EP1369640A2 - Shut-off device for the pulverized coal burners of a combustion apparatus - Google Patents
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- F23L13/00—Construction of valves or dampers for controlling air supply or draught
- F23L13/10—Construction of valves or dampers for controlling air supply or draught having a compound movement involving both sliding and pivoting
Definitions
- the invention relates to a shut-off device Coal dust burners of a coal dust combustion with the characteristics the preamble of claim 1.
- the invention has for its object a closed System for cooling the coal dust supply path within of a coal dust burner without creating an air stream that the necessary safety device, namely the Blocking the coal dust supply route is impaired.
- the coal dust combustion system shown consists of two three coal dust burners 1, 2, which are connected in parallel and supplied with coal dust via two fuel supplies 3, 4 become.
- Fuel supplies 3, 4 and coal dust burners 1, 2 be provided.
- the fuel supply 3, 4 can be from a Mill system and / or an intermediate bunker exist.
- the coal dust burners 1, 2 are circular burners with stepped Combustion air duct trained and each contain central core air tube 5, which from a primary tube 6, a Secondary air tube 7 and a tertiary air tube 8 concentric is surrounded. the central core air tube can also be omitted.
- the each at the front end of the coal dust burner 1, 2 trained burner nozzle opens into a not shown Combustion chamber of a steam generator plant.
- the core air tube 5, the Secondary air tube 7 and the tertiary air tube 8 are over Air supply lines 9 and combustion air lines 10 to one central combustion air supply 11 connected.
- the Core air tube 5, secondary air tube 7 and tertiary air tube 8 are from the combustion air supply 11 via the Air supply lines 9 and the combustion air lines 10 with Combustion air supplied before entering the Coal dust burner 1, 2 as core air, secondary air and as Tertiary air is divided.
- flow meters 12 are arranged, and in the air supply lines 9 control or butterfly valves 13 are arranged.
- Throttle valves 14 may be arranged, which serve the air-carrying pipes matched to each other Supply combustion air quantities. Is a single one Coal dust burner 1, 2 taken out of service, is by the pipes 5, 7, 8 carrying the combustion air flows mentioned an air stream of small size led as a cooling air stream.
- the primary tube 6 of each of the coal dust burners 1, 2 is connected to one Feed line 15 connected to one of the Fuel supplies 3, 4 is connected.
- the Fuel supplies 3, 4 are each with a Primary air line 16 connected in which a flow meter 12th is arranged.
- the supplied to the fuel supply 3, 4 Primary air conveys the coal dust as a coal dust-air mixture to the primary tubes 6 of the coal dust burners 1, 2.
- each feed line 15 Before entering the respective coal dust burner 1, 2 is in each feed line 15 as a gate valve 17th trained shut-off device arranged transversely to the Axis of the direction of flow of the coal dust-air mixture is aligned.
- the gate valve 17 consists of a Slider plate 18 on which a push rod 19 is attached (Fig. 2).
- the Slider plate 18 shows the cross section of the feed line 15 completely as shown in Fig. 5.
- the shut-off device is equipped with a cooling device for cooling the parts of the respective coal dust burners 1, 2 combined, the lead the coal dust-air mixture. Serves as a cooling medium preferably a partial flow of the combustion air.
- a cooling air line 21 in which a shut-off device 22 is arranged (FIG. 1).
- the Cooling air lines 21 are preferably to the Combustion air lines 10 connected.
- the Gate valve 17 can instead of the hot combustion air from the combustion air supply also others in the Coal dust combustion system available air, e.g. B. that of the mill supplied cold air or flue gas can be used.
- the cooling device consists of each of the respective Coal dust burner 1, 2 from an air box 23, the downstream of the gate valve 17 on the side of the Coal dust-air mixture flowing through supply line 15 attached and tightly connected to it.
- the air box 23 Preferably encloses the air box 23 downstream of the Gate valve 17 the supply line 15 on all sides and tight.
- the air box 23 is provided with an inlet connection 24 which is each connected to one of the cooling air lines 21.
