DE8018333U1

DE8018333U1 - RUST FIRE

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Publication number: DE8018333U1
Application number: DE19808018333
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1983-04-07

Description

RostfeuerungGrate firing

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rostfeuerung zur Verfeuerung fester Brennstoffe mit zonenweiser geregelter klimatisierter Unterwindzuführung, wobei die Klimatisierung durch Dampfzugabe erfolgtoThe invention relates to a grate furnace for burning solid fuels with zone-wise regulated air-conditioned underwind feed, with air conditioning being carried out by adding steam

Es ist bekannt (DE-PS 547 218) Wasserdampf mit der Verbrennungsluft zonenweise einer Wanderrostfeuerung zuzuführen, um durch die erzielbare Temperaturabsenkung eine Schlakkenbildung zu vermindern bzw. eine Granulierung der Schlacke herbeizuführen.It is known (DE-PS 547 218) to supply steam with the combustion air in zones to a traveling grate furnace, in order to reduce slag formation or granulation of the Bring about slag.

Es ist auch bekannt.(DE-AS 26 15 369) Wasser bzw. Wasserdampf zusammen mit Sekundärluft in den Feuerraum einer Müllverbrennungsanlage oberhalb des Rostes in Abhängigkeit von bestimmten Sollwerten einzuführen, um die Rauchgastemperatur zu senken und die CO-Oscidation des Unverbrannten durch eine homogene Wassergasreaktion katalytisch zu beschleunigen.It is also known. (DE-AS 26 15 369) water or water vapor together with secondary air in the furnace of a Introduce a waste incineration plant above the grate as a function of certain setpoints in order to lower the flue gas temperature and to catalytically reduce the CO oscillation of the unburned material by means of a homogeneous water gas reaction to accelerate.

Weiterhin ist es aus der DE-AS 1 039 176-bekannt, die Verbrennungsluft durch Einführen von Dampf oder Einspritzen von Wasser mit Wasserdampf zu sättigen und den einzelnen Zonen der Rostfeuerung nach Menge oder Druck, Temperatur und Sättigungsgrad abgestufte Luft zuzuführen. Die unterschiedliche Behandlung der den einzelnen Zonen zugeführten Luft in Verbindung mit einer Rauchgasrückführung zu den einzelnen Zonen ist vorgesehen, um die bei der Verfeuerung backender Steinkohle auftretenden erheblichen SchwierigkeitenIt is also known from DE-AS 1 039 176 to saturate the combustion air with steam by introducing steam or injecting water and to supply air graded according to quantity or pressure, temperature and degree of saturation to the individual zones of the grate furnace. The different treatment of the air supplied to the individual zones in connection with a flue gas return to the individual zones is provided in order to avoid the considerable difficulties that arise when burning coal

wegen der übermäßigen Koks- und häufig starken Schlackenbildung, zu vermindern.due to excessive coke and often heavy slag formation.

Allen diesen bekannten Betriebsweisen ist zwar als bekannt zu entnehmen, daß die Verbrennungstemperatur bzw. die Rauchgastemperatur gesenkt werden kann, sie vermitteln Jedoch nicht den Hinweis, die Dampfzuführung als Mittel zur Verminderung der Stickoxid-Emission anzuwenden.All of these known modes of operation are known as known to infer that the combustion temperature or the flue gas temperature can be lowered, they However, do not convey the indication of the steam supply to be used as a means of reducing nitrogen oxide emissions.

Für die Verminderung der Stickoxid-Emission, die bekanntlich ab einer bestimmten kritischen Temperatur sehr stark ansteigt, ist es bisher bekannt, die Verbrennungstemperatur einerseits durch Rauchgasrückführung und andererseits durch einen erhöhten Luftüberschuß unter diesem kritischen Wert zu halten. Diese beiden bekannten Verfahren weisen einen wesentlichen Nachteil auf, der darin besteht, daß die zu fördernde und zu entstaubende Gasmenge sehr stark [ ansteigt, wodurch es erforderlich ist, ein wesentlich grös- >, seres Elektrofilter und auch größere Fördergebläse |;For the reduction of nitrogen oxide emissions, which is known to be very strong from a certain critical temperature increases, it is previously known, the combustion temperature on the one hand through flue gas recirculation and on the other hand by an increased excess of air below this critical one Worth keeping. These two known methods have has a major disadvantage, which is that the amount of gas to be conveyed and dedusted increases very strongly [, which means that it is necessary to use a much larger->, Seres electrostatic precipitator and also larger conveying fan |;

