DE917741C

DE917741C - Half gas firing for steam boilers with a shaft-shaped gas generator

Info

Publication number: DE917741C
Application number: DESCH3585D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Otto Hartmann; Dipl-Ing Paul Horn
Original assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Current assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Priority date: 1944-02-12
Filing date: 1944-02-12
Publication date: 1954-09-09

Description

Halbgasfeuerung für Dampfkessel mit einem schachtförmigen Gasgenerator Es ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, Dampfkessel mit einer Halbgasfeuerung auszurüsten, derart, daß ein Dampferzeuger geschaffen wird, der für möglichst vielseitige Verwendung fester Brennstoffe geeignet ist, aber auch andererseits die Vorteile einer Ölfeuerung, wie günstigere Verbrennung mit geringstem Luftüberschuß und rauchfreie Abgase, besitzt. Alle bisherigen, in dieser Richtung liegenden Versuche führten jedoch nicht zu dem erhofften Ziele.Half gas firing for steam boilers with a shaft-shaped gas generator It has already been proposed several times to use steam boilers with half gas firing equip in such a way that a steam generator is created for the most versatile Use of solid fuels is suitable, but also on the other hand the advantages an oil furnace, such as cheaper combustion with the lowest excess air and smoke-free Exhaust gases. All previous attempts in this direction have led but not to the hoped-for goal.

Zur Lösung der neuen Aufgabe wird ein schachtförmiger Gaserzeuger benutzt, dem die Erstluft durch einen Steilrost zugeführt wird und der mit gegenüber angeordneten schlitzförmigen Kanälen od. dgl. für den Abzug der erzeugten Gase versehen ist.A shaft-shaped gas generator is used to solve the new problem is used, to which the first air is fed through a steep grate and the one opposite arranged slot-shaped channels or the like. Provided for the extraction of the generated gases is.

Hierbei ist die Anordnung des Gasabzuges von besonderer Wichtigkeit. Erfindungsgemäß werden im unteren Teil des Generatorschachtes die Hauptabzugskanäle für das Gas angeordnet, die vorteilhaft durch waagerechte Öffnungen oder Schlitze gebildet werden, welche wie ein umgekehrter Treppenrost angeordnet sind, derart, daß der Brennstoff nicht nach dem Brennerraum herausfallen kann. Ein solcher Generator arbeitet dann in der Hauptsache mit absteigender Vergasung. Versuche haben jedoch gezeigt, daß hiermit allein bei schwer zündlichen Brennstoffen ein gesicherter Betrieb nicht möglich ist, und daß es auch bei leicht zündbaren Brennstoffen unzulässig lange dauert, bis das Glutbett die erforderliche Höhe erreicht. Demgemäß werden nach der Erfindung an einer hochgelegenen Stelle des Schachtes etwas unterhalb der noch nicht glühenden Frischkohlenschüttung noch eine oder mehrere Gasabzugsöffnungen oder Schlitze angeordnet, denen ein Teil der Verbrennungsluft bzw. der erzeugten Case in aufsteigender Richtung zufließt, so daß im oberen Teil des Schachtes eine aufsteigende Vergasung vorhanden ist, die die Zündung des Brennstoffes und das Heraufbringen des Glutbettes sichert und damit eine schnelle Anpassung an Leistungsschwankungen ermöglicht. Durch die vorgeschlagene neue Anordnung wird eine schnell regelbare Halbgasfeuerung für Dampfkessel von großer Leistungsfähigkeit geschaffen.The arrangement of the gas vent is of particular importance here. According to the invention, the main drainage ducts are in the lower part of the generator shaft arranged for the gas, which is advantageous through horizontal openings or slots are formed, which are arranged like an inverted step grate, in such a way, that the fuel cannot fall out of the burner chamber. Such a generator then works mainly with descending gasification. Attempts have however has shown that this alone ensures safe operation for fuels that are difficult to ignite not is possible, and that it is also possible with easily ignitable fuels It takes an inadmissibly long time for the bed of embers to reach the required height. Accordingly are according to the invention at a high point of the shaft slightly below the not yet glowing fresh coal pile still has one or more gas exhaust openings or slots arranged, which a part of the combustion air or the generated Case flows in ascending direction, so that in the upper part of the shaft a ascending gasification is present, which ignites the fuel and brings it up of the bed of embers ensures quick adaptation to fluctuations in output enables. The proposed new arrangement is a quickly adjustable Half-gas firing created for steam boilers of great efficiency.

