EP2581662A2 - Method for treating combustion deposits on heat exchange surfaces of combustion assemblies - Google Patents

Method for treating combustion deposits on heat exchange surfaces of combustion assemblies Download PDF

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EP2581662A2
EP2581662A2 EP12006209.6A EP12006209A EP2581662A2 EP 2581662 A2 EP2581662 A2 EP 2581662A2 EP 12006209 A EP12006209 A EP 12006209A EP 2581662 A2 EP2581662 A2 EP 2581662A2
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EP
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combustion
water
combustion chamber
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heat exchange
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Withdrawn
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EP12006209.6A
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French (fr)
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Carsten Jeske
Horst Hoffmann
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RWE Power AG
Original Assignee
RWE Power AG
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Filing date
Publication date
Application filed by RWE Power AG filed Critical RWE Power AG
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J7/00—Arrangement of devices for supplying chemicals to fire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G9/00—Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment of combustion residues on heat exchange surfaces of incinerators.
  • Such incinerators may be, for example, boiler plants in power plants or waste incineration plants.
  • incineration residues such as ash and slag can accumulate on the walls of radiant heating surfaces in particular.
  • combustion residues ashes and slags which are deposited in part as lugs and deposits on the heat transfer surfaces of a steam generator. There they form an insulating layer due to their thermal properties and thus affect the heat transfer from the hot fuel gas to the water / steam cycle, which leads to a reduction in the efficiency.
  • Water lance blowers deliver a bundled stream of water through the firebox to the opposite wall.
  • a chipping of the combustion residues from the wall is effected.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned above, which particularly takes into account the problem of rapidly increasing contamination of the heat exchanger surfaces due to an undesirable increase in temperature in the combustion chamber.
  • the object is achieved by a method for the treatment of combustion residues at heat exchange surfaces of incinerators, in particular for the treatment of radiant heating surfaces in combustion chambers of incinerators, which comprises contacting the combustion residues with anti-reflection or dust-binding substances.
  • the invention is based on the finding that a large part of the deposits of combustion residues on heat exchange surfaces is thermally conditioned and is produced by an undesired and uncontrolled rise in temperature in the combustion chamber. This increase in temperature is at least partly due to the fact that a portion of the heat radiation in the combustion chamber is due to the Radiant heating surfaces deposited thin combustion residues in the form of slags or caking. These layers are usually relatively thin and are produced by the adhesion of fine dusts.
  • coating is understood to mean the application of particles / deposits adhering to the heating surfaces or to the residues of the heating surfaces, which is intended to reduce the reflectance of the adhering impurities. Such a reduction of the reflectance can also be done indirectly by the dust binding to the respective surfaces.
  • Incineration plants in the context of the invention may be all firing devices in which radiant heat is generated by oxidative conversion of organic / fossil fuels.
  • Such plants may be lignite- or coal-fired steam boilers and waste incineration plants or biomass combustion plants.
  • heating surfaces or radiant heating surfaces may be understood as meaning walls of combustion chambers or combustion chambers as well as pipes or other heat exchanger installations in combustion chambers or trains of incineration plants.
  • the substances can be applied, for example, as a fluid, preferably in a liquid state.
  • the substances are emulsified or suspended in aqueous solution or in water.
  • suitable substances include all compounds that reduce the reflectivity and are not low melting, such.
  • lime compounds or titanium oxide emulsions (TiO 2 emulsions) into consideration.
  • These substances applied to the coverings / impurities bind dusts. This results in a significantly improved heat absorption of the furnace walls, whereby the flue gas temperatures lowered and the slagging, contamination or overheating problem is at least alleviated if not eliminated.
  • the suspension can be applied by means of a substantially closed jet which bursts on the relevant heating surface.
  • wash suspension is applied from a wet flue gas desulfurization on the Strahlungssammlungdon.
  • a washing suspension is usually a lime or calcium sulphide suspension application, which is present in large quantities anyway.
  • the coating takes place by means of at least one water lance blower through the combustion chamber.
  • Water lance blowers are already present or provided for cleaning the coverings on the heating surfaces in some steam generators.
  • the substances in question can be metered, for example, by means of an injector into the water jet of a water lance blower.
  • the contacting of the combustion residues takes place as a function of the temperature in the combustion chamber.
  • the treatment may be carried out in dependence on a temperature measured at the upper end of the firebox.
  • a 600 MW boiler of a lignite power plant for example, has a base of about 20 x 20 m and is operated at firing temperatures of between 1050 ° C and 1150 ° C (top edge of the firebox), cleaning intervals, for example with water lance blowers, from a cleaning process per week desirable.
  • Fine dusts in the fuel gas have due to the high fineness a relatively high adhesion. These dusts accumulate particularly on the radiant heating surfaces and, depending on the mineral composition, form very thin and hard-to-clean deposits there, which have a high reflectivity due to their amorphous nature have. As a result, the heat absorption of the furnace walls is reduced.
  • the milk of lime can be metered by means of an injector into the water jet of one or more water lancet blowers. In this way, deposits are formed, the u. a. continue to bind dusts, but have a reduced reflectivity and with the next cleaning process easier than the glass-hard and amorphous pads are cleared away.
  • the measures described above can also be carried out preventively, on the basis of findings obtained from a fuel analysis relating to the mineral composition of the fuel.
  • the process according to the invention is not limited to combustion plants that are fired with coal or other solid organic constituents.
  • the problem according to the invention results particularly in the combustion of solid organic substances with mineral admixtures, which tend to slag formation.