mit entsprechend höherem Energieaufwand zu installieren. jjj Bei der Rauchgasrückführung tritt noch ein zusätzlicher § Nachteil ein, der darin zu sehen ist, daß entsprechende |to be installed with a correspondingly higher energy expenditure. yyy With flue gas recirculation there is an additional § disadvantage, which can be seen in the fact that corresponding |

Rohrleitungen vorgesehen werden müssen, die wegen der |Pipelines must be provided which, because of the |

¥ unvermeidlichen Temperaturschwankungen häufig zu | ¥ inevitable temperature fluctuations often to |

Undichtigkeiten neigen, was in Verbindung mit dem not- f wendigen Überdruck, mit dem die Rauchgase in den Feue- * rungsraum eingeblasen werden müssen, zu einem Austreten von Rauchgasen in das Kesselhaus führt.Leaks tend to occur in connection with the necessary f agile overpressure with which the flue gases have to be blown into the combustion chamber to escape of flue gases leads into the boiler house.

Es ist trotz der erwähnten Nachteile, die die beiden bekannten Verfahren zur Verminderung der Stickoxid-Emission zur Folge haben, noch nicht bekanntgeworden,It is despite the disadvantages mentioned that the two have known processes for reducing nitrogen oxide emissions have not yet become known,

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die an sich bekannte Möglichkeit der Absenkung der Verbrennungstemperatur durch Zuführen von Wasserdampf für die Verminderung der Stickoxid-Emission zu nutzen.the per se known possibility of lowering the combustion temperature by supplying water vapor to use to reduce nitrogen oxide emissions.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Möglichkeit aufzuzeigen, bei der die seit langem bekannte Wasserdampfzuführung zur Verbrennungsluft im Zusammenhang mit dem Bestreben nach einer Verminderung der Stickoxid-Emission nutzbar gemacht werden kann.The object of the invention is to show a possibility in which the water vapor supply, which has been known for a long time to the combustion air in connection with the endeavor can be made usable after a reduction in nitrogen oxide emissions.

Diese Aufgabe wird bei einer Rostfeuerung der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Unterwindzone ein Dampfzuführungsrohr zugeordnet ist, das durch ein Ventil überwacht ist, welches mit einem der jeweiligen Unterwindzone zugeordneten, im Feuerungsraum angeordneten NO -Sensor verbunden und durch diesen regelbar ist.This object is achieved according to the invention in a grate furnace of the type explained at the beginning in that each downwind zone is assigned a steam supply pipe which is monitored by a valve which is connected to connected to an NO sensor assigned to the respective underwind zone and arranged in the combustion chamber can be regulated by this.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Verminderung des Feuerungswirkungsgrades gering bleibt. Die Einführung des Wasserdampfes in die Brennschicht zusammen mit dem Unterwind hat den Vorteil, daß der Verbrennungsvorgang in gezielter Weise so beeinflußt wird, daß er in einem Temperaturbereich abläuft, in welchem die NO -BiI-dung gering ist, ohne die weiter oben erwähnten Nachteile der für die Stickoxid-Emission angewandten Verfahren in Kauf nehmen zu müssen. Die Verwendung von Wasserdampf als Ballastmedium zur Absenkung der Verbrennungstemperatur im Feuerungsraum hat den Vorteil, daß aufgrund der sehr hohen spezifischen Wärme von Wasserdampf sehr viel Wärme dem Verbrennungsprozeß bei einem vergleichbaren kleinen Volumen des zuzuführenden Wasserdampfes entzogen werden kann. Darüberhinaus ist der bauliche Aufwand im Hinblick auf die notwendigenThis measure ensures that the reduction in the firing efficiency remains low. The introduction of the water vapor in the burning layer together with the downwind has the advantage that the combustion process is influenced in a targeted manner so that it takes place in a temperature range in which the NO-formation is low, without the above-mentioned disadvantages of the methods used for nitrogen oxide emission to have to accept. The use of water vapor as a ballast medium to lower the combustion temperature in the furnace has the advantage that due to the very high specific heat of Water vapor adds a lot of heat to the combustion process with a comparably small volume of the material to be supplied Water vapor can be removed. In addition, is the structural effort with regard to the necessary

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Rohrleitungen und Ventile bei der WasserdempfzuführungPipelines and valves in the water vapor supply

wesentlich geringer als bei der Rauchgasrückführung.much less than with flue gas recirculation.

