DE870124C - Process for regulating the hot steam and slag temperature in combustion dust-fired radiation boilers with liquid slag discharge - Google Patents

Process for regulating the hot steam and slag temperature in combustion dust-fired radiation boilers with liquid slag discharge

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DE870124C
DE870124C DEW782A DEW0000782A DE870124C DE 870124 C DE870124 C DE 870124C DE W782 A DEW782 A DE W782A DE W0000782 A DEW0000782 A DE W0000782A DE 870124 C DE870124 C DE 870124C
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DE
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temperature
slag
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Inventor
Bernhard Recker
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Walther and Co AG
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Walther and Co AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22GSUPERHEATING OF STEAM
    • F22G5/00Controlling superheat temperature
    • F22G5/02Applications of combustion-control devices, e.g. tangential-firing burners, tilting burners

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

Verfahren zur Regelung der Heißdampf- und Schlackentemperatur bei brennstaubgefeuerten Strahlungskesseln mit flüssigem Schlackenabzug Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung der Heißdampf- und Schlackentemperatur bei brennstaubgefeuerten Strahlungskesseln mit flüssigem Schlackenabzug.Process for controlling the superheated steam and slag temperature at Dust-fired radiation boilers with liquid slag discharge The invention refers to the regulation of the superheated steam and slag temperature in combustion dust-fired Radiation boilers with liquid slag discharge.

Es ist eine Einrichtung zum Regeln der Heißdampftemperatur eines mit einem Berührungsüberhitzer ausgestatteten Strahlungskessels bekannt, bei der die in der nur mit Verdampfungsheizfläche ausgekleideten Brennkammer angeordneten Brenner in Abhängigkeit von der Heiß:dampftemperatur um eine waagerechte Achse selbsttätig nach oben oder unten derart verschwenkbar sind, daß. die Größe der abkühlenden Strahlungsheizfläche und damit die Rauchgasaustrittstemperatur am Ende der Brennkammer geregelt werden kann. Die Regelung erfolgt also durch die Kohlenstaubbrenner selbst, die vorzugsweise an den Ecken des schachtartig ausgebildeten; und allseitig mit Kühlroheren ausgekleideten Feuerraumes einsgebaut sind und in Richtung der senkrechten Achse des Feuerraumes oder annähernd in dieser Richtung :den Kohlenstaub so einblasen, daß eine lotrechte Flammensäule entsteht. Die Einblasedüsen der Brenner sind nach allen Richtungen, vorzugsweise nach oben und unten, schwenkbar, so daß die Flamme entsprechend dem Schwenkwinkel der Düse gehaben oder gesenkt werden kann. Dies hat zur Folge, daS bei: gesenkter Flamme der Bereich der intensiven Strahlung und damit der wärmeaufnehmenden Fläche vor dem Überhetzer bedeutend größer wird als! bei gehobener Flamme, bei der die unteren Heizflächen und vor allem die Trichterpartie nicht mehr so stark zur Abkühlung 'herangezogen wird. Infolgedessen verändert sich die' Ratichgastemperatur am Brennkammeraustritt, und zwar so, daß, bei gesenkter Flamme die Rauchgasaustrittstemperatur-,am niedrigsten und bei gehobener Flamme am höchsten ist. Entsprechend der Rauchgastemperatur ändert sich aber auch- die Ifeißdampftemperatur, so daß, also durch Schwenken der Brennerdüsen die Heißdampffemperatur in einem genügend weiten Bereich geregelt werden kann. Der Regelimpuls wird gegeben von einem Thermoelement, das hinter dem Überhitzer in die Heißdampfleitung eingebaut ist -:und einen, Regelmotor steuert, der als Antrieb für die Schwenkvorrichtung der B:rennerdüsen dient.It is a device for regulating the superheated steam temperature of one with a contact superheater equipped radiation boiler known in which the in the combustion chamber, which is only lined with an evaporation heating surface depending on the hot: steam temperature around a horizontal axis automatically are pivotable up or down in such a way that. the size of the cooling radiant heating surface and thus the flue gas outlet temperature at the end of the combustion chamber can be regulated can. The control is therefore carried out by the pulverized coal burners themselves, which are preferably at the corners of the shaft-like; and lined on all sides with cooling pipes Firebox are built in and in the direction of the vertical axis of the firebox or approximately in this direction: blow in the coal dust so that a vertical Flame column arises. The burner injection nozzles are in all directions, preferably up and down, pivotable so that the flame according to the Swivel angle of the nozzle has or can be lowered. This has the consequence that with: lowered flame the area of intense radiation and thus the heat-absorbing area Area in front of the overreader is significantly larger than! with a raised flame, with the the lower heating surfaces and, above all, the funnel area are no longer so strong cooling down 'is used. As a result, the 'Ratichgas temperature at the combustion chamber outlet changes, in such a way that the flue gas outlet temperature is lowest when the flame is lowered and is highest when the flame is raised. Changes according to the flue gas temperature but also- the white steam temperature, so that by pivoting the burner nozzles the superheated steam temperature can be regulated in a sufficiently wide range. Of the The control pulse is given by a thermocouple that is placed behind the superheater in the Superheated steam pipe is built in -: and controls a regulating motor that acts as a drive for the swivel device of the B: racing nozzles.

