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Wanderrostfeuerung mit Wurfschaufelbeschickung Die Erfindung betrifft
eine Wanderrostfeuerung mit Wurfschaufelbeschickung, insbesondere für Feuerungen
von Dampferzeugern.
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Durch den Gegenstand der Erfindung sollen die Vorteile des Wanderrostes
mit denen der Wurfschaufelbeschickung vereint werden. Bei Wanderrostfeuerungen wird
der Brennstoff auf das vordere Ende des Rostes aufgegeben und beim Vorrücken des
Rostes nach der Rückwand zu verbrannt, wobei die zurückbleibende Asche über die
Rückwand in einen Aschenfang abgeworfen wird. Eine Leistungssteigerung kann durch
Erhöhung der Wanderrostgeschwindigkeit oder eine Verstärkung der Brennstoffschicht
bewirkt werden, die das auf dem Rost liegende Brennstoffbett bildet. Es können aber
auch die beiden Methoden miteinander vereint werden, indem mehr Brennstoff je Zeiteinheit
aufgegeben wird. Da aber der gesamte Brennstoff auf den Rost an einem Ende aufgegeben
werden muß, vergeht eine gewisse Zeit, bis genügend zusätzlicher Brennstoff in die
eigentliche Feuerungszone .gebracht wird, d. h. bevor dieser zusätzliche Brennstoff
wirksam wird, um die Leistung zu er'hö'hen. Sogar bei Hochleistungsfeuerungen läuft
der Rost selten schneller als 9 bis 12 m je Stunde. Bei einer Rostlänge von über
etwa 5oo cm können deshalb Erhöhungen oder Verringerungen der zusätzlichen Brennstoffzuführung
zum Rost praktisch in bestenfalls 20 bis 30 Minuten sich in einer Leistungssteigerung
auswirken. Dies bedeutet eine unerwünschte Beschränkung bei Anlagen, wo eine plötzliche
Änderung in der Belastung durch die Brennstoffbesch.ickung ausgeglichen werden muß.
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Zum Unterschied dazu ist bei der Anwendung der Wurfschaufelbeschickung
die Möglichkeit vorhanden, plötzliche Laständerungen auszugleichen,
weil
der Brennstoff in annähernd gleichmäßigerVerteilung über die ganze Rostfläche hin
aufgegeben wird. Soll eine plötzliche Belastungsänderung -aus-.geglichen werden,
so kann die dem Rost zuzuführende Brennstoffmenge unverzüglich entsprechend der
neuen Belastung verändert werden, und es vergeht nicht, wie .bei Wanderrosten, erst
eine lange Zeit, bevor das Brennstoffbett über seine ganze Fläche hinweg mit dem
zusätzlichen Brennstoff versehen und .der neuen Belastung angeglichen ist. Der auf
diese Weise aufgegebene Brennstoff verbrennt in sehr kurzer Zeit, etwa innerhalb
einer Minute. So wind es mögllich, von Halblast auf Volllast und umgekehrt zu gehen,
und dies in einer Zeit von weniger als 45 Sekunden. Solch ein Vorteil steht im Gegensatz
zu .der oben beschriebenenBegrenzung bei Wanderrostbeschickungen. Die übliche Wurfschaufelbesch!i.ckung
ist daher der üblichen Wanderro.stfeuerung mehrfach überlegen. Das Verhältnis ist
bei den gegebenen Beispielen mindestens 2-o: r. Andererseits bietet die Wanderrostfeuerung
den Vorteil, daß der Brennstoff in einem ungestörten Brennstoffbett, we'lc'hes von
der Vorderseite bis zum rückwärtigen Teil des Heizraumes entlang läuft. allmählich
verbrennt, wobei die Luftzufuhr nach den verschiedenen Teilen des Brennstoffbettes
ununterbrochen erhalten ist. Die bekannte Wurf-.schaufelbeschickzng fördert dagegen
den Brennstoff auf einen feststehenden Rost oder auf einen Kipprost, wodurch der
Nachteil gegeben ist, daß das Brennstoffbett immer wieder zerstört und der Luftstrom
unterbrochen wird, wenn die Asche entfernt wird oder wenn der Rost kippt. Andererseits
muß man hierbei einen Verlust an nicht verbrauchten brennbaren Materialien in Kauf
nehmen, die in den Aschenfang fallen.
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Während Wanderroste bis zu Längen von etwa 8,5 m gebaut werden, ist
die Länge der Roste mit Wurfschaufelbeschickung im Höchstfall auf etwa 5 m beschränkt.
Dieser Mangel macht sich insbesondere bei großen Dampfkesselanlagen bemerkbar, weil
hier die Breite des Begrenzungsraumes im Verhältnis zur Länge unzulässig groß wird.