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Abstract

The method involves contacting the combustion products with reflection-reducing or dust-binding substances. A reflection-reducing coating is applied on an area of the radiant heating surfaces facing the combustion chamber. The calcium sulfite suspension is sprayed on the radiant heating surfaces.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen an Wärmetauschflächen von Verbrennungsanlagen.The invention relates to a method for the treatment of combustion residues on heat exchange surfaces of incinerators.

Solche Verbrennungsanlagen können beispielsweise Kesselanlagen in Kraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen sein. In Kesselanlagen können sich insbesondere an den Wänden von Strahlungsheizflächen Verbrennungsrückstände wie Aschen und Schlacken anlagern. Insbesondere bei der Verfeuerung von Kohle in Kraftwerken entstehen als Verbrennungsrückstände Aschen und Schlacken, die sich zum Teil als Ansätze und Beläge auf den Wärmeübertragungsflächen eines Dampferzeugers ablagern. Dort bilden sie durch ihre thermischen Eigenschaften eine isolierende Schicht und beeinträchtigen so die Wärmeübertragung von dem heißen Brenngas auf den Wasser/Dampfkreislauf, was zu einer Verminderung des Wirkungsgrades führt. Insbesondere bei der Verbrennung von Kohle zwecks Stromerzeugung wird in Dampferzeugern die freigesetzte Brennstoffenergie aufgrund der vorherrschenden hohen Temperaturen zu einem großen Prozentsatz durch Strahlung auf die begrenzenden Brennkammerwände bzw. Strahlungsheizflächen des Dampferzeugers übertragen. Die von diesen Flächen absorbierte Strahlungsenergie wird schließlich über Wärmeleitung an den Wasser/Dampfkreislauf abgeführt. Der Brennkammer bzw. dem Verbrennungsraum des Dampferzeugers nachgeschaltet sind in der Regel ein oder mehrere Züge des Dampferzeugers/Kessels, in denen ein konvektiver Wärmeübergang auf den Wasser/Dampfkreislauf über sog. "Nachschaltheizflächen" stattfindet.Such incinerators may be, for example, boiler plants in power plants or waste incineration plants. In boiler systems, incineration residues such as ash and slag can accumulate on the walls of radiant heating surfaces in particular. In particular, in the burning of coal in power plants arise as combustion residues ashes and slags, which are deposited in part as lugs and deposits on the heat transfer surfaces of a steam generator. There they form an insulating layer due to their thermal properties and thus affect the heat transfer from the hot fuel gas to the water / steam cycle, which leads to a reduction in the efficiency. In particular, in the combustion of coal for the purpose of generating electricity in steam generators, the released fuel energy due to the prevailing high temperatures to a large percentage by radiation to the limiting combustion chamber walls or Strahlungsheizflächen the steam generator. The radiation energy absorbed by these surfaces is finally dissipated via heat conduction to the water / steam cycle. Downstream of the combustion chamber or the combustion chamber of the steam generator are usually one or more trains of the steam generator / boiler in which a convective heat transfer to the water / steam cycle takes place via so-called "secondary heating surfaces".