Bei der Anwendung vorbeschriebener.Einrichtung bei brennstaubgefeuerten Strahlüngskes@seli. mit flüssigem Schlackenabzug tritt jedoch der Nachteil auf, daß beim Heben der Flamme zur Steigerung der Heißdampftemperatur beim ;Schmelzkammerkessel der Raum über der Schlackenwanne derart unterkühlt werden kann, daß der SchlackenschmeIzpunkt unterschritten wird und die flüssige Schlacke` zum Erstarren kommt, wodurch der Schlaekenabfluß; gefährdet wird. Dieser Zustand tritt besonders. dann auf, wenn der Kessel mit Minderlast betrieben wird, bei der die Feuerraumtemperatur an sich schon entsprechend der geringeren Wärmezufuhr niedriger ist. Um aber die. Heißdampf temperatur auf der gewünschten Höhe zu halten, ist ein Heben der Flamme notwendig, so daß, ein. Hochstellen der Brenner beim Betrieb des Kessels mit Schwachlasten die Regel ist.When using the above-described equipment for combustion dust-fired Strahlüngskes @ seli. with liquid slag discharge, however, the disadvantage arises, that when the flame is raised to increase the superheated steam temperature in the melting chamber boiler the space above the slag pan can be subcooled in such a way that the slag melting point is fallen below and the liquid slag comes to solidify, whereby the Slag drain; is endangered. This condition occurs especially. then on when the boiler is operated at reduced load, at which the combustion chamber temperature itself is already lower according to the lower heat input. But about the. Superheated steam To keep the temperature at the desired level, it is necessary to raise the flame, so that, a. Raise the burner when operating the boiler with low loads the rule is.

Es ist nun weiterhin bekannt, bei solchen staubgefeuerten Sbrahlungskesselnmit flüssigem Schlakken.abzug und mehreren um eine -waagdrechte-Achse schwenkbaren Brennern nur die oberen Brenner- in Abhängigkeit .von,- der Überhitzungstemperatur zu verschwenken, während die unteren Brenner unabhängig dävon ' -sö verschwenkt werden, daß. das Schmelzen der Schlacke sichergestellt wird. Indessen erfolgt -die Verstellüng,der unteren Brenrier bei diesen bekannten Ausführungen- vön-Hand: _ Weiterhin ist es bekannt, diese -untere und= zur Aufrechterhaltung einer Mindesttemperatur im S.chlackenbetrt schwenkbar angeordnete Brennergruppe in ihrer Schwenkbewegung nach oben hin zu begrenzen. Hierbei soll die Begrenzung der Schwenkbewegüng-:d'er 'unteren- Brenner engex gdhalten werden -(221/z°) als die für-die Schwenkbewegung der: oberen (45').It is now also known to use in such dust-fired braziers liquid Schlken.abzug and several burners that can be swiveled around a horizontal axis only swivel the upper burner - depending on - the superheating temperature, while the lower burners are pivoted independently of the fact that. the Melting of the slag is ensured. Meanwhile, the adjustment takes place Lower Brenrier in these known designs - vön-hand: _ Furthermore, it is known, this -lower and = to maintain a minimum temperature in the slag bed to limit pivotably arranged burner group in their pivoting movement upwards. The aim here is to limit the pivoting movement: d'er 'lower burner closex gd keep - (221 / z °) than that for-the pivoting movement of the: upper (45 ').

Gemäß der: Erfindung..'soll - nun; =diese bekannte Anordnung dahin - abgeändert werden, daß, die 'Schwenkbewegung der unteren..Brennei so lange in Abhängigkeit von der Srhlackentemperatuf geregelt wird, bis .die Schlackentemperatur eine bestimmte, vorn -Aschenschmelzpunkt des verfeuerten ' Brennstoffes-abhängige Höhe hat,- und daß. dann der Regelimpuls. durch die Heiß:dampftemperätur gegeben wixd: .According to the: Invention .. 'should - now; = this known arrangement there - can be changed so that 'the' pivoting movement of the lower ... burner for so long in Depending on the slag temperature, it is regulated until the slag temperature a certain, front-ash melting point of the burned 'fuel-dependent Has height - and that. then the control pulse. given by the hot: steam temperature wixd:.

