LU83743A1 - Verfahren und anlage zur versorgung mehrerer brenner einer feuerungsanlage mit koernigem oder pulverfoermigem brennstoff - Google Patents

Claims (13)

1. Verfahren zur Versorgung mehrerer Brenner einer Feuerungsanlage mit einem pneumatisch geförderten, körnigen oder pulverförmigen Brennstoff, wobei der Brennstoff jedem Brenner einzeln zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff den den Brennern zugeordneten Dosierorganen im Überschuß angeboten wird, daß der Brennstoffverbrauch als Differenz aus dem angebotenen und dem unverbrauchten

1 Brennstoff ermittelt und mit einem Sollverbrauch verglichen wird und daß die jedem Brenner zudosierte Menge in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unverbrauchte Brennstoff an die Aufgabestelle zurückgefördert und daß die Differenz zwischen dem angebotenen und dem unverbrauchten Brennstoff durch Wägung ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnei daß die Dosierorgane aller Brenner entsprechend dem Vergleichsergebnis gemeinsam und gleichzeitig geregelt 9 ? - 2 - *»

4. Anlage zur Versorgung mehrerer Brenner einer Feuerungsanlage mit einem pneumatisch geförderten, körnigen oder pulverförmigen Brennstoff, bestehend aus einem Vorratsbehälter mit einem Austragsorgan, das über eine Förderleitung mehrere Abscheider versorgt, von denen jeder über ein Dosierorgan mit einem Brenner verbunden ist, und v:obei ein Regler die Austragsleistung jedes Dosierorganes auf einen Sollwert regelt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß a) dem Vorratsbehälter (1) eine Differentialwaage (2) nachgeschaltet ist, b) die Abscheider (3 bis 8) hintereinander im Leitungszug der Förderleitung (9) liegen, die nach dem..letzten Abscheider (8) zurück in den Vorratsbehälter (1) geführt ist, ^ c) jeder Abscheider (3 bis 8) erst nach seiner vollständigen Befüllung den Brennstoff in den abgehenden Förderleitungsabschnitt gelangen läßt, d) eine Differentialwaage (2) die Gewichtsabnahme des Brennstoffs im Vorratsbehälter (1) pro Zeiteinheit feststellt, e) der Regler (10) diese Gewichtsabnahme als Istwert erhält und durch Vergleich mit einem Sollwert die Regelabweichung bestimmt und die Austragsleistung aller Dosierorgane (11 bis 16) in Richtung einer * i 3 f) die Austragsleistung des Austragscrganes (17) größer als die Summe der Austragsleistungen der Dosierorgane (11 bis 16) ist.

5. Anlage nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierorgane Zellenradschleusen (11 bis 16) sind.

6. Anlage nach Anspruch ^ oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheider Zyklonabscheider sind, bei denen der ankoramende Förderleitungsanschluß tiefer als der « abgehende Förderleitungsanschluß liegt und zwischen den beiden Förderleitungsanschlüssen eine radiale Trennwand mit einem Mittelloch angeordnet ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Druckförderanlage ausgebildet ist und daß das stromauf von dem Austragsorgan (17) des Vorratsbehäiters (1) angeordnete Gebläse (18) den Förderdruck in der Förderleitung zumindest bis zu dem letzten Abscheider (8) einschließlich über dem auf der >- · Austragsseite der Dosierorgane (11 bis 16) herrschenden Druck hält.

