DE69922097T2

DE69922097T2 - Kessel

Info

Publication number: DE69922097T2
Application number: DE69922097T
Authority: DE
Inventors: Kenji Yamamoto; Hironobu Kobayashi; Hirofumi Okazaki; Toshikazu Tsumura; Kenji Kiyama
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2019-08-03
Also published as: DE69938262D1; KR20000017403A; AU4238099A; EP1505341B1; KR100586474B1; EP1505341A1; CZ297318B6; DE69938262T2; US6338304B2; PL191930B1; EP0981017A3; US20020066395A1; EP0981017A2; AU729353B2; EP0981017B1; US20010003265A1; CZ9902857A3; JP2000065305A; CN1223791C; PL335013A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kessel und insbesondere auf einen Kessel zur Verringerung der CO-Konzentration, von unverbrannten Stoffen sowie der Anhaftung von Asche und dergleichen nahe an einer Seitenwand eines Feuerraums.
Zur Verbesserung der Wärmeleistung eines Kessels ist es erforderlich, die Konzentration von Kohlenmonoxyd (CO) und von unverbrannten Stoffen in einem Feuerraum zu verringern. Zur Reduzierung der CO-Konzentration und von unverbrannten Stoffen in dem Feuerraum ist das folgende Verfahren bekannt.
Ein erstes Verfahren entspricht einem Verfahren zur Einstellung des Betriebszustands, insbesondere ein Verfahren zur Einstellung einer Luftstrommenge in einem Brenner und einer Luftstrommenge in einem Nachluftkanal für eine zweistufige Verbrennung.
Ein zweites Verfahren entspricht einem Verfahren zur Zuführung von Luft zu einem Raum mit erhöhten unverbrannten Feststoffen. Als Beispiel für das zweite Verfahren ist ein Verfahren zum Zuführen von Luft längs einer Feuerraumwand in den ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichungen 59-92346 und 2-122909 sowie in den ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen 62-131106 und 3-286918 gezeigt.
Bei diesen herkömmlichen Beispielen nach den ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichungen 59-92346 und 2-122909 sowie nach der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung 3-286918 ist ein Kessel offenbart, bei welchem ein Luftkanal in einem unteren Teil einer Brennerstufe vorgesehen ist.
Bei der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung 62-131106 ist ein Kessel offenbart, bei dem die Luftkanäle an vier Wänden des Feuerraums vorgesehen sind, wobei die Luftkanäle an oberen und unteren Abschnitten und auf einer Zwischenhöhe einer Vielzahl von Brennerstufen vorgesehen sind.
Die Erfinder haben die Effektivität des oben erwähnten ersten und zweiten Verfahrens auf der Basis einer Messung und einer numerischen Analyse eines tatsächlichen Kessels überprüft. Als Folge zeigte sich, dass die Konzentration von CO und von unverbrannten Stoffen in dem Verbrennungsgas in der Nähe der Seitenwand, die die Wand kreuzt, die den Brenner wenigstens auf einer Höhe der Brennerstufe aufweist, auch dann noch hoch ist, wenn eines dieser Verfahren verwendet wird. Außerdem hat sich gezeigt, dass im Falle der Verbrennung von Kohle Asche an der Seitenwand anhaftet.
Der Grund dafür besteht darin, dass das von dem Brenner erzeugte Verbrennungsgas in die Nähe der Seitenwand gelangt, die die Wand mit dem Brenner kreuzt, da der Druck in der Nähe der Seitenwand niedriger ist als der im Verbrennungsbereich im Zentrum des Feuerraums.
Eine Gegenmaßnahme dazu ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung 7-98103 gezeigt. Bei diesem Beispiel wird ein Kessel mit einer Vielzahl von Brennern und mit einer Vielzahl von stromab von den Brennern angeordneten Lufteinlasskanälen für eine zweistufige Verbrennung vorgeschlagen, der so gebaut ist, dass ein zusätzlicher Verbrennungskanal zum Zuführen eines Verbrennungsgases mit einem Sauerstoffpartialdruck von 10% oder weniger zwischen einer Seitenwand eines Feuerraums und einem Brenner so vorgesehen wird, dass für die Verbrennung die Gaseinblasmenge, die aus dem zusätzlichen Verbrennungskanal eingeblasen wird, und die Strahlrichtung eingestellt werden, wodurch verhindert wird, dass ein Brennerstrahl zu der Seitenwand des Feuerraums zurückkehrt.
Bei diesem Stand der Technik ist jedoch ein Rohr für die Zuführung von Verbrennungsgas mit einem Sauerstoffpartialdruck von 10% oder weniger zu dem zusätzlichen Verbrennungskanal erforderlich. Da ein Rohr zum Zuführen des Verbrennungsgases in einer Länge von einigen zehn Metern angeordnet werden muss, kann eine starke Kostenzunahme nicht vermieden werden.
Die US 3 877 440 offenbart eine Feuerraumanordnung mit wenigstens vier sich vertikal erstreckenden Wänden, die zur Bildung eines geschlossenen Raums mit Brennern miteinander verbunden sind, wenigstens einer der einander gegenüberliegenden zugewandten Wänden zugeordnet und für die Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in dem umschlossenen Raum ausgelegt sind. In jeder der gegenüberliegenden Wände sind zum Einführen von Luft in den Feuerraum wenigstens zwei vertikale Reihen von Öffnungen für jede Seite der Öffnungen für die Brenner vorgesehen, wodurch die zugeführte Luft in dem umschlossenen Raum angrenzend an die Innenflächen der Wände ansteigt. Die relativ kühle Luft, die in und durch den Innenraum des Feuerraumabschnitts strömt, verringert die Temperatur in den Verbrennungszonen im Inneren des Ofens in der Nähe der Brenner, wodurch wiederum die Temperatur des Gases und der Ascheteilchen im Innenraum so abgesenkt wird, dass die Ascheteilchen eine verringernde Neigung zeigen, an den Innenraumoberflächen der Wände anzuhaften und sich anzusammeln.
