EP0164429B1 - Rostfeuerungskessel, kombiniert mit einem Kohlentrockner und einer Entstaubungsanlage - Google Patents

Rostfeuerungskessel, kombiniert mit einem Kohlentrockner und einer Entstaubungsanlage Download PDF

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EP0164429B1
EP0164429B1 EP84106707A EP84106707A EP0164429B1 EP 0164429 B1 EP0164429 B1 EP 0164429B1 EP 84106707 A EP84106707 A EP 84106707A EP 84106707 A EP84106707 A EP 84106707A EP 0164429 B1 EP0164429 B1 EP 0164429B1
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coal
boiler
rotary drum
drum dryer
flue gas
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EP0164429A1 (de
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Jenö Dipl.-Ing. Bajczi
Laszlo Dipl.-Ing. Fabian
Karoly Dipl.-Ing. Gruber
Laszlo Dipl.-Ing. Kiss
Ferenc Dipl.-Ing. Petrasitz
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Energiagazdalkodasi Intezet
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • F23K1/04—Heating fuel prior to delivery to combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus

Definitions

  • the invention relates to a grate firing boiler, combined with a coal dryer and a dedusting system, which enables coal to be used without the presence of a grain fraction with a grain size of 0 to 2 or 3, even when using coal fuels with a high dust and moisture content mm burned on a fire grate and the separated dust coal can be burned separately and controllably in the form of an additional fire in a conventional coal dust fire system, depending on the changes in the boiler load, and regardless of the setting of the grate fire boiler.
  • coal can only be burned economically on a fire grate if the piece of coal conveyed to the fire grate contains at most a grain fraction with a grain size of 0 to 2 or 3 mm in a maximum percentage of 5-10 percent.
  • the coal dust present in the lump coal increases the sheet resistance of the coal layer spread out on the fire grate in a uniform thickness and at the same time makes this uneven to such an extent that the combustion air cannot be blown through the coal layer uniformly.
  • the increased air pressure required by the increased layer resistance entails the risk that the air simply flows through at the points with a lower layer resistance and thereby creates so-called craters. As a result, most of the combustion air flows through these craters, while the combustion air can hardly flow through on the other surface of the grate.
  • the boilers of the grate combustion plants are known to be fed with screened coal which has been prepared in the coal separators of the mines.
  • This simplest solution can only be used with very few types of coal, e.g. B. with black coal, can be used with success.
  • Most of the lesser quality lignite is dusting either in the course of coal separation or in the course of transport, movement and storage of the coal, so that this lignite, when it comes to the top of the fire grate, contains approx. 20-40% dust coal despite previous coal separation contains a grain size of 0 to 2 or 3 mm.
  • a pneumatic separator tube is installed in front of the top of the fire grate, in which the charged coal falls down, a coal grinding system sucking hot flue gases in the opposite direction, which carries the coal grains with a size of 0 to 2 or 3 mm , whereupon they are ground in the grinding mill and the coal dust is then conveyed into the combustion chamber as additional fuel.
  • the amount of flue gas determined by the floating speed of the coal grains with a grain size of 2 or 3 mm in the vertical separator tube is several times the amount of flue gas that is required in the coal grinding mill for dry grinding and for transporting the coal. In this way, the coal grinding mill only works with a quarter load; on the other hand, the excess amount of gas compared to the volume of the coal dust and the unavoidably present false air dilute the combustion products present in the combustion chamber unfavorably.
  • Another disadvantage is that the coal feed can be kept very difficult or not at all synchronized with the boiler load because of the delaying effect of the gout as a storage element. There may be cases in which the gout is overfilled and the coal feed should then be switched off or reduced, although a larger volume of selected dust coal or an increased proportion of dust coal would be required to increase the output.
  • the aim of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages while maintaining the advantages of the grate combustion systems with pulverized coal firing and a separation in the separator tube, furthermore to realize the dedusting of the coal, and in terms of operation simple adjustment of the use of the selected pulverized coal even in the wet Coal.
