahl zugegeben werden
kann.
Zur Abdichtung der Durchführung des Rohres durch die Düse 1
gegenüber der Umgebung und zur Lagerung des Rohres 17 ist
ein allgemein bekanntes Gleitlager 20 mit abschließendem
Wellendichtring 20 vorgesehen.
Neben der dargestellten kreisförmigen Querschnittsform der
Düse 1 und deren Regelkörper 11 ist es auch vorgesehen, die
Düse 1 und den Regelkörper 11 mit rechteckiger
Querschnittsform auszuführen.
Mittels eines Differenzdruckaufnehmers 21 wird die
Differenz zwischen Düsenvordruck PD und Feuerraumdruck PF
gemessen. Das Meßsignal wird einer programmierbaren
Auswerte- und Steuereinrichtung 22 zugeführt, in der unter
Anwendung zuvor einprogrammierter die Düse 1 bei
unterschiedlichen Stellungen des Regelkörpers 6
charakterisierenden Kennlinien der Massenstrom und die
Strahlgeschwindigkeit im Mündungsquerschnitt 14b der Düse 1
bzw. der den Strahl im wesentlichen charakterisierenden
Strahlimpuls berechnet wird.
Bei Änderungen der wie bei Laständerung oder aufgrund von
rauchgasanalytischen Messungen 23, die ebenfalls von der
Auswerte und Steuereinheit 22 erfaßt, bewertet und zu
Regel- bzw. Steuergrößen umgesetzt werden, wird der
Regelkörper 11 von dem von der Auswerte- und Steuereinheit
22 gesteuerten Motor 18 in die Position verschoben, bei der
die Geschwindigkeit und- der Massenstrom des Strahls einen
von der Auswerte- und Steuereinheit 22 vorgegebenen Impuls
ergibt. Bei Bedarf wild die Drosselklappe 9a der
Sekundärluftzuführung durch von der Auswerte- und
Steuereinheit 22 ausgehende Steuersignale nachgeführt.
Fig. 2 zeigt einen Verstellmechanismus für mehrere parallel
geschalteter Düsen 1. Die aus den Düsen 1 herausgeführten
Verstelleinrichtungen 17 werden an ihrem hinteren Ende
jeweils von einem auf einer Welle 24 angeordneten Nocken 25
erfaßt und durch axiales Verschieben der von dem Motor 18
angetriebenen Welle 24 in die Düsen 1 verschoben, so daß
der Mündungsquerschnitt 14b bei allen Düsen 1 gleichermaßen
abnimmt. Bei Verschiebung der Welle 24 in entgegengesetzter
Richtung werden die Verstelleinrichtungen 17 durch auf
ihnen angeordnete Rückholfedern 26 in die entgegengesetzte
Richtung verschoben, so daß der Mündungsquerschnitt 14b bei
allen Düsen 1 gleichermaßen zunimmt. Es ist aber auch
vorgesehen, die Nocken 25 der Welle 24 mit
unterschiedlicher Steigungen zu versehen, so daß die
Strahlen einer Reihe unterschiedlicher Impulse aufweisen.
Fig. 3 zeigt eine Müllverbrennungsanlage 27, in der eine
Vielzahl der zuvor beschriebenen Düse 1a, 1b, 1c, zur
Zuführung von Sekundärluft 4 in die Decke 3 des Feuerraums
2 angeordnet sind.
Es ist aber auch vorgesehen, Düsen 1d in die Wand des
Feuerraums 2 anzuordnen und/oder Düsen 1f als
Tertiärluftdüsen für die Zuführung von Tertiärluft einem
sich an dem Feuerraum 2 anschließenden Strahlungszug 28
zuzuordnen.
Die Müllverbrennungsanlage 27 weist eine Müllaufgabe 29
auf, durch die Müll 30 als Brenngut an einem Ende eines
sich längs erstreckenden Feuererungsrostes 31 in der
Bauform eines Wanderrostes zur Verbrennung aufgegeben wird.
Am Ende des Feuerungsrostes 31 wird Verbrennungsrückstand
32 einer nicht dargestellten Entsorgung zugeführt.