Aus der WO 98/16779 ist ein Verfahren zum Verringern der Korrosionsgeschwindigkeit der Seitenwand in einem mit Kohle befeuerten Kessel für die Energieversorgung bekannt, das dem in der US 3 877 440 beschriebenen Verfahren ähnlich ist. In den Seitenwänden des Kessels ist eine Vielzahl von Seitenwandschlitzen vorgesehen, so dass eine Schutzschicht von Luft durch die Schlitze eingeführt und durch den Aufstrom aus den Brennern nach oben getrieben wird, wodurch ein Luftvorhang gebildet wird, der die Seitenwand gegen Korrosion schützt. Durch Ausnutzung des Vorteils des Aufstroms aus den Brennern kann der Seitenwandvorhang mit einer Geschwindigkeit eingeführt werden, die niedrig genug ist, um zu gewährleisten, dass die Seitenwandluft sich nicht mit der primären Verbrennungsluft zur Verringerung der NO_x-Verminderung mischt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kessel bereitzustellen, der so gebaut ist, dass verhindert wird, dass ein Verbrennungsgas in die Nähe einer Seitenwand kommt, indem Luft, Sauerstoff, ein Verbrennungsgas und dergleichen verwendet werden, wie es im Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung offenbart ist.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Kessel mit einer Verbrennungskammer, die von einer vorderen und einer hinteren Wand und einer Seitenwand gebildet wird, die die vordere und hintere Wand kreuzt, und mit einer Vielzahl von Stufen von Brennern bereit, die an wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand angeordnet sind, in der ein Gaskanal zwischen einem Brenner der äußersten Reihe und der Seitenwand im Bereich einer Höhe der Brennerstufen vorgesehen ist, um den Druck eines Gases in der Verbrennungskammer in einem Abschnitt nach der Seitenwand größer zu machen als in einem Zentralabschnitt der Verbrennungskammer.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Kessel mit einer Verbrennungskammer, die von einer vorderen und einer hinteren Wand und einer Seitenwand gebildet wird, die die vordere und hintere Wand kreuzt, sowie mit mehreren Stufen von Brennern bereit, die an wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand angeordnet sind, wobei ein Gasstrahlkanal in der Seitenwand innerhalb eines Bereichs einer Höhe der Brennerstufen vorgesehen ist, um einen Druck des Gases nahe der Seitenwand innerhalb der Verbrennungskammer größer als einen Druck eines Gases an einem Zentralabschnitt der Verbrennungskammer zu machen.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin einen Kessel mit einer Verbrennungskammer, die von einer vorderen und einer hinteren Wand und einer Seitenwand gebildet wird, die die vordere und hintere Wand kreuzt, mit einer Vielzahl von Stufen von Brennern, die an wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand angeordnet sind, und mit einem Nachluftkanal für eine zweistufige Verbrennung bereit, der stromab von den Brennerstufen angeordnet ist, wobei wenigstens ein Gasstrahlkanal für eine Stufe zwischen einem Brenner der äußersten Reihe und der Seitenwand innerhalb eines Bereichs einer Höhe der Brennerstufen und mehrere Stufen von Gasstrahlkanälen zwischen dem Brenner der untersten Stufe und dem Nachluftkanal vorgesehen sind, um einen Gasdruck nahe der Seitenwand innerhalb der Verbrennungskammer höher als einen Gasdruck an einem zentralen Abschnitt der Verbrennungskammer zu machen.
Bei jedem der oben erwähnten Brenner möchte man, dass der Gaskanal an Abschnitten der gegenüberliegenden vorderen und hinteren Wand vorgesehen ist, die die gleiche Höhe haben, wobei eine Gaszuführeinrichtung vorgesehen ist, um den Gasstrahl mit einer Geschwindigkeit einzublasen, bei der ein Gasstrahl aus dem gegenüberliegenden Gaskanal in der Mitte der vorderen und hinteren Wand kollidiert.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung einen Kessel nach einem der oben erwähnten Aufbauten bereit, der Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Kohlenstaub als Brennstoff und Luft zum Transportieren des Kohlenstaubs zu den mehreren Stufen von Brennern sowie Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Verbrennungsluft zu den vielen Stufen von Brennern und Zuführeinrichtungen zum Zuführen eines Gases für die Strahlbildung für den Gaskanal aufweist, in dem Steuereinrichtungen zum Steuern eines Durchsatzes des Strahls aus dem Gaskanal auf der Basis einer Lastanforderung des Kessels und einer Information über die Kohleart vorgesehen sind, so dass der Durchsatz des Strahls aus dem Gaskanal verringert wird, wenn die Last des Kessels niedrig ist, und der Durchsatz des Strahls aus dem Gaskanal zunimmt in Entsprechung des Größerwerdens der Last des Kessels.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin einen Kessel nach einem der vorstehenden Aufbauten bereit, der Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Kohlenstaub als Brennstoff und von Luft zum Transportieren des Kohlenstaubs zu den mehreren Stufen von Brennern sowie Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Verbrennungsluft zu den mehreren Stufen von Brennern und Zuführeinrichtungen zum Zuführen eines Gases zum Abstrahlen für den Gaskanal aufweist, in welchem Messeinrichtungen zum Messen der Konzentration von Kohlenmonoxyd (CO) im Verbrennungsgas nahe an der Seitenwand sowie Steuereinrichtungen zum Steuern eines Durchsatzes des Strahls aus dem Gaskanal auf der Basis eines Lastbedarfs des Kessels und einem gemessenen Ergebnis der CO-Konzentration vorgesehen sind, um den Durchsatz des Strahls aus dem Gaskanal zu verringern, wenn die Last des Kessels niedrig ist, den Durchsatz des Strahls aus dem Gaskanal entsprechend dem Größerwerden der Last des Kessels zu erhöhen und den Durchsatz des Strahls aus dem Gaskanal zu verringern, wenn die CO-Konzentration genauso groß ist wie oder kleiner ist als ein vorgegebener Wert.
Die Steuereinrichtung kann eine Einrichtung zum Erhöhen des Durchsatzes des Strahls entsprechend dem niedrigen Wert eines Brennstoffverhältnisses in Kohlestaub sein.
Die Zuführeinrichtung zum Zuführen des Gases zum Abstrahlen für den Gaskanal kann eine Einrichtung zum Abzweigen der Verbrennungsluft des Brenners sein, um die Strahlluft zu bilden. In diesem Fall wird bevorzugt, dass ein den Durchsatz einstellender Dämpfer in jedem Strömungskanal der Verbrennungsluft und einem Verbrennungskanal der Luft zum Abstrahlen vorgesehen wird.
Die Zuführeinrichtung zum Zuführen des Gases für das Abstrahlen zu dem Gaskanal kann eine Einrichtung zum Abzweigen der Luft für den Transport des Kohlenstaubs sein, um die Luft für das Abstrahlen zu bilden.
In dem Fall, in welchem ein Nachluftkanal für eine zweistufige Verbrennung stromab von der Brennerstufe angeordnet ist, kann die Zuführeinrichtung zum Zuführen des Gases für das Abstrahlen zu dem Gaskanal eine Einrichtung zum Abzweigen der Nachluft sein, um die Luft für das Abstrahlen zu bilden.
Da erfindungsgemäß bei einem Kessel mit einer Verbrennungskammer, die von einer vorderen und hinteren Wand und einer Seitenwand gebildet wird, die die vordere und hintere Wand kreuzt, mit einer Vielzahl von Stufen von Brennern, die an wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand angeordnet sind, wobei zwischen einem Brenner der äußersten Reihe und der Seitenwand innerhalb eines Bereichs einer Höhe der Brennerstufen ein Gaskanal vorgesehen ist, um einen Druck des Gases innerhalb der Verbrennungskammer in einem Abschnitt nahe der Seitenwand größer zu machen als in einem zentralen Abschnitt der Verbrennungskammer, ist es möglich, den Druck des Gases nahe der Seitenwand zu erhöhen, um so das Verbrennungsgas davon abzuhalten, nahe an die Seitenwand zu gelangen, wodurch ein Anhaften von Asche aufgrund einer Kollision des Verbrennungsgases, die Konzentration von CO am Auslass der Verbrennungskammer und unverbrannte Stoffe verringert werden.
