EP0955499A2 - Verfahren zum Regeln der Feuerleistung von Verbrennungsanlagen - Google Patents

Abstract

Zur Durchführung des Verfahrens zum Regeln der Feuerleistung einer Verbrennungsanlage ist der Feuerrost (1) mit mehreren Unterwindzonen (7.1 bis 7.5) ausgerüstet, wobei zur Ermittlung des Regelsignals die Unterwindzone (z.B. 7.2) am Anfang der Hauptverbrennungszone mit den entsprechenden Meßeinrichtungen, nämlich einem Temperaturfühler (17) und einem Druckfühler (19) sowie die dazugehörige Luftzuführungsleitung (z.B. 8.2) mit einer Mengenmeßeinrichtung (18) ausgerüstet ist. Im Feuerraum (3) ist ein weiterer Druckfühler (20) vorgesehen, um die statische Druckdifferenz zwischen der Unterwindzone und dem Feuerraum feststellen zu können. Die Meßwerte dieser Meßeinrichtung werden einem Zentralrechner ZR zugeführt, der gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Strömungsbeiwertes α ein Regelsignal R an eine Regeleinrichtung RE ausgibt, die mit den verschiedenen Stelleinrichtungen (21 bis 24) in Verbindung steht, um die Schürgeschwindigkeit des Rostes, die Brennstoffaufgabemenge, die Austragsmenge der Schlacke und gegebenenfalls die Luftmenge zu den einzelnen Unterwindzonen zu beeinflussen. <IMAGE>