8. Anlage nach einem der Ansprüche A bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) einen oberen Füllstandsmelder (19) und einen unteren Füllstandsmelder (20) enthält, deren Ausgangssignale über eine Anlagensteuerung (21) das Auffüllen des Vorratsbehälters (1) steuern. 4 c <Λ

9. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler (10) ein Regelsignalspeicher (22) nachgeschaltet ist, der wahrend des Nachfüllens des Vorratsbehälters das Regelsignal für die Dosierorgane (11 bis 16) entsprechend dem letzten Regelzustand vor dem Nachfüllen des Vorratsbehälters (I) liefert.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 9j dadurch J ^ gekennzeichnet, daß zum Auffüllen des Vorratsbehälters ' (1) mit der Pörderleitung (9) ein BrennstoffSpeicher (23) mit nachgeordnetem Austragsorgan (24) verbunden ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufseite der Dosierorgane (11 bis 16) über Druckförderleitungen (25 bis 30) mit den Brennern (31) verbunden sind und daß in jeder dieser Druckleitungen ein Differenzdruckgeber (32) angeordnet ist, dessen den Istwert des Brennstoffverbrauches dieses v Brenners darstellendes Ausgangssignal ein Brennerregler » « (33) mit einem Sollwert vergleicht, dem das von dem Regler (10) gelieferte Signal als Führungsgröße aufge-schaltet ist, und daß das Vergleichsergebnis als Regelsignal die Austragsleistung des zugehörigen Dosierorgans (II) in Richtung einer Verringerung der Regelabweichung steuert. - 5 - - 5 - Verfahren und Anlage zur Versorgung mehrerer Brenner einer Feuerungsanlage mit körnigem oder pulverförmigem Brennstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5· Bei bestimmten, mit mehreren Brennern ausgerüsteten Industrie-^ ) Öfen, beispielsweise bei Doppel-Regenerativ-Öfen zum Brennen von Kalk, ist es aus verfahrenstechnischen Gründen notwendig, , ' die pro Zeiteinheit verbrannte Brennstoffinenge und damit die Wärmebilanz des Ofens genau konstant zu halten. Dies war bislang nur bei einem Betrieb der Öfen mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen möglich. Hingegen scheiterte die Verwendung von körnigen oder pulverförmigen Brennstoffen, insbesondere Kohlenstaub, trotz preislicher Vorteile gegenüber Heizgas oder Heizöl an der fehlenden Dosiergenauigkeit, obwohl es grundsätzlich bekannt ist, die Brenner einer Feuerungsanlage mit körnigem oder pulverförmigem Brennstoff zu speisen. Der Brennstoff wird hierzu einem Vorratsbehälter mittels eines Austrags-. organes entnommen und pneumatisch über eine Förderleitung einem je.Brenner vorgesehenen Abscheider zugeführt, aus dem er über ein Dosierorgan in eine zu dem betreffenden Brenner führende Druckförderleitung ausgetragen wird. Die verbrannte Brennstoffmenge läßt sich durch Beeinflussung der Austragsleistung des Dosierorganes, z.B. durch Änderung der Drehzahl einer Zellenradschleuse oder einer Dosierschnecke, ändern. Das benötigte Steuersignal kann eine Differenzialwaage liefern, auf