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zwischen Vorkammer und Strahlungskammer Die Erfindung betrifft eine
Brennstaubfeuerung mit Vorkammer und Strahlungskammer, wiederholter Umlenkung der
Flamme zwischen Vorkammer und Strahlungskammer, flüssigem Schlackenabzug, Schlackenfangrost
und nachgeschalteten Heizflächen, und besteht darin, daß der Feuerzug zwischen der
Vorkammer und der Strahlungskammer einen zickzackförmig gewundenen Schacht bildet.
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Nach der Erfindung soll die Verbrennung von festen Brennstoffen bei
hohen Belastungen ermöglicht werden, wobei die unverbrannten Rückstände als flüssige
Schlacke abgezogen werden. Diese Aufgabe ist durch die Zyklonfeuerung gelöst worden,
jedoch mit einem hohen Kraftbedarf für die Erzeugung der rotierenden Luftbewegung.
Erfindungsgemäß sollen die mit der Zyklonfeuerung erzielten Wirkungen, nämlich hoher
Schlackeneinbindungsgrad und Verfeuerung von staubförmigen oder kleinkörnigen Brennstoffen,
ohne den hohen Kraftaufwand für die Erzeugung der hohen Luftpressung erreicht werden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die zickzackförmig
gewundene Ausbildung des Feuerzuges zwischen der Vorkammer und der Strahlungskammer.
Es
ist eine Feuerung bekannt, bei welcher der staubförmige Brennstoff in eine Vorkammer
eingeblasen wird und die Flamme einen absteigenden geraden Verbindungszug zur Strahlungskammer
durchstreicht, aus welcher Kammer die Flamme in den die Berührungsheizflächen enthaltenden
Zug eintritt und die Schlacke flüssig abgezogen wird. Diese bekannte Anordnung erfordert
zwar keine hohen Luftpressungen, ergibt jedoch auch keine hohe Schlackenabscheidung,
weil sich die Strömungsrichtung der Flamme nur in der Vorkammer und in der Strahlungskammer
ändert.
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Ferner ist eine Feuerung mit zickzackförmigem, von Heizflächeneinbauten
freiem Feuergaszug bekannt, dessen die Flammenumlenkung bewirkende Seitenwände aus
Rohren des befeuerten Warmwassererzeugers bestehen. Diese Anordnung ist jedoch für
die Befeuerung mit Gas oder Öl bestimmt, bei welchen Brennstoffen der Abscheidung
der unverbrennlichen festen Rückstände nur untergeordnete Bedeutung zukommt und
der Aufwand sich nicht lohnen würde, sie in flüssigem Zustand abzuziehen. Auch wird
dabei die Belastung so gering sein, daß der Schlackenschmelzpunkt nicht überschritten
wird.
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In Abb. i ist eine gemäß der Erfindung ausgebildete Feuerungsanlage
mit dem befeuerten Dampferzeuger im Schnitt nach der lotrechten Symmetrieebene dargestellt;
Abb. 2 gibt einen waagerechten Schnitt unterhalb des Feuergasaustrittes aus der
Vorkammer wieder; Abb. 3 ist eine Ansicht auf die Brennerdüsen von der Feuerseite
her, Abb. 4 ein Schnitt durch die oberste Schräglage des Feuerzuges, senkrecht zur
Flammenströmung. Die Feuerung besteht aus der Vorkammer i, dem Feuerzug 2 und der
Strahlungskammer 3. Ihre Wände werden von Rohren des befeuerten Dampferzeugers gebildet.
Von einem Verteiler 4 steigt eine Rohrwand 5 als Stirnwand des Raumes 3 lotrecht
auf, bildet zwei übereinanderliegende keilförmige Vorsprünge 6 und 6', verläuft
dann lotrecht weiter nach oben als Stirnwand der Vorkammer i und biegt leicht ansteigend
nach links ab, dabei die Decke 7 der Vorkammer i bildend, um in die Kesseltrommel
8 einzumünden. Eine andere Rohrgruppe 9 geht von dem Verteiler 4 aus und bildet
zunächst den Boden io, dann die Rückwand i i der Strahlungskammer 3, bildet im weiteren
Verlauf drei keilförmige Vorsprünge 12, 13, 14 und mündet als Rückwand 15 der Vorkammer
i in die Kesseltrommel B. Die Vorsprünge 6, 6' und 12, 13, 14 sind in der Höhenlage
gegeneinander versetzt, so daß sie die Begrenzung des zickzackförmigen Feuerzuges
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bilden. Besser noch ist eine Formgebung, bei welcher die Mittellinie dieses
Zuges eine Sinuslinie ist.