So hat beispielsweise ein Wanderrost von 730 cm Breite und 85o cm Länge eine
Fläche von 62,o5 m2, während dieselbe Rostfläche für eine Wurfschaufelbeschickung
mit 4,9 m Wurfweite eine Rostbreite von 128o cm haben müßte. Die Rostbreite oder
die des Verbrennungsraumes bestimmt aber gleichzeitig auch die Kesselbreite; der
Kessel, welcher zu einer so großen Streuweite paßt, hätte relativ unwirtschaftliche
Abmessungen. Die Dampferzeugungskapazität je Meter Kesselbreite beträgt etwa 27
°/o derjenigen, welche einer Wamderrostbeschik-'kung entspricht. Bei einem Wasserrohrkessel
der üblichen Bauart würden deshalb die Kessellängen zu groß und die Höhe der Kesselanlage
zu niedrig.
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Dementsprechend ;gilt, daß bei Wanderrosten mit Wurfschaufelibeschxckung
die Länge des Wanderrostes durch die Höchststreuweiteder Wurfschaufelvorrichtung
begrenzt wird. Bei einer Ausführungsform wurde der Brennstoff gleichmäßig über die
Rostfläche eines Wanderrostes verteilt, der von vorn nach hinten lief. Bei einer
anderen Ausführungsform wurde der gesamte Brennstoff von der vorn angeordneten Wurfschaufel
an das hintere Ende des Rostes gefördert, wobei sich der Rost von hinten nach vorn
zu bewegte. Da die groben Brennstoffteile weiter weggeschleudert werden als die
feinen, ergibt sich bei der erstgenannten Ausführungsform der Mangel, daß eine Menge
unverbrannter gräber Brennstoffteile in den Aschenfang gelangen, wenn nicht entweder
d ie Rostbewegung verlangsamt wird, um auch den großen Brennstoffstücken die vollkommene
Verbrennung zu ermöglichen, so daß sie als Asche in den Aschenfang wandern, oder
die Bewegungsrichtung des Rostes umgekehrt wird. Die zweite Ausführungsform, bei
der die Rostbewegung umgekehrt ist, beugt dem Übertritt grober B:rennstofftei,le
in den Aschentrichter vor, aber es wird der :gesamte Brennstoff zunächst bis zum
hinteren Ende des Rostes geführt und läuft erst dann durch die Feüerungszone hindurch,
was noch schlechter ist, -soll durch die Beschickung plötzlichen Laständerungen
Redhnung getragen werden.
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Die Erfindung wird nun darin ,gesehen, die vorteilhaften Merkmale
einer Streubeschickung mit denen einer Wanderrostbeschickung zu vereinigen. Insbesondere
ist Aufgabe der Erfindung, die Heizkapazität einer Streubeschickung bei Kesselanlagen
zu steigern, und zwar in einer einfachen, aber hochwirksamen Art und Weise.
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Weiter soll bei Kesseln von großer Breite das gelegentliche Anhäufen
von Brennstoff bei Laständerungen verhindert werden. Die Feuerung des Kessels kann
schnell gesteigert oder verringert werden, sobald dieBelastung der Kesselanlage
steigt oder fällt.
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Dies wird durch den Gegenstand der Erfindung bei einer Wanderrostfeuerung
mit Wurfschaufelbeschickung dadurch erreicht, daß der Feuerraum :über dem vorderen
Teill des Wanderrostes durch einen senkrechten Schacht, über dem rückwärtigen Teil`
durch ein an sich bekanntes Rückführgewölbe gebildet und begrenzt isst und @daß
eine -regelbare Wurfschaufelvorrichtung mit bis zum Rückführgewölbe reichender Streuweite
angeordnet ist. Dem Betrieb der Wanderrostführung mit Wurfschaufelbeschickung liegt
erfindungsgemäß ein Verfahren zugrunde, bei dem mindest ein Teil des Brennstoffes
in zwei Stufen zur Verbrennung gebracht wird, indem der Brennstoff gleichmäßig in
einer ersten vorderen Zone auf dem Wanderrost gleichmäßig verteilt aufgegeben und
hier unvollkommen verbrannt und sodann auf dem Wanderrost in eine hintere, unterhalb
des Rückführgewölbes gelegene Zone gebracht wird, wo die vollständige Verbrennung
stattfindet.
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Diese und weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes werden im nachfolgenden
Beschreibungsteil mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
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Fig. r stellt eine Schnittansicht einer Kesselanlage mit Wurfschaufelbesfickung
und Wanderro.stfeuerung, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, bei der ein Teil des
von der Wurfschaufel eingeschleuderten
Brennstoffes gegen Prallb:leche
oberhalbdes Wanderrostes geschleudert wird, und Fig. 3 einen Schnitt nach den Linien
3-3 der Fig. 2 dar.
