DE956972C

DE956972C - Brennstaubfeuerung

Info

Publication number: DE956972C
Application number: DED16233A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Seidl
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1953-10-30
Filing date: 1953-10-30
Publication date: 1957-01-24

Description

Brennstaubfeuerung Die Erfindung betrifft eine Brennstaubfeuerung für Strahlungsdampferzeuger mit flüssigem Schlakkenabzug und einem oder mehreren Brennern, insbesondere Zyklonfeuerung mit einer oder mehreren Muffeln. Sie besteht darin, daß die Wand, welche den Brennraum bzw. den Nachbrennraum von dein Strahlungsraum trennt, mehrere in der Weise angeordnete Feuergasdurchströmöffnungen aufweist, daß die durch die Öffnungen bedingten Gaswege verschieden lang sind.
Es sind Brennstaubfeuerungen mit einheitlichem Brennraum bekannt, bei welchen die Brenner so verteilt sind, daß bei Teillast Hilfsbrenner mit bedeutend kürzerem Brennweg als die Hauptbrenner in Betrieb genommen werden können. Hierdurch wird bei Strahlungsdampferzeugern die Abstrahlung an die Kühlrohre vor dem Berührungsüberhitzer vor dem Absinken bewahrt, so daß die Enddampftemperatur des Überhitzers sich mit der Belastung nur wenig ändert.
Bei den Feuerungen mit Schlackenfluß ist dieses Mittel nicht anwendbar, weil der Brennraum und meist auch der Nachbrennraum so klein sind, daß größere Veränderungen des Feuergasweges nicht möglich sind. Zwar besteht die Möglichkeit, in dem Strahlungsraum Hilfsbrenner anzuordnen, doch können diese nicht mit Schlackenfluß - betrieben werden und können daher leicht Anlaß zu Betriebsstörungen geben. Die Betriebskosten für flüssige oder gasförmige Hilfsbrennstoffe sind jedoch zu groß, um die beträchtlichen Leistungen der Teillasten größerer Strahlungsdampferzeuger mit ihnen wirtschaftlich erzeugen zu können.
Der Erfindungsvorschlag eröffnet die Möglichkeit, verschieden lange Gaswege bei den bekannten Feuerungsbauarten zu erzielen, ohne daß die räumliche Anordnung und Ausbildung einer größeren Änderung unterzogen werden muß. Die Erfindung kann daher leicht auch nachträglich angewandt werden.
Die Anordnung mehrerer Durchströmöfen in der Zwischenwand zwischen Brenn- bzw. Nachbrennraum und Strahlungsraum eröffnet den Feuergasen die Möglichkeit, bei Teillast den kürzesten Weg zu wählen, während mit steigender Last ein zunehmender Anteil der Feuergase den längeren Feuergasw eg nehmen muß. Diese Verteilung wird unterstützt, wenn die Feuergasdurchströmöffnungen in an sich bekannter Weise von Rohren eines Schlackenfangrostes durchquert werden. Dieser bildet einen Strömungswiderstand, der bei hoher Belastung die Abdrängung der heißen Feuergase vom kürzesten Gasweg unterstützt. Eine weitere Vervollkommnung ist dadurch möglich, daß die Durchströmquerschnitte der Öffnungen um so größer bemessen werden, je länger der zugehörige Gasweg ist.
Schließlich ist eine willkürliche Verteilung möglich mit Hilfe von Absperrvorrichtungen. Mechanische Vorrichtungen sind jedoch bei diesen hohen Feuergastemperaturen wenig . geeignet. Einen guten Erfolg verspricht jedoch die Beeinflussung der Strömung mit Hilfe von abgekühlten Feuergasen, welche aus dem Abgaskanal der Feuerung angesaugt und in der Nähe des zu sperrenden Durchströmquerschnittes in den Gasstrom eingeblasen werden. Der entstehende Druckstau hängt ab von der Energie und der Richtung, mit der die Abgase eingeblasen werden. Er kann eine Drosselung bewirken oder die Durchströmung völlig verhindern. Das eingeblasene Abgas ist in bekannter Weise außerdem dadurch wirksam, daß es die Temperatur des Gasgemisches im Strahlungsraum und damit dessen Wärmeabstrahlung herabsetzt, wodurch die Enddampftemperatur im gleichen Sinne beeinflußt wird wie durch die Veränderung des Gasweges.
Die Wirkung der Gasdurchströmöffnungen kann unterstützt werden durch die Wahl der in Betrieb befindlichen Brenner bzw. Muffeln bei Teillast, und zwar in der Weise, daß die Öffnung mit dem längsten Gasweg durch die Bildung fester Schlackenansätze verengt oder verschlossen wird.