Da, wie vorstehend beschrieben, die von den Verbrennungsgasen mitgeführten Aschen, Schlacken oder sonstigen Verunreinigungen an den Wärmetauschflächen anhaften, hat dies zur Folge, dass die zum Wärmetausch vorgesehenen Wärmeaustauschflächen während des Betriebes zunehmend einen geringeren Wärmeaustauschgrad aufweisen. Deshalb ist es erforderlich, dass diese Wärmeaustauschflächen von der anhaftenden Asche bzw. Schlacke befreit werden.Since, as described above, the entrained by the combustion gases ashes, slags or other contaminants adhere to the heat exchange surfaces, this has the consequence that the heat exchange surfaces provided for heat exchange during operation increasingly have a lower degree of heat exchange. Therefore, it is necessary that these heat exchange surfaces are freed from the adhering ash or slag.

Hierzu ist es beispielsweise bekannt, die Strahlungsheizflächen von Verbrennungsräumen mittels sog. "Wasserlanzenbläsern" und "Wasserbläsern" während des Betriebs der Verbrennungsanlage zu reinigen. Wasserlanzenbläser weisen eine Wasserlanze auf, die mit ihrer Mündung an oder in einer Luke eines Verbrennungsraums einer Verbrennungsanlage schwenkbar angeordnet ist und einen Wasserstrahl durch die im Betrieb befindliche und mit Flammen und/oder Rauchgasen durchströmte Verbrennungsanlage hindurch auf von der Luke aus erreichbare Wandbereiche bzw. Strahlungsheizflächen des Verbrennungsraums abgeben kann. Wasserbläser fahren drehend in den Kessel und geben rückwärtig Wasser auf die Kesselwand. Dabei wird die Kesselwand kreisförmig gereinigt, mit einem Radius von z. B. bis zu 3 m.For this purpose, it is known, for example, to clean the radiant heating surfaces of combustion chambers by means of so-called "water lance blowers" and "water blowers" during the operation of the incinerator. Wasserlanzenbläser have a water lance, which is pivotally mounted with its mouth on or in a hatch of a combustion chamber of a combustion system and a water jet through the in-service and perfused with flames and / or flue gas incinerator on accessible from the hatch wall areas or Strahlungsheizflächen of the combustion chamber can deliver. Waterblowers spin into the boiler and add water to the boiler wall at the back. The boiler wall is circularly cleaned, with a radius of z. B. up to 3 m.

Beim Abfahren wird der Feuerraum oft mit Wasserkanonen in der sogenannten Sicherheitsreinigung abgereinigt. Auch hierbei kann die Beschichtung aufgebracht werden. Des Weiteren ist auch ein mechanisches Beschichten im Stillstand möglich.When driving off the furnace is often cleaned with water cannons in the so-called safety cleaning. Again, the coating can be applied. Furthermore, a mechanical coating at standstill is possible.

Wasserlanzenbläser geben einen gebündelten Wasserstrahl durch den Feuerraum auf die gegenüberliegende Wand ab. Infolge der kinetischen Wasserstrahlenergie und des schlagartigen Verdampfens des Wassers in den Poren der Verbrennungsrückstände wird ein Abplatzen der Verbrennungsrückstände von der Wand bewirkt. Ein solches Verfahren zur Entfernung von Verbrennungsrückständen an Strahlungsheizflächen ist beispielsweise in der WO 01/65179 A beschrieben.Water lance blowers deliver a bundled stream of water through the firebox to the opposite wall. As a result of the kinetic water jet energy and the sudden evaporation of the water in the pores of the combustion residues a chipping of the combustion residues from the wall is effected. Such a method for removing combustion residues on Strahlungsheizflächen is for example in the WO 01/65179 A described.