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln der Feuerleistung von Verbrennungsanlagen, insbesondere Abfallverbrennungsanlagen, bei dem Brenngut am Anfang eines Feuerungsrostes aufgegeben, auf diesem einer Schür- und Fortbewegung unterworfen und am Ende des Feuerungsrostes die anfallende Schlacke ausgetragen wird.
• Bei der Verbrennung von Abfall wird neben einer geringen Emission von Schadstoffen im Abgas eine gleichmäßige Wärmeentbindung aus dem Brennstoff angestrebt. Da die auf einen Feuerungsrost eingebrachte Wärmemenge pro Volumeneinheit Abfall bzw. Müll starken Schwankungen unterliegt, muß einerseits die Menge an aufgegebenem Müll in Abhängigkeit vom jeweils vorhandenen Heizwert und andererseits die Schürung bzw. Umwälzung des Brennstoffes sowie die Verbrennungsluftzuführung variiert werden, um eine möglichst gleichmäßige Wärmeentbindung zu ermöglichen.
• Dies führt bei Verbrennungsanlagen mit Rostfeuerungen, bei denen keine automatische Regelung der Rostschürgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der festgestellten Brennbetthöhe erfolgt, zu dem feuerungstechnischen Nachteil wechselnder Brennbetthöhen. Wechselnde Brennbetthöhen weisen den Nachteil wechselnder Verbrennungsluftdurchlässigkeit des Brennbettes auf. Solche wechselnden Verbrennungsluftdurchlässigkeiten des Brennbettes führen zu wechselnden Luftüberschußzahlen und damit zu wechselnden Verbrennungsabläufen, wodurch kein stabiler Verbrennungsablauf und damit keine stabilen O₂-Werte im Abgas, unterschiedliche CO- und NO_x-Emissionen, unterschiedliche Flugstaubmengen und ein unterschiedlicher Schlackenausbrand die Folge sind.
• Aus der EP 0 661 500 B1 ist es bekannt, die Verteilung der Brennmasse auf einem Feuerungsrost mittels Radar festzustellen und dieses Signal beispielsweise für die Regelung der Schürgeschwindigkeit zu verwenden. Dieses Verfahren ist zwar vorteilhaft, erfordert aber den Einsatz teuerer Meßeinrichtungen. Außerdem läßt sich aus der festgestellten Brennbetthöhe nicht auf die Luftdurchlässigkeit des Brennbettes schließen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln ein Verfahren bereitzustellen, bei dem die Feuerungsleistung relativ genau an die Dampfleistungsanforderungen angepaßt werden kann, wobei wesentliche, feuerungstechnische Anforderungen im Hinblick auf die Abgaszusammensetzung und hier insbesondere mit Blick auf CO, Kohlenwasserstoffe, Stickoxide sowie andere schädliche Stoffe erfüllt werden sollen.
• Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eine Beeinflussung der Schür- und Fortbewegung des Brenngutes in Abhängigkeit der Verbrennungsluftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett erfolgt. Dies ist die Mindestforderung, die erfüllt sein muß, um weitgehend mit den Problemen unterschiedlicher Brennbetthöhen fertig zu werden. Durch die Veränderung der Schürbewegung eines Rostes läßt sich die Brennmassenverteilung so einstellen, daß die Luftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett konstant bleibt, wodurch man zu einem stabilen Luftüberschuß und damit zu einer weitgehend gleichbleibenden Verbrennung mit stabilen O₂-Werten im Abgas gelangt. Weiterhin werden hierdurch gleichbleibende Schadgasemissionen auf einem niedrigen Niveau erreicht. Bei gleichbleibender Verbrennungsluftdurchlässigkeit durch das Brennbett bleiben die Gasgeschwindigkeiten durch das Brennbett weitgehend konstant und somit wird auch ein mengenkonstanter niedriger Flugstaubaustrag aus der Feuerung erreicht. Da durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Verbrennungsablauf auf einem gleichmäßig günstigen Niveau gehalten werden kann, ergibt sich hieraus ein guter Schlakkenausbrand auch während der Verbrennung schwieriger Abfallstoffe mit großen Heizwertunterschieden.
• Um alle diese vorteilhaften Auswirkungen auch bei stark schwankenden Heizwerten des eingebrachten Brennstoffes sicher zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn in Weiterbildung der Erfindung eine Beeinflussung der Aufgabemenge des Brenngutes und in weiterer Ergänzung dieser Maßnahme eine Beeinflussung der Austragsmenge der Schlacke in Abhängigkeit der Verbrennungsluftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett erfolgt.
• Die Beeinflussung der Aufgabemenge des Brenngutes in Abhängigkeit der Verbrennungsluftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett erfolgt in überlagerter Form zur Brenngutaufgaberegelung der bisher üblichen Art, beispielsweise in Abhängigkeit vom Dampfmassenstrom und stellt somit eine Korrekturmaßnahme dar, wenn sich herausstellt, daß die Regelung der Schürgeschwindigkeit alleine nicht zu den optimalen Ergebnissen führt.
• Um eine Beeinflussung der Brennmassenverteilung durch die Regelung der Schürgeschwindigkeit in negativer Hinsicht auszuschließen, ist es vorteilhaft, wenn eine Beeinflussung der Austragsmenge der Schlacke in Abhängigkeit der Verbrennungsluftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett erfolgt, da hier der Schlackenaustrag an den Brennmassenfluß des Feuerrostes angepaßt werden kann.
• Mit Hilfe dieser erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, eine Feuerleistungsstabilität mit Schwankungen von unter 5%, auch bei der Verbrennung von Müll, mit kurzfristigen Reizwertschwankungen von mehr als 50% zu erreichen.
• Über die Gesamtlänge eines Feuerungsrostes betrachtet, ändert sich die Verbrennungsluftdurchlässigkeit entsprechend dem Verbrennungsfortschritt, weil der frisch aufgeschüttete Brennstoff eine andere Luftdurchlässigkeit aufweist als der bereits im Abbrand befindliche oder der fast vollständig ausgebrannte Brennstoff. Gemäß der vorliegenden Erfindung empfiehlt es sich die Verbrennungsluftdurchlässigkeit des Brennbettes im Bereich der beginnenden Verbrennung auf dem Feuerungsrost zu ermitteln. Es handelt sich dabei um den ersten Abschnitt der Hauptverbrennungszone. Dieser Abschnitt soll vorzugsweise für die Ermittlung der Verbrennungsluftdurchlässigkeit herangezogen werden, weil hier der Einfluß der Brennbetthöhe und der Luftdurchlässigkeit des Brennbettes auf die erwünschte Wärmeentbindung am deutlichsten vorhanden ist. Aus diesem Grunde bietet sich dieser Bereich für die Ermittlung der Regelgröße in vorteilhafter Weise an. Hier müssen auch die größten Veränderungen durchgeführt werden, um eine gleichmäßige Wärmeentbindung trotz der veränderlichen Brennstoffcharakteristik zu erreichen. Prinzipiell kann die vorgeschlagene Regelungstechnik aber in jedem Bereich eines Verbrennungsrostes angewendet werden, in dem Verbrennungsreaktionen in nennenswertem Umfang ablaufen.
• Der grundsätzliche Erfindungsgedanke, der zu der Ermittlung der Regelgröße führt, besteht in erster Näherung darin, daß die Ermittlung des der Verbrennungsluftdurchlässigkeit entsprechenden Regelsignals über die Erfassung der freien Luftaustrittsfläche des gesamten, aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörpers des betrachteten Rostbereiches nach der Formel $$\text{R =}\frac{\text{PLB}}{\text{V}}$$