In diesem Fall entspricht bei den Ausgestaltungen, die nachstehend erwähnt werden, ein Kessel einem Kessel, bei welchem ein Verbrennungsgas, das durch die Verbrennung eines Brennstoffs erzeugt wird, aus einem Einlasskanal für einen Brennstoff zu einem Auslasskanal eines Feuerraums in einer Richtung strömt.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Gesamtaufbau eines Feuerraums einer ersten Ausführungsform eines Zwangsdurchlaufkessels nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführung eines Aufbaus eines Gaskanals bei der ersten Ausführungsform zeigt,
3 ist eine Stirnansicht, die eine Ausgestaltung eines Aufbaus des Gaskanals von 2 zeigt,
4 ist eine Ansicht, die eine Zusammenfassung eines Verbrennungsgasstroms und eines Gasstrahls in dem Feuerraum der ersten Ausführungsform zeigt, wobei der Gaskanal an einer vorderen Wand und einer hinteren Wand angeordnet ist,
5 ist eine Stirnansicht, die eine Zusammenfassung eines Verbrennungsgasstroms in dem herkömmlichen Feuerraum zeigt, in dem der Gaskanal nicht angeordnet ist,
6 ist eine Ansicht, die eine Zusammenfassung eines Verbrennungsgasstroms und eines Gasstrahls in einem Feuerraum zeigt und die sich nicht auf die Erfindung bezieht.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zusammengefassten Aufbau eines Feuerraums einer zweiten Ausführungsform eines Zwangsdurchlaufkessels nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
8 ist eine Stirnansicht, die eine Stromlinie zu einer Richtung der linken Seitenwand bei der zweiten Ausführungsform zeigt,
9 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis einer Berechnung einer Konzentration von CO (%) an einer Stelle zeigt, die von der linken Seitenwand der zweiten Ausführungsform 10 cm weg liegt,
10 ist eine Stirnansicht, die eine Stromlinie zu einer Richtung der linken Seitenwand bei dem herkömmlichen Zwangsdurchlaufkessel zeigt,
11 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis einer Berechnung einer Konzentration von CO (%) an einer Stelle zeigt, die 10 cm von der in 10 gezeigten Seitenwand weg liegt,
12 ist eine Stirnansicht, die eine Stromlinie zu einer Richtung der linken Seitenwand in dem herkömmlichen Zwangsdurchlaufkessel zeigt, in welchem an einem unteren Teil des Feuerraums zur Bildung eines Luftstroms längs der Wand eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luftstroms nahe der Grenzschicht der Wand vorgesehen ist,
13 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis einer Berechnung einer Konzentration von CO (%) zu einer Stelle zeigt, die 10 cm von der in 12 gezeigten linken Seitenwand entfernt ist.
14 ist eine Ansicht, die einen Kennlinienvergleich zwischen einem Brenner A, bei dem das stöchiometrische Verhältnis des Brenners in der Nähe von 0,8 liegt und ein Stickoxydwert am Auslass des Feuerraums einen minimalen Wert annimmt, und einem Brenner B zeigt, bei dem das stöchiometrische Verhältnis des Brenners in der Nähe von 0,7 liegt und bei dem ein Stickoxydwert am Auslass des Feuerraums einen Minimalwert annimmt,
15 ist eine Systemansicht, die einen Aufbau einer dritten Ausführungsform eines Zwangsdurchlaufkessels nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
16 ist die Ansicht einer Kennlinie, die eine Ausgestaltung einer Beziehung zwischen einer Last und einer Durchsatzmenge eines Strahls aus dem Gaskanal zeigt,
17 ist die Ansicht einer Kennlinie, die eine Ausgestaltung einer Beziehung zwischen einem Brennstoffverhältnis und einem Durchsatz eines Strahls aus dem Gaskanal zeigt,
18 ist die Ansicht einer Kennlinie, die eine Ausgestaltung einer Beziehung zwischen einer CO-Konzentration und einer Durchsatzmenge eines Strahls aus einem Gaskanal zeigt,
19 ist eine Seitenansicht eines Feuerraums, der Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Luft für den Strahl durch Abzweigen von Luft für die Verbrennung in einem Brenner zeigt,
20 ist eine Seitenansicht eines Feuerraums, der Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Luft für einen Strahl durch Abzweigen an einer Stromaufseite eines Schiebers zum Einstellen einer Luftdurchsatzmenge in einem Brenner zeigt, und
21 ist eine Seitenansicht eines Feuerraums, die eine Ausgestaltung zeigt, bei der für den Fall, dass der Gaskanal sich nahe an der Nachluftkanal befindet, die Luft für den Strahl aus der Nachluft abgezweigt wird und das Luftrohr kürzer gemacht wird.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 21 werden nun Ausführungsformen eines Zwangsdurchlaufkessels nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zusammengefassten Aufbau eines Feuerraums einer ersten Ausführungsform eines Zwangsdurchlaufkessels nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Feuerraum hat eine vordere Wand 14a und eine hintere Wand 14b sowie eine linke Seitenwand 1a und eine rechte Seitenwand 1b, die sich mit den Wänden 14a und 14b kreuzen. An wenigstens einer Wand von der vorderen Wand 14a und der hinteren Wand 14b, die einander gegenüberliegen, ist eine Vielzahl von Brennern mit mehreren Stufen und mehreren Reihen angebracht. Im Falle der ersten Ausführungsform werden jeweils ein Brenner 2 der unteren Stufe, ein Brenner 3 der mittleren Stufe und ein Brenner 4 der oberen Stufe jeweils von vier Reihen von Brennern gebildet. Jeder der Brenner führt Brennstoff und Verbrennungsluft einer Verbrennungskammer 13 zu.
Zwischen dem Brenner 2 der unteren Stufe und dem Brenner 4 der oberen Stufe in Höhenrichtung und zwischen der Seitenwand 1 und einem Brenner der äußersten Reihe in seitlicher Richtung ist nach der vorliegenden Erfindung ein Gaskanal angeordnet. Der Gaskanal 6 der ersten Ausführungsform wird von einem Abschnitt gebildet, der die gleiche Höhe hat wie der Brenner 3 der mittleren Stufe. Der Gaskanal 6 der vorderen Wand 14a und der Gaskanal 6 der hinteren Wand 14b sind an einer Stelle ausgebildet, an der ein Strahl des Gaskanals 6 kollidiert.