- 3 to 5 is in the area of the air box 23 in the wall the feed line 15 is provided an opening 25 through a closing plate 26 from the inside of the air box 23 is lockable.
- a first lever 27 is articulated.
- the first lever 27 is like a second lever 28 and third lever 29 rotatably with one in a swivel mounted shaft 30 connected.
- the shaft 30 is rotatable in the Air box 23 mounted and protrudes sealed on both sides of the Air box 23 out.
- the levers 28, 29 are outside the Air box 23 each with one of the protruding ends of the Shaft 30 non-rotatably connected.
- To the free end of the second Lever 28 engages a spring 31 under tension, which is attached to the outside of the air box 23.
- the free end of the third lever 29 is connected to an articulated rod 32 which hinges to a fourth lever 33 which rotates with the shaft of a pinion 34 is connected.
- the pinion 34 is in Active connection with a rack 35 on the rear End of the slide plate 18 of the gate valve 17 attached is.
- the combined shut-off and cooling device works in the way described below.
- the locking plate 26 is over the first Lever 27 and the second lever 28 fixedly connected to it the laterally arranged spring 31 firmly on the opening 25 in the feed line 15 pressed.
- the air box 23, the Feed line 15 encloses in this area is with air filled so that the supply line 15 sets an even temperature. This is a Warping the feed line 15 and the closing plate 26 excluded due to unequal thermal stress.
- the static pressure of the cooling air in the air box 23 is always higher than the static pressure of the coal dust-air mixture in the supply line 15. This is a possible leak only in the direction of the flow path of the coal dust-air mixture possible, so that coal dust escapes into the Air box 23 can not be done.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung an Kohlenstaubbrennern einer Kohlenstaubfeuerung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a shut-off device Coal dust burners of a coal dust combustion with the characteristics the preamble of claim 1.
An Dampferzeugeranlagen, deren Feuerung mit zwei oder mehr Kohlenstaubbrennern ausgerüstet sind, werden während des Betriebes der Dampferzeugeranlage abgeschaltete Brenner zum Schutz gegen thermische Überlastung der Brennerdüsen mit Kühlluft über die Verbrennungsluftversorgungswege (Sekundär-, Tertiärluft) versorgt. Die Primärrohre der Kohlenstaubbrenner, über die während des Betriebes der Brennstoffeintrag erfolgt, werden bei außer Betrieb befindlichen Brennern nicht mit Kühlluft durchströmt.On steam generator systems, the firing of two or more Coal dust burners are equipped during the Operation of the steam generator system switched off burner Protection against thermal overload of the burner nozzles Cooling air via the combustion air supply routes (secondary, Tertiary air). The primary tubes of the coal dust burner, via which the fuel is introduced during operation, are not included with burners that are not in operation Cooling air flows through.
Entsprechend aller gültigen Vorschriften bezüglich der Ausrüstung und des Betreibens von Kohlenstaubfeuerungen für Dampferzeugeranlagen, in denen Kohlenstaub über zwei oder mehr Brenner in den Feuerraum eingeblasen wird und die aus zwei oder mehr parallelen Brennstoffsystemen mit Kohlenstaub versorgt werden, müssen die Kohlenstaubversorgungsleitungen mit Absperreinrichtungen versehen sein, die während des Betriebes der entsprechenden Versorgungssysteme sicher geöffnet und nach dem Abstellen der entsprechenden Brennstoffversorgungseinrichtung abgesperrt werden müssen. Dies wird in der Regel mit Absperrvorrichtungen bewerkstelligt, bei denen eine Absperrplatte von einem automatisch betätigten Antrieb und/oder von Hand senkrecht zur Strömungsachse in den Querschnitt der entsprechenden Zuführungsleitungen geschoben wird. Dadurch wird die vollständige Absperrung der entsprechenden Brennstoffversorgungswege bewirkt. In diesem Zustand findet keine Durchströmung der Brennstoffwege und somit auch keine Kühlung der Brenner-Kohlenstaubdüse statt.According to all valid regulations regarding the Equipment and operation of coal dust furnaces for Steam generating plants in which coal dust over two or more Burner is blown into the combustion chamber and which consists of two or more parallel fuel systems with coal dust the coal dust supply lines must be with Shut-off devices should be provided during operation of the corresponding supply systems safely opened and closed the parking of the corresponding Fuel supply device must be shut off. This is usually accomplished with shut-off devices at which a barrier plate from an automatically operated Drive and / or by hand perpendicular to the flow axis in the Cross section of the corresponding supply lines pushed becomes. This will completely shut off the corresponding fuel supply routes. In this Condition does not flow through the fuel paths and therefore also no cooling of the burner coal dust nozzle instead.
