DE1095436B - Vorrichtung zum Zumessen und Einbringen von staubfoermigen, korrosionshemmenden Zusatzstoffen mittels eines Luftstromes in den Feuerungsraum von OElfeuerungen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Zumessen und Einbringen von staubförmigen, korrosionshemmenden Zusatzstoffen mittels eines Luftstromes in den Feuerungsraum von Ölfeuerungen Bekanntlich verursacht der Gehalt vieler Heizöle an Vanadin- und Schwefelverbindungen Schwierigkeiten bei ihrer Verwendung in Ölfeuerungsanlagen. Es treten Korrosionen im Bereich hocherhitzter Berührungsheizflächen, aber auch an nachgeschalteten Heizflächen in niedrigeren Temperaturbereichen auf. Die an den Heizflächen abgelagerten Aschen setzen den Wirkungsgrad der Feuerungsanlage herab und müssen dementsprechend in Abständen entfernt werden. Infolge ihrer Unlöslichkeit ist ihre Entfernung mit Wasser oder Dampf, die man während des Betriebes oder während einer kurzen Unterbrechung vornehmen könnte, nicht möglich. Das Vanadin setzt weiterhin den Schmelzpunkt feuerfester Materialien in der Strahlungszone von Ölfeuerungen herab und führt zu deren Zerstörung.
• Um die Wirkungen der in der Feuerungszone gebildeten aggresiven Verbindungen (V205 und S 03) zu verhindern, zum mindesten zu mildern, setzt man dem Heizöl solche Stoffe zu, die die aggressiven Verbindungen in unschädliche umwandeln. Diese Stoffe werden entweder dem Heizöl in fester oder flüssiger Form zugesetzt, oder sie werden unmittelbar in die Feuerungszone eingeblasen.
• Als geeignete Zusatzstoffe haben sich unter anderem Aluminiumoxyd und besonders Kalziumoxyd in Verbindung mit Magnesiumoxyd erwiesen. Ebenso wirksam wie wirtschaftlich vorteilhaft ist die Anwendung von Dolomit als natürliche Kalzium-Magnesium-Verbindung. Besonders bewährt hat sich ein Verfahren, bei dem Dolomit in Staubform in der Nähe der Brenner in die Feuerungszone eingeblasen wird, wodurch eine gute Vermischung mit den Verbrennungsgasen erreicht wird.
• Die Menge des Dolomitstaubes richtet sich nach dem Gehalt des Heizöles an Vanadin- und Schwefelverbindungen. Zur Bindung derselben durch den Dolomitstaub wird man zum mindesten ein molares Verhältnis wählen, vorteilhafterweise aber einen gewissen Überschuß an Dolomit zugeben. Ein hoher, womöglich unüberwachter Überschuß ist zu vermeiden, um den Ascheanfall nicht unnötig zu vergrößern.
• Ausschlaggebend für die Wirksamkeit des Zusatzstoffes ist Gleichmäßigkeit in der Zumessung und Verteilung im Brennraum. Daraus ergeben sich besondere Probleme in bezug auf Mengenregelung und Zuführung.
• Dem Brennraum werden je nach Belastung der Feuerungsanlage schwankende Heizölmengen, möglicherweise mit in den einzelnen Beschickungen unterschiedlichen Vanadin- undSchwefelgehaltenzugeführt. Die Menge an Dolomitstaub, die nur Bruchteile eines Prozentes der Heizölmenge beträgt, muß diesem veränderlichen Gehalt angepaßt, genau zugemessen in den Brennerraum eingebracht werden. Diese Zuführung hat stetig und sehr gleichmäßig zu erfolgen. Hierzu dienen üblicherweise Förderleitungen und Düsen. Diese Teile unterliegen infolge der schmirgelnden und erodierenden Wirkung des Staub-Luft-Gemisches einem erheblichen Verschleiß, der vermieden werden muß, wenn die Stetigkeit und Gleichmäßigkeit der Zuführung gewährleistet werden soll.
• In der Technik sind Vorrichtungen zum Zuführen von Brennstoffstauben zu Feuerungsräumen bekannt. Abgesehen davon, daß es sich hierbei um die Zuführung großer Brennstoffstaubmengen handelt, mit nur verhältnismäßig grober Mengenregelung, sind diese Vorrichtungen nicht dazu geeignet, die vorstehend umrissenen Voraussetzungen zu erfüllen.