"i Um eine besonders gleichmäßige Vermischung des Wasser- "i To ensure a particularly even mixing of the water

! dampfes mit der Verbrennungsluft zu erzielen sind die! to achieve steam with the combustion air are the

Ausblasedüsen der Dampfzuführungsrohres gegen die Lufteinlaßöffnung in den Unterwindzonen gerichtet.Blow-out nozzles of the steam supply pipe against the air inlet opening directed in the underwind zones.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß das jeder Unterwindzone zugeordnete Dampfzuführungsrohr sich quer zur Rostlängsrichtung erstreckt und seine Wasserdampfausblasedüsen an der dem Rost abgewandten Seite des Dampfzuführungsrohres vorgesehen sind. Hierdurch wird nicht nur eine Gegenstromwirkung von Dampf zur Luft sondern auch eine Verminderung der Verstopfungsgefahr der Wasserdampfausblasedüsen erreicht, da diese an der dem Rost abgewandten Seite ausgebildet sind.An advantageous embodiment is that the steam supply pipe assigned to each downwind zone extends transversely to the longitudinal direction of the grate and its water vapor blow-out nozzles on the side of the steam supply pipe facing away from the grate are provided. This not only creates a countercurrent effect of steam to air but also a Reduction of the risk of clogging of the steam outlet nozzles achieved, since these are formed on the side facing away from the grate.

Die Anordnung von Dampfzuführungsrohren unterhalb dem Feuerungsrost ist zwar aus der DE-PS 168 613 bekannt, doch ist dort keine Unterteilung in einzelne Unterwindzonen und keine jeweilige Zuordnung eines Dampfzuführungsronres zu einer solchen Unterwindzone erkennbar. Darüberhinaus wird dort der Dampf in Richtung der Luftströmung eingeführt. Eine von der Luftströmungsrichtung abweichende DampfStrömungsrichtung ergibt sich aus der DE-PS 75 032, doch ist auch dort weder eine Unterteilung in einzelne Unterwindzonen noch eine Dampfzuführung im Gegenstrom bezogen auf die Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vorgesehen.The arrangement of steam supply pipes below the Firing grate is known from DE-PS 168 613, but there is no subdivision into individual underwind zones and no respective assignment of a steam supply unit recognizable to such an underwind zone. In addition, there is the steam in the direction of the air flow introduced. A steam flow direction deviating from the air flow direction results from the DE-PS 75 032, but there is neither a subdivision into individual underwind zones nor a steam supply in the Countercurrent is provided in relation to the direction of flow of the combustion air.

Um einer Verstopfungsgefahr der Wasserdampfausblasedüsen noch besser vorzubeugen, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Wasserdampfzuführungsrohre gegen denTo avoid the risk of clogging the steam outlet nozzles To prevent even better, are in a further embodiment of the invention, the water vapor supply pipes against the

Feuerungsraum durch jeweils eine Abdeckung, vorzugsweise durch Unterstürzungsrahmen der Rostkonstruktion, geschützt. Ohne einen solchen Schutz könnte der Fall eintreten, daß die durch den Feuerungsrost hindurchfallenden feinen Aschenteile sich auf dem Dampfzuführungsrohr absetzen und die Wasserdampfausblasedüsen verstopfen.The combustion chamber is protected by a cover, preferably by a lintel frame for the grate construction. Without such protection, it could happen that the fine falling through the furnace grate Ash particles settle on the steam supply pipe and clog the steam outlet nozzles.

Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles in Form einer Rostfeuerung mit Rückschubrost näher erläutert.In the following, the invention is illustrated in FIG Form of a grate furnace with a moving grate explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Feuerungsrost mit Unterwindzone und1 shows a longitudinal section through a furnace grate with an underwind zone and

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind unterhalb eines insgesamt mit 1 bezeichneten Feuerungsrostes mehrere Unterwindzonen 2 bis 2¹'¹ vorgesehen, die gegeneinander durch Trennwände 3 abgegrenzt sind. Durch große Öffnungen 4 in der Seitenwand der Feuerungsanlage ist die für die Verbrennung notwendige Verbrennungsluft einführbar. Mit 6 sind schräg gestellte Böden innerhalb der einzelnen Unterwindzonen 2 bezeichnet, auf denen die durch den Feuerungsrost hindurchfallende Asche zu einer Austragsöffnung 7 ' gelangt.As can be seen from FIG. 1, a plurality of underwind zones 2 to 2 ¹ ′ ^{1 are} provided below a furnace grate, denoted overall by 1, which zones are delimited from one another by partition walls 3. The combustion air required for combustion can be introduced through large openings 4 in the side wall of the furnace. With 6 inclined floors are designated within the individual underwind zones 2, on which the ash falling through the furnace grate arrives at a discharge opening 7 '.

Die Zuführung von Wasserdampf, der als Abdampf dem Prozeßkreislauf des der Feuerung nachgeschalteten Dampfkessels entnommen wird, erfolgt über Dampfzuführungsrohre 8, die Dampfausblasedüsen bzw. Dampfausblaseöffnungen 9 aufweisen, die so an dem jeweiligen Dampfzuführungsrohr 8 angeordnet sind, daß sie den Wasserdampf nahezu senkrecht nach unten ausblasen, wie dies durch dieThe supply of water vapor, which is used as exhaust vapor in the process cycle of the steam boiler downstream of the furnace is taken via steam supply pipes 8, the steam exhaust nozzles or have steam exhaust openings 9 which are arranged on the respective steam supply pipe 8 that they the Blow out water vapor almost vertically downwards, like this through the

strichpunktierten Pfeile 19 angedeutet ist. Der Wasserdampf wird dabei auf den Kern der aus der Öffnung 4 austretenden Verbrennungsluft gerichtet, so daß sich eine Mischung aus Quer- und Gegenstrom einstellt, weil die Verbrennungsluft zunächst in horizontaler Richtung in die jeweilige Unterwindzone eintritt, sich dort verteilt und dann nach oben zum Feuerungsrost 1 gelangt.dash-dotted arrows 19 is indicated. The water vapor is thereby on the core of the emerging from the opening 4 Combustion air directed so that a mixture of cross-flow and counter-flow is established because the combustion air first enters the respective underwind zone in a horizontal direction, is distributed there and then upwards to the Firing grate 1 reached.

Der Feuerungsrost 1 besteht in bekannter Weise aus einzelnen Roststufen 10 und 11, die jeweils aus nebeneinander liegenden Roststäben aufgebaut sind, welche mit ihren unteren Enden auf Stufentragrahmen 12 und 13 aufruhen, von denen die Stufentragrahmen 13 fest und die Stufentragrahmen 12 bewegbar sind. Letztere sind auf einem Zickzack-Balken 14 angeordnet, der in Richtung des Doppelpfeiles 15 hin und her bewegbar ist. Dieser Zickzack-Balken 14 ist mittels Rollen 16 auf Unterstützungsrahmen 17 für die Rostkonstruktion abgestützt. The furnace grate 1 consists in a known manner of individual grate stages 10 and 11, each of which is located next to one another Grate bars are built up, which rest with their lower ends on the step support frame 12 and 13, of which the step support frame 13 fixed and the step support frame 12 are movable. The latter are arranged on a zigzag bar 14 which is shown in FIG Direction of double arrow 15 can be moved back and forth. This zigzag bar 14 is supported by means of rollers 16 on support frame 17 for the grate construction.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich sind die Dampfzuführungsrohre 8 unterhalb dieser Unterstützungsrahmen 17 angeordnet, wodurch sie gegen den Rostdurchfall geschützt sind.As can be seen from FIG. 1, the steam supply pipes 8 are arranged below this support frame 17, whereby they are protected against rust diarrhea.