der der Abscheide: angebracht ist und die dessen Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit feststellt und mit einem Sollwert vergleicht. Für Anwendungsfälle der einleitend genannten Art ist eine in dieser Weise aufgebaute Anlage jedoch nicht brauchbar, denn abgesehen davon, daß der Einsatz einer Differentialwaage je Abscheider bzvr. je Brenner zu teuer wäre, würden sich die unver V ï - 6 - meidbaren Dosierfehler der einzelnen Dosierorgane zu einem Gesamtfehler addieren, der erheblich über der noch zulässigen Abweichung der tatsächlich je Zeiteinheit verbrauchten Gesamtbrennstof fmenge von der vorgeschriebenen Brennstoffmenge läge. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, die es ermöglichen, einen mehrere Brenner umfassenden Ofen oder eine Peuerungsanlage auf pneumatischem Weg mit als Schüttgut vorliegendem Brennstoff in genau dosierter Menge zu versorgen. | Die Lösung dieser Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben, hinsichtlich der Anlage im Kennzeichen des Anspruches 4, Der Vorschlag nach der Erfindung hat den Vorteil, die Brenn-stoffversorgung eines Ofens oder einer Feuerungsanlage konstant und mit einem sehr geringen Fehler auf einem vorgegebenen Sollwert halten zu können und hierbei mit einer einzigen Differentialwaage und einem einzigen Regler auszukommen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben. ^ In der Zeichnung ist eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung arbeitende Anlage in Form eines schematisch vereinfachten Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigt: - j Figur 1 - eine Gesamtansicht der Anlage, Figur 2 - einen innerhalb der Anlage verwendeten Abscheider und Figur 3 - eine Einzelheit einer Weiterbildung der Anlage nach Figur 1. Die Anlage umfaßt gemäß Figur 1 einen Vorratsbehälter 1, der auf einer Differentialwaage 2 ruht und an seinem Auslauf mit einem als Zellenradschleuse 17 ausgebildeten Austragsorgan versehen ist. Die Auslaufseiteîdieser Zellenradschleuse 17 ist mit einer Förderleitung 9 verbunden, die zu mehreren, in der Förder- * - 7 - \ î letzten Abscheider 8 zurück in den Vorratsbehälter 1 führt. Unter den Abscheidern 3-8 befinden sich Austragsorgane 11 - 16, die hier ebenfalls als Zellenradschleusen ausgebildet sind, jedoch beispielsweise auch Dosierschnecken sein könnten. Die Ausläufe der Zellenradschleusen 11 - 16 münden in Druckförderleitungen 25 - 30, von denen jede an einem der Brenner 31 endet. Am Anfang jeder der Förderleitungen 25 - 30 sind Gebläse l|0 - 45 angeordnet, jedoch könnten die Druckförderleitungen 25 -30 auch sämtlich von einer gemeinsamen Sammelleitung abzweigen, über die mittels eines einzigen Gebläses und die Druckleitungen den Brennern 31 die Verbrennungsluft zugeführt wird. J Die für die Förderung in der Leitung 9 benötigte Druckluft erzeugt ein mit der unterhalb des Austragsorgans 17 beginnenden Förderleitung 9 über eine weitere Leitung 34 verbundenes Gebläse