• Eine solche Vorrichtung besteht z. B. aus einem trichterförmigen Vorratsbunker, in dessen unterem Teil eine Fördermittelleitung und eine Brennstoffspeiseleitung beweglich einander gegenüber angeordnet sind. Der Brennstoffstaub gelangt dadurch zur Feuerung, daß durch eine mit Bohrungen versehene Abschlußkappe der Fördermittelleitung Luft zugeführt und der im Vorratsbehälter aufgewirbelte Brennstoffstaub mit der Luft durch das gerade abgeschlossene oder trichterförmig erweiterte Ende der Speiseleitung aufgenommen und zum Feuerungsraum gefördert wird. Es ergeben sich aber schon bei den großen Mengen leicht Verstopfungen, zu deren Beseitigung Hilfsvorrichtungen vorgesehen sind. Derartige Verstopfungen treten nun bei den kleinen Zusatzstoffmengen in verstärktem Maße auf, wodurch eine stetige und gleichmäßige Förderung unmöglich wird.
• Bei einer anderen Vorrichtung ist eine Mischkammer unterhalb eines Vorratsbehälters angebracht, an die die Fördermittel- und die Brennstoffspeiseleitung fest angeschlossen sind. Durch diese injektorartig wirkenden Leitungen wird in der Mischkammer Unterdruck erzielt, der ungleichmäßige Förderung bewirkt und auch zu Verstopfungen führt. Auch diese Vorrichtung erfüllt nicht die Forderungen, die an eine solche Abmessung kleiner, aber genau und veränderlichen zumeßbaren Staubmengen und deren gleichmäßige und stetige Zuführung zu stellen sind.
• Es wurde nun eine Vorrichtung entwickelt, mit welcher staubförmige Stoffe mittels eines Luftstromes in kleinen, genau regelbaren Mengen sehr gleichmäßig und ohne Gefahr der Erosion für die Vorrichtung durch den staubbeladenen Luftstrom dem Feuerungsraum zugeführt werden können. Sie besteht aus einer in Richtung ihrer Längsachse verstellbaren Treibdüse, einer gleichachsig hierzu angeordneten Fangdüse, deren der Treibdüse zugekehrte Seite scharfkantig ausgeführt ist und einer zwischen diesen angeordneten Mischkammer, welcher Zusatzstoffe zugeführt werden, und ferner einer an die Fangdüse sich anschließenden, verschleißfesten Gummi- oder Kunststoff-Förderleitung mit einer Einblasedüse. Wesentlich hierbei ist, daß die Öffnung der Fangdüse kleiner als die der Treibdüse ist und ihr Kantenwinkel wenig mehr als 90° beträgt und daß ferner auf die Einblasedüse ein Bügel aufgesetzt ist, welcher eine Öffnung bildet, durch welche die in die Düse einströmende Verbrennungsluft parallel zum Staub-Luft-Gemisch geführt wird, und die Trennwand zwischen Einblasedüse und Bügel derart ausgebildet ist, daß sie eine Vermischung der beiden Ströme vor der Mündung der Einblasedüse verhindert.
• Die Vorrichtung besteht also aus der Zumeß- und Mischvorrichtung einerseits und der Einbringvorrichtung mit der verbindenden Zuführungsleitung andererseits. Wie in der Zeichnung dargestellt rieselt aus einem kegeligen Vorratsbehälter 1 der Dolomitstaub in eine Mischkammer 2, in welche die Treibdüse 3 verstellbar hineinragt (s. Fig. 1). Sie ist an eine aus der Unterwindleitung oder dem Preßluftnetz gespeiste Luftleitung angeschlossen. Die Mischkammer 2 wird begrenzt durch eine fest eingebaute Platte, welche eine Fangdüse 4 aufweist, deren Öffnung kleiner als die der Treibdüse 3 ist. Infolge der verschiedenen Querschnitte der beiden Düsen ist das Gemisch in der Mischkammer leicht angestaut und befindet sich also unter einem geringen Überdruck. Die der Treibdüse zugekehrte Seite der Fangdüse ist scharfkantig ausgeführt, und der Kantenwinkel beträgt wenig mehr als 90°. Dadurch prallt ein Teil des durch die Treibdüse eintretenden Luftstromes gegen die Platte der Fangdüse 4 und verwirbelt den in der Mischkammer 2 befindlichen Staub. Da die Platte der Fangdüse 4 blendenförmig ausgebildet ist, erzeugt der durch den freien Düsenquerschnitt strömende Luftstrom hinter der Düse einen verminderten Druck, so daß das zwischen dem Überdruck in der Mischkammer und dem verminderten Druck hinter der Fangdüse entstehende Druckgefälle das Abströmen des Staub-Luft-Gemisches durch die Förderleitung 6 zur Einblasedüse 7 erleichtert. Durch Verstellung der Treibdüse 3 in Richtung ihrer Längsachse mit Hilfe einer Verstellschraube 5 kann der Abstand zwischen der Treibdüse 3 und der Fangdüse 4 und damit die zu fördernde Staubmenge verändert werden. Es ist aber auch möglich, die Staubmenge durch Steuerung der Treibluftmenge zu beeinflussen.