  • the invention is based on the knowledge that the objective mentioned above is thereby achieved can be that the coal placed on the fire grate is led to the upper end of a vertical separator tube via a drum dryer, further that for the pneumatic dust coal separation the lower end of the separation tube is fed with flue gases from the boiler firing and that the led through the separator tube into the drum dryer Flue gases are extracted from the flue gas fan via a pipe connected to the front end of the dryer. Due to the drying achieved in this way, wet coal can also be dedusted accordingly and, furthermore, the 'amount of additional dust coal combustion for certain, necessary periods of time can be made independent of the volume of the coal placed on the fire grate and of the current volume of the dust coal selected from this cooler.
  • the task can be secured with any load on the boiler and also with the use of wet coal, so that dedusted coal always gets onto the fire grate and that is stored with the separated and stored in a dust coal bunker Charcoal realizes an optimal additional charcoal burner with a quality corresponding to the conventional charcoal burner, and that the additional charcoal burner is made independent of the current state of the grate burner.
  • the coal is fed from a raw coal bunker 1 into a drum dryer 3 by means of a raw coal store 2.
  • a screw dryer or a similar device arranged in the drum dryer 3 slowly conveys the coal with continuous stirring, and the coal reaches a vertical separator tube 5 via a discharge nozzle 4.
  • the separator tube 5 is at its lower end with a shut-off device, preferably with a cellular wheel lock 6, and the coal is conveyed through this rotary valve 6 into a gout 8 of a fire grate 7.
  • a flue gas fan 9 is used to extract the flue gases that carry out the drying and sorting.
  • a suction opening of the flue gas fan 9 is connected via a centrifugal separator 10 for the dust coal and a suction line 11 is connected to the separator tube 5 and via a tube 12 to the drum dryer 3.
  • a vertical suction shaft 14 returning the flue gases from the combustion chamber of a boiler 13 opens at the bottom into the separator tube 5. Air, or preferably the flue gas emerging from the boiler 13 at a temperature of 180 to 180 °, is fed into the suction shaft 14 returning the flue gases 200 ° C introduced for temperature control.
  • the flue gases flow upwards at such a speed that the majority of the coal grains with a size of 0 to 2 or 3 mm are entrained from the dried coal and passed through the suction line 11 into the centrifugal separator 10, where the separated dust coal is collected in a dust coal bunker 16 assembled with the centrifugal separator 10.
  • Part of the dry gases is sucked in by means of the smoke gas fan 9 via the pipe 12 and the drum dryer 3 partly for drying, partly for removing the water vapor evaporated from the coal.
  • the drum dryer 3 can be provided with steam heating tubes 17 or a heating jacket.
  • a regulating flap 18 is arranged in a line of the flue gas fan 9, with which the flow rate of the flue gases in the separator tube 5 can be regulated in order to set the limit of the grain size during the separation of the dust coal.
  • An exhaust port of the flue gas fan 9 is preferably connected to a flue gas line of the boiler 13 for the exhaust gases.
  • the dust coal collected in the dust coal bunker 16 is conveyed with a controllable cellular wheel sluice 19 into a known and conventionally designed dust coal combustion system or into a beater wheel mill 20.
  • the ground coal dust reaches the combustion chamber via a burner 21.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Rostfeuerungskessel, kombiniert mit einem Kohlentrockner und einer Entstaubungsanlage, der es ermöglicht, daß auch bei der Verwendung von Kohlenbrennstoffen mit hohem Staub- und Feuchtigkeitsgehalt Stückkohle ohne das Vorhandensein einer Kornfraktion mit einer Korngröße von 0 bis 2, bzw. 3 mm auf einem Feuerrost verbrannt sowie die abgeschiedene Staubkohle in einem herkömmlichen Kohlenstaub-Feuersystem, entsprechend der Änderungen der Kesselbelastung, und unabhängig von der Einstellung des Rostfeuerkesseis, separat und regelbar in Form einer Zusatzfeuerung, verbrannt werden können.
  • Es ist bekannt, daß Kohle auf einem Feuerrost nur dann ökonomisch verbrannt werden kann, wenn die zum Feuerrost geförderte Stück-Kohle allenfalls eine Kornfraktion mit einer Korngröße von 0 bis 2, bzw. 3 mm in einer Höchstprozentzahl von 5-10 Prozent enthält.