Bei der ersten Ausführungsform wird aus dem Gaskanal 6 ein keinen Brennstoff enthaltendes Gas zugeführt. Eine Komponente des Gases, die keinen Brennstoff enthält, ist Luft, Sauerstoff, verbranntes Abgas und dergleichen. Es ist nicht erforderlich, dass die Strömungsgeschwindigkeiten der gegenüberliegenden Strahlen zueinander gleich sind und es ist möglich, eine Position, bei der die Strahlen miteinander kollidieren und einen Druck in der Kollisionsposition herzustellen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit und die Durchsatzmenge der Strahlen geändert werden.
2 ist eine Schnittansicht, die eine Ausgestaltung eines Aufbaus des Gaskanals 6 nach der ersten Ausführungsform zeigt. 3 ist eine Stirnansicht, die die Ausgestaltung des in 2 gezeigten Gaskanals 6 zeigt. Eine Form des Gaskanals 6 wird von einem einen Kessel bildenden Wasserrohr 17 begrenzt. Das Wasserrohr 17 ist um den Gaskanal 6 in einer Richtung parallel zu einer Mittelachse des Gaskanals 6 angeordnet. Wenn das Wasserrohr 17 auf diese Weise angeordnet ist, wird eine Dämpfung eines Strahls 16 in dem Gaskanal 6 so verringert, dass der Druck zu einem Zeitpunkt zunimmt, zu dem der Strahl 18 zum Zusammenprallen gebracht wird. Eine optimale Form des Gaskanals 6 ist eine zylindrische Form mit einem Kreisquerschnitt. Wenn der Querschnitt des Gaskanals 6 kreisförmig ist, ist es leicht, das Wasserrohr 17 so zu biegen, dass der Gaskanal 6 gebildet wird.
4 ist eine Ansicht, die eine Zusammenfassung eines Stroms des Verbrennungsgases 16 und des Strahls 18 in dem Feuerraum der ersten Ausführungsform zeigt, bei der der Gaskanal 6 in der vorderen Wand 14a und der hinteren Wand 14b angeordnet ist. Bei der Anordnung des Gaskanals 6 kann das Verbrennungsgas 16 nicht in die Nähe der Seitenwände 1a und 1b aufgrund des Strahls 18 des Gases kommen, das aus dem Gaskanal 6 eingeblasen wird, weil der Druck in der Nähe der Seitenwände 1a und 1b aufgrund des Strahls 18 des Gases höher wird, der aus dem Gaskanal 6 eingeblasen wird.
5 ist eine Stirnansicht, die eine Zusammenfassung eines Stroms des Verbrennungsgases in dem herkömmlichen Feuerraum zeigt, bei dem der Gaskanal 6 nicht vorgesehen ist. Wenn ein solcher Gaskanal 6 nicht vorgesehen ist, strömt das Verbrennungsgas 16, das an den Brennerstufen 2, 3 und 4 gebildet wird, in der Richtung der Seitenwände 1a und 1b. Da das Verbrennungsgas 16 aus dem Brenner 2 der unteren Stufe von dem Verbrennungsgas 16 des mittleren Brenners 3 und des oberen Brenners 4 gestört wird und nicht in eine unmittelbare Richtung aufsteigen kann, strömt das Gas 16 in Richtung der Seitenwände 1a und 1b, wo der Druck niedrig ist.
Ein besonderer Effekt kann auch dann erreicht werden, wenn der Gaskanal 6 zwischen dem Boden des Feuerraums und dessen Oberseite nicht unmittelbar neben den Brennerstufen 2, 3 und 4 ausgebildet wird. Dieser Effekt wird jedoch gering, wenn er an einem Abschnitt angeordnet wird, der abseits von den Brennerstufen 2, 3 und 4 liegt.
Wenn, wie beim Stand der Technik gezeigt ist, der Gaskanal 6 in einer unteren Seite der Brennerstufen 2, 3 und 4 ausgebildet wird, wird der Druck des Teils nahe der Seitenwand 1 an der gebildeten Höhe hoch, während jedoch der Druck auf der Höhe der Brennerstufen 2, 3 und 4 niedrig wird, so dass das von den Brennern 2, 3 und 4 erzeugte Verbrennungsgas 16 in die Richtung der Seitenwände 1a und 1b strömt.
Wenn der Gaskanal 6 in der oberen Seite der Brennerstufen 2, 3 und 4 ausgebildet wird, nimmt der Druck des Teils nahe der Seitenwände 1a und 1b verglichen mit dem Fall zu, dass der Gaskanal 6 nicht ausgebildet ist. Verglichen mit dem Fall der Ausbildung des Gaskanals in dem Bereich der Brennerstufen 2, 3 und 4 ist die Zunahme des Drucks gering und das von den Brennern 2, 3 und 4 erzeugte Verbrennungsgas 16 strömt leicht in Richtung der Seitenwände 1a und 1b.
Der Strahl 18 aus dem Gaskanal 6 kann das Ziel der vorliegenden Erfindung gut erfüllen, wenn er den Mittelabschnitt jeder der Seitenwände 1a und 1b erreicht. Wenn der Strahl 18 den Mittelabschnitt einer jeden der Seitenwände 1a und 1b nicht erreichen kann, strömt das Verbrennungsgas 16 leicht in die Richtung der Seitenwände 1a und 1b. Deshalb ist es erforderlich, dass der Strahl 16 im Mittelabschnitt jeder der Seitenwände 1a und 1b kollidiert. Eine erwünschte Strömungsgeschwindigkeit des Strahls 18 liegt innerhalb eines Bereichs zwischen 30 m/s und 90 m/s. Wenn außerdem der Gaskanal 6 die Bauweise für die Zuführung eines Direktstromgases hat, ist es möglich, das Gas dem Mittelabschnitt der Seitenwände 1a und 1b mit einem höheren Druck zuzuführen, da die Dämpfung des Impulses des Gases kleiner ist als bei der Bauweise der Zuführung eines Gases im Wirbelstrom.
Der Strahl 18 an dem Gaskanal 6 kann nicht nur senkrecht zu der Brennerwand 14 sondern auch mit einem ausgewählten Winkel zugeführt werden. Wenn der Strahl 18 am Gaskanal 6 so zugeführt wird, dass er zu einem inneren Abschnitt der Verbrennungskammer 13 gerichtet ist, ist es schwierig, dass das Verbrennungsgas 16 in die Richtung der Seitenwand 1 strömt. Wenn der Strahl 18 zu der Seitenwand 1 hin eingeblasen wird, kann das Gas in dem Strahl 18 längs der Seitenwand 1 zugeführt werden. Wenn das Verbrennungsgas 16 in die Nähe der Seitenwand 1 kommt, nimmt die Wärmeabsorption der Seitenwand 1 zu, so dass die Temperatur einer die Seitenwand 1 bildenden Wasserwand zunimmt. Der Strahl 18 an dem Gaskanal 6 dient auch zum Kühlen der Seitenwand 1.