Die Verbrennung erfolgt in erster Linie unter Zuführung von
Primärluft 33 als O2-haltiges Verbrennungsgases durch
unterhalb des Feuerungsrostes 31 angeordnete das
Feuerungsrost 31 in Längs- und Querrichtung sektoriell
unterteilende sogenannte Unterwindzonen, von denen die in
Längsrichtung teilenden Unterwindzonen 34a, 34b, 34c, 34d
dargestellt sind. Die Unterwindzonen 34a, 34b, 34c, 34d
sind jeweils über eine Luftzuführleitung 8b mit nicht
dargestellten Regeleinrichtungen und einer daran
anschließenden gemeinsamen Luftzuführleitung 8c mit
Regeleinrichtungen 9a, 9b, 10a, 10b mit einem weiteren
Gebläse 7b zur Zuführung von Primärluft 33 verbunden. Die
gesamte Verbrennungsluftmenge 4, 33 ist durch die geforderte
Dampfmenge vorgegeben. Der Anteil Sekundärluft 4 wird von
der Auswerte- und Steuereinheit 22 ermittelt.
Vom Feuerungsrost 31 auf steigendes Rauchgas 35 wird, wie
die Strömungspfeile zeigen, beim Verlassen des Feuerraums 2
in einer den Feuerraum 31 mit dem Strahlungszug 28
verbindenden verengten Übergangszone 36, die schematisch
strichpunktiert hervorgehoben ist, beschleunigt und nach
Durchströmen der Anlage 27 zur Weiterbehandlung einer nicht
dargestellten Rauchgasreinigung zugeführt.
Die Düsen 1a, 1b, 1c, 1d, 1f stehen jeweils stellvertretend
für eine Düsenreihe. Jede Düsenreihe bildet eine Gruppe,
deren Düsen, wie anhand Fig. 2 beschrieben, über eine
Nockenwelle 24, 25 mit zugeordnetem Motor 18 verstellt
werden.
Zur sektoriellen Erfassung des Verbrennungsfortschrittes
auf dem Feuerungsrost 31 ist eine auf das Verbrennungsrost
31 gerichtete Infrarotkamera 23a vorgesehen. Zur Erfassung
des Rauchgaszustandes am Ende der Müllverbrennungsanlage
27, wie die Rauchgastemperatur und der O2-, CO-, CO2-,
NOx-, SOx- und Dioxingehalt, sind weitere Meßwertaufnehmer
23b und 23c vorgesehen. Die erfaßten Meßsignale werden
ebenfalls der Auswerte- und Steuereinheit 22 zugeführt und
bedingen neben der dem Verbrennungsfortschritt des auf dem
Verbrennungsrost 31 verteilten Mülls 30 angepaßten
sektoriellen Beaufschlagung mit Primärluft 33 auch eine
impulsangepaßte Zuführung der Sekundärluft 4 durch
entsprechende Ansteuerung der den Mündungsquerschnitt 14b
variierenden Regelkörper 11, wobei die Geschwindigkeiten
der Sekundärluftstrahlen unabhängig von der geforderten
Sekundärluftmenge auf den von der Auswerte- und
Steuereinheit 22 vorgegebenen Impuls des
Sekundärluftstrahls eingeregelt werden.
Die Paarungen römischer Ziffern in Fig. 3 bezeichnen
Verbindungen aus dem Meß- und Regelkreis und der
Sekundärluftzuführung.
Kriterien für die geschwindigkeitsgeregelte Impulsanpassung
des Strahls sind: Anpassung der Eindringtiefe des Strahls
an den zu durchdringenden Gasraum, Erzielung einer guten
Einmischung des zum Ausbrand brennbarer
Rauchgasbestandteile vorgesehenen O2-Fracht und Erzielung
einer guten Vermischung des inhomogenen Rauchgases bei
Verlassen des Feuerraums und Vergleichmäßigung des
Strömungsprofils im Strahlungszug.