Aufgrund der fehlenden Durchströmung und der Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse in dem Feuerraum der Kohlenstaubfeuerung können heiße Verbrennungsgase in die Brennstoffdüsen der abgeschalteten Brenner rezirkulieren. Insbesondere bei modernen NOx-armen Kohlenstaubbrennern, bei denen die Lage der Brennstoffdüsen möglichst weit in Richtung des Feuerraumes verschoben ist, bewirkt die hohe Einstrahlung eine intensive Temperaturerhöhung im Material der Brennerdüsen. Als Folge der Einstrahlung und der mangelnden Durchströmung kann eine frühzeitige Zerstörung der Kohlenstaubdüsen durch thermische Materialüberlastung eintreten.Due to the lack of flow and the pressure and speed conditions in the combustion chamber of the coal dust burner, hot combustion gases can recirculate into the fuel nozzles of the burners that are switched off. Especially in modern low NOx pulverized coal burners, where the position of the fuel nozzle is as far as possible shifted toward the combustion chamber, causing the high irradiation intensive increase in temperature in the material of the burner nozzles. As a result of the radiation and insufficient flow, the coal dust nozzles can be destroyed prematurely by thermal material overload.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geschlossenes System zur Kühlung des Kohlenstaubversorgungsweges innerhalb eines Kohlenstaubrenners durch einen Luftstrom zu schaffen, ohne dass dabei die notwendige Sicherheitseinrichtung, nämlich die Absperrung des Kohlenstaubversorgungsweges, beeinträchtigt wird.The invention has for its object a closed System for cooling the coal dust supply path within of a coal dust burner without creating an air stream that the necessary safety device, namely the Blocking the coal dust supply route is impaired.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Absperreinrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is with a generic shut-off device according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Durch die Kombination der Kühleinrichtung mit der Absperreinrichtung des Kohlenstaubbrenners wird ein geschlossenes System erzielt, das allen Sicherheitsvorschriften entspricht. Ferner ist sichergestellt, dass während des Betriebes des Kohlenstaubbrenners kein Kohlenstaub aus den dafür vorgesehenen Versorgungsleitungen in die Umgebung austreten kann. By combining the cooling device with the Shut-off device of the coal dust burner is on closed system that meets all safety regulations equivalent. It also ensures that during the Operation of the coal dust burner no coal dust from the for it provided supply lines to escape into the environment can.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- das Schema einer Kohlenstaubfeuerungsanlage,
- Fig. 2
- einen Kohlenstaubbrenner der Kohlenstaubfeuerungsanlage nach Fig. 1,
- Fig. 3
- bis 5 eine Absperreinrichtung für einen Kohlenstaubbrenner nach Fig. 2 in verschiedenen Betriebsstellungen.
- Fig. 1
- the diagram of a coal dust combustion plant,
- Fig. 2
- a coal dust burner of the coal dust combustion system according to FIG. 1,
- Fig. 3
- to 5 a shut-off device for a coal dust burner according to FIG. 2 in different operating positions.