  

  erfolgt, wobei
• R das Regelsignal,
• PLB die durch das Brennbett strömende Primärluftmenge bei den Betriebsbedingungen und
• V die Strömungsgeschwindigkeit durch den aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörper ist und nach der Formel $$\text{V =}\sqrt{\frac{\text{2g}}{{\text{γ}}_{\text{L}}}\text{· Δp}}$$
  
  berechnet wird, in welcher
• g die Erdbeschleunigung,
• γ _L das spezifische Gewicht der Luft bei den Betriebsbedingungen und
• Δp die statische Druckdifferenz zwischen Unterwindzone und Feuerraum ist.
• Diese Art der Berechnung der Regelgröße ist grundsätzlich für die Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ausreichend. Es können jedoch Abweichungen von den tatsächlichen Verhältnissen eintreten, die darin begründet sind, daß der aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßte Verbrennungsluft-Widerstandskörper je nach Strömungsgeschwindigkeit der hindurchströmenden Verbrennungsluft dieser mehr oder weniger starke Strömungs- bzw. Reibungswiderstände entgegensetzt. Die Luft strömt nämlich einerseits durch sehr enge Spalten zwischen den einzelnen Roststäben des Verbrennungsrostes und andererseits durch die aus Abfallstoffen bzw. Müll bestehende Schüttung, die keine definierten Strömungswege anbietet und deren Luftdurchlässigkeit nicht nur von der Höhe des Brennbettes, sondern auch von der Zusammensetzung der Brennmasse, d.h. von der Müllqualität abhängt. Hier treten Strömungsverhältnisse auf, die durch mathematische Formeln nicht mehr exakt erfaßbar sind und die dazu führen, daß die Berechnungsgrundlagen nicht immer mit den tatsächlichen Verhältnissen übereinstimmen.
• Ausgehend von diesen Schwierigkeiten wird nach der vorliegenden Erfindung eine Ermittlungsart des Regelsignals vorgeschlagen, die zwar mit einem höheren Aufwand verbunden ist, aber die eine genauere Anpassung der ermittelten Regelgröße an die tatsächlichen Verhältnisse gestattet und die sich gemäß der Erfindung dadurch ergibt, daß die Ermittlung des der Verbrennungsluftdurchlässigkeit entsprechenden Regelsignals über die Erfassung der freien Luftaustrittsfläche des gesamten, aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörpers und eines von der Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft abhängigen, experimentell festlegbaren Strömungsbeiwertes nach der Formel $${\text{R}}_{\text{K}}\text{= F : α}$$

  

  erfolgt, in welcher
• R _K das korrigierte Regelsignal,
• F die freie Luftaustrittsfläche und
• α der Strömungsbeiwert ist
  und die freie Luftaustrittsfläche nach der Formel $$\text{F =}\frac{\text{PLB}}{\text{V}}$$
  
  berechnet wird, wobei
• V die Strömungsgeschwindigkeit durch den aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörper ist und nach der Formel $$\text{V =}\sqrt{\frac{\text{2g}}{{\text{γ}}_{\text{L}}}\text{· Δp}}$$
  
  berechnet wird, in welcher
• g die Erdbeschleunigung und
• γ _L das spezifische Gewicht der Luft bei den Betriebsbedingungen und
• Δp die statische Druckdifferenz zwischen Unterwindzone und Feuerraum ist.
• Der experimentell festlegbare Strömungsbeiwert ist also eine Korrekturgröße, die die Strömungsverluste durch Reibung und Wirbelbildung für die Luftströmung durch den Rostbelag, d.h. durch den aus einzelnen Roststäben aufgebauten Feuerungsrost und das Brennbett berücksichtigt, das aus einer unregelmäßigen Anhäufung von brennbaren und inerten Abfallstoffen der unterschiedlichsten Größenordnung besteht.
• Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer Verbrennungsanlage und anhand von Betriebsergebnissen im Zusammenhang mit dieser Verbrennungsanlage näher erläutert.
• In der Zeichnung zeigen:

Figur 1:

Einen Längsschnitt durch eine schematisch dargestellte Verbrennungsanlage;

Figur 2:

Ein Regelschema für die Verbrennungsanlage; und

Figur 3:

Die Darstellung der Abhängigkeit der Schürgeschwindigkeit des Rostes von dem ermittelten Regelsignal über einen bestimmten Zeitabschnitt.

• Die in Figur 1 dargestellte Verbrennungsanlage umfaßt einen Feuerungsrost 1, eine Beschickeinrichtung 2, einen Feuerraum 3 mit anschließendem Gaszug 4, an den sich weitere Gaszüge und der Verbrennungsanlage nachgeschaltete Aggregate, insbesondere Dampferzeugungs- und Abgasreinigungsanlagen anschließen, die hier nicht näher dargestellt und erläutert sind.
• Der Feuerungsrost 1 umfaßt einzelne Roststufen 5, die wiederum aus einzelnen, nebeneinander liegenden Roststäben gebildet sind. Jede zweite Roststufe des als Rückschubrost ausgebildeten Feuerungsrostes ist mit einem insgesamt mit 6 bezeichneten Antrieb verbunden, der es gestattet die Schürgeschwindigkeit einzustellen. Unterhalb des Feuerungsrostes sind sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung unterteilte Unterwindkammern 7.1 bis 7.5 vorgesehen, die getrennt über Einzelleitungen 8.1 bis 8.5 mit Primärluft beaufschlagt werden. Am Ende des Feuerungsrostes wird die ausgebrannte Schlacke mittels einer Schlackenaustragsvorrichtung, im dargestellten Ausführungsbeispiel einer Schlackenwalze 9 in einen Schlackenfallschacht 10 ausgetragen, von wo aus die Schlacke in einen nicht dargestellten Entschlacker fällt.
• Die Beschickeinrichtung 2 umfaßt einen Aufgabetrichter 11, eine Aufgabeschurre 12, einen Aufgabetisch 13 und einen oder mehrere nebeneinander liegende, ggf. unabhängig voneinander regelbare Beschickkolben 14, die den in der Aufgabeschurre 12 herabrutschenden Müll über eine Beschickkante 15 des Aufgabetisches 13 in den Feuerraum 3 auf den Feuerungsrost 1 schieben.
• Der auf dem Feuerungsrost 1 aufgeschüttete Brennstoff 16 wird durch die aus der Unterwindzone 7.1 kommende Luft vorgetrocknet und durch die im Feuerraum 3 herrschende Strahlung erwärmt und gezündet. Im Bereich der Unterwindzonen 7.2 und 7.3 ist die Hauptbrandzone, während im Bereich der Unterwindzonen 7.4 und 7.5 die sich bildende Schlacke ausbrennt und dann in den Schlackenfallschacht 10 gelangt.
• Zur Ermittlung der gewünschten Regelgröße, die in erster Annäherung der freien Luftaustrittsfläche durch den Rostbelag und das Brennbett entspricht, sind in der Luftzuführungsleitung 8.2 eine Luftmengenmeßeinrichtung 18 und in der Unterwindkammer 7.2 ein Temperaturfühler 17 sowie ein Druckfühler 19 vorgesehen, während im Feuerraum 3 ein weiterer Druckfühler 20 angeordnet ist, um die statische Druckdifferenz zwischen der Unterwindzone und dem Feuerraum messen zu können.
• In schematischer Form sind verschiedene Stelleinrichtungen in Figur 1 angedeutet, die zur Regelung verschiedener Einflußgrößen oder Vorrichtungen dienen, um die gewünschte Regelung der Feuerleistung durchführen zu können. Dabei ist die Stelleinrichtung für die Beeinflussung der Schürgeschwindigkeit mit 21, für die Beeinflussung der Drehzahl der Schlackenwalze mit 22, für die Ein- und Ausschaltfrequenz bzw. die Geschwindigkeit der Beschickkolben mit 23 und für die Primärluftmenge mit 24 bezeichnet, die in der Lage ist jeder einzelnen Unterwindkammer die geforderte Primärluftmenge zuzuführen.
• Nachfolgend wird unter zusätzlicher Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.
• Eine bisher übliche Regeleinheit RE, die in der Lage ist die Feuerleistung einer Verbrennungsanlage, beispielsweise in Abhängigkeit vom Dampfmassenstrom hinsichtlich der Brennstoffaufgabe und der Primärluftzuführung, um nur einige Regelparameter zu nennen, zu regeln, ist so eingerichtet, daß die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Soll-Werte und die festgestellten Ist-Werte in Form von Regelgrößen an die einzelnen Stelleinrichtungen weitergegeben werden können. Hierzu ist eine zentrale Recheneinheit ZR vorgesehen, die mit dem Temperaturfühler 17, der Luftmengenmeßeinrichtung 18 und den beiden Druckfühlern 19 und 20 in Verbindung steht und die von diesen Fühlern bzw. Einrichtungen gemessenen Werte verarbeitet.
• Um die einzelnen Regelgrößen durch die Regeleinheit RE ausgeben zu können, muß das die Regeleinheit beeinflussende Regelsignal durch den Zentralrechner ZR ausgehend von den gemessenen Werten errechnet werden. Der Zentralrechner ZR ermittelt also die Istgröße der freien Luftaustrittsfläche, die dann in der Regeleinheit RE mit dem Soll-Wert für diese freie Luftaustrittsfläche verglichen wird, woraus sich dann das Signal für die Beeinflussung der einzelnen Stelleinrichtungen 21 bis 24 ergibt.
• Ausgehend von der gemessenen Primärlufttemperatur in der Unterwindkammer 7.2 und dem dort gemessenen Druck wird die Dichte der Primärluft PL in bekannter Weiser errechnet. Dieser Wert wird in Verbindung mit dem durch die beiden Fühler 19 und 20 gemessenen Wert der statischen Druckdifferenz zwischen Unterwindzone und Feuerraum verwendet, um mittels der Formel $$\text{V =}\sqrt{\frac{\text{2g}}{{\text{γ}}_{\text{L}}}\text{· Δp}}$$