Vorteilhaft werden die Gasströme der unteren und oberen Durchtrittsöffnungen getrennt zum Brenner geführt, damit nicht schon auf der Rückseite der Generatorwand eine vollkommene Verbrennung der Gase stattfindet. Diese soll vielmehr erst in dem im Feuerraum liegenden Brenner vor sich gehen, so daß möglichst auch noch ein Teil der strahlenden Wärme der Verbrennungsgase sofort an die Kesselwandung abgegeben werden kann. Es empfiehlt sich, in dem oberen Abzugskanal eine Regelvorrichtung einzubauen. Denn bei dem Versuch hat sich gezeigt, daß es bei manchen Brennstoffen zweckmäßig ist, die oben abzuführenden Gase in ihrer Menge zu verringern, sobald die Feuerung im vollen Betrieb ist.The gas flows of the lower and upper passage openings are advantageous led separately to the burner, so not already on the back of the generator wall a complete combustion of the gases takes place. Rather, this should only take place in the burner lying in the furnace go ahead, so that if possible also a part The radiant heat of the combustion gases is immediately released to the boiler wall can be. It is advisable to have a control device in the upper flue to be built in. Because the experiment has shown that it is with some fuels it is advisable to reduce the amount of gases to be discharged above as soon as the furnace is in full operation.

An der Rückwand des Generators entsteht im Betrieb eine sehr hohe Temperatur. Es hat sich nun in der Praxis herausgestellt, daß dadurch die Wand des Generatorschachtes leicht zerstört wird. Insbesondere ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten gerade an den Austrittsschlitzen, weil diese sich entweder mit Schlacke zusetzen oder zum Reißen und Zerfallen neigen, wenn sie allein aus feuerfestem Baustoff hergestellt sind. Zur Verbesserung der Haltbarkeit eines solchen Generators werden nun nach der Erfindung an der Wand mit den Abzugsschlitzen, bei einem viereckigen Schacht also an der Hinterwand und gegebenenfalls auch an den Seitenwänden, Wasserrohre angeordnet, die ein zu hohes Ansteigen der Wandtemperatur verhüten, die dann noch unter der Backtemperatur der Kohle bzw. noch unter der Schmelztemperatur der Schlacke bleibt, so daß ein Hängenbleiben der Generatorfüllung verhindert wird. An der Rückwand des Generatorschachtes werden diese Kühlrohre zweckmäßig in Schlangenform ausgebildet und die einzelnen Windungen in einem solchen Abstand verlegt, daß die Gasdurchtrittsschlitze durch die Wasserrohre begrenzt werden. Ein Verstopfen oder Ansintern von Schlacke wird auf diese Weise auch in den Schlitzen vermieden und dadurch die Leistung des Gasgenerators auch bei längerem Betrieb in voller Höhe aufrechterhalten.On the back of the generator, there is a very high level during operation Temperature. It has now been found in practice that the wall of the Generator shaft is easily destroyed. In particular, there are considerable difficulties especially at the outlet slots, because they either become clogged with slag or are prone to cracking and crumbling if made from refractory building material alone are. To improve the durability of such a generator are now after of the invention on the wall with the drainage slots, with a square shaft so on the rear wall and possibly also on the side walls, water pipes arranged to prevent the wall temperature from rising too high, which then below the baking temperature of the coal or below the melting temperature of the slag remains, so that the generator filling is prevented from getting stuck. On the back wall of the generator shaft, these cooling pipes are expediently designed in a serpentine shape and the individual turns laid at such a distance that the gas passage slots be limited by the water pipes. Clogging or sintering of slag is avoided in this way in the slots and thereby the performance of the Maintain the full height of the gas generator even during prolonged operation.

Die Kühlwasserrohre werden vorteilhafterweise an den Dampferzeugungsteil des Kessels angeschlossen, damit die abgeführte Wärme für die Dampferzeugung nutzbar gemacht wird. Als vorteilhaft kommt noch hinzu, daß hierdurch das Anheizen des Kessels schneller vor sich geht.The cooling water pipes are advantageously connected to the steam generating part connected to the boiler so that the dissipated heat can be used for steam generation is made. Another advantage is that this heats up the boiler goes faster.