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Die Seitenwände werden von Rohren 16 und 17 gebildet, welche von Verteilern
18 ausgehen und in Sammler i9 münden, die durch Überströmrohre 2o mit der Kesseltrommel
8 verbunden sind. Die Rohre sind in bekannter Weise feuerseitig mit angeschweißten
Stiften versehen und mit einer feuerfesten Masse, etwa Chromerz, verkleidet, welches
geschlossene Wände bildet. Zwischen den Rohren des Bodens io ist eine Öffnung2i
ausgespart, durch welche die flüssige Schlacke in den unter Luftabschluß mit ihr
verbundenen Wassertrog 22 abfließt. Die Unterseite des keilförmigen Vorsprunges
12 ist als Schlackenfangrost 23 ausgebildet, zwischen dessen Rohren hindurch die
Feuergase die Strahlungskammer 3 verlassen.
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Die Feuergase gelangen nach Durchströmen des Schlackenrostes 23 in
den Kühlraum 24. Er wird begrenzt von den Kühlrohren, welche die Rückwand des Feuerzuges
2 und der Vorkammer i bilden, ferner von einer Schräge 25, in welcher einzelne dieser
Rohre statt zum Schlackenfangrost 23 zur Untertrommel 26 des Steilrohrkessels 27
verlaufen, der mit dem Überhitzer 28 die erste Gruppe der Berührungsheizflächen
bildet. Sein erstes, die Trommeln 26 und 8 verbindendes Rohrbündel 29 bildet den
restlichen Abschluß, durch den die Feuergase in die Kesselheizflächen einströmen.
Aus der Untertrommel 26 wird das Wasser durch Rohre 30 den Verteilern 4. und 18
zugeleitet.
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Die dargestellte Anordnung ist als Versuchsanordnung zu einer bestehenden
Kesselanlage entworfen worden. Um hohe Lufttemperatur zu erhalten, wird ein Teil
der Feuergase aus dem Kühlraum 24 durch die Öffnung 31 entnommen und durch den Kanal
32 zu dem Röhrenlufterhitzer geführt, dessen drei Rohrgruppen 33, 34 und 35 er nacheinander
durchströmt. Ein Gebläse 36 saugt die Feuergase ab und drückt sie in den Kamin 37,
welcher die Feuergase aus dem Kessel 27 ableitet. Ein Luftgebläse 38 saugt Luft
aus dem Freien an und drückt sie durch den Kanal 39 in den Lufterhitzer 40
zu dem Windkasten 41. Ein mit Regelklappen 42 versehener Umführungskanal 43 gegestattet
es, der Heißluft Kaltluft zuzusetzen.
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Die Kohle fällt aus dem Bunker 44 durch das Rohr 45 dem Zuteiler 46
zu, der sie in die Mühle 47 leitet. Ein Luftstrom sichtet das :Mahlgut in der Mühle
und trägt das Feinkorn durch die Rohrleitungen 48 zu den Brennerdüsen 49, welche
sich in dem Windkasten 41 befinden. Aus dem Windkasten strömt die von dem Lufterhitzer
kommende Heißluft durch die Öffnungen 50 in die Vorkammer i. Eine an sich
bekannte Ölzündvorrichtung 51 dient zum Zünden der Staubflamme.
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Da infolge der Raumabmessungen eine große Brennstoffmenge in einem
kleinen Raum verbrannt werden muß, wird eine Temperatur entstehen, welche trotz
der Abstrahlung an die gekühlten Wandflächen auch bei Teillasten noch über dem Schlackenschmelzpunkt
liegen wird. Die entstehende Flamme streicht waagerecht durch den Raum i. An der
Rückwand wird der Großteil der Flamme nach unten abgelenkt und U-förmig zurückgeführt.
Unterhalb der Brenner biegt diese nach unten ab und tritt in den Feuergaszug 2.