Die Ablagerung von Schlacken an den Feuerraumwänden ist stark von der mineralogischen Zusammensetzung der in den Brenngasen enthaltenen Asche abhängig. Dies ist insbesondere bei der thermischen Umsetzung fester Brennstoffe, wie beispielsweise Kohle, Hausmüll oder Biomasse, zur Energiegewinnung in Hochtemperaturprozessen problematisch. Bei Verwendung von Kohle als Brennstoff sind insbesondere niedrig schmelzende mineralische Bestandteile, wie beispielsweise Eisensilikatverbindungen und Tonminerale verantwortlich für die Schlackenbildung. Je nach Brennstoffzusammensetzung ergeben sich mehr oder weniger große Anteile niedrig schmelzender Eutektika, welche Schlacken bilden, die amorphe und glasharte Verunreinigungen der Wärmetauscherflächen verursachen. Dieser Vorgang ist einerseits abhängig von der Brennstoffzusammensetzung, andererseits allerdings auch von der Temperatur und von der Temperaturverteilung im FeuerraumNerbrennungsraum. Bei ansteigenden Temperaturen bilden auch weniger leicht aufschmelzbare Bestandteile der Asche Schlacken.The deposition of slags on the walls of the furnace is heavily dependent on the mineralogical composition of the ash contained in the combustion gases. This is particularly problematic in the thermal conversion of solid fuels, such as coal, household waste or biomass, for energy production in high-temperature processes. When coal is used as a fuel, low-melting mineral constituents, such as, for example, iron silicate compounds and clay minerals, are responsible for slag formation. Depending on the fuel composition, more or less large amounts of low-melting eutectics, which form slags, cause the amorphous and glass-hard contaminants of the heat exchanger surfaces. On the one hand, this process depends on the fuel composition, but on the other hand also on the temperature and the temperature distribution in the combustion chamber combustion chamber. With increasing temperatures less easily meltable components of the ash form slags.

Von der Anmelderin durchgeführte Versuche des thermischen Verhaltens von mit Braunkohlen gefeuerten Kesseln/Dampferzeugern haben gezeigt, dass durch Verunreinigungen auf den Heizflächen/Wärmetauscherflächen nicht nur die Wärmeleitung durch die Heizfläche verschlechtert wird, sondern auch ein Teil der im Feuerraum vorherrschenden Wärmestrahlung von den Ablagerungen auf den Wärmetauscheflächen reflektiert wird. Daraus resultiert eine stärkere Aufheizung des Rauchgases, was wiederum die Schlackebildung treibt. Hieraus resultieren außerdem Probleme in den nachgeschalteten Kühlflächen durch Belegung und Überhitzung. Oftmals bilden sich dann so große Anbackungen, dass diese nach Abreinigung eine Überschüttung der Roste oder Ascheaustragsysteme zur Folge haben.Experiments conducted by the applicant on the thermal behavior of lignite-fired boilers / steam generators have shown that not only the heat conduction is deteriorated by the heating surface by impurities on the heating surfaces / heat exchanger surfaces, but also a part of the prevailing in the furnace heat radiation from the deposits on the Heat exchange surfaces is reflected. This results in a stronger heating of the flue gas, which in turn drives the formation of slag. This also causes problems in the downstream cooling surfaces through occupancy and overheating. Often then form so large caking that they have after cleaning a covering of the grates or ash discharge systems result.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches insbesondere dem Problem einer schnell zunehmenden Verschmutzung der Wärmetauscherflächen aufgrund eines unerwünschten Temperaturanstiegs in dem Verbrennungsraum Rechnung trägt.The invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned above, which particularly takes into account the problem of rapidly increasing contamination of the heat exchanger surfaces due to an undesirable increase in temperature in the combustion chamber.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen an Wärmetauschflächen von Verbrennungsanlagen, insbesondere zur Behandlung von Strahlungsheizflächen in Verbrennungsräumen von Verbrennungsanlagen, welches das Kontaktieren der Verbrennungsrückstände mit reflexionsvermindernden oder staubbindenden Substanzen umfasst.The object is achieved by a method for the treatment of combustion residues at heat exchange surfaces of incinerators, in particular for the treatment of radiant heating surfaces in combustion chambers of incinerators, which comprises contacting the combustion residues with anti-reflection or dust-binding substances.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein großer Teil der Ablagerungen von Verbrennungsrückständen an Wärmetauschflächen thermisch bedingt ist und durch einen unerwünschten und unkontrollierten Temperaturanstieg im Verbrennungsraum erzeugt wird. Dieser Temperaturanstieg ist wenigstens zum Teil darauf zurückzuführen, dass ein Teil der Wärmestrahlung im Verbrennungsraum durch auf den Strahlungsheizflächen dünn abgelagerte Verbrennungsrückstände in Form von Schlacken oder Anbackungen zurückzuführen ist. Diese Schichten sind meist verhältnismäßig dünn und werden durch die Anhaftung feiner Stäube erzeugt.The invention is based on the finding that a large part of the deposits of combustion residues on heat exchange surfaces is thermally conditioned and is produced by an undesired and uncontrolled rise in temperature in the combustion chamber. This increase in temperature is at least partly due to the fact that a portion of the heat radiation in the combustion chamber is due to the Radiant heating surfaces deposited thin combustion residues in the form of slags or caking. These layers are usually relatively thin and are produced by the adhesion of fine dusts.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, insbesondere die Strahlungsheizflächen in Verbrennungsräumen von Verbrennungsanlagen so zu behandeln, dass deren Reflexionsvermögen deutlich gesenkt wird.According to the invention, it is proposed to treat in particular the radiant heating surfaces in combustion chambers of incinerators so that their reflectivity is significantly reduced.

