DE973349C

DE973349C - Vorrichtung fuer die Dampferzeugung

Info

Publication number: DE973349C
Application number: DEB27505A
Authority: DE
Inventors: Willi Dr Danz; Friedrich Dipl-Ing Hettler; Adolf Dr Johannsen; Walter Dipl-Ing Kammerer; Hans Dipl-Ing Stumpfi
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-09-18
Filing date: 1953-09-18
Publication date: 1960-01-28

Description

Vorrichtung für die Dampferzeugung Das Hauptpatent 973 248 betrifft ein Verfahren zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Materialien, insbesondere solcher mit hohem Aschegehalt, und zur Gewinnung der Verbrennungswärme. Gemäß diesem Patent wird die Verbrennung nach dem Wirbelschichtverfahren durchgeführt, indem man die kohlenstoffhaltigen Materialien in feinteiligem Zustand kontinuierlich in eine auf Verbrennungstemperatur befindliche Schicht aus unverbrennbaren Feststoffteilchen, vorzugsweise den aus den kohlenstoffhaltigen Materialien selbst stammenden Ascheteilchen, einführt, wobei diese Teilchen durch die von unten eingeführte Verbrennungsluft in turbulenter Bewegung gehalten werden, die Asche nach Maßgabe ihrer Anreicherung aus der Schicht abzieht und die zur Aufrechterhaltung der Verbrennungstemperatur nicht erforderliche Wärme der Wirbelschicht mit Hilfe von in der Wirbelschicht angeordneten, wärmeaufnehmenden Organen entzieht und ausnutzt.
Eine für die Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar besteht das Wesentliche dieser Vorrichtung darin, daß sowohl in der Wirbelschicht als auch im Strom der Verbrennungsgase Organe für die Dampferzeugung angeordnet sind und daß diesen Organen eine gemeinsame Dampftrommel mit Dampfüberhitzer zugeordnet ist. Eine derartige Anordnung bietet die Möglichkeit, ein - einheitliches Dampferzeugungssystem von hoher Wirksamkeit auf geringem Raum unterzubringen. Als Organe für die Dampferzeugung in der Wirbelschicht benutzt man vorteilhaft parallel zueinander und waagerecht angeordnete Rohrregister, während als Organe für die Dampferzeugung im Strom der Verbrennungsgase senkrecht angeordnete Rohrregister dienen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Dampferzeugungssystems dar.
In dem unteren Teil des mit feuerfestem Material ausgekleideten Schachtraumes i ruht eine Schicht 2 aus feinstückiger oder pulveriger Kohlenasche oder anderen nicht brennbaren und bei der Verbrennungstemperatur nicht erweichenden Feststoffen auf dem Rost 3. Durch das Gebläse q. wird Luft durch die Windkammer 5 und den Rost 3 in die Schicht unter solchem Druck eingeblasen, daß die Feststoffteilchen aufgewirbelt werden, aber zusammen mit den durchströmenden Gasen eine bewegte, einer kochenden Flüssigkeit ähnelnde Schicht hoher Raumdichte mit erkennbarer Oberfläche bilden. Der Brennstoff wird durch den Stutzen 5" mittels einer Förderschnecke, einer Tellerdosiervorrichtung oder einer anderen Eintragvorrichtung in die Schicht eingeführt.
In der Wirbelschicht sind mehrere parallel angeordnete Rohrregister angeordnet, von denen eines in der Schnittebene dargestellt ist. :Mittels der Umlaufpumpe 7 wird durch diese Register Wasser gedrückt. Das sich bildende Dampf-Wasser-Gemisch wird durch die Rohrleitung 6" in die Dampftrommel 8 geführt, in der sich Wasser und Dampf trennen und aus der das sich abscheidende Wasser von der Umlaufpumpe 7 angesaugt und in die Dampferzeugungsrohre 6 zurückgeführt wird.
Der obere Teil 9 des Schachtofens dient als Nachverbrennungsraum. Er kann ganz oder teilweise mit Dampferzeugungsrohren ausgekleidet werden. Auch kann ein Teil der Verbrennungsluft zur Förderung der Verbrennung der aus der Wirbelschicht von den Verbrennungsgasen mitgerissenen, noch brennstoffhaltigen Feststoff teile oberhalb der Wirbelschicht eingeblasen werden.
