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Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Feuerungen, insbesondere
für Dampfkessel Bei beweglichen Feuerungsrosten, wie Wanderrosten und Schüttelrosten,
ist es bekannt, den Brennstoff an verschiedenen Roststellen mit verschieden großen
Fortschrittsgeschwindigkeiten zu bewegen, einerseits um ein Zusammenbacken zu verhüten,
wie insbesondere bei den Raupenrosten, und andererseits um die Schichthöhen trotz
verschieden großen Abbrandes gleichmäßiger zu erhalten, wie insbesondere bei Schwingrosten
nach S e y b o t h oder auch bei Kettenrosten mit zwei getrennten Kettenbahnen,
deren hintere schneller läuft als die vordere.
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Die Erfindung besteht darin, daß an verschiedenen Stellen der Rostlänge
derart verschieden hohe Fortschrittsgeschwindigkeiten des Brennstoffes erzeugt werden,
daß die Schichthöhen überall die richtige Höhe erreichen, um bei der gegebenen Zugstärke
überall die erforderlichen Luftmengen für den in dem Brennstoff sich abspielenden
Vorgang durchzulassen. Die Verscfiiedenheit der Fortschrittsbewegungen kann auf
beliebigem Wege erreicht werden, also beispielsweise durch Stauen des Brennstoffes
an verschiedenen Stellen, nämlich insbesondere in der Schwelzone des Anfanges und
in der Schlackenzone des Endes des Rostes zur Erreichung der größeren Schichthöhen,
oder auch durch Beschleunigung der Fortschrittsgeschwindigkeit in der mittleren
Hauptverbrennungszone. Das Aufstauen kann durch ansteigende Schräglagerung der entsprechenden
Rostteile und insbesondere am hinteren Ende durch einen ansteigenden Schlackenabstreifer
erreicht werden, oder es kann auch, insbesondere an dem kühleren vorderen Ende,
ein Abdeckrost der durch den Hauptrost gegebenen Brennstoffbewegung absatzweise
vor- und wieder zurückbewegt werden, so daß hierdurch die Geschwindigkeitsverminderung
und Aufstauung entsteht. Eine andere Art verschieden großer Fortschrittsbewegungen
ergibt sich durch mehrere hintereinandergeschaltete, verschieden schnell laufende
Kettenroste, durch Schwingroste, deren Glieder an den einzelnen Längenstellen verschieden
schnell oder verschieden weit schwingen, oder durch Walzenroste mit verschieden
schnell laufenden Walzen und noch in anderer Weise. Das Wesentliche ist, daß der
Anfangsteil des Rostes und sein Endteil, wo einerseits wegen der keiner Luft bedürfenden
Vortrocknung und Entschwelung und andererseits wegen der Lückenhaftigkeit mit der
bereits ausgebrannten Schicht die Luftüberschüsse in der Regel übermäßig groß sind,
eine langsame Fortbewegung des Brennstoffes ergeben, um mit dicker Schicht bedeckt
zu sein, während ein mittlerer Teil, in dem hauptsächlich die Verbrennung erfolgt,
eine schnelle Fortbewegung und geringe Schichtdicke ergibt, damit
hier
die zur Verbrennung erforderliche große Luftmenge hindurchtreten kann. Der Erfolg
des neuen Verfahrens besteht darin, daß der gesamte Luftüberschuß wegen der zweckentsprechenden
Luftverteilung außerordentlich niedrig gehalten werden kann und dementsprechend
die Temperatur und der Wirkungsgrad der Feuerung besonders hoch werden.
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Eine weitere Ausgestaltung des neuen Verfahrens besteht darin, daß
auch in der Querrichtung des Rostes die Geschwindigkeiten der einzelnen Roststäbe
verschieden groß gemacht werden, nämlich höher an den Seitenkanten des Rostes als
nach seiner Mitte hin, und zwar dergestalt, daß der hier an den Seiten erzielte
schnellere Fortschritt des Brennstoffes und die entsprechend geringere Schichthöhe
der an diesen Stellen durch die hohe Wärmerückstrahlung vom Mauerwerk beschleunigten
Verbrennung entspricht, also auch in der Querrichtung die zweckentsprechende Verteilung
der Luftmengen eintritt. Dies kann in irgendeiner der oben für die Beeinflussung
der Fortschrittsgeschwindigkeit in der Längsrichtung beschriebenen Arten erfolgen
und ergibt weitere Kleinhaltung des gesamten Luftüberschusses und Erhöhung des Wirkungsgrades.