Claims (19)
1. Verfahren zur Zufuhrung eines O2-haltigen
Verbrennungsgases zur Verbrennung von stückigem
Brenngut, insbesondere Müll, in einen Feuerraum mit
zugeordnetem Feuerungsrost einer Verbrennungsanlage,
bei dem ein Teil des Verbrennungsgases als Primärgas
durch das Feuerungsrost mengengeregelt zugeführt wird
und der andere Teil des Verbrennungsgases zumindest als
Sekundärgas in mindestens einem Strahl mengengeregelt
zugeführt wird, wobei bei sich ändernder
Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit des
Sekundärgasstrahls zusätzlich geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Impuls des Sekundärgasstrahls bestimmt wird und
bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge die
Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls auf einen
vorgegebenen Impuls des Sekundärgasstrahls eingeregelt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei sich ändernder Verbrennungsluftmenge der Impuls
des Sekundärgasstrahls im wesentlichen konstant
gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Impuls des Primärgasstroms bestimmt wird und
bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge die
Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls auf ein
vorgegebenes Impulsstromverhältnis des Impulses des
Primärgasstroms zum Impuls des Sekundärgasstrahls
eingeregelt wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Impuls des Primärgasstroms bestimmt wird und
bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge das
Impulsstromverhältnis des Impulses des Primärgasstroms
zum Impuls des Sekundärgasstrahls im wesentlichen
konstant gehalten wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sekundärgasstrahl drallbeaufschlagt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Zuführung des Sekundärgases mittels einer
Vielzahl paralleler Strahlen die Geschwindigkeit der
Sekundärgasstrahlen in Gruppen geregelt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Sekundärgasstrahl ein Additiv zugegeben wird.
8. Vorrichtung für die Zuführung eines O2-haltigen
Verbrennungsgases für die Verbrennung von stückigem
Brenngut, insbesondere Müll, in einen Feuerraum mit
zugeordnetem Feuerungsrost einer Verbrennungsanlage,
mit einer Primärgaszuführeinrichtung unterhalb des
Feuerungsrostes, der Primärgaszuführeinrichtung
zugeordneten Regeleinrichtungen und eine
Gasfördereinrichtung zur mengengeregelten Zuführung von
Primärgas und mit mindestens einer Gasdüse oberhalb des
Feuerungsrostes, mit der Gasdüse zugeordnete
Regeleinrichtungen und einer Gasfördereinrichtung zur
mengengeregelten Zuführung von Sekundärgas, bei der in
der Gasdüse ein den Düsenquerschnitt zumindest
teilweise versperrender Regelkörper mit einer aus der
Düse herausführbaren Verstellvorrichtung zur
geschwindigkeitsgeregelten Zuführung des Sekundärgases
angeordnet ist und zur geschwindigkeitsgeregelten
Sekundärgaszuführung zumindest ein den Düsenvordruck
bestimmender Druckaufnehmer vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckaufnehmer (21) zur
Differenzdruckbestimmung zwischen Düsenvordruck (PD)
und dem Druck (PF) oberhalb des Feuerrostes (31)
vorgesehen ist und zumindest der Druckaufnehmer (21)
und die Regeleinrichtungen (9a, 9b, 10a, 10b) mit einer
Auswerte- und Steuereinheit (22) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein mit der Auswerte- und Steuereinheit
(22) verbundener Sensor (23) zur Charakterisierung der
Verbrennung in der Verbrennungsanlage (27) angeordnet
ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelkörper (11) eine sich im wesentlichen
längs erstreckende und der Querschnittsform der Düse
(1) angepaßte achssymmetrische Form aufweist und
unter Freihaltung eines durchströmbaren
Düsenquerschnitts (12) axial zur Düsenlängsachse
verschiebbar angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) und der Regelkörper (11) eine
kreisförmige Querschnittsform aufweisen.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) und der Regelkörper (11) eine
rechteckige Querschnittsform aufweisen.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelkörper (11) über mit dem Regelkörper (11)
verbundene Distanzelemente (15) an der Düsenwand (16)
führbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Distanzelemente (15) als Drallkörper
ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) im Bereich ihrer Mündung (14a) verengt
ist und der Regelkörper (11) in Durchströmrichtung
zumindest auf einem der Mündung (14b) zugewandten
Abschnitt (13) verjüngt ist.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung (17) in Verlängerung ihrer
Längsachse gegenüber der Düsenmündung (14a) aus der
Düse herausführbar ist.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung (17) ein Rohr ist, dessen
lichte Weite sich symmetrisch zur Längsachse des
Regelkörpers (11) fortsetzt derart, daß die
Verschiebeeinrichtung (17) und der Regelkörper (11)
durchströmbar sind.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) Bestandteil der Feuerraumwand (3) ist.
19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-18,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei in Gruppen angeordneten Düsen (1) die
Drallkörper (11) benachbarter Düsen (1) gegensinnig
ausgeführt sind.
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