Dies kann beispielsweise durch das Aufbringen wenigstens einer reflexionvermindernden Beschichtung wenigstens auf Bereiche der dem Feuerraum zugekehrten Strahlungsheizflächen bewerkstelligt werden.This can be achieved, for example, by applying at least one reflection-reducing coating to at least areas of the radiant heating surfaces facing the combustion chamber.

Unter "Beschichtung" im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist das Aufbringen von an den Heizflächen bzw. auf den Rückständen der Heizflächen anhaftenden Partikeln / Belägen zu verstehen, die den Reflexionsgrad der anhaftenden Verunreinigungen vermindern soll. Eine solche Verminderung des Reflexionsgrades kann auch indirekt durch die Staubbindung an den betreffenden Oberflächen erfolgen.For the purposes of the present application, "coating" is understood to mean the application of particles / deposits adhering to the heating surfaces or to the residues of the heating surfaces, which is intended to reduce the reflectance of the adhering impurities. Such a reduction of the reflectance can also be done indirectly by the dust binding to the respective surfaces.

Verbrennungsanlagen im Sinne der Erfindung können alle Feuerungseinrichtungen sein, in welchen Strahlungswärme durch oxidative Umsetzung organischer /fossiler Brennstoffe erzeugt wird. Solche Anlagen können braunkohle- oder steinkohlebefeuerte Dampfkessel sowie Müllverbrennungsanlagen oder auch Anlagen zur Verbrennung von Biomasse sein.Incineration plants in the context of the invention may be all firing devices in which radiant heat is generated by oxidative conversion of organic / fossil fuels. Such plants may be lignite- or coal-fired steam boilers and waste incineration plants or biomass combustion plants.

Unter Heizflächen oder Strahlungsheizflächen im Sinne der vorliegenden Erfindung können sowohl Wände von Brennkammern oder Feuerräumen als auch Rohre oder andere Wärmetauschereinbauten in Feuerräumen oder Zügen von Verbrennungsanlagen zu verstehen sein.For the purposes of the present invention, heating surfaces or radiant heating surfaces may be understood as meaning walls of combustion chambers or combustion chambers as well as pipes or other heat exchanger installations in combustion chambers or trains of incineration plants.

Bei einer bevorzugten und zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufbringen der Beschichtung und/oder der Substanzen auf die in Rede stehenden Flächen während des Betriebs der Verbrennungsanlage erfolgt.In a preferred and expedient variant of the method according to the invention it is provided that the application of the coating and / or the Substances on the surfaces in question during the operation of the incinerator takes place.