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Die Zeichnung erläutert das neue Verfahi en an einer Reihe von Ausführungsbeispielen,
und zwar sind Abb. i Seitenansicht einer Wanderrostanlage mit Geschwindigkeitsanpassung
durch Aufstauung der Brennstoffschicht am Anfang und Ende, Abb.2 und 3 vereinfachte
Seiten- und Oberansicht einer Wanderrostanlage mit .Geschwindigkeitsanpassung in
der Längs- und Querrichtung, Abb. ,4 und 5 Seitenansichten von Treppenschwingrosten
mit Geschwindigkeitsanpassang in der Längsrichtung, Abb. 6 Oberansicht eines Walzenrostes
mit Geschwindigkeitsanpassung in der Längs-und Querrichtung, Abb. 7 ein Diagrammbild
über Luftbedarf und tatsächlichen Luftdurchlaß normaler Feuerungen, der bisher günstigsten
Feuerung mit verschieden großen Rostgeschwindigkeiten und der neuen Feuerung.
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Nach Abb. i sind drei Zonen i, 2, 3 verschiedener Schichthöhe auf
einem Wanderrost derart ausgebildet, daß die erste sich etwa über den Bereich der
Vortrocknung und Entschwelung des Brennstoffes erstreckende Zone i eine größere
Schichthöhe aufweist als die Verbrennungszone 2, in der der Brennstoff den größten
Luftbedarf hat; und die hinterste Zone 3, wo es sich nur um Nachbrennen der Brennstoffreste
handelt und schon der Schlackengehalt eine große Rolle spielt, weist wiederum eine
bedeutend vergrößerte Schichthöhe auf. Erreicht ist die Schichthöhenvergrößerung
in der ersten Zone i durch einen über dem Wanderrost liegenden Abdeckrost 5, der
durch einen Sonderantrieb so bewegt wird, daß er bei dem Hinhub der Bewegungsgeschwindigkeit
des Wanderrostes folgt, um dann mit einer so großen Geschwindigkeit und während
eines so großen Zeitraumes zurückzugleiten, daß die geforderte Verringerung der
gesamten Fortschrittsgeschwindigkeit des Brennstoffes sich ergibt. Dabei fördert
der zurückgehende Abdeckrost Teile des Brennstoffes wieder zurück, wodurch die erwünschte
Brennstoffhochstauung im ersten Rostteil bewirkt wird. Auf diese Weise ist durch
die hohe Schicht in der Vortrocknungszone i ein unerwünscht hoher Luftüberschuß
an dieser Stelle verhütet; der Hilfsrost 5 selbst trägt gleichfalls zur Drosselung
der durchgehenden Luftmenge bei. Am Ende des Wanderrostes q. ist ein Abstreifer
oder eine Feuerbrücke 6 in derart schräger Anstiegrichtung angebracht, daß sich
bereits vor ihm der Brennstoff zu einer genügenden Schichthöhe aufstaut, um nicht
die sonst vorliegende dünne und löchrige Schicht zu ergeben, durch die übergroße
Luftmengen schädlich hindurchströmen würden. Der Abstreifer 6 kann selbst rostartig
ausgebildet sein, so daß er gewissermaßen einen letzt stillstehenden Teil des gesamten
Rostes bildet.
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Nach Abb. 2 und 3 ist ein Wanderrost in drei Rostkettengruppen i',
2', 3' in-der Längsrichtung unterteilt, und diese sind durch Zwischengetriebe q.'
so angetrieben, daß die mittlere Gruppe 2' erheblich schneller als die erste und
letzte läuft. Jede der drei Gruppen ist weiter in zwei Seitengruppen a und eine
.KZittelgruppe b unterteilt, und diese sind durch ein Vorgelege 5' so angetrieben,
daß die Seitengruppen a schneller laufen als die Mittelgruppe b. Die üblichen Schichtdickenregler
können zweckmäßig gleichfalls für die Gruppen a, b, a getrennt einstellbar
sein, um feine Anpassung der Brennstoffzufuhr in der Querrichtung.zu ergeben.
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Die Wirkung dieses Rostes ist die, daß die langsame Bewegung der ersten
Gruppe i' eine große Schichtdicke des Brennstoffes bestehen läßt, so daß er ohne
übermäßige Luftzufuhr getrocknet und entschwelt wird. Der etwa im Entfiammungspunkte
oder kurz dahinterliegende zweite Rostteil 2' zieht vermöge seiner erhöhten Geschwindigkeit
die Brennstoffschicht auseinander, so daß sie dünner wird und mehr Luft hindurchläßt,
also die Deckung des hier sehr großen Bedarfs an Verbrennungsluft richtig ermöglicht.
