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Feuerung für Dampferzeuger für Schnellverdampfung Die Erfindung bezieht
sich auf Feuerungen für Dampferzeuger für Schnellverdampfung.
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Bei den üblichen Feuerungen erfolgt die Verbrennung des Brennstoffes
innerhalb des Verbrennungsraumes durch Zufuhr der Verbrennungsluft von unten durch
den Brennstoff hindurch.
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Es sind auch Feuerungen bekannt, in welchen dem Verbrennungsraum außer
der von unten kommenden Luft oberhalb des Brennstoffes Zweitluft in einer von der
Achse des Verbrennungsraumes abweichenden Richtung zugeführt wird. Diese Zweitluft
trägt zwar zur Verbesserung der Verbrennung bei, sie beeinflußt aber nicht den Brennstoff
selbst, derart, daß eine Luftbestreichung des ganzen Brennstoffes von der Spitze
eines Brennstoffkegels aus erfolgt. Weiterhin sind Feuerungen bekannt, in die von
unten her Luft eintritt und von oben Zweitluft in entgegengesetzter Richtung zugeführt
wird, wobei jedoch die Zweitluft durch einen Ringkanal austritt, welcher einen Zufuhrschacht
umgibt, durch welchen dauernd Brennstoff nachrutscht, so daß die Zweitluft nur das
Äußere eines noch frei bleibenden Kegelmantels des Brennstoffes bestreicht.
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Bei einer anderen Feuerung wird mittels eines den Brennstoff von unten
durchquerenden Rohres Zweitluft zugeführt und durch einen oberen schalenförmigen
Rohrkopf auf ein flaches Brennstoffbett zurückgeblasen.
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Nach der Erfindung ist eine Feuerung für Dampferzeuger für Schnellverdampfung,
bei der die Feuerraumwand und gegebenenfalls die über der
Feuerung
liegende Verbrennungskammer ganz oder teilweise mit wasserführenden Rohren ausgekleidet
ist und die Verbrennungsluftzufuhr durch Luftzufuhr von unterhalb der Feuerung sowie
durch Zweitluftzufuhr von oberhalb der Feuerung in entgegengesetzter Richtung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Brennstoffbettes ein am Auslaß divergierender,
im Innern Scheidewände aufweisender Diffusor vorgesehen ist, durch den die Oberluft
in die Verbrennungskammer eingeblasen wird.
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Die Feuerung nach der Erfindung bringt die Vorteile, daß die Drücke
der beiden einander entgegegengesetzten Luftströme sich im wesentlichen in der Feuerung
die Waage halten, so daß also Brennstoffteile durch den Gasstrom nicht mitgerissen
werden können, wodurch auch die Verwendung sehr kleinkörniger Kohle oder Kohlenstaub
ermöglicht wird.
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Weiterhin gibt der von oben direkt auf das Brennstoffbett geleitete
Zweitluftstrom dem Brennstoff eine Hügel- oder Kegelform, wobei der Gipfel des Brennstoffes
weißglühend gehalten wird und seine Grundfläche durch die Erstluft ebenfalls weißglühend
ist. Die Weißglut des Brennstoffes sichert dabei die Beheizung der Wasserröhren
durch Strahlung. Durch Regelung des Zustromes der Zweitluft ist es möglich, diese
Weißglut zu ändern und damit eine schnelle und unmittelbare Regelung der durch Strahlung
bewirkten Beheizung des Dampferzeugers zu ermöglichen.
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Die obere Fläche des Brennstoffbettes wird sich also kräftig und nahezu
sofort abkühlen, wenn die Zweitluftzufuhr verringert wird, so daß die Regelung der
Feuerung mit Hilfe der Zweitluft wesentlich beschleunigt wird.
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Mit Ausnahme der weißglühenden oberen und unteren Flächen des Brennstoffbettes
bildet der von der Luft durchströmte Brennstoff C O, wobei sich die Brennstoffteilchen
allmählich verkleinern und nach unten und außen abwandern, wodurch das Brennstoffbett
dauernd in seiner Form erhalten bleibt.
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Bei einer Feuerung nach der Erfindung wandelt die Zweitluft das C
O, welches längs der wasserführenden Rohre strömt, in C 02 um, und die wasserführenden
Rohre werden auch hauptsächlich durch Konvektion mit Hilfe der heißen Feuerungsgase
geheizt. Hieraus ergibt sich, daß die Dampferzeugung, wie gesagt, bei Unterbrechung
der Luftzufuhr zur Feuerung abfällt, wodurch der Dampferzeuger eine große Anpassungsfähigkeit
erhält und daher besonders geeignet ist, eine Fahrzeug-, Schiffsmaschine od. dgl.
bei mehr oder weniger häufigen Betriebsschwankungen mit Dampf zu speisen.
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Wird ein magerer Brennstoff verbrannt, so wird vorzugsweise eine Feuerung
der Schneckenbauart verwendet, und die im oberen Teil eingeblasene Zweitluft breitet
sich von oben nach unten über das Kohlenbett aus, dessen teilweise Umwandlung in
C O durch die Einführung der Erstluft in seinem Innern durchgeführt ist. Ein Teil
der von oben eingeblasenen Zweitluft verbrennt also hierbei die obere Kohlenbettschicht,
während der andere Teil das C O in der Verbrennungskammer in CO2 verwandelt.