Die Gasaustrittsschlitze bzw. die Gasaustrittsöffnungen können sich über die ganze Breite der Rückwand des Generators erstrecken oder auch nur auf einem Teil der Schachtbreite angeordnet werden, je nach der Anordnung der Brenner.The gas outlet slots or the gas outlet openings can be Extend over the entire width of the rear wall of the generator or only on one Part of the shaft width can be arranged, depending on the arrangement of the burners.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Kühlrohre besteht darin, daß an den Gasaustrittsstellen eiserne Rippen, etwa in jalousieartiger Anordnung, unter einer nach oben gerichteten Schräge an die Wasserrohre in solcher Höhe angeschweißt werden, daß sich der Brennstoff in den Schlitzen nach dem natürlichen Böschungswinkel lagern kann. Es ist empfehlenswert, die angeschweißten Rippen auch noch durch Auftragen eines keramischen Stoffes zu schützen.An advantageous embodiment of the cooling tubes is that to the Gas outlet points iron ribs, for example in a blind-like arrangement, under one upward sloping be welded to the water pipes at such a height that the fuel is stored in the slots according to the natural angle of repose can. It is advisable to also apply the welded ribs to protect a ceramic material.

Unterhalb des Generators wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise ein Abschlackrost angeordnet. Hierzu kann man entweder von Hand verschwenkbare Roststäbe oder Rostplatten verwenden oder auch einen mechanischen Abschlackrost irgendeiner Bauart anordnen, auf den sich der im Generatorschacht ruhende Brennstoff stützt.Below the generator it is advantageous in a manner known per se arranged a deslagging grate. This can be done either by hand pivoting grate bars or use grate plates or a mechanical deslagging grate of any kind Arrange the type of construction on which the fuel in the generator shaft rests.

Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dar.The drawing represents an exemplary embodiment of the subject matter of the invention represent.

Abb. i zeigt den Gasgenerator der Halbgasfeuerung in einem senkrechten Schnitt; Abb. z ist ein Schnitt nach Linie II-11 der Abb. i. Der Gasgenerator enthält einen Steilschacht i, dem der zu vergasende Brennstoff aus einem oberen Bunker z über eine Zellenradschleuse 3 zugeführt wird. An der Vorderwand des Schachtes i befindet sich ein Steilrost q., der aus gewöhnlichen Roststäben besteht, aber auch in anderer Weise, z. B. mit mechanisch bewegten Kettengliedern ausgebildet sein kann. Die Erstluft wird durch die Spalte der Roststäbe ¢ dem Schacht i durch Vermittlung an der Vorderwand befindlicher einstellbarer Klappen oder Schieber 5 zugeführt.Fig. I shows the gas generator of the half-gas furnace in a vertical position Cut; Fig. Z is a section along line II-11 of Fig. I. The gas generator contains a steep shaft i, which the fuel to be gasified from an upper bunker z is supplied via a rotary valve 3. On the front wall of the shaft i there is a steep grate q., which consists of ordinary grate bars, but also in another way, e.g. B. be designed with mechanically moved chain links can. The first air is through the column of the grate bars ¢ the shaft i through mediation adjustable flaps or slider 5 located on the front wall.

Die Rückwand 6 des Generatorschachtes verläuft etwa parallel zu dem Steilrost q. und ist oberhalb des Steilrostes und ebenso am unteren Ende des Schachtes mit Abzugsschlitzen 7 für die erzeugten Gase versehen. Das Gas gelangt zu den Brennern des (nicht dargestellten) Dampfkessels durch getrennte Kanäle 8 und g. In dem oberen Kanal 8 befindet sich eine Regelvorrichtung, wie Gasklappe 13 od. dgl.The rear wall 6 of the generator shaft runs approximately parallel to the Steep grate q. and is above the steep grate and also at the lower end of the shaft provided with vent slots 7 for the gases generated. The gas reaches the burners of the steam boiler (not shown) through separate channels 8 and g. In the upper one Channel 8 is a control device, such as gas flap 13 or the like.