  • Der in der Stückkohle vorhandene Kohlenstaub erhöht den Schichtwiderstand der auf dem Feuerrost in gleichmäßiger Dicke ausgebreiteten Kohlenschicht und macht diesen gleichzeitig in solchem Maße ungleichmäßig, daß die Brennluft durch die Kohlenschicht nicht gleichmäßig durchgeblasen werden kann. Der durch den erhöhten Schichtwiderstand erforderliche erhöhte Luftdruck bringt die Gefahr mit sich, daß die Luft an den Stellen mit niedrigerem Schichtwiderstand einfach durchströmt und dadurch sog. Krater erzeugt. Demzufolge strömt der größte Teil der Brennluft durch diese Krater hindurch, während an der anderen Oberfläche des Feuerrostes die Brennluft kaum durchströmen kann. Demzufolge verbrennt die Kohle in der Nähe der erwähnten Krater mit übermäßigem Luftüberschuß, während die Kohle an anderen Stellen wegen des Luftmangels nicht ausbrennen kann, wodurch ein verhältnismäßig hoher Anteil der Kohle von-dem Feuerrost zusammen mit dem Schlack unverbrannt entfernt wird.
  • Zwecks Vermeidung dieser Erscheinung werden die Kessel der Rostfeuerungsanlagen bekannterweise mit in den Kohlenseparatoren der Minen vorbereiteter, gesiebten Stückkohle gespeist. Diese einfachste Lösung kann aber nur bei sehr wenigen Kohlentypen, z. B. bei Schwarzkohle, mit Erfolg verwendet werden. Der größte Teil von Braunkohlen schwächerer Qualität verstaubt entweder im Laufe der Kohlenseparation oder des Transports, der Bewegung und der Lagerung der Kohle, so daß diese Braunkohle, wenn sie an die Gicht des Feuerrostes gelangt, trotz vorheriger Kohlenseparation ca. 20-40 % Staubkohle mit einer Korngröße von 0 bis 2, bzw. 3 mm enthält.
  • Wegen der oben erwähnten Gründe wurde schon früher erkannt, daß die Kohle an der Stelle der Verwendung am günstigsten zu separieren ist. Nach einer bekannten Lösung wird ein pneumatisches Separatorrohr vor der Gicht des Feuerrostes montiert, in welchem die beschickte Kohle nach unten fällt, wobei eine Kohlenmahlanlage heiße Rauchgase in der entgegengesetzten Richtung durchsaugt, die die Kohlenkörner mit einer Größe von 0 bis 2 bzw. 3 mm mitreißt, worauf diese in der Mahlmühle zermahlen werden und dann der Kohlenstaub in dieser Form als Zusatzfeuerstoff in den Feuerraum gefördert wird.
  • Diese oben dargestellte Lösung weist neben ihren Vorteilen auch zahlreiche Nachteile auf, die nachstehend erläutert werden.
  • Die im Freien gelagerte Kohle gelangt bei regnerischem Wetter in naßem Zustand in den Rohkohlenbunker, wodurch die in die Gicht eingegebene naße Kohle derart zusammenklebt, daß sie während des Aufenthalts von ung. 1 s im Separatorrohr trotz der Einwirkung der heißen Gase nicht austrocknen kann, wodurch die Einrichtung unwirksam wird.
  • Die durch die Flotierungsgeschwindigkeit der Kohlenkörner mit der Korngröße von 2, bzw. 3 mm im vertikalen Separatorrohr bestimmte Menge des Rauchgases beträgt das Mehrfache jener Rauchgasmenge, die in der Kohlenmahlmühle zur Trockenmahlung und zum Transport der Kohle notwendig ist. Derart arbeitet die Kohlenmahlmühle einerseits nur mit einer Viertelbelastung ; andererseits verdünnen die Übermenge von Gas im Vergleich zu dem Volumen des Kohlenstaubes sowie die unvermeidbar vorhandene Falschluft die im Feuerraum vorhandenen Brennprodukte ungünstig.
  • Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Kohlenbeschickung wegen der Verzögerungswirkung der Gicht als Speicherelement mit der Kesselbelastung sehr schwierig oder überhaupt nicht synchron gehalten werden kann. So können Fälle vorkommen, in denen die Gicht überfüllt wird, und die Kohlenbeschickung dann abgestellt bzw. herabgesetzt werden soll, obwohl ein größeres Volumen ausgewählter Staubkohle, bzw. eine erhöhte Staubkohlenproportion zur Erhöhung der Leistung erforderlich wäre.
  • Aus der Zeitschrift " Power " Vol. 126 (1982) June, Nr. 6, New Hampshire, USA, ist eine Rostfeuerungsanlage mit Trommeltrockner, nachfolgender Separatoreinrichtung und Fliehkrafabscheider bekannt, mit Hilfe deren Holz-Brennstoff mit immer gleichem Feuchtigkeitsgehalt verfeuert wird.
  • Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der oben erwähnten Nachteile bei Aufrechterhaltung der Vorteile der Rostfeuerungssysteme mit Staubkohlenfeuerung und einer Separation im Separatorrohr, ferner die Realisierung der Entstaubung der Kohle, und die in Hinsicht des Betriebes einfache Einstellung der Anwendung der ausgewählten Staubkohle auch im Falle nasser Kohle.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die oben erwähnte Zielsetzung dadurch realisiert werden kann, daß die auf den Feuerrost aufgegebene Kohle zum oberen Ende eines vertikalen Separatorrohrs über einen Trommeltrockner geführt wird, ferner daß für die pneumatische Staubkohlenseparation das untere Ende des Separationsrohres mit Rauchgasen aus der Kesselfeuerung gespeist wird und daß die über das Separatorrohr in den Trommeltrockner geführten Rauchgase über ein dem vorderen Ende des Trockners angeschlossenes Rohr vom Rauchgaslüfter abgesaugt wird. Durch die in dieser Weise erreichte Trocknung kann auch nasse Kohle entsprechend entstaubt und ferner das 'Maß der Staubkohlen-Zusatzfeuerung für bestimmte, notwendige Zeitspannen vom Volumen der auf den Feuerrost aufgegebenen Kohle und von dem momentanen Volumen der aus dieser Kbhle ausgewählten Staubkohle unabhängig gemacht werden.
  • Durch den erfindungsgemäßen, mit einem Kohlentrockner und einer Entstaubungsanlage kombinierten Rostfeuerungskessel kann die gestellte Aufgabe bei beliebiger Belastung des Kessels und auch bei Verwendung von nasser Kohle gesichert werden, so daß auf den Feuerrost immer entstaubte Stückkohle gelangt und daß mit der abgeschiedenen und in einem Staubkohlenbunker gelagerten Staubkohle eine optimale Staubkohlen-Zusatzfeuerung mit einer der herkömmlichen Staubkohlenfeuerung entsprechenden Qualität realisiert, sowie daß die Staubkohlen-Zusatzfeuerung von dem momentanen Zustand der Rostfeuerung unabhängig gemacht wird.
  • Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird die Kohle aus einem Rohkohlenbunker 1 mittels eines Rohkohlenspeichers 2 in einen Trommeltrockner 3 eingegeben. Ein in dem Trommeltrockner 3 angeordneter Schneckentrockner oder eine ähnliche Vorrichtung fördert langsam die Kohle mit fortlaufender Durchrührung, und die Kohle ge- "langt über einen Ausfallstutzen 4 in ein senkrechtes Separatorrohr 5. Das Separatorrohr 5 ist an seinem unteren Ende mit einer Absperrvorrichtung, bevorzugt mit einer Zellenradschleuse 6 versehen, und die Kohle wird durch diese Zellenradschleuse 6 in eine Gicht 8 eines Feuerrostes 7 gefördert.