  

  die Geschwindigkeit der Primärluft beim Durchströmen durch den aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörper zu errechnen. Dieser so gewonnene Wert dient in Verbindung mit dem durch die Luftmengenmeßeinrichtung 18 festgestellten Wert der Luftmenge, die auf die herrschen Betriebsbedingungen hinsichtlich Temperatur und Druck umgerechnet wird, dazu die nach der Formel $$\text{F =}\frac{\text{PLB}}{\text{V}}$$

  

  definierte freie Luftaustrittfläche zu berechnen. Dieser so gewonnene Wert ist der Ist-Wert der freien Luftaustrittsfläche und wird als Regelsignal F bzw. R der Regeleinheit RE zur Verfügung gestellt, wo dieser Wert mit dem Soll-Wert für die freie Luftaustrittsfläche F verglichen wird. Hieraus ergeben sich die Stellgrößen für die einzelnen Stelleinrichtungen 21 bis 24. Dabei wird bei der Regelung der Schürgeschwindigkeit SG des Feuerungsrostes der aufgrund des Regelsignals R erforderliche Wert mit dem Soll-Wert-Bereich für die Schürgeschwindigkeit verglichen, um sicherzustellen, daß Korrekturen bzw. Stellschritte nur in plausiblen und zulässigen Bereichen erfolgen können.
• Bei dieser Art der Berechnung und Regelung können noch gewisse Abweichungen eintreten, die sich daraus ergeben, daß die Luft durch einen

  