Die Substanzen können beispielsweise als Fluid, vorzugsweise in flüssigem Aggregatszustand aufgebracht werden.The substances can be applied, for example, as a fluid, preferably in a liquid state.

Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens ist vorgesehen, die Substanzen in wässriger Lösung oder in Wasser emulgiert oder suspendiert aufzubringen.In a particularly preferred variant of the method, it is provided that the substances are emulsified or suspended in aqueous solution or in water.

Grundsätzlich kommen als geeignete Substanzen alle Verbindungen, die das Reflektionsvermögen senken und nicht niedrig schmelzend sind, wie z. B. Kalkverbindungen oder Titanoxidemulsionen (TiO2-Emulsionen) in Betracht. Durch diese auf die Beläge / Verunreinigungen aufgetragenen Substanzen werden Stäube gebunden. Daraus ergibt sich eine deutlich verbesserte Wärmeaufnahme der Feuerraumwände, wodurch die Rauchgastemperaturen abgesenkt und die Verschlackungs-, Verschmutzungs- oder Überhitzungsproblematik wenigstens gemildert wenn nicht gar beseitigt wird.Basically suitable substances include all compounds that reduce the reflectivity and are not low melting, such. As lime compounds or titanium oxide emulsions (TiO 2 emulsions) into consideration. These substances applied to the coverings / impurities bind dusts. This results in a significantly improved heat absorption of the furnace walls, whereby the flue gas temperatures lowered and the slagging, contamination or overheating problem is at least alleviated if not eliminated.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn auf die betreffenden Strahlungsheizflächen eine Calciumsulfidsuspension (CaSO3-Suspension) aufgesprüht wird.It is particularly advantageous when a calcium sulfide suspension to the radiant heating surfaces concerned (CaSO 3 suspension) is sprayed is.

Die Suspension kann mittels einem im Wesentlichen geschlossenen Strahl aufgebracht werden, der auf der betreffenden Heizfläche zerplatzt. Eine Verdüsung und/oder Verrieselung ist allerdings ebenfalls im Rahmen der Erfindung möglich.The suspension can be applied by means of a substantially closed jet which bursts on the relevant heating surface. An atomization and / or trickling, however, is also possible within the scope of the invention.

Bei Behandlung der Strahlungsheizflächen eines mit Kohle befeuerten Dampferzeugers als Verbrennungsanlage ist es besonders vorteilhaft, wenn Waschsuspension aus einer nassen Rauchgasentschwefelung auf die Strahlungsheizflächen aufgebracht wird. Als Waschsuspension findet hier üblicherweise eine Kalkmilch- bzw. Calciumsulfidsuspension Anwendung, die in großen Mengen ohnehin vorhanden ist.When treating the Strahlungsheizflächen a coal-fired steam generator as an incinerator, it is particularly advantageous if wash suspension is applied from a wet flue gas desulfurization on the Strahlungsheizflächen. As a washing suspension is usually a lime or calcium sulphide suspension application, which is present in large quantities anyway.

Bei einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung erfolgt die Beschichtung mittels wenigstens eines Wasserlanzenbläsers durch den Verbrennungsraum. Wasserlanzenbläser sind bei einigen Dampferzeugungsanlagen ohnehin zur Abreinigung der Beläge auf den Heizflächen vorhanden bzw. vorgesehen.In a particularly advantageous variant of the method according to the invention, the coating takes place by means of at least one water lance blower through the combustion chamber. Water lance blowers are already present or provided for cleaning the coverings on the heating surfaces in some steam generators.

Die betreffenden Substanzen können beispielsweise mittels eines Injektors in den Wasserstrahl eines Wasserlanzenbläsers dosiert werden.The substances in question can be metered, for example, by means of an injector into the water jet of a water lance blower.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Kontaktierung der Verbrennungsrückstände in Abhängigkeit der Temperatur im Verbrennungsraum.Appropriately, the contacting of the combustion residues takes place as a function of the temperature in the combustion chamber.