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Bei der Ausführungsform der Kesselanlage nach Fig. i ist .in dem unteren
Teil der Verbrennungskammer i ein Wanderrost 2 vorgesehen, dem der Brennstoff durch
eine oder mehrere Wurfschaufelvorrichtungen 3 zugeführt wird. Wie durch Pfeile angedeutet,
wird der Brennstoff durch die Wurfschaufel 3 auf den vorderen Teil des Wanderrostes
aufgegeben, wobei der Rost von der Vorderwand nach dem Rückführgewölbe 4 läuft.
Während der Rost sich nach der rückwärtigen Seite der Feuerung zu weiterbewegt,
tritt das Brennstoffbett, welches auf dem Rost gebildet ist, unter das Gewölbe 4,
wo es vollständig verbrennt und als Asche in - den Aschenfang 5 abgegeben wird..
Unter dem Wanderrost 2 ist eine Sichterkammer 7 vorgesehen. Die Verbrennungsluft
-wird durch den Wanderrost hindurch durch die Luftkammern 8 aufgegeben, wobei. außerdem
.die Möglichkeit geschaffen ist, etwa noch fehlende Luft nachträglich zuzuführen,
und zwar erfolgt dies oberhalb des Gewölbes 4 von Luftleitungen 9 und io aus durch
die Lufteinlaßdüsen i i und 12. Bei der gezeigten Ausführungsform ist ein Wasserrohrkessel6
gezeigt mit vertikal verlaufenden Rohren, wobei die Verbrennungsgase von der Feuerung
,senkrecht hochsteigen und durch die Kesselanlage 6 hindurchlaufen.
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Jede Wurfschaufelvorrichtung 3 besteht im wesentlichen aus einem Brennstofftrichter
13, von dem aus die Kohlen durch einen umlaufenden Zubringer 14 dem umlaufenden
Verteilerrad 15 der Wurfschaufel zugeführt werden. Das Verteilerrad 15 läuft -in
der eingezeichneten Pfeilrichtung um und ist mit Flügeln oder Schlegeln 16 versehen,
die die Kohlen .in die Verbrennungskammer auf den Wanderrost a schleudern.
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Diese neue Feuerungsanlage vereinigt die Vorteile der Streubeschickung
mit denen eines Wanderrostes. Die Wurfschaufeln 3 fördern Brennstoffe nach dem vorn
liegenden Teil A des Rostes, wobei der Hauptteil der Förderung vor dem Gewölbe 4
gleichmäßig über die ganze Fläche des Rostes verteilt wird. Bei Laständerungen ist
es möglich, augenblicklich durch Steigerung der Arbeit des Ausbreiters die Rostfläche
mit zusätzlichem Brennstoff zu versehen; dies ist der wesentliche Unterschied zu
denjenigen Anlagen, bei denen eine gewisse Trägheit bei Laständerungen vorliegt,
die darauf zurückzuführen ist, daß der gesamte Brennstoff dem beweglichen Rost nur
an seinem vorderen Ende zugeführt wird. Der Teil B der Rostfläche unterhalb des
Rückführgewölbes 4 stellt ebenfalls eine wirksame Rostfläche dar, die zusätzlich
zu dem von der Wurfsdhaufelvorrichtung 3 beschickten Rostteil arbeitet und die es
gestattet, die Weite des Verbrennungsraumes zu begrenzen und dem Kessel die gewünschte
Leistungsfähigkeit zu geben.
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Wegen der begrenzten Weite der Verbrennungskammer können normale Wurfschaufelvorrichtungen
verwendet werden. Gleichzeitig soll beim Durchlaufen durch den hinteren Teil B unter
dem Gewölbe 4 die vollständige Verbrennung des auf den vorderen Rostteil A im überschuß
gleichmäßig zugeführten Brennstoffes sichergestellt werden. Der eben erwähnte Brennstoffüberschuß
ist der Teil, welcher einer erhöhten Kapazität des Kessels entspricht, wie er auf
den Teil A des Rostes aufgegeben wird. Das hintere Gewölbe leitet außerdem die Verbrennungsgase
von dem hinteren Rostteil B .in den Verbrennungsraum, wo sie sich mit den vom Teil
A aufsteigenden Verbrennungsgasen vermischen, wodurch eine Verfl'üc'htigung der
Gase vermieden wird. Dieses sich ergebende Gasgemisch steigt dann aufwärts durch
die verhältnismäßig enge Verbrennungskammer, wobei deren geringe Abmessungen weiter
dazu beitragen, daß die Verbrennungsgase sich mischen und im weiteren Maße verbrennen,
indem durch die Luftdüsen 12 Luft zugeführt wird, ohne daß ein zu großer Luftdruck
hinter den Düsen notwendig ist. Die Streubeschickung ermöglicht, daß die groben
Kohlenstücke weit von der Wwrfschaufelvorric htung geschleudert werden; sie benötigen
eine längere Zeit zum Verbrennen als die feineren Brennstoffteile, wobei der Teil
B des Rostes dazu dient, die Verbrennung .dieser gröberen Brennstoffteile zu sichern.