  Verbrennungsluft-Widerstandskörper" bestehend aus Rostbelag und Brennbett hindurchströmen muß, der nicht nur sehr enge, sondern auch äußerst unregelmäßige Querschnitte für den Durchtritt der Primärluft aufweist. Hierbei treten Reibungsverluste ein, die zur Erzielung einer genaueren Regelung in Form eines Strömungsbeiwertes α berücksichtig werden. Dieser Strömungsbeiwert α muß, da sich die Strömungsverhältnisse in einem solchen Brennbett nicht berechnen lassen, experimentell ermittelt werden. Zur Ermittlung dieses Strömungsbeiwertes wird zunächst die Strömung durch einen unbeladenen Feuerungsrost und dann bei einem mit Brennmasse beladenen Feuerungsrost bei unterschiedlichen Luftmengen und unterschiedlichen Ausgangsdrücken in der Unterwindzone gemessen. Die dabei festgestellten Unterschiede in den Druckverlusten bzw. in der jeweiligen statischen Druckdifferenz zwischen Unterwindzone und Feuerraum sind ein Maß für die Bildung des Strömungsbeiwertes, der den Wert 0 annimmt, wenn eine Durchströmung des Feuerungsrostes und der Brennmasse nicht mehr möglich ist und umso größer wird (bis maximal α = 1), je ungehinderter die Luft durch den Rostbelag und die Brennmasse hindurchströmen kann. In der Praxis sind Strömungsbeiwerte in der Größenordnung von 0,6 bis 0,95 ermittelt worden. Dieser auf experimentelle Art ermittelte Strömungsbeiwert α wird dem Zentralrechner ZR eingegeben, damit das in weiter oben beschriebener Weise errechnete Regelsignal F bzw. R entsprechend diesem Strömungsbeiwert α korrigiert werden kann, so daß der Zentralrechner dann ein korrigiertes Regelsignal R_K an die Regeleinheit ausgibt. Diese Regelvorgänge sind schematisch in Figur 2 dargestellt, aus der ersichtlich ist, daß der Zentralrechner ZR mit den verschiedenen Meßfühlern 17 bis 20 und einer Eingabemöglichkeit für den Strömungsbeiwert α verbunden ist, während die Regeleinheit RE Soll-Werteingaben für die Schürgeschwindigkeit SG und die freie Luftaustrittfläche F empfangen kann, um hieraus die jeweiligen Regelimpulse an die Stelleinrichtungen 21 bis 24 abgeben zu können, die mit der Regeleinheit in Verbindung stehen.
• Figur 3 zeigt das Ergebnis des erfindungsgemäßen Regelverfahrens. Hierbei ist auf der Ordinate die freie Luftaustrittsfläche F als Regelsignal und außerdem die Hubzahl pro Stunde und auf der Abzisse die gemessene Zeit aufgetragen. Mit F_Soll ist der konstante Soll-Wert für die freie Luftaustrittfläche dargestellt. Die Kurve F stellt die jeweiligen Ist-Werte des mit dem Strömungsbeiwert α korrigierten Regelsignals R_K dar. Es ist dabei zu ersehen, daß es nur verhältnismäßig geringe Schwankungen in bezug auf den vorgegebenen Soll-Wert gibt, was den Schluß zuläßt, daß diese Verbrennung nahezu gleichmäßig abläuft. Mit SG ist die Schürgeschwindigkeit des Rostes dargestellt als Anzahl der Hubbewegungen des Rostantriebes 6 je Stunde. Es ist dabei zu erkennen, daß bei einem Absinken der freien Luftaustrittsfläche, beispielsweise bis zum Punkt F1 die Schürgeschwindigkeit entsprechend bis zum Punkt SG1 gesteigert wird. Eine verminderte freie Luftaustrittsfläche bedeutet, daß die Luftdurchlässigkeit des Brennbettes entweder durch eine erhöhte Brennbetthöhe oder durch eine größere Kompaktheit der Brennmasse aufgrund feuchter, inerter Anteile verringert ist. Durch Erhöhen der Schürgeschwindigkeit kann dieser Zustand aufgelöst bzw. soweit beeinflußt werden, daß die freie Luftaustrittsfläche sich wieder dem Soll-Wert nähert, was im Punkt F2 der Fall ist. Hier ist erkennbar, daß die Schürgeschwindigkeit im entsprechenden Abschnitt SG2 konstant bleibt. Wenn dann wieder im Punkt F3 die freie Luftaustrittsfläche absinkt, steigt die Schürgeschwindigkeit entsprechend im Bereich SG3 an, um dann im Bereich SG4 weitgehend konstant zu bleiben, da in dem Bereich F4 fast keine Abweichungen zum Soll-Wert festzustellen sind.
• Die regelungstechnischen Eingriffe nach der vorliegenden Erfindung beziehen sich nicht nur auf die Schürgeschwindigkeit des Rostes, obwohl dies die Haupteinflußgröße ist. Damit über die Regelung der Schürgeschwindigkeit der Verbrennungsablauf weitgehend vergleichmäßigt werden kann, ist es auch erforderlich, die Aufgabemenge der Brennmasse auf den Feuerungsrost und die Austragsmenge der Schlacke in Abhängigkeit von dem erläuterten Regelsignal R bzw. R_K zu beeinflussen. Dies erfolgt dadurch, daß die Regeleinheit RE nicht nur über die Stelleinrichtung 21 die Schürgeschwindigkeit, sondern auch über die Stelleinrichtung 23 die Aufgabemenge des Brennstoffes auf den Feuerungsrost 1 und über die Stelleinrichtung 22 die Austragsmenge über die Austragswalze 9 beeinflußt. Mittels der Stelleinrichtung 24 kann auch noch eine Beeinflussung der Primärluftmenge vorgenommen werden, wobei diese Beeinflussung in erster Linie von der üblichen Feuerleistungsregelung ausgeht.
• Das erfindungsgemäße Regelverfahren kann als selbständiges Regelverfahren zumindest bezogen auf die Rostgeschwindigkeit zur Anwendung kommen, es kann aber auch nur als Korrektur für die Regelung der Schürgeschwindigkeit dienen, wenn diese aufgrund anderer Parameter über die übliche Feuerleistungsregeleinheit geregelt wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum Regeln der Feuerleistung von Verbrennungsanlagen, insbesondere Abfallverbrennungsanlagen, bei dem Brenngut am Anfang eines Feuerungsrostes aufgegeben, auf diesem einer Schür- und Fortbewegung unterworfen und am Ende des Feuerungsrostes die anfallende Schlacke ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Beeinflussung der Schür- und Fortbewegung des Brenngutes in Abhängigkeit der Verbrennungsluftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beeinflussung der Aufgabemenge des Brenngutes in Abhängigkeit der Verbrennungsluftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beeinflussung der Austragsmenge der Schlacke in Abhängigkeit der Verbrennungsluftdurchlässigkeit von Feuerungsrost und Brennbett erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluftdurchlässigkeit des Brennbettes im Bereich der beginnenden Verbrennung auf dem Feuerungsrost ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des der Verbrennungsluftdurchlässigkeit entsprechenden Regelsignals über die Erfassung der freien Luftaustrittsfläche des gesamten, aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörpers nach der Formel $$\text{R =}\frac{\text{PLB}}{\text{V}}$$