18. In diese weitere Leitung 31 mündet der Auslauf eines Brennstoff Speichers 23 mit seinem Austragsorgan 24, das gleichfalls als Zellenradschleuse ausgebildet ist. Der Brennstoffspeicher 23 könnte selbstverständlich auch an einer beliebigen anderen Stelle angeordnet und mit der Förderleitung 9 verbunden sein, beispielsweise mit deren zwischen dem Austragsorgan 17 des Vorratsbehälters 1 und dem ersten Abscheider 3 liegenden Abschnitt. Die Antriebe für die verschiedenen Austrags- und Dosierorgane ^ sowie Gebläse sind einheitlich mit M gekennzeichnet. Sie sind über elektrische Leitungen mit einer Anlagensteuerung 21 verbunden, mit der weiterhin auch ein oberer Füllstandsmelder 19 * und ein unterer Füllstandsmelder 20 in dem Vorratsbehälter 1 verbunden sind. Die Differentialwaage 2 gibt ihr elektrisches Ausgangssignal an einen Regler 10 ab, der nach Vergleich mit einem Sollwert hieraus ein Regelsignal erzeugt, das einerseits einem Regelsignalspeicher 22 über einen Schalter 50 sowie andererseits über einen weiteren Schalter 51 den Antrieben der Dosierorgane 11 - 16 zur Regelung deren Austragsleistung zugeführt wird. Die Stellung der normalerweise geschlossenen Schalter 50, 51 bestimmt eine Speichersteuerung 52 in Abhängigkeit von den ihr zugeführten V X - 8 - Λί S Die vorstehend beschriebene Anlage arbeitet nach folgenden Verfahren: Im normalen Betrieb, d.h. bei mit Kohlenstaub gefülltem Vorratsbehälter 1, fördert das Austragsorgan 17 fortlaufend Kohlenstaub in die Förderleitung 9, von wo er auf pneumatischem Weg in den Abscheider 3 gelangt, sobald dieser voll ist, in den Abscheider 4, sobald dieser voll ist, in den Abscheider 5 und weiter bis zum dem Abscheider 8. Aus den Abscheidern 3 ~ 8 fördern die Dosierorgane 11 - 16 entsprechend ihrer eingestellten Austragsleistung fortlaufend den Kohlenstaub in die zu den Brennern 31 führenden Druckförderleitungen 25 - 30, in denen die eingeblasene Verbrennungsluft für den Weitertransport sorgt. Die Austragsleistung des Austragsorgans 17 ist nun so bemessen, daß sie stets höher als die Summe der Austragsleistungen der Dosierorgane 11 - 16 ist. Dies hat zur Folge, daß die Abscheider 3-8 stets vollständig gefüllt gehalten werden und daß nach dem Abscheider 8 ein Kohlenstaubüberschuß verbleibt, der über die Förderleitung 9 in den Vorratsbehälter 1 zurückgelangt, wo er wieder abgeschieden wird, während die Förderluft über ein Filter ^6 entweicht. Wenn also das Austragsorgan 17 je Zeiteinheit Kohlenstaub im Gewicht G 1 austrägt, während gleichzeitig in den Vorratsbehälter 1 je Zeiteinheit Kohlenstaub im Gewicht G 2 zurückgelangt, so ist das von den Brennern 31 insgesamt ver-^ brauchte Gewicht an Kohlenstaub G 1 - G 2 =AG. Das von der Differentialwaage abgegebene Signal ist proportional zu der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters 1 je Zeiteinheit und damit proportional zu dem von den Brennern 31 insgesamt je Zeiteinheit - t verbrannten Gewichte G an Kohlenstaub, das den Istwert darstellt. Diesen Istwert vergleicht der Regler 10 mit dem vorgegebenen oder voreingestellten Sollwert, ermittelt die Regelabweichung und liefert parallel an die Antriebe der Dosierorgane 11 - 16 ein Regelsignal mit einem die' Regelabweichung zu Null machenden Vorzeichen. Mit diesem Verfahren wird somit erreicht, daß die Summe des Kohlenstaubverbrauchs sämtlicher Brenner 31, d.h. der IST-Verbrauch mit einem ganz geringen, der Genauigkeit der Differentialwaage 2 entsprechenden Fehler gleich dem SOLL-Ver-brauch ist und damit die Wärmebilanz des Ofens konstant und auf dpm vn^trpuphpripn 1·.