-
Kohlenstaubfeuerung mit mehreren tangential an verschieden große Kreise
um die Mittelachse der Brennkammer gerichteten Brennstoffeinblasedüsen Die Erfindung
betrifft eine Kohlemstaubfeuerung mit mehreren in verschiedenen Ebenen übereinander
angeordneten Brennergruppen, bei welchen die tangential an gedachte Kreise um die
Mittelachse der Brennkammer gerichteten Brenner jeder Gruppe auf je einen um die
Brennkammerachse strömenden Einblasekreis unterschiedlichen Durchmessers arbeiten.
-
Die Erfindung bezweckt eine wesentliche Verbesserung derartiger Feuerungen,
die sich gegenüber den bisher üblichen Ausführungen nicht nur durch einen bedeutend
günstigeren Ausbrand des Kohlenstaubes, eine schnellere Verbrennung, eine bessere
Mischung, eine gleichmäßigere Ausfüllung des Feuerraumes sowie einen bisher noch
nicht erreichten Gleichförmigkeitsgrad der Rauchgaszusammensetzung im zweiten Zuge
auszeichnet, sondern darüber hinaus noch den Vorteil hat, daß die Reisezeiten bis
zur endgültigen Verschlackung der ersten Berührungsflächen um ein Mehrfaches verlängert
werden, bis die Verschlackung das Abstellen, des Kessels erfordert.
-
Bei Eckenfeuerungen für Steinkohlenstaub pflegte man bisher die Staubflammen
der in einer oder mehreren waagerechten Ebenem angeordneten Brenner so zu führen,
daß dieselben einen gedachten Kreis oder gedachten Zylinder um die Brennkammerachse
mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser tangential berührten, um einen dichtgedrängten
heißen. Flammenkern zu erhalten, durch
welchen, insbesondere bei-
mageren Brennstoffen, eine sichere Zündung des Brennstoffes, ein. wirkungsvoller
Drall, eine gute Mischung und eine günstige Lage der Flamme erzielt werden sollte.
Diese Betriebsweise hatte aber tatsächlich den Nachteil, da,ß infolge des kleinen
Einblasekreises und der dadurch bedingten starken Konzentrierung der Flamme in der
Mitte der Brennkammer im Kern der Flamme ein ziemlich starker Luftmangel herrschte,
der um so größer wurde, je mehr Brennerebenen übereinandergelegt wurden.
-
Demgegenüber hat sich gezeigt, daß bei .der Verfeuerung von Brennstoffen
mit hohem Gasgehalt, beispielsweise Braunkohlen, günstige Brennergebnisse und Verschla.ckungsverhältnisse
nur erzielt werden, wenn die Staubflammen statt an eineu kleinen, an einen verhältnismäßig
großen. Kreis eingeblasen werden, während sich die Brennergebnisse und Verschlackungsverhältnisse
bei der Verfeuerung von gasärmeren Brennstoffen. bei großen Einblasekreisen trotz
der besseren Vermischung der Brennstoffe mit der Verbrennungsluft sehr ungünstig
gestalteten und insbesondere eine, wesentliche Verschlechterung der Zündung eintrat.
Aus diesem Grunde war man bei der Verfeuerung von Steinkohlen bei dem kleinen Einblasekreis
stehengeblieben.
-
Nach der Erfindung lassen sich bei.Kohlenstaubfeuerungen die eingangs
. erwähnten wesentlich günstigeren Ergebnisse erzielen, wenn die Staubflammen an
mehrere Kreise unterschiedlichen Durchmessers eingeblasen werden. _ -Es ist bereits
eine Kohlenstaubfeuerung vorgeschlagen worden, bei welcher der Brennstoffstaub durch
in einer Ebene nebeneinander angeordnete, von Leitflächen gebildete Kanäle in die
Brennkammer eingeführt wird. Bei dieser. Feuerung wurde das Brennstoff-Staubluft-Gemisch
gegen, die Wandungen des Feuerraumes geblasen. Dadurch sollte erreicht werden, daß
die Brennstoffstrahlenin kreisender Bewegung die Seitenwände des Feuerraumes bestreichen,
um tote; Ecken zu vermeiden. Diese Ausführung hat sich aber bei gekühlten Brennkammern
nicht bewährt, da die Staubflammen an den, relativ kalten Brennkammerwänden sich
stark abkühlen, so daß der zu dicht an die kühleren Brennkammerwände herangeführte
Kohlenstaub nicht mehr verbrennt.