6 ist eine Ansicht, die eine Zusammenfassung des Stroms des Verbrennungsgases 16 und des Strahls 18 innerhalb des Feuerraums zeigt, in dem ein Gaskanal 8 an der linken Seitenwand 1a und an der rechten Seitenwand 1b angeordnet ist, der sich nicht auf die vorliegende Erfindung bezieht. Die Aufbauten der Brennerstufen 2, 3 und 4, der vorderen Wand 14a und der hinteren 14b sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Es ist nicht erforderlich, dass der Gaskanal 8 nur an der vorderen Wand 14a und der hinteren Wand 14b angeordnet wird, an denen die Brennerstufen 2, 3 und 4 angeordnet sind. Wenn der Gaskanal 8 an den Seitenwänden 1a und 1b angeordnet ist, kann der gleiche Effekt wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden. In diesem Fall ist es wie bei der ersten Ausführungsform erforderlich, den Druck in der Nähe der Seitenwände 1a und 1b zu erhöhen. Es ist zweckmäßig, eine Strömungsgeschwindigkeit für den Strahl 18 im Bereich zwischen 30 m/s und 90 m/s einzustellen. Außerdem kann der Strahl 18 am Gaskanal 8 nicht nur senkrecht zur hinteren Wand 14b sondern auch in einem ausgewählten Winkel angeordnet werden. 6 zeigt einen Kessel, bei dem der Strahl 18 nach unten zugeführt wird. Wenn der Strahl 18 nach unten gerichtet wird, kollidieren der Strahl 18 und das Verbrennungsgas 16 miteinander, so dass der Druck zunimmt. Als Folge kann das Verbrennungsgas 16 nicht in die Nähe der Richtung der Seitenwände 1a und 1b kommen.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zusammengefassten Aufbau eines Feuerraums einer zweiten Ausführungsform eines Zwangsdurchlaufkessels nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Aufbauten der Brennerstufen 2, 3 und 4, der vorderen Wand 14a und der hinteren Wand 14b sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. An einem oberen Abschnitt der Brennerstufen 2, 3 und 4 ist ein Nachluftkanal 9 für eine zweistufige Verbrennung angebracht. Wenigstens eine Stufe des Gaskanals 6 ist zwischen dem Brenner 2 der unteren Stufe und dem Brenner 4 der oberen Stufe angeordnet, während eine Vielzahl von Stufen der Gaskanäle 6 zwischen dem Brenner 2 der unteren Stufe und dem Nachluftkanal 9 angeordnet sind. Bei der zweiten Ausführungsform sind sie an einem Abschnitt, der die gleiche Höhe wie der mittlere Brenner 3 hat, zwischen dem oberen Brenner 4 und dem Nachluftkanal 9, und an einem Abschnitt, der die gleiche Höhe hat wie der Nachluftkanal 9 insgesamt an drei Abschnitten angeordnet.
Der Strahl 18 aus dem Gaskanal 6 erhöht den Druck am Mittelabschnitt der Seitenwand 1 und verhindert, dass das Verbrennungsgas 16 in die Nähe der Seitenwand 1 kommt, genauso wie bei der ersten Ausführungsform. Wenn der Gaskanal 6 in den Brennerstufen 2, 3 und 4 angeordnet ist, ist es schwierig, dass das Verbrennungsgas 16 in die Nähe der Seitenwände 1a und 1b kommt, während gleichzeitig das in einem zweistufigen Verbrennungsverfahren erzeugte reduzierende Gas oxidiert wird, so dass es möglich ist, die Konzentration von CO und unverbrannten Stoffen in der Nähe der Seitenwand 1a und 1b zu verringern. Außerdem nimmt der Druck in der Nähe der Seitenwände 1a und 1b durch Anordnen mehrerer Stufen von Gaskanälen 6 zu, wie es in 7 gezeigt ist, so dass das Verbrennungsgas 16, welches das reduzierende Gas enthält, kaum in die Nähe der Seitenwand 1 gelangen kann.
8 ist eine Stirnansicht, die eine Stromlinie 41 in Richtung zur linken Seitenwand 1a der zweiten Ausführungsform zeigt. 9 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis der Berechnung einer Konzentration von CO (%) an einer Stelle zeigt, die 10 cm von der linken Seitenwand 1a der ersten Ausführungsform entfernt ist. Der numerisch analysierte Kessel ist ein Kessel mit einer maximalen Abgabeleistung einer Kohlenstaubflamme von 500 MW im Zustand von 100% Last. Aus dem Gaskanal 6 werden 4% Luft für die Verbrennung zugeführt. Die Einblasgeschwindigkeit beträgt 40 m/s.
10 ist eine Stirnansicht, die die Stromlinie 41 in Richtung zur linken Seitenwand 1a eines herkömmlichen Zwangsdurchlaufkessels zeigt. 11 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis einer Berechnung einer Konzentration von CO (%) an einer Stelle zeigt, die 10 cm von der linken Seitenwand 1a, wie in 10 gezeigt, entfernt ist. Der numerisch analysierte Kessel ist ein Kessel mit einer maximalen Abgabeleistung einer Kohlenstaubflamme von 500 MW bei einem Zustand mit 100% Last.
12 ist eine Stirnansicht, die eine Stromlinie 41 in Richtung zur linken Seitenwand 1a des herkömmlichen Zwangsdurchlaufkessels zeigt, bei dem eine Vorrichtung für einen Luftstrom in der Nähe der Grenzschicht der Wand 42 zur Bildung eines Luftstroms längs der Wand in dem unteren Abschnitt des Feuerraums vorgesehen ist. 13 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis einer Berechnung einer Konzentration von CO (%) an einer Stelle zeigt, die 10 cm von der linken Seitenwand 1a entfernt ist, wie in 12 gezeigt ist. Der numerisch analysierte Kessel ist ein Kessel mit einer maximalen Abgabeleistung einer Kohlenstaubflamme von 500 MW und in einem Zustand von 100% Last. Aus der Vorrichtung für den Luftstrom in der Nähe der Grenzschicht der Wand 42 werden 8% Luft für die Verbrennung zugeführt, was in 12 als Luftstrom nahe der Grenzschicht der Wand 43 gezeigt ist.
Wenn im Vergleich von 8, 10 und 12 der Gaskanal 6 so wie in 8 gezeigt auf der Basis der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, ist der Strom des Verbrennungsgases 16 in Richtung der Seitenwände 1a und 1b hin kleiner als bei der herkömmlichen Ausgestaltung von 12. Insbesondere gibt es kaum einen Strom in Richtung zu den Seitenwänden 1a und 1b aus dem Brenner 3 der mittleren Stufe und dem Brenner 4 der oberen Stufe. Der Strahl 18 aus dem Gaskanal 6 verhindert, dass das Verbrennungsgas 16 mit der Seitenwand kollidiert. Wenn die Vorrichtung für einen Luftstrom nahe der Grenzschicht der Wand 42 in 12 vorgesehen ist, ist es kaum möglich, zu verhindern, dass das Verbrennungsgas 16 mit den Seitenwänden 1a und 1b kollidiert.