Die dargestellte Kohlenstaubfeuerungsanlage besteht aus zweimal drei Kohlenstaubbrennern 1, 2, die parallel geschaltet sind und über zwei Brennstoffversorgungen 3, 4 mit Kohlenstaub versorgt werden. Je nach den gegebenen Anforderungen an die Kohlenstaubfeuerungsanlage kann auch eine andere Anzahl von Brennstoffversorgungen 3, 4 und Kohlenstaubbrennern 1, 2 vorgesehen werden. Die Brennstoffversorgung 3, 4 kann aus einer Mühlenanlage und/oder einem Zwischenbunker bestehen.The coal dust combustion system shown consists of two three coal dust burners 1, 2, which are connected in parallel and supplied with coal dust via two fuel supplies 3, 4 become. Depending on the given requirements for the Coal dust combustion system can also have a different number Fuel supplies 3, 4 and coal dust burners 1, 2 be provided. The fuel supply 3, 4 can be from a Mill system and / or an intermediate bunker exist.
Die Kohlenstaubbrenner 1, 2 sind als Rundbrenner mit gestufter
Verbrennungsluftführung ausgebildet und enthalten jeweils ein
zentrales Kernluftrohr 5, das von einem Primärrohr 6, einem
Sekundärluftrohr 7 und einem Tertiärluftrohr 8 konzentrisch
umgeben ist. das zentrale Kernluftrohr kann auch entfallen. Die
jeweils am vorderen Ende der Kohlenstaubbrenner 1, 2
ausgebildete Brennerdüse mündet in einen nicht gezeigten
Feuerraum einer Dampferzeugeranlage. Das Kernluftrohr 5, das
Sekundärluftrohr 7 und das Tertiärluftrohr 8 sind über
Luftzuleitungen 9 und Verbrennungsluftleitungen 10 an eine
zentrale Verbrennungsluftversorgung 11 angeschlossen. Das
Kernluftrohr 5, das Sekundärluftrohr 7 und das Tertiärluftrohr 8
werden von der Verbrennungsluftversorgung 11 über die
Luftzuleitungen 9 und die Verbrennungsluftleitungen 10 mit
Verbrennungsluft versorgt, die vor dem Eintritt in den
Kohlenstaubbrenner 1, 2 als Kernluft, Sekundärluft und als
Tertiärluft aufgeteilt wird. In den Verbrennungsluftleitungen 10
sind Durchflussmesser 12 angeordnet, und in den Luftzuleitungen
9 sind Regel- oder Absperrklappen 13 angeordnet. Wie in Fig. 2
gezeigt, können im Eintrittsbereich des Kernluftrohres 5, des
Sekundärluftrohres 7 und des Tertiärluftrohres 8 ebenfalls
Drosselklappen 14 angeordnet sein, die dazu dienen, den
luftführenden Rohren aufeinander abgestimmte
Verbrennungsluftmengen zuzuführen. Ist ein einzelner der
Kohlenstaubbrenner 1, 2 außer Betrieb genommen, so wird durch
die die genannten Verbrennungsluftströme führenden Rohre 5, 7, 8
ein Luftstrom von geringer Größe als Kühlluftstrom geführt.The coal dust burners 1, 2 are circular burners with stepped
Combustion air duct trained and each contain
central
Das Primärrohr 6 jedes der Kohlenstaubbrenner 1, 2 ist an eine
Zuführungsleitung 15 angeschlossen, die mit einer der
Brennstoffversorgungen 3, 4 verbunden ist. Die
Brennstoffversorgungen 3, 4 sind jeweils mit einer
Primärluftleitung 16 verbunden, in der ein Durchflussmesser 12
angeordnet ist. Die der Brennstoffversorgung 3, 4 zugeführte