Dieser Verschluß kann mit Hilfe einer heißen Flamme, etwa eines Öl- oder Gasbrenners, vor oder bei ansteigender Last schneller abgeschmolzen werden, als es mit der Kohlenstaubflamme möglich ist.
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Feuerung ist in der Abbildung im lotrechten Symmetrieschnitt dargestellt.
Die Feuerung besteht aus den Zyklonmuffeln i und 2, wovon jeweils mehrere in Blickrichtung hintereinander angeordnet sein können. Der Aufbau dieser Muffeln aus Stiftrohren, welche feuerseitig mit feuerfester Masse verkleidet sind, die Brennstoff- und Luftzuführung sind dargestellt, werden jedoch nicht weiter erläutert, da sie als bekannt vorausgesetzt werden. Die in diesen Muffeln kreisenden Flammen, welche durch die Verbrennung der eingeführten Kohle mit der tangential zugeführten Luft entstehen, treten durch die Feuergasdurchströmöffnungen 3, 4 in den Nachbrennraum 5 über. Der Nachbrennraum ist durch eine dichte Rohrwand 7 von dem Strahlungsraum 6 getrennt. Diese Rohrwand hat drei Gasdurchströmöffnungen 8, 9, io, in welchen die Wandrohre so auseinander gezogen sind, daß sie Schlackenfangroste bilden. An den Strahlungsraum 6 schließt der Berührungszug mit dem Dampfüberhitzer i i an.
Sämtliche Wände der Räume i, 2, 5 sind in bekannter Weise aus Stiftrohren aufgebaut, welche feuerseitig mit feuerfester Masse verkleidet sind. Die flüssige Schlacke fließt aus den Muffeln i, 2 durch die Öffnungen 12, 13 auf den Boden des Nachbrennraumes 5 und durch die Öffnung 14 im Boden und den Schacht 15 unter Luftabschluß in den Wassertrog 16 des Kratzerförderers 17. Die Kühlrohre der Räume i, 2, 5, 6 gehen von der Untertrommel 18 aus und münden in die nicht dargestellte Obertrommel.
An der Rückwand des Strahlungszuges 6 ist ein Kanal i9 angeordnet, von welchem mittels Klappen 2o absperrbare Düsen äi, schräg gegen den Schlackenfangrost iö gerichtet, in den Strahlungsraum 6 einmünden. Ein weiterer Kanal 22 ist oberhalb der Muffeln :2 angeordnet und durch die mittels Klappen 23 absperrbaren Düsen 24 mit dem, obersten Teil des Nachbrennraumes 5 verbunden. In der Seitenwand ist unterhalb des Schlackenfangrostes io ebenso wie in der nicht dargestellten gegenüberliegenden Seitenwand je ein Ölbrenner 25 angeordnet.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist folgende: Bei Vollast sind alle Muffeln i, 2 in Betrieb. Die aus ihnen austretenden Feuergase strömen aus dem Nachbrennraüm 5 durch die Öffnungen 8, 9, io in den Strahlungsraum 6 ab. Dabei wird, entsprechend den verschiedenen Querschnitten, die kleinste Gasmenge durch die öffnung 8 und die größte durch die Öffnung io strömen. Die Feuergasströmung durch die Öffnung 8 kann jedoch ganz öder teilweise unterbunden werden, wenn durch die Düsen 24 abgekühlte Feuergase, die aus dem Abgaszug der Feuerung mittels eines Gebläses abgesaugt worden sind, in den oberen Teil des Nachbrennraumes 5 eingeblasen werden.
Bei kleiner Teillast werden alle Muffeln i und einige der Muffeln 2 außer Betrieb genommen. Die aus den in Betrieb befindlichen Muffeln austretende Feuergasmenge vermag den Raum 5 nicht mehr auszufüllen und zieht infolge des natürlichen Auftriebes überwiegend durch die Öffnung 8, ein kleiner Teil auch durch die Öffnung 9 ab. Reste strömen durch die Öffnungen io. Mit Hilfe von Feuergasen, welche mittels eines Gebläses aus dem Abgaskanal der Feuerung entnommen worden sind, und welche durch die Düsen 21 in den Raum 6 eingeblasen werden, kann die Strömung durch die Öffnung io unterdrückt und durch die Öffnung 9 vermindert werden.
Der Großteil der Feuergase, welcher durch die Öffnung 8 strömt, beheizt die Kühlflächen des Raumes 5 und des unteren Teiles des Raumes 6 nur wenig. Es wird daher in diesen Rohrteilen nur -,wenig Dampf erzeugt. Daher ist die Dampfmenge, %v eiche dem Überhitzer i i zuströmt,kleiner, als sie der Wärmemenge der Feuergase entspricht, die vor dem Überhitzer ankommt. Die Folge ist, daß die Enddampftemperatur höher ist als sie sein würde, wenn die Feuergase den Weg durch die Öffnung io nehmen würden.