Die CO-Konzentration in der Nähe der Seitenwand 1 bei der ersten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung von 9 ist gleich oder kleiner als 1% an einer Stelle stromab von der Brennerstufe.
Die CO-Konzentration in der Nähe der Seitenwand 1 bei dem in 11 gezeigten Kessel der herkömmlichen Bauweise erreicht 10% als Maximum zwischen dem Brenner 4 der oberen Stufe und dem Nachluftkanal 9. Kohlenmonoxyd in der Nähe der Seitenwand 1 ist schwer zu oxidieren und strömt zum Auslasskanal 5 des Feuerraums.
Die CO-Konzentration in der Nähe der Seitenwand 1 bei dem Kessel der herkömmlichen Bauweise, bei dem die Vorrichtung für den Luftstrom in der Nähe der Grenzschicht der Wand 42 von 13 angeordnet ist, beträgt 8% im Maximum und unterscheidet sich kaum von dem Kessel der herkömmlichen Bauweise. Die Verteilung der oben erwähnten CO-Konzentration stellt sich ein, weil aus den Brennern 2, 3 und 4 kommendes Verbrennungsgas 16 in Richtung der Seitenwand 1 strömt und auch dann einen niedrigen Druck hat, nachdem die Luft in der Nähe der Grenzschicht der Wand 42 längs der Seitenwand 1 strömt und dadurch mit der Seitenwand 1 kollidiert.
14 ist eine Ansicht, die einen Vergleich der Kennlinie zwischen einem Brenner A, bei dem ein stöchiometrisches Verhältnis des Brenners in der Nähe von 0,8 liegt und der Wert von Stickoxyd am Auslass 5 des Feuerraums ein Minimalwert wird, und einem Brenner B zeigt, bei dem ein stöchiometrisches Verhältnis des Brenners in der Nähe von 0,7 liegt und der Stickoxydwert am Auslass 5 des Feuerraums ein Minimalwert wird. Der bei der zweiten Ausführungsform verwendete Brenner soll eine Kennlinie haben, bei der der Stickoxydwert am Auslass 5 des Feuerraums ein Minimalwert bei einer solchen Betriebsbedingung wird, dass das stöchiometrische Verhältnis des Brenners kleiner als 0,8 ist. Bei Verwendung des Brenners B ist es zur Reduzierung des Stickoxyds am Auslass 5 des Feuerraums effektiv, das stöchiometrische Verhältnis des Brenners auf 0,7 anstatt auf 0,8 zu reduzieren. Wenn jedoch das stöchiometrische Verhältnis des Brenners abgesenkt wird, strömt das in den Brennerstufen 2, 3 und 4 erzeugte reduzierende Gas in der Nähe der Seitenwand 1, wodurch die Konzentration an CO und unverbrannten Stoffen erhöht wird.
Deshalb hat man den Kessel der herkömmlichen Bauweise in einem Zustand mit einem stöchiometrischen Verhältnis des Brenners von etwa 0,8 betrieben, wobei das Stickoxyd am Auslass 5 des Feuerraums im Wesentlichen den gleichen Anteil beim Brenner A und beim Brenner B hat.
Da es nach der Erfindung möglich ist, die Konzentration von CO und unverbrannten Stoffen in der Nähe der Seitenwand 1 zu verringern, wenn der Gaskanal 6 angeordnet wird, wie es bei der dritten Ausführungsform gezeigt ist, ist es im Gegensatz dazu möglich, den Brenner B zu verwenden, bei dem das stöchiometrische Brennerverhältnis in der Nähe von 0,7 liegt und der Stickoxydwert am Auslass 5 des Feuerraums ein Minimalwert wird, so dass es im Vergleich mit der Verwendung des Brenners A möglich ist, das Stickoxyd am Auslass 5 des Feuerraums zu verringern.
15 ist eine Systemansicht, die einen Aufbau einer dritten Ausführungsform eines Zwangsdurchlaufkessels nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Der eingesetzte Brennstoff ist Kohle 23, die in einem Kohlebunker 37 gelagert ist. Die in dem Kohlebunker 37 gelagerte Kohle wird durch eine Kohlenstaubmühle 38 pulverisiert. Die Kohlezuführluft 33 und die Kohle werden einem Brenner 39 zugeführt. Die aus einem Gebläse 31 zugeführte Luft wird durch Verbrennungsabgas 32 und einen Lufterhitzer 30 erhitzt. Die erhitzte Luft wird in eine Kohlezuführluft 34, eine Verbrennungsluft 35 und einen Luftstrahl 36 am Kanal 6 separiert. In den Rohren für die Kohlezuführluft 34, die Verbrennungsluft 35 und die Strahlluft 36 sind ein Schieber 27 und ein Durchsatzmesser 26 angeordnet. Eine Steuereinrichtung 20 gibt eine Lastanforderung 21, eine Kohlentypinformation 22, ein Kohlentyp-Messergebnis 24 und ein Durchsatzsignal 25 des Luftstrahls 36 ein, wodurch ein Schieber 27 für den Luftstrahl 36 gesteuert wird. Es reicht aus, dass der Gaskanal 6 so angeordnet ist, wie es bei der ersten Ausführungsform gezeigt ist.
Die Steuervorrichtung 20 bewertet die Eigenschaft der Kohle auf der Basis der Kohlentypinformation 22 oder des Kohlentypmessergebnisses 24, steuert einen Öffnungsgrad des Schiebers 27 ansprechend auf die Kohleneigenschaftsbewertung, die Lastanforderung und den Durchsatz 25 des Luftstrahls 36 und stellt den Strahl 18 aus dem Gaskanal 6 ein.
16 ist eine Kennlinienansicht, die ein Beispiel für eine Beziehung zwischen der Last und dem Durchsatz des Strahls 16 aus dem Gaskanal 6 zeigt. Da der Druck des Verbrennungsbereichs in dem Feuerraum nicht hoch ist, wenn die Last niedrig ist, ist der Durchsatz an Verbrennungsgas 16, das in Richtung der Seitenwand 1 strömt, gering. Dementsprechend ist der Durchsatz des Strahls 18 aus dem Gaskanal 6 auf klein eingestellt. Wenn die Last größer wird, wird der Durchsatz des Strahls 18 aus dem Gaskanal 6 so eingestellt, dass er zunimmt.
17 ist eine Kennlinienansicht, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen dem Brennstoffverhältnis und dem Durchsatz des Strahls 18 aus dem Gaskanal 6 zeigt. Wenn die Kohle ein niedriges Brennstoffverhältnis hat, da die Menge des reduzierenden Gases im Verbrennungsgas 16, das in Richtung der Seitenwand 1 strömt, zunimmt, wird der Durchsatz des Strahls 16 aus dem Gaskanal 6 so eingestellt, dass er zunimmt. Wenn im Gegensatz dazu die Kohle ein hohes Brennstoffverhältnis hat, da die Verbrennung nicht begünstigt wird und die Menge des reduzierenden Gases verglichen mit der Kohle mit niedrigem Brennstoffverhältnis verringert wird, wird die Durchsatzmenge des Strahls 18 aus dem Gaskanal 6 so eingestellt, dass sie verringert wird.