Die Verbrennungsgase treten aus dem Nachverbrennungsraum durch die Verengung io unmittelbar in den Dampfkessel über. Der Kessel enthält vier Züge 12. Im ersten und dritten Zuky sind Dampferzeugungsrohre 13, im zweiten Zug ein Dampfüberhitzer 1q. und im vierten Zug ein Speisewasservorwärmer 15 angeordnet. Das Kesselspeisewasser wird mittels der Pumpe 16 durch den Vorwärmer 15 gedrückt und vor der Umlaufpumpe 7 dem umlaufenden Wasser entsprechend der erzeugten Dampfmenge zugegeben. Den Dampferzeugungsrohren 13 wird durch die Zweigleitung 66 Druckwasser zugeführt. Das sich bildende Dampf-Wasser-Gemisch gelangt in die Dampftrommel B. Der sich dort abscheidende Dampf wird durch den überhitzer 14 in das Dampfnetz dem Verbrauch zugeführt oder einer Dampfkraftanlage zugeleitet.
Die Verbrennungsgase verlassen den Dampfkessel i i durch das Rohr 17, an dessen Stelle auch ein Vorwärmer für die Verbrennungsluft angeordnet sein kann.
Zur Austragung der Asche aus der Wirbelschicht dient das überlaufrohr 18 oder das mit einem Regelschieber i9 versehene Rohr 2o am Boden der Wirbelschicht. Die sich im Dampfkessel an den unteren Umkehrstellen der Züge 12 und in dem Abscheider 22 absetzende Flugasche wird durch die Fallrohre 21 einem Förderband 23 zugeführt, das auch die aus der Wirbelschicht durch die Rohre 18 und 20 abgeführten und die sich am Boden der Windkammer 5 ansammelnden geringfügigen Aschenmengen aufnimmt und abführt.
Um die letzten Reste feiner Flugasche niederzuschlagen, werden die Verbrennungsgase aus dem Rohr 17 in den mit. einer Düse 24 zum Einspritzen von Wasser versehenen Waschturm 25 geleitet, aus dem sie durch den Stutzen 26 in den Kamin geleitet werden.
An Stelle des Dampfkessels mit Zwangsuhilauf können auch andere Dampfkessel bekannter Bauart verwendet werden. Die wirksamen Wärmeaustauschflächen in der Wirbelschicht werden so bemessen, daß sie den außerordentlich hohen Wärmeübergangszahlen, zwischen ioo und 300 kcal/h/mE entsprechen. Es empfiehlt sich, die wärmeaufnehmenden Organe in der Wirbelschicht und auch die an anderer Stelle des Systems angebrachten Vorrichtungen zur Dampferzeugung, Dampfüberhitzung und Flüssigkeitsvorwärmung mit erosionsbeständigen, vorzugsweise gut wärmeleitenden Schutzüberzügen zu versehen, um einem zu schnellen Verschleiß durch den Angriff der Feststoffteilchen vorzubeugen.
Die Dampferzeugungsrohre innerhalb des Wirbelschichtbehälters sollen sich über eine solche Höhe der Wirbelschicht erstrecken, daß bei völligem Eintauchen der Rohre in die Wirbelschicht ein der Höchstleistung des Systems entsprechender Wärmeentzug stattfindet, bei niedriger Füllhöhe des Wirbelschichtbehälters jedoch der wirksamere Wärmeentzug unmittelbar aus der Wirbelschicht herabgemindert wird. Der Wirbelschichtbehälter wird zweckmäßig mit Einrichtungen zur Regelung der Höhe der Wirbelschicht versehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung für die Dampferzeugung mittels Wirbelschicht-Feuerung mit in der Wirbelschicht angeordneten, wärmeaufnehmenden Organen gemäß Hauptpatent 973 24.8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wirbelschicht und im Strom der Verbrennungsgase Organe für die Dampferzeugung (6, 13) angeordnet sind und daß diesen Organen eine gemeinsame Dampftrommel (8) mit Dampfüberhitzer (i4) zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Organe für die Dampferzeugung in der Wirbelschicht parallel zueinander, waagerecht angeordnete. Rohrregister und als Organe für die Dampferzeugung im Strom der Verbrennungsgase senkrecht angeordnete Rohrregister dienen.
3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Dampf überhitzer und der Speisewasservorwärmer, vorzugsweise ebenfalls als Rohrregister, im Strom der Verbrennungsgase angeordnet sind.
4.. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksaure Wärmeaustauschfläche in der Wirbelschicht Wärmeübergangszahlen zwischen ioo und 3oo kcal/h/m2 angepaßt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelschichtbehälter mit Einrichtungen zur Regelung der Höhe der Wirbelschicht versehen ist.