Primärluft fördert den Kohlenstaub als ein Kohlenstaub-Luft-Gemisch
zu den Primärrohren 6 der Kohlenstaubbrenner 1, 2.The
Vor dem Eintritt in die jeweiligen Kohlenstaubbrenner 1, 2 ist
in jeder Zuführungsleitung 15 eine als Absperrschieber 17
ausgebildete Absperreinrichtung angeordnet, die quer zu der
Achse der Strömungsrichtung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches
ausgerichtet ist. Der Absperrschieber 17 besteht aus einer
Schieberplatte 18, an der eine Schubstange 19 befestigt ist
(Fig. 2). An die Schubstange 19 greift ein Antriebsmotor 20 oder
eine Handverstellung zur Betätigung der Schieberplatte 18 an. In
der Schließstellung des Absperrschiebers 17 verschließt die
Schieberplatte 18 den Querschnitt der Zuführungsleitung 15
vollständig, wie in Fig. 5 dargestellt. Before entering the respective coal dust burner 1, 2 is
in each
Die Absperreinrichtung ist mit einer Kühleinrichtung zur Kühlung
der Teile der jeweiligen Kohlenstaubbrenner 1, 2 kombiniert, die
das Kohlenstaub-Luft-Gemisch führen. Als Kühlmedium dient
vorzugsweise ein Teilstrom der Verbrennungsluft. Zu diesem Zweck
ist die kombinierte Absperr-Kühleinrichtung eines jeden
Kohlenstaubbrenners 1, 2 mit einer Kühlluftleitung 21 verbunden,
in der ein Absperrorgan 22 angeordnet ist (Fig. 1). Die
Kühlluftleitungen 21 sind vorzugsweise an die
Verbrennungsluftleitungen 10 angeschlossen. Je nach den
Betriebserfordernissen und nach der Lage des Einbauortes des
Absperrschiebers 17 kann anstelle der heißen Verbrennungsluft
aus der Verbrennungsluftversorgung auch andere in der
Kohlenstaubfeuerungsanlage verfügbare Luft, z. B. die der Mühle
zugeführte Kaltluft oder auch Rauchgas verwendet werden.The shut-off device is equipped with a cooling device for cooling
the parts of the respective coal dust burners 1, 2 combined, the
lead the coal dust-air mixture. Serves as a cooling medium
preferably a partial flow of the combustion air. To this end
is the combined shut-off cooling device for everyone
Coal dust burner 1, 2 connected to a
Im Einzelnen besteht die Kühleinrichtung jedes der jeweiligen
Kohlenstaubbrenner 1, 2 aus einem Luftkasten 23, der
stromabwärts von dem Absperrschieber 17 seitlich an der von dem
Kohlenstaub-Luft-Gemisch durchströmten Zuführungsleitung 15
angebracht und mit dieser dicht verbunden ist. Vorzugsweise
umschließt der Luftkasten 23 stromabwärts von dem
Absperrschieber 17 die Zuführungsleitung 15 allseitig und dicht.
Der Luftkasten 23 ist mit einem Eintrittstutzen 24 versehen, der
jeweils an eine der Kühlluftleitungen 21 angeschlossen ist.In particular, the cooling device consists of each of the respective
Coal dust burner 1, 2 from an
Gemäß Fig. 3 bis 5 ist im Bereich des Luftkastens 23 in der Wand
der Zuführungsleitung 15 eine Öffnung 25 vorgesehen, die durch
eine Schließplatte 26 vom Inneren des Luftkastens 23 her
verschließbar ist. Auf der der Öffnung 25 abgewandten Seite ist
an der Schließplatte 26 ein erster Hebel 27 gelenkig angebracht.
