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Zyklonfeuerung Die Erfindung betrifft eine Zyklonfeuerung mit mehreren
Muffeln, welche mit annähernd waagerechten Achsen parallel zueinander angeordnet
sind und aus denen die Feuergase durch je eine zentrale Stirnwandöffnung und die
flüssige Schlacke aus einer anderen, an der tiefsten Stelle angeordneten Stirnwandöffnung
in den Nachbrennraum abströmen, aus dem die Schlacke durch dessen Bodenöffnung abfließt.
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Bei derartigen Feuerungen ist es wichtig, daß sowohl die Schlackenausflußöffnung
in der Stirnwand der Muffel als auch die Bodenöffnung des Nachbrennraumes kräftig
beheizt werden. Bei Vollast ist dies im allgemeinen sichergestellt, bei Teillast
dagegen geben die bekannten Ausführungen, bei denen sich der Nachbrennraum in der
Strömungsrichtung der Feuergase erweitert, diesen die Möglichkeit, aus kürzestem
Wege um die Prallwand herum zum Schlackenfangrost zu strömen, wodurch gerade dann,
wenn eine kräftige Beheizung der Schlackenöffnungen notwendig wäre, diese Beheizung
nicht nur temperaturmäßig, sondern auch strömungsmäßig gering ist.
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Gemäß der Erfindung soll dieser Zustand dadurch verbessert werden,
daß die Rückwand des Nachbrennraumes unter einem kleineren Winkel gegen die Waagerechte
geneigt ist als die Stirnwände der Muffeln, so daß der Abstand der Muffelstirnwände
von der Nachbrennraumrückwand nach oben hin zunimmt. Hierdurch erhält der Nachbrennraum
in der lotrechten Achsebene einen keilförmigen, sich nach unten verjüngenden Querschnitt.
Die
auf die Prallwand auftreffenden Feuergase werden zum größten Teil nach oben abgelenkt
und haben durch die Umkehrung und Verwirbelung auch bei Teillast günstige Bedingungen
zum Ausbrand. Wichtiger ist jedoch das Zusammendrängen der Feuergase am unteren
Ende des keilförmigen Nachbrennraumes, wodurch sie gegen die Schlackenauslauföffnung
der Muffelstirnwand und den die Schlackenöffnung enthaltenden Boden des Nachbrennraumes
gelenkt werden. Infolge der besseren Beheizung der Schlackenöffnungen ist eine derartige
Feuerung weniger empfindlich gegen Änderungen der Schlackeneigenschaften des Brennstoffes
und daher für kleinere Teillast geeignet.
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Die Schlackenflüssigkeit kann unterstützt werden durch Unterteilung
des Nachbrennraumes mit Hilfe von Zwischenwänden. Werden die Zwischenwände gemäß
der Erfindung doppelwandig ausgeführt, so engen sie die Flamme- ein und führen sie
nahe an den Schlackenabflußlöchern vorbei. Die Zwischenwände können so weit auseinandergezogen
sein, daß sie einen begehbaren Raum einschließen. Von diesem Raum aus kann das Feuer
beobachtet und gegebenenfalls die Schlackenöffnung mit Stocheisen bearbeitet werden,
wenn in den Wänden geeignete verschließbare Schau- und Stochöffnungen vorgesehen
sind.
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Diese Maßnahmen ergeben zwar eine Ausweitung der Anwendbarkeit von
Brennstoffen mit verschiedenem Aschengehalt, sie vermögen jedoch nicht die günstigste
Lösung für jeden Aschengehalt herzustellen. Diese wurde durch empirische Versuche
und rechnerische Ermittlungen bestimmt zu F = ioo -I- 55o - A, wobei F der Querschnitt
der Schlackenablauföffnung der Muffel in Quadratzentimeter ist, während A der Aschenanteil
des Brennstoffes in Gewichtsteilen ist. Für eine Kohle mit 2o % Aschengehalt wird
daher F = ioo -I- 55o - o,2 = 2io cm2, für eine solche mit 40% Aschengehalt F =
100 -I- 550 - 0,4 = 32 0 cm2 die günstigste Lösung sein. Eine
Kohle mit io% Aschengehalt erfordert dagegen nur F=ioo+55o-o,i=155crn2.
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Die richtige Bemessung dieser Querschnitte ist wichtig, da bei zu
kleinem Querschnitt die Schlacke nicht genügend abfließt und leicht einfriert, während
bei zu großer Öffnung zuviel Feuergas mit der Schlacke austritt und Flugkoks mitreißt.
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Bei der kreiszylindrischen Muffel ist es schwierig, so große Öffnungen
unterzubringen, ohne in die Gasaustrittsöffnung einzuschneiden. Die Ausführungsmöglichkeit
wird erleichtert, wenn die Muffel kegelig, mit dem größten Durchmesser am Nachbrennraum,
ausgeführt wird. Diese Bauform entspricht der Zunahme des Gasvolumens infolge der
Verbrennung, und sie gibt die Möglichkeit, die Muffelachse waagerecht zu legen.
Hierbei ist für gesicherten Schlackenabfluß ein Kegelwinkel zwischen den Erzeugenden
anzustreben von ioo - A Bogengraden, also bei 2o% Aschengehalt des Brennstoffes
von foo ' 0,2 = 20°. Die für den Schlackenabfluß wichtige unterste Erzeugende ist
in diesem Falle um io° gegen die Waagerechte geneigt. Wird der Kegel so angeordnet,
daß nicht die Achse, sondern die oberste Erzeugende waagerecht liegt, so vermindert
sich der notwendige Öffnungswinkel auf 50 - A, wobei für einen Brennstoff mit 2o
% Aschengehalt die unterste Erzeugende wieder unter io° gegen die Waagerechte geneigt
ist.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Feuerung ist in Abb. i im lotrechten
Symmetrieschnitt, in Abb.2 im Parallelschnitt zur Muffelstirnwand dargestellt.