Die Regelung der Dampfzufuhr erfolgt zonenweise und vorzugsweise sequentiell, z. B. je nach Feuerlänge mittels entsprechender Ventile 18 bis 18"" in Abhängigkeit von dem NO -Gehalt in den Feuerungsgasen, der durch Sensoren 20 bis 20*' feststellbar ist. Die Sensoren können z. B. Entnahmesonden sein, die zu einem für alle Sensoren gemeinsamen Gas-Chromatographen führen. Mit Hilfe dieser Sensoren werden die Ventile 18 bis 18''' und damit die Dampfzuführung zu den verschiedenen Unterwindzonen 2 bis 2'¹¹ geregelt. Selbstverständlich kann auch nur ein einziger Sensor vorgesehen sein, jedoch ist die Regelung der Dampfzuführung genauer, wenn mehrere Sensoren zur Anwendung gelangen. Diese können für sich nacheinander zur Aufschaltung auf den Ventilöffnungsmechanismus abgetastet werden in der Art,The regulation of the steam supply takes place zonewise and preferably sequentially, for. B. depending on the length of the fire by means of appropriate valves 18 to 18 "" depending on the NO content in the combustion gases, which can be determined by sensors 20 to 20 * '. The sensors can e.g. B. be sampling probes that lead to a common gas chromatograph for all sensors. With the help of these sensors, the valves 18 to 18 '''and thus the steam supply to the various underwind zones 2 to 2' ^{11 are} regulated. Of course, only a single sensor can be provided, but the regulation of the steam supply is more precise if several sensors are used. These can be scanned one after the other for connection to the valve opening mechanism in the manner

daß ζ. B. bei Erreichung einer schädlichen NO -Konzentrationthat ζ. B. when a harmful NO concentration is reached

im vorderen Rostbereich der Sensor 20 zuerst anspricht und die Öffnung der Ventile 18 und 18' veranlaßt. Falls sich der Bereich der schädlichen Gase über die Rostlänge weiter ausdehnt, kann alsdann der Sensor 20* die zusätzliche Öffnung des Ventils 18'· bewirken und so fort. Umgekehrt kann bei sich verbrennungsmäßig einstellender Verminderung der Schadgaserzeugung der entsprechende Sensor die Drosselung bzw. Schliessung des oder der zugeordneten Ventile bewirken.in the front grate area, the sensor 20 responds first and causes the opening of the valves 18 and 18 '. If the If the area of the harmful gases continues to expand over the length of the grate, the sensor 20 * can then open the additional opening of the Valve 18 'cause and so on. The other way around can be combustion-related reducing the generation of harmful gases, the corresponding sensor throttles or closes of the associated valve or valves.

Der große Vorteil der Wasserdampfeinblasung unmittelbar in die Brennschicht ist darin zu sehen, daß die Verbrennung bereits in statu nascendi daran gehindert wird, hohe, die ^ΝΟ _χ-Biidung provozierende Werte anzunehmen.The great advantage of injecting steam directly into the burning layer is that the combustion is already prevented in statu nascendi from ^assuming high values that provoke _{ΝΟ χ formation.}

Claims

Claims for protection

1. Grate firing for firing solid fuels with individual separate underwind zones in the air supply lines open out, characterized in that a steam supply pipe (8) is assigned to each underwind zone (2) which is monitored by a valve (18, 18 ', 18 ·'), which is associated with one of the respective underwind zone, NO sensor (20, 20 ', 20' ') arranged in the combustion chamber is connected and can be regulated by this.

2. Grate furnace according to claim 1, characterized in that that the exhaust nozzles (9) of the steam supply pipes

(8) against the air inlet opening (4) in the under wind zones (3) are directed.

3. grate furnace according to claim 1 or 2, characterized g e k e η η ζ e t that the steam supply pipe assigned to each downwind zone (2) (8) extends transversely to the longitudinal direction of the grate and its water vapor blow-off nozzles (9) are removed from the grate turned side of the steam supply pipe (8) are provided.

4. grate furnace according to one of claims 1 to 3, characterized in that the water vapor supply pipes (8; against the furnace grate (1) by one each Cover, preferably by support frame (17) of the grate structure, are protected.