Etwa an der Stelle, wo die Schicht durch weitgehende
Ausbrennung
löchrig zu werden beginnt, beginnt der dritte Rostteil 3', und auf diesem erfolgt
vermöge seiner geringeren Geschwindigkeit eine Stauung des Brennstoffes zu einer
dickeren Schicht, die die Löcher schließt oder die zu große Luftdurchlässigkeit
der Schicht so weit verringert, daß gerade nur noch der hier sehr geringe Luftbedarf
gedeckt wird. In der Querrichtung ist durch die insgesamt höhere deschwindigkeit
der seitlichen Gruppen a ohne Abgehen von der gesamten Längsrichtungswirkung die
gesamte verbrennbare Brennstoffmenge erhöht in dem Maße, wie hier durch die starke
Wärmerückstrahlung von den glühenden Mauerwerksseitenwandungen die Verbrennungsgeschwindigkeit
vermehrt ist, so daß auch hier nicht etwa im Bereich der seitlichen letzten Teile
3a die sonst unvermeidbare, besonders starke Lückenbildung und übergroße Luftdurchlässigkeit
eintritt. In Längs- wie Querrichtung ist naturgemäß Unterteilung in mehr Gruppen
zwecks feinerer Abstufung möglich.
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Nach Abb. 4. sind bei einem Schwingrost die einzelnen Roststabgruppen
7 mit Gegenarmen 7' und verbindenden Lenkern 8 ausgerüstet, und zwar unter derartiger
Längenabstufung der sämtlichen Gegenarme 7', daß an den verschiedenen Längsteilen
die gewünschten verschieden hohen Schwingungsgrößen der Roststäbe vorhanden sind,
also die entsprechenden Fortbewegungsgeschwindigkeiten entstehen. Sinngemäß kann
bei derartigen Ausführungen auch die Schwingungszahl der einzelnen Roststabgruppen
verschieden groß gewählt werden, also beispielsweise in der Mitte am höchsten. Auch
die Anpassung in der Querrichtung ist im Sinne der ersten Ausführungsform durch
Verwendung verschieden großer Schwingungszahlen oder Schwingungsgrößen möglich.
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hach Abb.5 sind bei einem Schwingrost drei Hauptroststabgruppen I',
2', 3' für sich zusammengefaßt, und jede dieser Gruppen ist durch einen Lenker oder
eine Schubstange 8 von einem Räderzug 9 mit Motorantrieb angetrieben, beispielsweise
können die Drehzahlen der drei dargestellten Antriebswellen 200, 50, 25 betragen,
so daß also der vorderste Rostteil So, der mittlere Zoo und der hinterste 25 gleichzeitige
Schwingungen erhält und die Schichthöhen im umgekehrten Verhältnis zustande kommen.
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Nach Abb. G sind bei einem Walzenrost als ähnlich der ersten Ausführungsform
gewähltes Beispiel drei j e durch eine Walze dargestellte Walzengruppen i', 2',
3' entsprechend angetrieben, also die mittelste Gruppe 2' am schnellsten. Der Ausgleich
in .]er Querrichtung ist hier durch eine eingeschnürte Form der Wälzen gegeben,
so daß also die größeren Umfänge nach den seitlich liegenden Enden hin dort die
verlangten höheren Fortbewegungsgeschwindigkeiten ergeben.
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Zur Veranschaulichung der Wirkung zeigt Abb. 7 für eine normale Feuerung
mit gleichmäßiger Fortbewegungsgeschwindigkeit die Kurve ioa der theoretisch nötigen
Luftmengen und die Kurve iob der wirklichen Luftmengen. Die schraffierten Flächen
zeigen die am Anfang und Ende überschüssigen großen Luftmengen, während die punktierte
Fläche zeigt, wie im Hauptverbrennungsteil noch erheblich Luft fehlt. Für eine Feuerung
mit einem vorderen, schnell laufenden Rost und einem dahintergeschalteten, langsam
laufenden Rost zeigen die Kurven i ia und I Ib die entsprechenden Verhältnisse,
wo immer noch teilweise eine große Luftüberschußfläche und im Hauptteil eine große
Luftmangelfläche vorhanden ist. Für die neue Feuerung zeigen die Linien i2a und
I2b den Verlauf der in ihrem Hauptzuge fast parallel sich erstreckenden Linien,
also weitgehende Konstanz des Luftüberschusses über fast die ganze Rostlänge; es
sind nur noch im allerersten und allerletzten Teil kurze Strecken größeren Luftüberschusses
vorhanden, aber diese, sind verschwindend klein, und sie können insbesondere durch
Absaugung der Gase an diesen Stellen unschädlich gemacht werden, indem diese geringen
Luftüberschußmengen der Verbrennungsluft zugeführt und hierdurch wieder nutzbar
gemacht werden.