Sie werden restlos aufgebraucht, bevor die Aschenrückstände in den Aschenfang 5
übertreten. Die Anordnung der Rostfläche B unter dem Rückführgewölbe 4 gestattet
weiter, dem Rost eine größere Geschwindigkeit zu geben, als diese bei Rosten möglich
ist, die in Abhängigkeit von der Streubeschickung arbeiten, wenn der gesamte Brennstoff
verbrannt werden soll. Ein schnelleres Arbeiten des Rostes ist hinwiederum vorteilhaft,
weil dies eine dünnere Aschenunterlage unter dem Brennstoffbett ergibt, wodurch
geringere Verluste an Verbrennungsluft erzielt werden.
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Bei der Anordnung nach den Fig. 2 und 3 ist das Rückfüh.rgewölbe 4
näher an die Wurfschaufelvorrichtun@g 3 herangerückt angeordnet, so. d.aß ein bestimmter
Teil des geschleuderten Brennstoffes gegen die Vorderseite des Rückführgewölbes
4 und an die Stelle 17 trifft. Von hier fällt der Brennstoff auf den darunterliegenden
Wanderrost 2. Die Abnutzung des Gewölbes an der Stelle 17 kann durch geeignete Mittei
verhindert -,verden, beispielsweise dadurch, daß im Abstand voneinander Kesselrohre
18 über das Gewölbe 4 .gelegt werden, zwischen denen Metallrippen angeordnet sind,
so daß der Zwischenraum zwischen den Rohren überdeckt und das Gewölbe von einer
metallischen Schicht umgeben ist (F'ig. 3).
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Derjenige Teil .des Brennstoffes, der gegen die von dem Gewölbe 4'
.gebildete Pral:lwand trifft, fällt nach unten auf den Rost, und zwar an der Grenze
zwischen den Flächen A' und B', und wird hieran anschließend im Bereich
b' verbrannt, während der Rost sich nach hinten unter dem Gewölbe 4' weiterbewegt.
Solche Brennstoffteile, die gegen die Prallwand, geschleudert wurden, haben einen
langen Weg über das -heiße Brennstoffbett hinweg zurückzulegen und werden anschließend
verbrannt, sobald sie auf den Rost fallen. Zugleich erfolgt aber die Aufgabe
des
verbleibenden Brennstoffes in gleichmäßiger Verteilung über die Rostfläche A', wo-du-rch
den Laständerungen Rechnung getragen werden kann. Der »Brennstoffanprgll«, der bei
der Ausführungsfarm nach den Fig. 2 und 3 erfolgt, gestattet die Bildung eines dünnen
Brennstoffbettes über dem vorderen Teil A', entsprechend der zusätzlichen Brennstoffmenge,
welche von -der Prallfläche nach unten auf den Rost fällt, wenn dieser die rückwärtige
Brennzone B' betritt. Dies ist besonders vorteilhaft in den Fällen, wo Brennstoffe
verbrannt werden, die schon bei niedriger Temperatur eine Aschenbildung .ergeben.
Die sich durch die neue Beschickungsart ergebende Brennstoffschicht auf dein hinteren
Teil B des Rostes ergibt eine stärkere Hitzeentwicklung auf dieser Rostfläche, wodurch
die Leistungsfähigkeit .der Kesselfeuerunggesteigert wird, ohne daß dadurch die
Vorzüge aufgehoben werden, welche die Anlage -nach Fig. i aufweist.
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Auf diese Weise kann die Heizkapazität bei einer Streubeschickung
für Dampferzeuger u. dgl. in einer einfachen und hochwirksamen Weise gesteigert
werden, ohne daß die Feuerung oder die Kesselanlage eine übernormale Weite nötig
macht und ohne daß bei. Laständerungen Brennstoffanhäufungen oder Verzögerungen
eintreten. Die Erfindung ermöglicht es, die Feuerungsleistung zu steigern oder herabzusetzen,
je nachdem, ob die Belastung des Kessels steigt oder fällt.