Wenn die Durchsatzmenge des Strahls 18 am Gaskanal 6 so eingestellt ist, dass sie ein Minimum ist, ohne den reduzierenden Bereich, der in dem Feuerraum nach dem in 16 und 17 gezeigten Steuerverfahren gebildet wird, unterbrochen wird, ist es möglich, eine Stickoxydkonzentration am Auslass 5 des Feuerraums zu erhalten, die immer ein Minimum ist.
18 ist eine charakteristische Ansicht, die ein Beispiel für eine Beziehung zwischen der Konzentration von CO und der Durchsatzmenge des Strahls 18 aus dem Gaskanal 6 zeigt. Ohne die Kohleinformation 22 oder das Kohleart-Messergebnis 24 ist es möglich, eine CO-Konzentrationsmessvorrichtung 28, beispielsweise an der Seitenwand 1 so anzubringen, dass ein CO-Konzentrationssignal 29 erhalten und die Durchsatzmenge des Strahls 18 aus dem Gaskanal 6 entsprechend der CO-Konzentration gesteuert wird. Wenn in diesem Fall das Signal 29 für die CO-Konzentration gleich oder größer als etwa 4% ist, wie in 18 gezeigt ist, wird der Schieber 27 geöffnet, um den Durchsatz des Strahls 18 am Gaskanal 6 zu erhöhen. Wenn die CO-Konzentration 29 gleich 4% oder kleiner ist, wird der Schieber 24 geschlossen, so dass der Durchsatz des Strahls 18 am Gaskanal 6 verringert wird. Wie aus der Verteilung der oben erwähnten und in 9 gezeigten CO-Konzentration ersichtlich ist, ist es nicht erforderlich, die CO-Konzentration so zu begrenzen, dass die Steuerung bei 4% beginnt. D.h., dass, wenn die CO-Konzentration in der Nähe der Brenner 2, 3 und 4 gleich 4% oder kleiner ist, man davon ausgeht, dass eine Flamme nicht mit der Seitenwand 1 kollidiert, wodurch es möglich ist, eine fakultative CO-Konzentration zwischen 0 und 4% zu wählen.
19, 20 und 21 sind Seitenansichten, die Änderungen der Zuführeinrichtung zum Zuführen der Luft 36 für den Strahl für einen Feuerraum 15 zeigen.
Die in 19 gezeigte Luft für den Strahl 36 wird durch Abzweigen von Luft 35 für die Verbrennung des Brenners 39 zugeführt. Da der Druck der Luft 35 für die Verbrennung am Brenner hoch ist, ist es möglich, den Strahl 18 mit hoher Geschwindigkeit einzublasen, so dass vorzugsweise der Druck in der Nähe der Seitenwand 1 erhöht wird.
Die Luft 36 für den Strahl wird, wie in 20 gezeigt ist, stromauf von dem Schieber 27 zur Einstellung des Luftdurchsatzes des Brenners 39 abgezweigt. Beim Abzweigen der Luft 36 für den Strahl in der oben erwähnten Weise wird der Druck der Luft 36 für den Strahl ein wenig auch durch Ändern des Durchsatzes der Verbrennungsluft zum Brenner 39 geändert, so dass es möglich ist, die Luft 36 für den Strahl mit einer weiterhin hohen Geschwindigkeit einzublasen. Außerdem ist es möglich, die Luft 36 für den Strahl und die Verbrennungsluft im Brenner 39 unabhängig zu steuern.
21 zeigt eine Ausführungsform, bei der dann, wenn der Gaskanal 6 sich nahe am Nachluftkanal 9 befindet, Luft 36 für den Strahl aus der Nachluft 45 abgezweigt und das Luftrohr kürzer gemacht wird.
Bei der herkömmlichen Ausführungsform, die in der oben erwähnten ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung 7-98103 offenbart ist, ist das Rohr zum Zuführen des Gases für die Verbrennung, das einen Sauerstoffpartialdruck von 10% oder weniger des zusätzlichen Verbrennungskanals hat, erforderlich. Dementsprechend ist es erforderlich, das Rohr zum Zuführen des Gases für die Verbrennung anzuordnen, das eine Länge von einigen zehn Metern hat, so dass eine große Kostensteigerung unvermeidbar ist.
Im Gegensatz dazu ist es bei der Zuführeinrichtung zum Zuführen der Luft 36 für den Strahl zu dem Feuerraum 15 nach der vorliegenden Erfindung und wie in 19, 20 und 21 gezeigt ist, ausreichend, lediglich die Verbrennungsluft 35 oder die in eine sehr nahe Position durch Verrohrung geführte Nachluft 45 abzuzweigen, um die Luft 36 für den Strahl zuzuführen. Insbesondere dann, wenn der Gaskanal 6 auf der gleichen Höhe wie die Brennerstufen 2, 3 und 4 angeordnet ist, da es möglich ist, den Gaskanal 6 sowohl am rechten als auch linken eines Sichtkasten 40 des Brenners 39 auszubilden, reicht es aus, nur eine minimale Zahl von Ausrüstung für die vorliegenden Erfindung hinzuzufügen. Wenn der Gaskanals 6 auf der gleichen Höhe wie der Nachluftkanal 9 vorgesehen ist, kann das gleiche Material verwendet werden.
Da erfindungsgemäß bei einem Zwangsdurchlaufkessel mit einer Verbrennungskammer, die von der vorderen und der hinteren Wand und einer Seitenwand, die die vordere und hintere Wand kreuzt, und von mehreren Stufen von Brennern gebildet wird, die an wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand angeordnet sind, ein Gaskanal zwischen einem Brenner der äußersten Reihe und der Seitenwand innerhalb eines Bereichs einer Höhe der Brennerstufe so angeordnet ist, dass Gas in die Verbrennungskammer eingeblasen wird, wodurch der Gasdruck in der Nähe der Seitenwand höher als der Gasdruck am Mittelabschnitt der Verbrennungskammer wird, ist es möglich, zu verhindern, dass Verbrennungsgas in die Nähe der Seitenwand kommt, wodurch das Anhaften von Asche aufgrund einer Kollision des Verbrennungsgases sowie eine Konzentration von CO am Auslass des Feuerraums und von unverbrannten Stoffen verringert wird.