Aus dieser Anordnung ergibt sich eine Reihe-von Vorteilen: Zünächist--eirnmäl werden. Überhitzungen im Schlackenbettvermiedeni, die:nncht'nür-wärmetechnische Verluste mit sich bringen . wüfden und einen erhöhten Wärmeschutz des Traggerüstes-bedingen, sondern es wird- insbesondere auch die Sublimierung von Asche im Rohrsystem durch Überbitzung verhindert. Zum anderen. erfolgt eine vollständige Regelung .der Temperatur in allen Teilen und zu jeder Zeit sowie bei jeder Belastung, während. nach den bisherigen Ausführungen praktisch so verfahren wurde, daß, die untere, von Hand einstellbare Brennergruppe so z. B. nach dem Aschenschmelzpunkt des jeweils, verfeuerten: Brennstoffes eingerichtet wurde, daß, selbst bei ungünstigsten= Verhältnissen, nämlich bei Schwachlast, eine ausreichende Temperatur im Schlackenbett erreicht wurde, so daß, also die Verschwenkbarkeit dieser - unteren Brennergruppe in: erster Linie zur Einstellung auf den Brennstoff, nicht aber zur Feinregelung während des schwankenden, Kesselbetriebes benutzt wurde.This arrangement has a number of advantages: Zünächist - once will. Avoid overheating in the slag bed, which is not just thermal Bring losses. wüfden and require an increased thermal protection of the supporting structure, but it will - especially the sublimation of ash in the pipe system through Prevents overheating. On the other hand. there is a complete control of the temperature in all parts and at all times and with every load during. according to the previous Executions were practically proceeded in such a way that, the lower one, adjustable by hand Burner group so z. B. after the ash melting point of each, burned: fuel it was arranged that, even in the most unfavorable = conditions, namely with low load, a sufficient temperature has been reached in the slag bed, so that the pivotability this - lower burner group in: primarily to adjust to the fuel, but was not used for fine control during the fluctuating boiler operation.

Bei, der Stellung der die Heißdampftemperatur -beeinflussenden Brenner mit Neigung nach unten, beispielsweise bei Vollast, wird der Trichterpartie Wärme zugeführt, die den Impulsgeber der die Schlackentemperatur beeinflussenden. Brenner zum Hebern mit Neigung nach oben veranlaßt. Dadurch würde die Regeltätigkeit der die Heißdampftemperatur beeinflussenden Brenner gestört werden, da, obwohl diese nach unten geneigt sind, ein Heben der Flamme durch die die Schlackentemperatur beeinflussenden Brenner erfolgt. Sobald eine bestimmte, vorn der Aschenschmelztemperatur des Brennstoffes abhängige Temperatur erreicht oder überschritten -ist, wird der von der Schlackentemperatur gegebene Regelimpuls von dem Impulsgeber der Heißdampftemperatur übernommen...Erst dann, wenn die Temperatur in der Trichterpartie unter das vorgenannte ,--Maße absinkt, setzt die normale Regeltätigkeit wie-- der ein.In the position of the burner influencing the superheated steam temperature with a downward incline, for example at full load, heat is supplied to the funnel section, which influences the pulse generator for the slag temperature. Burner caused to lift inclined upwards. This would disrupt the control activity of the burners influencing the superheated steam temperature, since although they are inclined downward, the flame is raised by the burners influencing the slag temperature. As soon as a certain temperature, which depends on the ash melting temperature of the fuel, is reached or exceeded, the control pulse given by the slag temperature is taken over by the pulse generator of the superheated steam temperature ... Only when the temperature in the funnel section falls below the above-mentioned dimensions , normal control activity starts again.

In der Zeichnung, die in Abb: i einen senkrechten Schnitt durch die Bre.nnkammer und in Abt. z den G"rundriß. eines köhlenstäubgefeuerten -Kessels zeigt, ist vorbeschriebene Erfindung an einem -Beispiel erläutert.In the drawing shown in Fig: i is a vertical section through the Bre.nnkammer and in section z shows the outline of a coal dust-fired boiler, the above-described invention is explained using an example.