Dieser hat einen kleineren Querschnitt als die Kammern i und (bzw. oder) 3, vorzugsweise
2o bis 400/0 davon. Ein Teil der Flamme wird in dem Raum i beim Auftreffen auf die
Rückwand nach
oben abgelenkt und löst sich in Wirbel auf, welche
wesentlich zur raschen Zündung der Flamme beitragen.
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Die in den Zug 2 eingetretene Flamme wird von dessen Wänden abgelenkt,
so daß sie der Zickzackform folgt. Dabei wird sowohl flüssige Schlacke als auch
Brennstoff an die Wände ausgeschleudert. Der Brennstoff bleibt an den Wänden kleben
und verbrennt, da ihm die Flamme dauernd neuen Sauerstoff zuführt. Der Schlackenfilm
fließt an den Wänden langsam nach unten und wird dabei von der Flamme auf Temperatur
gehalten. Damit auch die entstehenden brennbaren Gase verbrennen, wird mit Hilfe
von Düsen 52 durch den Boden des Vorsprunges 7 Luft in die Flamme eingeblasen. Diese
Luft wird aus dem Windkasten 41 durch Rohre 53 entnommen und über ein Sammelrohr
54. auf die Düsen 52 verteilt.
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Die Flamme tritt aus dem Zug 2 durch die Öffnung 55 in die Strahlungskammer
3 aus. Der Querschnitt der Öffnung 55 ist größer als der Eintrittsquerschnitt des
Zuges 2, damit die Ströinungsgeschwindigkeit der Feuergase herabgemindert, jedoch
noch so hoch gehalten wird, daß die Flamme an der Stirnwand des Raumes 3 nach unten
geht, am Boden umkehrt, wobei sie die Schlackenöffnung 21 beheizt, an der Rückwand
aufsteigt und zwischen den Rohren des Schlackenfangrostes 23 in den Kühlraum 24.
abzieht. In dem Raum 3 wird die restliche Nachverbrennung erfolgen, doch soll ihre
Wärmeerzeugung nicht mehr die Wärmeabgabe an die Wände überwiegen. Es ist vielmehr
anzustreben, daß in dem Raum 3 die Feuergase so viel Wärme abgeben, daß ihre Temperatur
nach Verlassen des Schlackenfangrostes 23, mindestens aber vor Erreichen der Berührungsheizfläche
29 die Erweichungstemperatur der Schlacke unterschritten hat.
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Die in den Räumen 1, 2, 3 ausgeschiedene flüssige Schlacke sammelt
sich auf dem Boden io des Raumes 3 an und fließt dauernd oder, wenn die Öffnung
21 geschlossen ist, bei Öffnen derselben in den Wasserinhalt des Behälters 22 ab.
Durch das Abschrecken im Wasser erstarrt sie mit so großen inneren Spannungen, daß
sie in Stücke zerspringt, welche von der Schnecke 56 ausgetragen werden.
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Wie die Abb.2, 3 und ,t erkennen lassen, sind die Flächen der Seitenwände
klein im Verhältnis zu den Umlenkflächen des Zuges 2, welche somit die Verbrennung
und die Wärmeabgabe maßgebend beeinflussen. Wegen der Einfachheit der Herstellung
sind die Kühlrohre der Seitenwände ohne Unterbrechung über die Hohlräume der keilförmigen
Vorsprünge durchgeführt. Sie bilden dabei einen Teil der Kühlflächen des Kühlraumes
2q.. Damit sich in den Spitzen nicht Schlacke ablagern kann, welche schlecht entfernt
werden kann, können diese Hohlräume jedoch auch durch feuerfeste Wände 57 abgeschlossen
werden.
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Soll die flüssige Schlacke aus dem Raum 3 nur zeitweise abgelassen
werden, so muß die Bodenöffnung 21 verschließbar sein. Das Stopfen der Öffnung von
Hand, wie es bei Seitenwandöffnungen üblich ist, wäre bei der Bodenöffnung zu gefährlich.
Auch würde dadurch der Luftabschluß gestört. Es ist deshalb ein von außen mittels
Hebels und Welle getätigter Schwinghebel 58 vorgesehen, der einen Stopfen 59 aus
dauerhaftem Material trägt, der beim Anlegen des Hebels die Öffnung 21 verschließt.