Claims

Kessel – mit einer Verbrennungskammer (13), die eine vordere und eine hintere Wand (14a, 14b) und ein Paar von Seitenwänden (1a, 1b) aufweist, die sich mit der vorderen und hinteren Wand kreuzen, – mit einer Vielzahl von Brennern (2, 3, 4, 39) zum Verbrennen von Kohlenstaub (23) durch Einblasen des Kohlenstaubs (23), von Transportluft (33) zum Transportieren des Kohlenstaubs (23) und von Verbrennungsluft (35) in die Verbrennungskammer (13), – wobei die Brenner (2, 3, 4, 39) in mehreren Stufen in Höhenrichtung wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand (14a, 14b) vorgesehen sind und – wobei eine Vielzahl von Brennern in Horizontalrichtung pro einer Stufe angeordnet sind, und – mit Gaseinblaskanälen (6) zum Einführen von Gas, die auf gegenüberliegenden Positionen in der vorderen Wand (14a) und der hinteren Wand (14b) innerhalb eines Höhenbereichs, auf dem die Brenner (2, 3, 4, 39) vorgesehen sind, und zwischen den Brennern in einer äußersten Linie in Horizontalrichtung und dem Paar von Seitenwänden (1a, 1b) vorgesehen sind, gekennzeichnet – durch eine Zweigleitung für ein solches Zuführen eines Teils der Verbrennungsluft (35) zu den Gaseinblaskanälen (6), dass sie in die Verbrennungskammer (13) durch die Gaseinblaskanäle (6) als Luftstrahlen (18) eingeblasen wird, und – durch eine Kollisionszone in der Verbrennungskammer (13), in der die von den gegenüberliegenden Positionen in der vorderen Wand (14a) und der hinteren Wand (14b) eingeblasenen Luftstrahlen (18) zum Zusammenstoßen gebracht werden, wodurch der Druck in der Nähe des Paars von Seitenwänden (1a, 1b) erhöht wird.
Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Weg eines Rohrs zum Zuführen der Verbrennungsluft (35) zu dem Brenner (2, 3, 4, 39) ein Schieber (27) zum Regulieren der Luftdurchflussmenge vorgesehen ist und dass die Zweigleitung stromauf von der Position des Schiebers (27) angeordnet ist.
Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Transportluft (34) zum Transportieren des Kohlenstaubs (23) zum Brenner für eine Zuführung zu den Gaseinblaskanälen (6) abgezweigt ist.
Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – dass in wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand (14a, 14b) in der Verbrennungskammer (13) eine Vielzahl von Nachluftkanälen (9) zum Einblasen von Nachluft (45) vorgesehen ist, – dass die Nachluftkanäle (9) in einer oberen Stufe des Brenners (4) in einer obersten Stufe in Horizontalrichtung vorgesehen sind, – dass weitere Gaseinblaskanäle (6) zum Einblasen von Luftstrahlen (18) an gegenüberliegenden Positionen zwischen dem Nachluftkanal (9) in der äußersten Linie in der Horizontalrichtung und dem Paar von Seitenwänden (1a, 1b) vorgesehen sind, und – dass die Luftstrahlen (18), die von den weiteren Gaseinblaskanälen (6), die zwischen dem obersten Brenner (4) und der vorderen und hinteren Wand (14a, 14b) angeordnet sind, und von den Nachluftkanälen (9) eingeblasen werden, innerhalb der Verbrennungskammer (13) zum Zusammenstoßen gebracht werden, wodurch der Druck in der Nähe des Paars von Seitenwänden (1a, 1b) erhöht wird.
Kessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Nachluftkanal (9) zugeführte Nachluft (45) für die Zuführung zu den weiteren Gaseinblaskanälen (6) abgezweigt wird, die an der Position vorgesehen sind, die höher ist als der oberste Brenner (4).
Kessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Weg eines Rohrs für die Zuführung der Nachluft (45) zu den Nachluftkanälen (9) ein Schieber zum Regulieren der Luftdurchflussmenge vorgesehen ist und dass die Zweigleitung stromauf von der Position des Schiebers zugeordnet ist.
Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Steuereinrichtung (20) zum Steuern der Durchflussmenge des Strahls aus den Gaseinblaskanälen (6) auf der Basis eines Lastbefehls des Kessels und einer Kohlenart-Information versehen ist, wobei die Durchflussmenge des Strahls verringert wird, wenn die Last des Boilers niedrig ist, und die Durchflussmenge des Strahls in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Kessellast erhöht wird.
Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Steuereinrichtungen (20) zum Steuern der Durchflussmenge des Strahls aus den Gaseinblaskanälen (6) auf der Basis eines Lastbefehls des Kessels und einer Kohlenmonoxidkonzentration (28, 29) des Verbrennungsgases nahe dem Paar von Seitenwänden (1a, 1b) versehen ist, wobei die Durchflussmenge des Strahls verringert wird, wenn die Last des Kessels niedrig ist, die Durchflussmenge des Strahls entsprechend einer Zunahme der Kessellast gesteigert wird und die Durchflussmenge des Strahls jeweils verringert wird, wenn die Kohlenmonoxidkonzentration gleich einem vorgegebenen Wert oder kleiner als dieser ist.
Verfahren zum Verbrennen eines Brennstoff-Luft-Gemisches in einem Kessel, der – eine Verbrennungskammer (13) aufweist, die eine vordere und eine hintere Wand (14a, 14b) und ein paar von Seitenwänden (1a, 1b) aufweist, die sich mit der vorderen und hinteren Wand kreuzen, wobei Brenner (2, 3, 4, 39) in mehreren Stufen in Höhenrichtung wenigstens einer Wand von der vorderen und hinteren Wand (14a, 14b) vorgesehen sind, die Vielzahl von Brennern in Horizontalrichtung pro einer Stufe angeordnet ist, das Verfahren die Schritte aufweist: – Einblasen von Kohlenstaub (23), Transportluft (33) zum Transportieren des Kohlenstaubs (23) und Verbrennungsluft (35) in eine Vielzahl von Brennern (2, 3, 4, 39) in der Verbrennungskammer (13), und – Verbrennen des Kohlenstaubs (23) in der Verbrennungskammer (13), und gekennzeichnet ist durch die weiteren Schritte: – Zuführen eines Teils der Verbrennungsluft (35) abgezweigt zu den Gaseinblaskanälen (6) und Einblasen durch die Gaseinblaskanäle (6) in die Verbrennungskammer (13) als Luftstrahlen (18), – Einblasen von Luftstrahlen (18) durch die Gaseinblaskanäle (6) an gegenüberliegenden Positionen in der vorderen Wand (14a) und der hinteren Wand (14b) innerhalb eines Höhenbereichs, auf dem die Brenner (2, 3, 4, 39) vorgesehen sind und zwischen den Brennern, die in einer äußersten Linie in Horizontalrichtung und dem Paar von Seitenwänden (1a, 1b) vorgesehen sind, und – Zusammenstoßen der Gasstrahlen (18), die von den Gaseinblaskanälen (6) der vorderen Wand (14a) eingeblasen werden und der Gasstrahlen (18), die von den Gaseinblaskanälen (6) der hinteren Wand (14b) eingeblasen werden, innerhalb der Verbrennungskammer (13), wodurch der Druck in der Nähe des Paars von Seitenwänden (1a, 1b) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luftstrahlen (18), die von den Gaseinblaskanälen (6) eingeblasen wird, innerhalb eines Bereichs zwischen 30 und 90 m/s liegt.