Der erste Hebel 27 ist ebenso wie ein zweiter Hebel 28 und ein
dritter Hebel 29 drehfest mit einer in einem Drehgelenk
gelagerten Welle 30 verbunden. Die Welle 30 ist drehbar in dem
Luftkasten 23 gelagert und ragt beidseitig abgedichtet aus dem
Luftkasten 23 heraus. Die Hebel 28, 29 sind außerhalb des
Luftkastens 23 jeweils mit einem der herausragenden Enden der
Welle 30 drehfest verbunden. An das freie Ende des zweiten
Hebels 28 greift eine auf Zug beanspruchten Feder 31 an, die
außerhalb an dem Luftkasten 23 befestigt ist. Das freie Ende des
dritten Hebels 29 ist mit einer Gelenkstange 32 verbunden, die
gelenkig an einen vierten Hebel 33 angreift, der drehfest mit
der Welle eines Ritzels 34 verbunden ist. Das Ritzel 34 steht in
Wirkverbindung mit einer Zahnstange 35, die auf dem hinteren
Ende der Schieberplatte 18 des Absperrschiebers 17 angebracht
ist.3 to 5 is in the area of the
Die kombinierte Absperr- und Kühleinrichtung arbeitet in der
nachfolgend beschriebenen Weise. In der Betriebssituation der
Kohlenstaubfeuerungsanlage (Fig. 3) ist die Zuführungsleitung 15
für die Zufuhr des Kohlenstaub-Luft-Gemisches zu den jeweiligen
Kohlenstaubbrennern 1, 2 geöffnet, und die Öffnung 25 in der
Wand der Zuführungsleitung 15 für den Eintritt der Kühlluft ist
verschlossen. Dabei wird die Schließplatte 26 über den ersten
Hebel 27 und den fest mit ihm verbundenen zweiten Hebel 28 von
der seitlich angeordneten Feder 31 fest auf die Öffnung 25 in
der Zuführungsleitung 15 gedrückt. Der Luftkasten 23, der die
Zuführungsleitung 15 in diesem Bereich umschließt, ist mit Luft
gefüllt, so dass sich in diesem Bereich der Zuführungsleitung 15
eine gleichmäßige Temperatur einstellt. Dadurch ist ein
Verziehen der Zuführungsleitung 15 und der Schließplatte 26
durch ungleiche thermische Beanspruchung ausgeschlossen. Der
statische Druck der Kühlluft in dem Luftkasten 23 ist immer
höher als der statische Druck des Kohlenstaub-Luft-Gemisches in
der Zuführungsleitung 15. Dadurch ist eine eventuelle Leckage
nur in Richtung des Strömungsweges des Kohlenstaub-Luft-Gemisches
möglich, so dass ein Austreten von Kohlenstaub in den
Luftkasten 23 nicht erfolgen kann. The combined shut-off and cooling device works in the
way described below. In the operating situation of the
Coal dust combustion system (FIG. 3) is the
In der in Fig. 4 gezeigten Betriebsstellung des Absperrschibers
17 ist die Brennstoffzufuhr zu dem betreffenden der jeweiligen
Kohlenstaubbrenner 1, 2 bereits beendet und die Schieberplatte
18 des Absperrschiebers 17 schon zu 90% geschlossen. Die
Zahnstange 35 ist auf der Schieberplatte 18 in einer solchen
Entfernung von deren Vorderkante angebracht, dass die Zahnstange
35 im Zuge der Schließbewegung des Absperrschiebers 17 erst kurz
vor Erreichen der Schließstellung in das Ritzel 34 eingreift.
Die Schließplatte 26 wird dadurch noch immer von der Federkraft
der Feder 31 in der Schließposition gehalten.In the operating position of the gate valve shown in FIG. 4
17 is the fuel supply to that of the respective one
Coal dust burner 1, 2 already finished and the
Bei weiterer Absperrung der Zuführungsleitung 15 treibt die
Zahnstange 35 das Ritzel 34 an, wodurch über den vierten Hebel
33, die Gelenkstange 32, den dritten Hebel 29 und den ersten
Hebel 27 die Schließplatte 26 entgegen der wirksamen Federkraft
der Feder 31 betätigt wird. Die Betätigung der Schließplatte 26
erfolgt damit direkt über die Schieberplatte 18 des
Absperrschiebers 17. Die Schließplatte 26 gibt jetzt die Öffnung
25 frei. In dieser Position ist der Weg der Brennstoffversorgung
sicher abgesperrt. Die Kühlluft strömt über die Öffnung 25 in
der Wand der Zuführungsleitung 15 auf der Abströmseite des
Absperrschiebers 17 ein und tritt an der Brennerdüse des
jeweiligen der Kohlenstaubbrenner 1, 2 aus und in den Feuerraum
ein. Durch diese Luftströmung wird neben der Kühlung des
Primärrohres 6 und der Brennerdüse ein Rückströmen heißer
Verbrennungsgase in die Kohlenstaubbrenner 1, 2 verhindert. Die
Strömungsrichtung der Kühlluft und des Kohlenstaub-Luft-Gemisches
ist in den Fig. 3 bis 5 durch Pfeile gekennzeichnet.When the
Claims (6)
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