Bei kohlebefeuerten Dampferzeugern kann beispielsweise die Behandlung in Abhängigkeit von einer am oberen Ende des Feuerraums gemessenen Temperatur durchgeführt werden.In coal-fired steam generators, for example, the treatment may be carried out in dependence on a temperature measured at the upper end of the firebox.

Bei einem 600 MW-Dampferzeuger, der beispielsweise mit staubförmiger Braunkohle befeuert wird und dessen Verbrennungsraum beispielsweise eine Grundfläche von etwa 20 x 20 m einnimmt, herrschen im Verbrennungsraum Temperaturen, die am Feuerraumende 1050°C bis 1150°C erreichen. Temperaturen oberhalb von 1150°C sind hinsichtlich der zunehmenden Verschlackung problematisch. Oberhalb einer solchen kritischen Temperatur gehen auch mineralische Systeme in Schmelze, die bei einer geeigneten Temperaturführung an und für sich unkritisch wären.In a 600 MW steam generator, which is fired, for example, with pulverulent lignite and whose combustion chamber, for example, occupies a footprint of about 20 x 20 m prevail in the combustion chamber temperatures that reach 1050 ° C to 1150 ° C at the combustion chamber end. Temperatures above 1150 ° C are problematic in terms of increasing slagging. Above such a critical temperature, even mineral systems melt, which would not be critical if the temperature control were suitable.

Bei einem 600 MW-Kessel eines Braunkohlekraftwerks, der beispielsweise eine Grundfläche von etwa 20 x 20 m besitzt und der bei Feuerraumtemperaturen von zwischen 1050°C und 1150°C (Oberkante Feuerraum) gefahren wird, sind Reinigungsintervalle, beispielsweise mit Wasserlanzenbläsern, von einem Reinigungsvorgang pro Woche wünschenswert. Feine Stäube im Brenngas besitzen bedingt durch die hohe Feinheit eine verhältnismäßig hohe Adhäsionskraft. Diese Stäube lagern sich besonders an den Strahlungsheizflächen an und bilden je nach mineralischer Zusammensetzung dort sehr dünne und schwer abzureinigende Beläge, welche aufgrund ihrer amorphen Beschaffenheit ein hohes Reflexionsvermögen besitzen. Hierdurch wird die Wärmeaufnahme der Feuerraumwände herabgesetzt.In a 600 MW boiler of a lignite power plant, for example, has a base of about 20 x 20 m and is operated at firing temperatures of between 1050 ° C and 1150 ° C (top edge of the firebox), cleaning intervals, for example with water lance blowers, from a cleaning process per week desirable. Fine dusts in the fuel gas have due to the high fineness a relatively high adhesion. These dusts accumulate particularly on the radiant heating surfaces and, depending on the mineral composition, form very thin and hard-to-clean deposits there, which have a high reflectivity due to their amorphous nature have. As a result, the heat absorption of the furnace walls is reduced.

Vorgesehen ist erfindungsgemäß zwischen den ohnehin erforderlichen Reinigungszyklen, beispielsweise mittels Wasserlanzenbläsern, während des Betriebs der Feuerräume mit den vorhandenen Wasserlanzenbläsern, beispielsweise die in der Rauchgasentschwefelung anfallende Kalkmilch auf die Verunreinigungen der Strahlungsheizwände aufzubringen. Die Kalkmilch kann mittels Injektor in den Wasserstrahl eines oder mehrerer Wasserlanzenbläser zudosiert werden. Auf diese Art und Weise werden Beläge gebildet, die u. a. auch weiterhin Stäube binden, allerdings ein reduziertes Reflexionsvermögen aufweisen und mit dem nächsten Reinigungsvorgang leichter als die glasharten und amorphen Beläge abzureinigen sind.It is provided according to the invention between the already required cleaning cycles, for example by water lances, during operation of the fire chambers with the existing water lances, for example, incurred in the flue gas desulphurisation lime on the impurities of the radiant heating walls. The milk of lime can be metered by means of an injector into the water jet of one or more water lancet blowers. In this way, deposits are formed, the u. a. continue to bind dusts, but have a reduced reflectivity and with the next cleaning process easier than the glass-hard and amorphous pads are cleared away.