-
Zur Behebung der geschilderten - Nachteile ist auch bereits vorgeschlagen
worden, die in einer Ebene öder in mehreren Ebene angeordneten Brenner so zu richten.,
daß innerhalb der Brennkammer mehrere konzentrische Flammenhohlzylinder gebildet
werden.
-
Die angestrebte Bildung - von Flammenhohlzylindern dürfte aber auf
unüberwindliche Schwierigkeiten stoßen., dia, die von, den Streukreisen aufsteigenden
kreisenden Staubflammen, solange die Zentrifugadkräfte die Auftriebskraft übersteigen,
sich kegelförmig ausbreiten, wobei die einzelnen Brennkegeil in den- Bereich des
nächsten Streukreises kommen.. Die Folge hiervon ist eine Durchwirbelung der kreisenden
Flammenströme, derart, daß ein einziger Brennkegel entsteht und die Bildung von
Flammenhohlzylindern verhindert bzw. unmöglich gemacht wird.
-
. Ein weiterer Nachteil dieses Vorschlages besteht in der Schwierigkeit
der Zuführung der für die Verbrennung erforderlichen Verbrennungsluft -Sekundärluft
-, da diese sich nur am Außenrande mit dem Brennkegel vermischt, während weiter
im Innern des Brennkegels ein starkerLuftmangel verbleibt.
-
Sind die Brenner sämtlich in einer Ebene ange,-ordnet, so ist es schwierig,
auf getrennte Streukreise zu arbeiten, da die Staubflammen für die inneren Streukreise
die äußeren Streukreise durchdringen müssen.
-
Alle diese Nachteile und Schwierigkeiten werden nach der Erfindung
dadurch beseitigt, -daß die Brenner mehrerer in verschiedenen Ebenen angeordneter
Brennergruppen auf je einen. Einblasekreis von unterschiedlichem Durchmesser so
ge-
richtet sind, daß innerhalb der Brennkammer mehrere selbständige, durch
Luftpolster voneinander getrennte, konzentrische Flammenhohlkegel entstehen. und
daß die Luftdüsen für die zusätzliche Verbrennungsluft so gerichtet sind, da.ß die
Luft unter, über und in die Zwischenräume zwischen die einzelnen Einblasekreise
a., b, c geblasen wird.
-
Eine, besonders bevorzugte Ausführung nach der Erfindung ergibt sich
dadurch, da,ß die Einblasekreise unterschiedlichen Durchmessetrs von z. B. in drei
Ebenen angeoränetenBrennergruppen parallele oder annähernd parallele Kegelschnitte
bilden, wobei die untersten Brenner an: den kleinsten, die obersten Brenner an den
größten Einblasekreis geführt werden, so daß sich ein mit der Spitze nach unten
gerichteter Brennkegel bildet.
-
Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen
enthalten.
-
Die vorstehend gekennzeichnete Ausführung nach der Erfindung gewährleistet,
abgesehen von überraschend guten, Ausbrandwerten, in. der Asche eine außerordentlich
vorteilhafte und wirtschaftliche Verbrennung. Wie Versuche ergeben haben, erreicht
die Feuerung bereits unmittelbar über der Brennerebene ein klares, helles Aussehen,
ein Beweis für die beschleunigte und intensive Verbrennung.
-
Durch -die vorteilhafte Anordnung der Brenner und Verbrennungsluftdüsen
gemäß der Erfindung werden die Brennstoffteilchen bei guten Zündverhältnissen schneller
und besser mit dem zur Verbrennung notwendigen Stauerstoff in Berührung gebracht,
als es bisher bei ausschließlicher Verwendung nur eines kleinen Einblasekreises
möglich war.
-
'Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnung an einem Beispiel
näher erläutert, und zwar zeigt Fig. z eine gemäß der Erfindung ausgebildete Eckenfeuerung
in einem waagerechten Querschnitt und Fig. 2 den Gegenstand der Fig. r in einem
mittleren senkrechten Querschnitt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten
Eckenfeuerung sind mit i die Staubbrenner und mit 2 die Vexbrennungsluftdüsen bezeichnet,
welche derart in die Ecken einer beispielsweise quadratischen Feuerkammer 3 eingebaut
sind, daß die von' den Brennern ausgehenden Staubflammen gruppenweise tangential
an drei Kreise unterschiedlichen, Durchmessers geführt werden, von welchen der Kreis
a den kleinsten, der Kreis b einen mittlerem und Kreis c den größten Durchmesser
aufweist. Hierbei können durch eine entsprechende Anordnung und Richtunggebung der
Staubbrenner die Staubflammen so. geführt werden, daß die Einblasekreise sämtlich
in einer gemeinsamen Ebene oder in mehreren voneinander getrennten Ebenen liegen.