   

   erfolgt, wobei

   R das Regelsignal,

   PLB die durch das Brennbett strömende Primärluftmenge bei den Betriebsbedingungen und

   V die Strömungsgeschwindigkeit in dem aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörper ist und nach der Formel $$\text{V =}\sqrt{\frac{\text{2g}}{{\text{γ}}_{\text{L}}}\text{· Δp}}$$

   

   berechnet wird, in welcher

   g die Erdbeschleunigung,

   γ _L das spezifische Gewicht der Luft bei den Betriebsbedingungen und

   Δp die statische Druckdifferenz zwischen Unterwindzone und Feuerraum ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des der Verbrennungsluftdurchlässigkeit entsprechenden Regelsignals über die Erfassung der freien Luftaustrittsfläche des gesamten, aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörpers und eines von der Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft abhängigen, experimentell festlegbaren Strömungsbeiwertes nach der Formel $${\text{R}}_{\text{K}}\text{= F : α}$$

   

   erfolgt, in welcher

   R _K das korrigierte Regelsignal,

   F die freie Luftaustrittsfläche und

   α der Strömungsbeiwert ist
   und die freie Luftaustrittsfläche nach der Formel $$\text{F =}\frac{\text{PLB}}{\text{V}}$$

   

   berechnet wird, wobei

   V die Strömungsgeschwindigkeit durch den aus Rostbelag und Brennbett zusammengefaßten Verbrennungsluft-Widerstandskörper ist
   und nach der Formel $$\text{V =}\sqrt{\frac{\text{2g}}{{\text{γ}}_{\text{L}}}\text{· Δp}}$$

   

   berechnet wird, in welcher

   g die Erdbeschleunigung und

   γ _L das spezifische Gewicht der Luft bei den Betriebsbedingungen und

   Δp die statische Druckdifferenz zwischen Unterwindzone und Feuerraum ist.

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