  • Ein Rauchgaslüfter 9 dient zum Absaugen der die Trocknung und die Sortierung durchführenden Rauchgase. Eine Saugöffnung des Rauchgaslüfters 9 ist über einen Fliehkraftabscheider 10 für die Staubkohle und eine Saugleitung 11 ist mit dem Separatorrohr 5 und über ein Rohr 12 mit dem Trommeltrockner 3 verbunden. Ein die Rauchgase aus dem Feuerraum eines Kessels 13 zurückleitender, vertikaler Saugschacht 14 mündet unten in das Separatorrohr 5. In den die Rauchgase zurückleitenden Saugschacht 14 wird über einen Stutzen 15 Luft, oder bevorzugt das aus dem Kessel 13 austretende Rauchgas mit einer Temperatur von 180 bis 200 °C zwecks Temperaturregelung eingeführt. Im Separatorrohr 5 strömen die Rauchgase mit einer derartigen Geschwindigkeit aufwärts, daß der größte Teil der Kohlenkörner mit einer Größe von 0 bis 2 bzw. 3 mm aus der getrockneten Kohle mitgerissen und über die Saugleitung 11 in den Fliehkraftabscheider 10 geführt werden, wo die abgeschiedene Staubkohle in einem mit dem Fliehkraftabscheider 10 zusammengebauten Staubkohlenbunker 16 gesammelt wird. Ein Teil der Trockengase wird mittels dem Rauchgaslüfter 9 über das Rohr 12 und den Trommeltrockner 3 teilweise zwecks Trocknung, teilweise zwecks Entfernung des aus der Kohle verdampften Wasserdampfes durchgesaugt. Zwecks Erhöhung des Wirkungsgrades der Trocknung kann der Trommeltrockner 3 mit Dampfheizröhren 17 oder einem Heizmantel versehen werden.
  • Zur Einstellung der Grenze der Korngröße bei der Abscheidung der Staubkohle ist eine Regulierklappe 18 in einer Leitung des Rauchgaslüfters 9 angeordnet, mit welcher die Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase im Separatorrohr 5 geregelt werden kann. Ein Abblasstutzen des Rauchgaslüfters 9 ist bevorzugt mit einer Rauchgasleitung des Kessels 13 für die Abgase verbunden.
  • Die in dem Staubkohlenbunker 16 gesammelte Staubkohle wird mit einer regelbaren Zellenradschleuse 19 in ein bekanntes und herkömmlich ausgebildetes Staubkohlenverbrennungssystem, bzw. in eine Schlagradmühle 20 gefördert. Der gemahlene Kohlenstaub gelangt über einen Brenner 21 in den Feuerraum.

Claims (4)

1. Rostfeuerungskessel, kombiniert mit einem als Trommeltrockner ausgebildeten Kohlentrockner und einer Entstaubungsanlage, der über einen Rohkohlenspeiser (2), eine Gicht (8), einen Staubkohlenabscheider und einen Rauchgaslüfter (9) verfügt, wobei der Trommeltrockner (3) zwischen dem Rohkohlenspeiser (2) und einer vor der Gicht (8) des Kessels (13) vorgesehenen Separatoreinrichtung (5) angeordnet ist und eine Saugöffnung des Rauchgaslüfters (9) über eine Saugleitung (11) an der Separatoreinrichtung (5) angeschlossen und in der Saugleitung (11) ein Fliehkraftabscheider (10) für die Staubkohle eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet,
a) daß die Separatoreinrichtung ein im wesentlichen senkrechtes Separatorrohr (5) ist, welches an seinem oberen Ende mit dem Trommeltrockner (3) und an seinem unteren Ende mit einem Rauchgase aus dem Kesselfeuerungsraum einleitenden Saugschacht (14) verbunden ist, und
b) daß ein Saugstutzen der gleichen Saugöffnung des Rauchgaslüfters (9) über ein Rohr (12) an einem Stutzen des Trommeltrockners (3) angeschlossen ist.
2. Rostfeuerungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regulierklappe (18) in einer Leitung des Rauchgaslüfters (9) angeordnet ist.
3. Rostfeuerungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Entleerungsöffnung eines Staubkohlenbunkers (16) eine regelbare Zellenradschleuse (19) zugeordnet ist, die mit einer Schlagradmühle (20) verbunden ist.
4. Rostfeuerungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommeltrockner (3) mit Dampfheizröhren (17) oder einem Heizmantel versehen ist.
EP84106707A 1984-06-13 1984-06-13 Rostfeuerungskessel, kombiniert mit einem Kohlentrockner und einer Entstaubungsanlage Expired EP0164429B1 (de)

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