Die Gasaustrittsschlitze sind schräg nach oben, etwa unter ,45° gerichtet, so daß sich der Brennstoff in den Schlitzen nach dem natürlichen Böschungswinkel des Brennstoffes einstellen und daher nicht in den Brennraum fallen kann. An der Rückwand 6 des Generatorschachtes sind Kühlrohre io angebracht, die von Wasser od. dgl. durchflossen werden und vorteilhaft an dem Wasserumlauf des Dampfkessels angeschlossen sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kühlrohre als Rohrschlangen ausgebildet und an den Abzugsöffnungen 7 so angebracht, daß sie diese Öffnungen begrenzen. Nach unten hin wird der Generatorschacht i durch einen Abschlackrost ii angeschlossen, der aus verschwenkbaren Roststäben besteht, und auf dem sich die im Schacht i befindliche Brennstoffsäule abstützt. Unterhalb des Abschlackrostes i i befindet sich ein von außen bedienbarer Raum 12 zur Aufnahme und Entfernung der Verbrennungsrückstände.The gas outlet slots are directed obliquely upwards, approximately below 45 °, so that the fuel in the slots according to the natural angle of repose of the fuel and therefore cannot fall into the combustion chamber. At the Back wall 6 of the generator shaft cooling pipes are attached which od from water. Like. Flowed through and advantageously connected to the water circulation of the steam boiler are. In the illustrated embodiment, the cooling tubes are in the form of coiled tubes formed and attached to the exhaust openings 7 so that they these openings limit. The generator shaft is at the bottom i through a Deslagging grate ii connected, which consists of pivotable grate bars, and on which the fuel column located in shaft i is supported. Below the Deslagging grate i i is an externally operable space 12 for receiving and removal of combustion residues.

Die wasserdurchflossenen Kühlrohre io können an den Gasaustrittsstellen mit nach oben etwa unter 45° gerichteten Metallrippen 14 versehen sein, die auch einen Schutzüberzug aus einem geeigneten keramischen oder ähnlichen Baustoff erhalten können. Über verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Generators und seiner Einzelteile ist im einleitenden Teil der Beschreibung das Erforderliche gesagt.The cooling pipes through which water flows can be at the gas outlet points be provided with upwards approximately at 45 ° directed metal ribs 14, which also receive a protective coating made of a suitable ceramic or similar building material can. About various design options for the generator and its individual parts what is necessary is said in the introductory part of the description.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Generatorschacht einen viereckigenQuerschnitt. Die Erfindung ist aber mit gleichemVorteil auch beiGene.ratoren mit rundem Querschnitt zu verwenden.In the illustrated embodiment, the generator shaft a square cross-section. However, the invention is equally advantageous with generators to be used with a round cross-section.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Half gas firing for steam boilers with a shaft-shaped gas generator to which the first air is fed through a steep grate and which is provided with opposing slot-shaped channels or the like for the extraction of the generated gases to the boiler burner, characterized in that the main extraction channels for the gas in the lower part of the Shaft and one or more outlet openings are arranged at a high point of the shaft approximately below the not yet glowing fresh coal bed.

2. Half gas furnace according to claim i, characterized characterized in that the additional vent openings are above the highest Rust spots.

3. Half gas furnace according to claim i or 2, characterized in that that the lower and upper vent openings (7) for the gas special channels Connect (8 and 9) to transfer the gas separately to the burner.

4. Half gas firing according to claim 3, characterized in that in the discharge duct (8) for the upper Gas passage openings (7), a control device, a flap (13) or the like. Arranged is.

5. Half gas furnace according to claim i, characterized in that the gas outlet openings or slots (7) only on part of the width or over the entire width of the Generator shaft are arranged.

6. Half gas furnace according to claim i, characterized characterized in that the gas passage openings through horizontally arranged slots (7) are formed, which are arranged in the manner of an inverted step grate.

7. Half gas furnace according to claim i or 2, characterized in that on the rear wall and optionally on the side walls of the generator shaft of a coolant, z. B. water, flowed through pipes (io) are attached to the rear wall (6) advantageous are designed as coiled pipes, the pipe strings of which the passage slots (7) for the gas limit. B. half gas furnace according to claim 7, characterized in that that the cooling water pipes (io) of the shaft (i) to the water circulation of the steam generating Part of the boiler are connected. G. Half-gas firing according to Claim 7, characterized characterized in that the water pipes delimiting the gas outlet points (7) (io) in a blind-like arrangement ribs (14) are welded, which under a upward sloping, as well as the passage openings, arranged and Are advantageously provided with a protective layer made of ceramic material or the like. ok Half-gas furnace according to claim i, characterized in that below the generator (i) a grate set up for deslagging (i i) is arranged on which supports the fuel column located in shaft (i).