DE556647C

DE556647C - Kohlenstaubfeuerung fuer Dampfkessel

Info

Publication number: DE556647C
Application number: DEK110585D
Authority: DE
Original assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Current assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Priority date: 1928-07-28
Filing date: 1928-07-28
Publication date: 1932-08-13

Description

Kohlenstaubfeuerung für Dampfkessel Die Erfindung bezieht sich auf eine Kohlenstaubfeuerung für Dampfkessel, deren Brennraum mit wärmeaufnehmenden Flächen versehen ist und von der Flamme in absteigender Richtung durchströmt wird. Bei den bekannten Kohlenstaubfeuerungen wird entweder die Flamme auf einem U-förmigen Wege absteigend und wieder ansteigend durch den Brennraum geführt, oder sie wird durch Bildung eines Wirbels um die senkrechte Brenn raumachse in die Nähe dieser Achse verlegt. Diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, -daß die Flamme den Brennraum nur teilweise ausfüllt, da sie ihn in Form geschlossener, durch die Eintrittsrichtung des Brennstaub-Luft-Gemisches bestimmter Flammenstrahlen oder Flammenbündel durchströmt. Dabei werden bestimmte Teile des Brennraumes von dem verbrennenden Brennstaub-Luft-Gemisch mit erhöhter Geschwindigkeit durcheilt, während daneben wirbelerfüllte tote Räume verbleiben. Infolgedessen wird die für die Verbrennung des Gemisches zur Verfügung stehende Zeit verkürzt und ferner die gleichmäßige Wärmeabstrahlung an die wärmeaufnehmenden Flächen beeinträchtigt, da nur ein Teil des Brennraumes von einer heißen Flamme erfüllt ist. Beides ist nicht erwünscht, wenn es sich darum handelt, hohe Feuerraumbelastungen bei gutem Wirkungsgrade zu erzielen. Bei den bekannten Kohlenstaubfeuerungen, insbesondere denjenigen, bei denen ein Wirbel erzeugt wird, der sich in Richtung seiner Achse (also schraubenförmig) bewegt, werden außerdem die gröberen Staubteilchen nach außen in die Nähe der Kühlflächen geschleudert, wo sie erlöschen und unausgebrannt in den Aschenfall herabfallen. Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieser Nachteile und Schaffung einer Feuerung, die neben vollständiger Verbrennung eine gute Ausfüllung des ganzen Brennraumes mit einer heißen, stark strahlenden Flamme ergibt.
Nach der Erfindung werden Brennstoff und Luft derart in den oberen Teil des Brennraumes eingeführt, daß dort ein sich um eine waagerechte Achse drehender Brennstoff-Luft-Wirbel entsteht. Infolge der abwärts gerichteten Flammenführung muß dieser Wirbel sich senkrecht zu seiner Drehachse in zahlreichen Teilwirbeln -vveiterbewegen, was zur Erzielung der genannten Vorteile stark beiträgt.
Es war zwar bereits bekannt, in der Brennkammer eines Dampfkessels eine Verwirbelung um eine waagerechte Drehachse zu erzeugen. Der Wirbel befindet sich aber bei aufwärts gerichtetem Feuerzuge am Boden der Brennkammer, so daß ein großer Teil des Brennstoffes auf den Brennkammerboden fällt und dort unverbrannt zu einer festen Masse zusammenbackt. Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Abb. r und 2 in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
A ist- die Obertrommel, B die Untertrommel, C der Dampfsammler eines Steilrohrkessels, dessen vordere Rohrreihen D die eine Wand des dem Kessel vorgelagerten schachtförmigen Brennraumes E bilden. Der Brennrauen E ist durch eine aus Wasserrohren gebildete Zwischenwand F in zwei Teilbrennräume ei und e= unterteilt. Seitlich wird der Brennraum E durch die ebenfalls aus Wasserrohren gebildeten Wände G abgeschlossen. Vor den aus Wasserrohren gebildeten Wänden sind mit Abstand angeordnete vorgezogene Rohre H angeordnet. K und L sind die oberen bzw. unteren Sammelkästen der Querwände F und G, die mit dem Oberkessel A bzw. dem Unterkessel B verbunden sind. Die vierte Seite des Brennraumes E wird durch den Strahlungsüberhitzer 111 gebildet. Der Sattdampf wird aus Oberkessel. C durch die Leitungen N der oberen Rohrgruppe des Ü.berhitzers M zugeführt, tritt durch die Rohre P in die untere Überhitzerrohrgruppe über und wird durch die Austrittsrohre O seinem Verwendungszweck zugeführt.
Durch die Kanäle R wird der Brennstoff, z. B. Kohlenstaub, nebst der erforderlichen Förderluft ;zugeführt, während durch die Kanäle S der restliche Teil der Verbrennungsluft einströmt. In der Abb. z sind die Kanäle S so dargestellt, daß die Verbrennungsluft durch den Unterdruck im Brennraum angesaugt wird. Diese Darstellung ist nur zur Vereinfachung .der Abbildung gewählt: Bei der praktischen Ausführung wird man die Verbrennungsluft dagegen mittels Ventilators durch die Kanäle S in .den Brennraum einführen. Der obere Teil U des Brennraumes E, in dem sich die Zuführungskanäle R und S für Brennstoff und Luft befinden, ist mit feuerfesten wärmespiegelnden Flächen T versehen. und bildet zwei Zündkammern für die schachtförmigen Teilbrennräume e1 und e2. Diese Zündkammern U stehen an -der Stelle V in offener Verbindung..