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Ein Dampferzeuger, von dem nur die durch Strahlung beheizten Teile
dargestellt sind, wird mit Hilfe von zwei Zyklonmuffeln 1, 2 befeuert. Diese Muffeln
sind in bekannter Weise aufgebaut aus einem von Kühlrohren 3 des befeuerten Dampferzeugers
gebildeten Mantel, welcher feuerseitig mit feuerfester Masse 4 und nach außen mit
Isoliermasse 5 verkleidet und von einem gasdichten Blechmantel 6 umgeben ist. Die
dargestellten Muffeln sind nicht, wie üblich, kreiszylindrisch, sondern kegelig,
mit der Erweiterung nach der Feuerseite hin. An der Außenseite der Muffel setzt
mit kegeligem Übergang ein zylindrischer Brennerkopf 7 an, welchem der Brennstoff
mit Erstluft, etwa grobzerkleinerte Steinkohle, durch den Stutzen 8 in regelbarer
Menge und mit großer Geschwindigkeit tangential zugeführt wird. Durch ein Rohr 9
kann dem Brennerkopf 7 auch Zusatzluft axial in regelbarer Menge zugeführt werden.
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Die feuerseitige Stirnwand io der Muffel steht senkrecht zur Muffelachse
und ist so gegen die Waagerechte geneigt, daß die oberste Erzeugende des Kegels
waagerecht liegt. Der Muffel wird durch die Düsen i i Zweitluft in regelbarer Menge
tangential im Drehsinn des Brennstoffdralles mit großer Geschwindigkeit zugeführt.
Die Feuergase treten aus der Muffel durch die zentrale Öffnung 12 in der Stirnwand
io aus und werden durch eine Düse 13 geführt, die flüssige Schlacke fließt durch
eine Öffnung 14 im tiefsten Teil der Stirnwand io ab in den Nachbrennraum 15, dessen
Wände von Kühlrohren 16 des befeuerten Dampferzeugers gebildet werden.
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Die Rückwand 17 des Nachbrennraumes 15 ist unter einem kleineren Winkel
gegen die Waagerechte geneigt als die Muffelstirnwände io, so daß der Abstand dieser
Muffelstirnwände von der Nachbrennraumrückwand 17 nach oben hin zunimmt. Von einem
Verteiler i8 aus, welchem das Wasser aus der nicht dargestellten Kesseltrommel durch
urbeheizte Fallrohre i9 zugeführt wird, führt eine Rohrgruppe 2o das Wasser zu den
Verteilern 21, von denen die Rohre 3 ausgehen, welche die Muffelwände bilden. Eine
andere Rohrgruppe 22 kühlt den Boden 23 des Nachbrennraumes 15 und umgibt den Schlackenabflußschacht
24, um dann die Muffelstirnwand
io und die Feuergasdüse 13 zu bilden.
Sie endigt in dem Sammler 25.
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Eine weitere Rohrgruppe 26 bildet den Schlakkenfangrost 27, zwischen
dessen Rohren die Feuergase aus dem Nachbrennraum 15 in den Strahlungsraum 28 übertreten,
und im weiteren Verlauf die Trennwand 29 zwischen diesen beiden Räumen sowie die
Vorderwand 3o des Strahlungsraumes 28. Die Rohrgruppe 31 bedeckt den schrägen Boden
32 des Strahlungsraumes 28 und dessen Rückwand 33. Die Rohre 3 enden in Sammlern
34, welche durch Steigrohre 35 mit der Kesseltrommel verbunden sind. Sie bilden
gemeinsam mit den von dem Sammler 25 ausgehenden Rohren 36 den Kühlrost 37 und verlaufen
dann mit den Rohren 31 vor der Rückwand 33. Die Seitenkühlrohrwände sind in bekannter
Weise als ebene Rohrtafeln ausgebildet, deren Kühlrohre 38 von den Verteilern 39
ausgehen, denen das Wasser aus der Kesseltrommel durch die unbeheizten Fallrohre
4o zugeführt wird.
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Der Schlackenabflußschacht 24 mündet unter Wasserverschluß in den
Trog 41 des Kratzbandes 42, welches die gekörnte Schlacke austrägt.
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Zwischen den Muffeln i und 2 ist der Nachbrennraum 15 durch zwei Rohrwände
43, 44 unterteilt, welche von einem Verteiler 45 ausgehen und in einem Sammler 46
enden. Verteiler 45 und Sammler 46 sind in bekannter Weise an den Wasserumlauf des
Dampferzeugers angeschlossen. Die Wände sind feuerseitig mit feuerfester Masse verkleidet,
gasdicht und nach außen isoliert. Sie schließen gasdicht an die Rückwand 29 an und
sind auch nach unten abgedichtet, wogegen die Vorderfront offen ist. Es kann daher
in der so entstehenden Nische ein begehbarer Boden angebracht werden, so daß der
Bedienungsmann durch verschließbare öffnungen das Feuer beobachten und gegebenenfalls
Schlackenansätze vor dem Schlackenabflußloch 14 mittels Stoßeisen entfernen kann.