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Was den Diffusor betrifft, so setzt dieser zunächst einen Teil der
Geschwindigkeit der im oberen Teil eingeblasenen Luft in Druck um. Dieser Druck
gleicht, indem er auf den oberen Teil der Feuerung einwirkt, dort, wie vorher erwähnt,
den Druck der im unteren Teil eingeblasenen Luft aus. Da der Brennstoff durch die
bekannten Einrichtungen etwa in die Mitte des Feuerraumschachtes eingebracht und
in dem Maße dünner wird, wie er sich in C O umwandelt, bilden seine kleineren, an
den Rändern angesammelten Teilchen natürliche Böschungen, welche der Brennstoffcharge
eine abgerundete Form geben, und diese abgerundete Form und die Zweitluftzufuhr
durch den Diffusor eignen sich besonders für den Halbgaserzeugerbetrieb einer Feuerung.
Die eingeblasene Luft des oberen Teiles wird nämlich, nachdem sie den mittleren
Teil an dem Gipfel des Brennstoffhaufens zum Glühen gebracht hat, noch die gebildeten
Abhänge der natürlichen Böschungen bestreichen und das in der Masse des Brennstoffes
gebildete C O ansaugen. Danach steigt die Zweitluft wieder an der mit wasserführenden
Rohren ausgekleideten Wand mit dem C O hoch, das sich völlig in C 02 umwandelt.
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Die Zeichnung zeigt vereinfacht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der Zeichnung sind nur die zum Verständnis der Wirkung nötigen Teile einer Feuerung
gemäß der Erfindung dargestellt.
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In dem Verbrennungsraum sind die wasserführenden Rohre e an den nicht
gezeigten Feuerungswänden angeordnet. Dem Rost, der im mittleren Teil Öffnungen
21 und am Umfang Öffnungen 22 von kleineren Abmessungen besitzt, führt eine Schnecken-
oder Stempeleinrichtung, deren Achse bei 2 angegeben ist, während des Betriebes
fortlaufend durch die Mitte des Rostes Brennstoff beliebiger Art zu. Die Erstluft
wird in dem unteren Teil der Feuerung durch den Kanal 26 in Richtung der Pfeile
K eingeblasen. Im oberen Teil wird die Zweitluft durch die Leitung 8 zugeführt,
deren Ende mit einem Diffusor 23 in Trichterform versehen und innen durch Scheidewände
2q. unterteilt ist, um die Höhe des Diffusors unter Beibehaltung einer ausreichenden
Diffusion klein halten zu können. Die aus dem Kanal 8 austretende Luft wird in Richtung
der Pfeile L auf die Oberfläche der geböschten Brennstoffcharge gerichtet.
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Der Druck der aus dem Diffusor 23 eingeblasenen Luft gleicht den Druck
der bei K unter dem Rost eingeblasenen Luft wenigstens auf einem Teil der oberen
Oberfläche des Brennstoffbettes aus.
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Während des Betriebes ruft die bei K eingeblasene Erstluft eine glühende
Zone X in der Brennstoffcharge hervor, ebenso entsteht oben auf dem Brennstoffkegel
unter der Wirkung des Luftstromes L eine glühende Zone Y.
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Zwischen diesen beiden Zonen X und Y befindet sich eine
dunkle Zwischenzone Z, in welcher der
Brennstoff in C O umgewandelt
wird. In dem Maße, wie der Brennstoff in C O umgewandelt wird, wird die Brennstoffschicht
dünner und bildet zwei natürliche Böschungen. Die eingeblasene Zweitluft (Richtung
Pfeile L) bestreicht die Abhänge des Brennstoffbettes, nimmt das in der Zone Z erzeugte
C O mit und steigt in Richtung der Pfeile IVI längs der Wandungen der Röhren e wieder
hoch, wo die Verbrennung des C O in C02 stattfindet. Die Öffnungen 22 am Umfang
des Rostes haben, wie ersichtlich, kleinere Abmessungen, um den kleineren Abmessungen
der Brennstoffstücke, zu entsprechen, die sich an dieser Stelle befinden, und um
die Lufteinblasung unter dem Rost zu regeln und die Mitnahme unverbrannter Teilchen
zu vermeiden.
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Man kann am Umfang der Brennstoffcharge einen senkrecht stehenden
Rost 25 vorsehen (nur auf einer Seite der Abbildung dargestellt). Dieser Rost bewirkt,
daß die Dicke des Brennstoffbettes vergrößert und Brennstoff zurückgehalten sowie
die in der Zone Z gebildete Entwicklungsoberfläche für das CO vergrößert wird. Der
Rost 25 wird durch die Wasserrohre gekühlt.
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Die Brennstoffcharge könnte an Stelle zweier symmetrischer Abhänge
auch nur einen einzigen Abhang aufweisen. Ferner ist die besch.riebeneVerbrennungsaxt
bei jeder Ausführung einer Feuerung für Wärmeaustauscher anwendbar.