τρτΊ-. hlpnht:. * V - 9 - Wenn nun der Füllstand in dem Vorratsbehälter 1 unter den durch den unteren Füllstandsmelder 20 vorgegebenen Pegel abgesunken ist, gibt dieser Füllstandsmelder 20 sowohl an die Anlagensteuerung 21 als auch an die Speichersteuerung 52 das Signal "Leer” ab. Die Speichersteuerung 52 bringt daraufhin die Schalter 50 v und 51 in die gestrichelt eingezeichnete Lage. Das zuletzt in den Speicher 22 eingespeicherte Regelsignal bleibt damit erhalten und wird unverändert den Antrieben der Dosierorgane 11 - 16 zugeführt. Gleichzeitig setzt die Anlagensteuerung 21 das Austragsorgan 17 still und läßt das Austragsorgan 2k unter dem Brennstoffspeicher 25 anlaufen. Den aus diesem Speicher I ausgetragenen Kohlenstaub fördert das Gebläse 18 über die Leitung 31 und die Leitung 9 nun mit großer Leistung durch die 5 Abscheider 3 ” 8 hindurch, so daß diese weiterhin gefüllt ge halten werden und aus dem letzten Abscheider 8 in den Vorratsbehälter 1, bis der obere Füllstandsmelder 19 das Signal "Voll" liefert, das sowohl der Speichersteuerung 52 als auch der Anlagensteuerung 21 zugeführt wird. Die Anlagensteuerung 21 setzt daraufhin das Austragsorgan 2k des Brennstoffspeichers 23 still und läßt das Austragsorgan 17 des Vorratsbehälters 1 wieder anlaufen, während die Speichersteuerung die Schalter 50, 51 in die vorherige Lage zurückbringt, so daß der normale Betriebszustand wieder hergestellt ist. Die erstmalige Inbetriebnahme der vollständig leeren oder leergefahrenen Anlage erfolgt sinngemäß in gleicher Weise, d.h. der Brennstoffspeicher 23 füllt zunächst die Abscheider 3-8 und sodann mit dem verbleibenden Überschuß den Vorratsbehälter 1. In diesem Fall wird jedoch die Austragsleistung der Dosierorgane 11 - 16 zunächst auf einen vorgegebenen Festwert eingestellt, da noch kein Regelsignal zur Verfügung steht. Alternativ zu dieser Art der Befüllung des Vorratsbehälters 1 kann dieser aber auch direkt aus dem Brennstoffspeicher gefüllt werden. -10- - 10 - & Figur 2 zeigt eine besonders geeignete Ausführungsform der Abscheider 3 - 8. Es handelt sich um einen Zyklonabscheider, bei dem der ankommende Förderleitungsanschluß 9 a tiefer als der abgehende Förderleitungsanschluß 9 b liegt und zwischen den beiden Förderleitungsanschlüssen eine radiale Trennwand 55 mit einem zentralen Kittelloch 56 angeordnet ist. Bei diesem Zyklonabscheider tritt der Schüttgutstrom aus dem ankommenden Förderleitungsanschluß in den abgehenden Förderleitungsanschluß erst dann über, wenn der unterhalb des ankommenden Förder-leitungsanschlusses 9 a liegende Raum 57 praktisch vollständig mit Schüttgut gefüllt ist. Jeder andere Abscheider, der ein \ ähnliches Verhalten aufweist, ist jedoch ebenfalls geeignet. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, die Abscheider 3 ~ 8 nicht hintereinander sondern parallel an die von dem Vorratsbehälter 1 kommende Förderleitung anzuschließen, sofern durch Absperr-organe oder dergleichen dafür Sorge getragen ist, daß alle Abscheider ständig hinreichend mit Schüttgut bzw. Kohlenstaub versorgt werden und die Überschußmenge in den Vorratsbehälter zurückgelangt. Normalerweise kommt es bei Öfen der eingangs genannten Art zwar darauf an, daß die Gesamtmenge des von den Brennern verbrauchten Kohlenstaubes je Zeiteinheit konstant bleibt, nicht aber darauf daß jeder einzelne Brenner mit der gleichen Teilmenge an Kohlen-^ staub wie alle übrigen Brenner oder zumindest mit einer konstante! Teilmenge versorgt wird. Für andere Anwendungsfälle kann jedoch auch dies wünschenswert sein. Eine hierfür geeignete Weiterbildung der Anlage ist in einer Ausschnittdarstellung in Fig. 3 wiedergegeben. Um auch die jedem Brenner zugeführte Teilmenge an Kohlenstaub konstant zu halten, lassen sich zusätzlich zu der Gesamtmenge auch diese Teilmengen regeln, wie hier für den Abscheider 3 und die nachgeordneten Anlagenteile dargestellt. In die Druckförderleitung 25 ist ein Differenzdruckgeber 32 eingebaut, der den IST-Wert der Beladung der Förderluft mit Kohlen- . staub an einen Regler 33 abgibt, der ihn mit einem SOLL-Wert für diese Teilmenge vergleicht und ein in Richtung einer Verminderung der Regelabweichung wirkendes Regelsignal an den JL - 11 - Antrieb des Dosierorganes 11 liefert. Das von deir. Regler 10 (vgl. Fig. 1) abgegebene Regelsignal wirkt bei dieser Ausführungsform also nicht mehr unmittelbar auf die Dosierorgane 11 - 16 ein sondern wird als Führungsgröße dem SOLL-Wert des Reglers 33 sowie den gleichartigen, den übrigen Dosierorganen zugeordneten Reglern (nicht dargestellt) aufgeschaltet. J % J