Der zuvor beschriebene Vorgang ist daher von Zeit zu Zeit zwischen den Reinigungsvorgängen in Abhängigkeit von der Feuerraumtemperatur und selbstverständlich auch ggf. in Abhängigkeit von der Kohlequalität zu wiederholen.The process described above is therefore to be repeated from time to time between the cleaning operations as a function of the combustion chamber temperature and of course also depending on the coal quality.

Die zuvor beschriebenen Maßnahmen können auch vorbeugend durchgeführt werden, und zwar aufgrund von Erkenntnissen, die aus einer Brennstoffanalyse in Bezug auf die mineralische Zusammensetzung des Brennstoffs gewonnen werden.The measures described above can also be carried out preventively, on the basis of findings obtained from a fuel analysis relating to the mineral composition of the fuel.

Wie eingangs bereits erwähnt, ist das Verfahren gemäß der Erfindung selbstverständlich nicht auf Feuerungsanlagen beschränkt, die mit Kohle oder anderen festen organischen Bestandteilen befeuert werden. Das Problem gemäß der Erfindung ergibt sich jedoch in besonderem Maße bei der Verbrennung fester organischer Substanzen mit mineralischen Beimengungen, die zur Schlackebildung neigen.Of course, as already mentioned, the process according to the invention is not limited to combustion plants that are fired with coal or other solid organic constituents. However, the problem according to the invention results particularly in the combustion of solid organic substances with mineral admixtures, which tend to slag formation.

Claims (10)

Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen an Wärmetauschflächen von Verbrennungsanlagen, insbesondere zur Behandlung von Strahlungsheizflächen in Verbrennungsräumen von Verbrennungsanlagen, umfassend das Kontaktieren der Verbrennungsrückstände mit reflexionsvermindernden und/oder staubbindenden Substanzen.Process for the treatment of combustion residues on heat exchange surfaces of incinerators, in particular for the treatment of radiant heating surfaces in combustion chambers of incinerators, comprising contacting the combustion residues with antireflective and / or dust-binding substances. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Aufbringen wenigstens einer reflexionsvermindernden Beschichtung wenigstens auf Bereiche der dem Verbrennungsraum zugekehrten Strahlungsheizflächen.The method of claim 1, comprising applying at least one antireflective coating to at least portions of the radiant heating surfaces facing the combustion chamber. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtung während des Betriebes während der Verbrennungsanlage erfolgt.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the coating is applied during operation during the incineration plant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen als Fluid, vorzugsweise in flüssigem Aggregatszustand aufgebracht werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the substances are applied as a fluid, preferably in a liquid state of aggregation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen in wässriger Lösung oder in Wasser emulgiert und/oder in Wasser suspendiert aufgebracht werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the substances are emulsified in aqueous solution or in water and / or applied suspended in water. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Strahlungsheizflächen eine CaSO3-Suspension aufgesprüht wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the Strahlungsheizflächen a CaSO 3 suspension is sprayed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Strahlungsheizflächen eines mit Kohle befeuerten Dampferzeugers als Verbrennungsanlage Calciumsulfidsuspension aus einer nassen Rauchgasentschwefelung aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that is applied to the Strahlungsheizflächen a coal-fired steam generator as a combustion plant calcium sulfide suspension from a wet flue gas desulfurization. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mittels eines Wasserlanzenbläsers durch den Verbrennungsraum aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coating is applied by means of a water lance blower through the combustion chamber. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen mittels eines Injektors in den Wasserstrahl eines Wasserlanzenbläsers dosiert werden.A method according to claim 8, characterized in that the substances are metered by means of an injector into the water jet of a water lance blower. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung der Verbrennungsrückstände in Abhängigkeit der Temperatur im Verbrennungsraum erfolgt, vorzugsweise derart, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur eine Behandlung der Verbrennungsrückstände durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the contacting of the combustion residues takes place as a function of the temperature in the combustion chamber, preferably such that when a predetermined limit temperature is exceeded, a treatment of the combustion residues is performed.
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