Die Wirkungsweise ist folgende: Durch die Kanäle R tritt das Gemisch aus Brennstaub und Förderluft in flachen Bändern in den oberen Teil U der Brennräume e1 und e2 ein. Zwischen und neben diesen Bändern tritt durch die neben den Kanälen R befindlichen Kanäle S ein Teil der restlichen Verbrennungsluft ebenfalls in Form flacher Bänder in die Zündkammern U ein. Infolge der schräg aufwärts gerichteten Einführung des Brennstaubes in die Zündkammern U und der schräg dazu gerichteten Einführung eines Teils der Zusatzluft wird in den Zündkammern ein Wirbel mit waagerechter Drehachse erzeugt. Dabei werden die bandförmigen Brennstaub- und Luftstrahlen, wie durch die Pfeile angedeutet ist, in den Zündkammern U gleichsam aufeinander aufgewickelt und miteinander verwirbelt. Es entsteht auf diese Weise eine sehr innige und gleichmäßige Vermischung des Brennstaubes mit der Verbrennungsluft. Außerdem werden die ursprünglichen Brennstoffstrahlen so zerstreut und verbreitert, daß die aus dem oberen Teil des Brennraumes austretende Flamme den ganzen Brennraumquerschnitt gleichmäßig ausfüllt. Ein Teil der Verbrennungsluft wird durch die in der Decke des Brennraumes befindlichen Luftdüsen S zugeführt und unterstützt die Bildung des Wirbels. Einige dieser Luftdüsen S befinden sich dicht vor ,den vorderen Rohrreihen D des Kessels und führen einen Teil der Verbrennungsluft so zu, daß er an diesen Rohrreihen entlangstreicht und die zu nahe an diese Wand geschleuderten Brennstoffteilchen von ihr abdrängt. Durch die geringe Wärmeaufnahme der wärmespiegelnden FlächenT einerseits und durch die starke Einstrahlung aus dem Brennschacht andererseits sowie durch die Wirbelbildung und ,die schräg aufwärts gerichtete Brennstoffzuführung wird in den Zündkammern U eine schnelle Entzündung des Brennstoff Luft-Gemisches bei allen Belastungen bewirkt. Um die Wirbelbildung zu begünstigen und zugleich die Wärmeaufnahme der im Bereich der Zündkammern U befindlichen Rohrwände zu verringern, sind im Bereich der Zündkammern die vorgezogenen Rohre H dicht an die Rohrwände herangeführt. In besonderen Fällen kann außerdem dieser Teil der Rohrwände durch wärmespiegelnden Stoff, z. B. feuerfeste Steine, abgedeckt werden. Das verbrennende Brennstoff Luft-Gemisch zieht, da die einzelnen Strahlen zerstreut und aufgelöst sind, den ganzen Querschnitt ausfüllend im Gleichstrom durch die Brennschächte e1 und e° abwärts, wobei eine vollkommene Verbrennung eintritt. Die Verbrennungsgase durchziehen sodann in der Pfeilrichtung den Kessel.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Kohlenstaubfeuerung für Dampfkessel mit absteigender Flamme und einem mit wasserberührten Flächen versehenen Brennraum, in dem Brennstoff und Luft unmittelbar nach ihrem Eintritt verwirbelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung von Brennstoff und Luft in den oberen Teil des Brennraumes derart .erfolgt, daß sich an dieser Stelle ein um eine waagerechte Achse drehender Wirbel bildet.
2. Feuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff von der Seite her durch schräg aufwärts gerichtete Brennstoffdüsen (R) in den oberen Teil (U) des Brennraumes (E) eingeführt wird und daß ein Teil der Verbrennungsluft durch in der Decke des Brennraumes (E) angeordnete Luftdüsen (S) in den Brennstoff-Luft-Wirbel hineingeleitet werden.
3. Feuerung nach Anspruch i und z. dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Verbrennungsluft an der dem Brennstoffeintritt gegenüberliegenden, durch Wasserrohre (D) gebildeten Brennraumwand entlang zugeführt wind, so daß er einerseits die Wirbelbewegung unterstützt und andererseits den H.eizgasstrom von der Rohrwand (D) abhält und sie vor Zerstörung schützt.
4.. Feuerung nach Anspruch i bis 3, bei welchem die den Brennschacht auf der den Brennstoffdüsen gegenüberliegenden Seite begrenzende dichte Rohrwand durch vorgezogene Abschirmrohre geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des als Zündkammer (U) ausgebildeten oberen Teils des Brennraumes (E) die vorgezogenen Abschirmrohre (H) dichter an die Rohrwand (D) herangezogen sind.
5. Feuerung nach Anspruch i bis ,4, bei welcher,der Gesamtbrennraum des Kessels durch wärmeaufnehmende Zwischenwände in mehrere nebeneinanderliegende Teilbrennschächte zerlegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Teile (U) der Teilbrennschächte (e1, e°) miteinander durch Verbindungsöffnungen (Tl) in oder neben den Zwischenwänden (F) in Verbindung stehen.