Im letzteren Falle ergibt sich dann in der Mitte der Feuerkammer ein Brennkegel,
dessen Spitze nach unten gerichtet ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Bei Anordnung
der Einblasekrcise in einer gemeinsamen Ebene entsteht in der Mitte der Feuerkammer
ein flacher zylindrischer Feuerkern.
-
Von welcher der beiden Ausführungsformen im Einzelfalle Gebrauch zu
machen ist, hängt von der Größe des Kessels, der Betriebsweises, von den Eigenschaften
des zur Verwendung kommenden Brennstoffes und anderen Umständen ab, deren Beurteilung
dem Fachmann auf Grund seiner Erfahrungen und Kenntnisse keinerlei Schwierigkeiten
bereiten dürfte.
-
Die Anordnung der Staubbrenner bzw. Brennergruppen kann beliebig gewählt
werden; dieselben können in einer Ebene: oder in mehreren Ebenen angeordnet sein.
Wesentlich für den nach der Erfindung angestrebten Erfolg ist lediglich, daß die
Staubflammen so geführt werden, daß Einblasekreise mit unterschiedlichem Durchmesser
entstehen.
-
Die für die Verbrennung erforderliche zusätzliche Verbrennungsluft
wird gemäß der Erfindung zu einem Teil in die Zwischenräume zwischen. den Brennstoffkreisen
a. bis c, zum anderen Teil in die .Räume über und unter den in der Mitte der Feuerkammer
aus den konzentrischen. Kreisen gebildeten flachen Feuerkern oder den auseinandergezogenen
Kreisen gebildeten. Brennkegel geblasen, und zwar derart, daß unter, über und zwischen
den Brennstoffkreisen a bis c entsprechende" Lufteinblasekreise entstehen. Ein solcher
Brennstoffluftkegel ist aus der Fig.2 zu ersehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind in jeder Ecke der quadratischen Feuerkammer 3 die Staubbrenner ia, i6, i, und
die Luftdüsen 2d, 2e, 2f, 2, abwechselnd in mehreren Etagen übereinander angeordnet,
und zwar derart, daß jeder Staubbrenner zwischen zwei Luftdüsen gelagert ist, wobei
letztere so gerichtet sind, daß Lufteinblasekreise d, e, f, g erzeugt werden.
Auf diese Weise ist die Möglichkeit geschaffen, den zur Verbrennung nötigen Sauerstoff
schneller mit den Brennstoffteilchen in Berührung zu bringen, um eine gute Mischung
und. gleichmäßige Füllung des Feuerraumes zu gewährleisten.
-
Infolge der unterschiedlichen Größe der Einblasekreise ergibt sich
bei dem einzelnen Einblasekreisen eine verschiedene Brennstoffdichte.; diese ist
bei dem kleinsten. Einblasekreis am größten, so daß sich wegen des hier herrschenden
Luftmangels ein heißer Flammenkern bildet, durch welchen auch bei mageren Brennstoffen
die Zündung des Brennstoffes gesichert ist.
-
Der Erfindungsgegenstand hat neben den bereits erwähnten Vorteilen
auch noch den Vorteil, daß bei Teillastern die Zündung nicht abreißt. Bei Teillast
werden zuerst die Brenner mit dem größten und bei Bedarf noch die mit dem mittleren
Einblasekreis abgeschaltet. Die noch übrigbleibenden Brenner mit dem kleinsten Einblasekreis
ermöglichen unter sonst gleichen Bedingungen den Betrieb mit der kleinsten Teillast.
Hierbei ist auch die größte Wirtschaftlichkeit gewährleistet, denn die Ausnutzung
des Feuerraumes wird bei dem Betrieb mit den am tiefsten gelegenen Brennern vollkommen
gesichert.
-
Der Durchmesser des größten Einblasekreises beträgt zweckmäßig etwa
die halbe Breite der Feuerkammer. Man darf ihn nicht zu groß wählen, weil sich sonst
die: Feuergase an den. Wänden der Feuerkammer zu sehr abkühlen würden.
-
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
mit flachem Feuerkern oder mit einem nach unten gerichteten Brennkegel beschränkt.
Die Spitze des Brennkegels kann auch nach obern. oder in. eine andere beliebige
Richtung zeigen.