An den Ecken der.Brennkammera, die allseitig mit --Kühlrohren b ausgekleidet ist, befinden sich die B.rennergruppen c mit den Düsen d, die um ihre waagerechte Achse schwenkbar gelagert sind. Die Brennerd'tisen- blasen ixi: Richtung= der Birennkatninerächse auf einen gedachten Kreis e -und sind nach oben und unten vierschwenkbar. Die Rauchgase verlassen, die Brennkammer durch denn Austritt f; hinter dem der i`lberhitzer g angeordnet ist. Hinter dem Überhitzer befindet sich in der Heiß.dampfleitungh das Thermöelement i; das den Impuls für die Regelung der oberen- beiden: Brennerdüsen hergibt und ihn an den .B!etätigungsmechanssmus k für diese beiden Düsen weiterleitet. Die Schlacke fällt in den Schmelztrichter L, dessen Temperatur vorn dem Thermöelement m ermittelt wird, das seinen Impuls an den Betätigungsmechanismus o .für die untere Brennerdüse entsendet. Der Verstellmec'han.ismus ist also geteilt und so eingerichtet, daß die Düsen d1 und d" von einem durch die Heißdampftemperatur beeinflußten Steuermechanismus. und die Düsen d3 durch einen von der Temperatur der Trichterpartie beeinflußten Impulsgeber unabhängig voneinander betätigt werdent können. Nur bei Überschreiten. der Temperatur derTrichterpartie über ein vomAschen,-schmelzpunkt des verfeuerten Brennstoffes abhängiges Maß, schaltet sich letzterer aus, wobei dessen Aufgabe dann von dem von, der Heißidampftemperatur beeinflußten Impulsgeber übernommen wird.At the corners of the combustion chamber a, which is lined on all sides with cooling tubes b, are the B. burner groups c with the nozzles d, which are pivoted about their horizontal axis. Di e Brennerd'tisen- bubbles ixi: Direction = the Birennkatninerächse on an imaginary circle e -and can be swiveled up and down in four directions. The flue gases leave the combustion chamber through the outlet f; behind which the superheater g is arranged. The thermal element i is located behind the superheater in the hot steam line; which provides the impulse for regulating the upper two burner nozzles and forwards it to the actuation mechanism k for these two nozzles. The slag falls into the melting funnel L, the temperature of which is determined by the thermal element m, which sends its impulse to the actuating mechanism o. For the lower burner nozzle. The adjustment mechanism is divided and set up in such a way that the nozzles d1 and d "can be actuated independently of one another by a control mechanism influenced by the superheated steam temperature and the nozzles d3 by a pulse generator influenced by the temperature of the funnel section the temperature of the funnel section above a level that depends on the ash, melting point of the fuel being burned, the latter switches off, and its task is then taken over by the pulse generator, which is influenced by the hot steam temperature.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Regelung der Heißdampf- und Schlackentemperatur von brennstaubgefeuerten Strahlungskesseln mit flüssigem Schlackenabzug mittels übereinander angeordneter und um eine waagerecht-- Achse schwenkbarer Brenner, wobei die oberen Birenner ihren Regelimpuls für die Schwenkbewegung von der Heißdampftemperatur erhalten, während die unteren Brenner unabhängig davon, zur Einhaltung des: flüssigen Zustandes der Schlacke verschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet; daß die Schwenkbewegung der unteren Brenner so lange in Abhängigkeit von der Schlackentemperatur geregelt wird, bis die Schlackentemperatur eine bestimmte, vom Aschenschmelzpunkt, desverfeuertenBrennistoffes abhängige Höhe erreicht hat, und daß dann der Regelimpuls durch die Heißdampfbemperatur gegeben wird. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 950 529; deutsche Patentschrift Nr. 738 401; USA.-Patentschrift Nr. 2 363 875; Zeitschrift »Power Generation« (19q.9), S. 66 bis 68; Zeitschrift »Combus.tion« (1947), S.24 bis 28; »Combustion Engineering« (19q.7), S. 8 und 23.PATENT CLAIM: Process for regulating the superheated steam and slag temperature of combustion dust-fired radiant boilers with liquid slag discharge by means of burners arranged one above the other and pivotable about a horizontal axis, whereby the upper burner receives its control pulse for the pivoting movement from the superheated steam temperature, while the lower burners to maintain the: liquid state of the slag are pivoted, characterized in that; that the pivoting movement of the lower burner is regulated as a function of the slag temperature until the slag temperature has reached a certain level depending on the melting point of the ash, and that the control pulse is then given by the superheated steam temperature. Energized references: French Patent No. 950,529;. German Patent No. 738 401; U.S. Patent No. 2,363,875; Power Generation magazine (19q.9), pp. 66 to 68; Magazine "Combus.tion" (1947), pages 24 to 28; "Combustion Engineering" (19q.7), pp. 8 and 23.
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Cited By (1)

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DE958689C (en) * 1954-02-17 1957-02-21 Babcock & Wilcox Dampfkessel W Procedure for operating a cyclone furnace

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FR950529A (en) * 1941-11-25 1949-09-29 Comb Eng Co Inc Method for adjusting the temperature of the water vapor

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