In gleicher Richtung wirkt die Einblasung abgekühlter Abgase, insbesondere durch die Düsen 21. Diese Abgase vermischen sich mit den Feuergasen und setzen die Gesamttemperatur herab. Da die Dampferzeugung im Raum 6 durch Strahlungswärme geschieht, deren Menge sich praktisch mit der vierten Potenz der Gastemperatur ändert, wird auch durch diese Maßnahme weniger Dampf erzeugt, als dem Wärmeinhalt der vor dem Überhitzer ankommenden Gase ohne Abgaseinblasung entsprechen würde.
Die beiden beschriebenen Maßnahmen ergänzen einander und gewährleisten eine wirkungsvolle Regelung der Enddampftemperatur bei Verwendung nur geringer Umwälzgasmengen.
Wenn durch die Öffnung io nur eine geringe Feuergasmenge strömt, wird die Schlacke an dem Schlackenfangrost dieser Öffnung erstarren und die Lücken zwischen den Rohren allmählich schließen, wodurch sich die Einblasung von Abgas durch die Düsen 21, außer zum Zweck der Dampftemperaturbeeinflussung, erübrigt. Bei wieder ansteigender Last wären jedoch die Feuergase nicht fähig, den Schlackenfangrost wieder aufzutauen. Deshalb sind die Ölbrenner 25 vorgesehen, deren heiße Flammen, wenn sie rechtzeitig eingesetzt werden, die Öffnung io frei machen, wenn bzw. bevor die Last ansteigt. Die Ölflammen können auch dazu dienen, die Schlackenablauföffnung frei zu halten oder aufzutauen, falls diese in Mitleidenschaft gezogen sein sollte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Brennstaubfeuerung für Strahlungsdampferzeuger mit flüssigem Schlackenabzug und einem oder mehreren Brennern, insbesondere Zyklonfeuerung mit einer oder mehreren Muffeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand, welche den Brennraum bzw. den Nachbrennraum von dem Strahlungsraum trennt, mehrere in der Weise angeordnete Feuergasdurchströmöffnungen aufweist, daß die durch die Öffnungen bedingten Gaswege verschieden lang sind. z. Brennstaubfeuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmöffnungen in an sich bekannter Weise mit Schlackenfangrosten versehen sind. 3. Brennstaubfeuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mehrere Brenner bzw. Muffeln mit verschieden langen Gaswegen angeordnet sind. q.. Brennstaubfeuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenn- bzw. Nachbrennraum und gegebenenfalls der Strahlungsraum in an sich bekannter Weise mit Hilfe von geschlossenen Rohrkühlwänden, welche zu den Strömungsebenen der Feuergase parallel sind, unterteilt ist. 5. Brennstaubfeuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuergasdurchströmöffnungen um so größer sind, je länger der zugehörige Gasweg ist. 6. Brennstaubfeuerung nach den Ansprüchen i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Feuergasdurchströmöffnungen um eins größer ist als die Zahl der Brennergruppen bzw. Nfüffelgruppen. 7. Brennstaubfeuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmöffnungen mit Absperrvorrichtungen -ersehen sind. B. Verfahren zum Betrieb einer Brennstaubfeuerung nach den Ansprüchen i und q., dadurch gekennzeichnet,"daß zur Absperrung abgekühlte Feuergase dienen, welche aus dem Abgaskanal der Feuerung abgesaugt und in der Nähe der Feuergasdurchströmöffnungen, insbesondere hinter diesen, mit solcher Richtung und Energie eingeblasen werden, daß der entstehende Druckstau die Strömung der heißen Feuergase vermindert oder verhindert. 9. Verfahren zum Betrieb einer Brennstaubfeuerung nach den Ansprüchen i und q., dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der in Betrieb befindlichen Brenner bei Teillast so getroffen wird, daß die Feuergasdurchströmöffnung mit dem längsten Gasweg durch die Bildung fester Schlackenansätze verengt oder verschlossen wird. io. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung bzw. der Verschluß vor oder bei ansteigender Last mittels einer heißen, etwa von einem Ölbrenner gelieferten Stichflamme, aufgetaut wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 168 731; USA.-Patentschrift Nr. 2 268 559; »Mitteilungen der VGB«, 1948, Heft 2/3, S. 43; »Energie«, 1950, SS.,43, Bild i.