• Mit., der Einblasedüse 7 ist die Mischvorrichtung durch eine Förderleitung 6 verbunden. Sie besteht aus einem Gummi- oder Kunststoffschlauch, womit die Erosionsgefahr vermieden und der Verschleiß vermindert werden, die die Stetigkeit und Gleichmäßigkeit der Zuführung stören würden. Die Einblasedüse 7 wird so durch das Brennergeschränk 8 in den Feuerungsraum 9 eingeführt, daß sie bis in den aus dem Brenner austretenden und die Brenndüse 10 umspülenden Verbrennungsluftstrom ragt und die Düsenmündung sich ungefähr in einer Ebene mit der Brenndüse 10 befindet. Die drehend in den Feuerungsraum eintretende Verbrennungsluft bewirkt Verwirbelung des Staub-Luft-Gemisches am Ende der Einblasedüse 7, was zu Erosion an der der Strömung abgewandten Seite und im Mündungsbereich der Düse führt. Zur Vermeidung der Erosion ist gemäß der Erfindung ein Bügel 11 (s. Fig. 2 und 3) an der äußeren der Strömung zugewandten Seite der Einblasedüse 7 angebracht. Er ist mit einer eingezogenen zungenförmigen Öffnung 12 versehen, durch die ein Teil der auftretenden Verbrennungsluft in die Düse einströmt. Die Luft wird durch die Düse bis zu ihrer Mündung parallel zum Staub-Luft-Gemisch geführt, wobei eine Trennwand 13 eine Vermischung der beiden Ströme vor der Mündung verhindert. Dadurch wird der nicht laminar, sondern drehend in den Feuerungsraum eintretende Verbrennungsluftstrom zum Teil so umgelenkt, daß er in gleicher Richtung wie das aus der Düsenmündung 7 austretende Staub-Luft-Gemisch, also parallel zur und durch die Einblasedüse strömt. Durch die Einziehung, also Querschnittsverengung erhält das Staub-Luft-Gemisch weiterhin eine höhere Geschwindigkeit, wodurch eine saugende Wirkung auf die durch den Bügel strömende Verbrennungsluft ausgeübt und so der parallel geführte Luftstrom verstärkt wird. Infolge der damit erreichten Parallelführung eines Teilstromes der Verbrennungsluft wird die Wirbelbildung um den Düsenmund und in dessen Innern verhindert und damit eine erodierende Wirkung der Feststoffteilchen auf die Düsenmündung vermieden, zum mindesten stark vermindert. Eine weitere wichtige Wirkung des Bügels 11 beruht darin, daß die sonst als Folge der Verwirbelung beobachteten Druckschwankungen in der Förderleitung 6 vermieden werden, die eine gleichmäßige Zumessung des Dolomitstaubes erheblich stören und zu Ablagerungen in der Förderleitung führen.
• Trotz der räumlichen Trennung der Zumeßvorrichtung vori der Einblasevorrichtung bilden diese doch ein einheitliches zusammenwirkendes Ganzes, da erst die Kombination beider Teile mit ihren besonderen Merkmalen das Zumessen und Einbringen staubförmiger Stoffe mittels eines Luftstromes in Feuerungsanlagen in kleinen Mengen sehr gleichmäßig, stetig und ohne Erosionsgefahr ermöglicht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Zumessen und Einbringen von staubförmigen, korrosionshemmenden Zusatzstoffen mittels eines Luftstromes in den Feuerungsraum von Ölfeuerungen, die mit vanadin- und schwefelhaltigen Heizölen beheizt werden, bestehend aus einer in Richtung der Längsachse verstellbaren Treibdüse, einer gleichachsig hierzu angeordneten Fangdüse, deren der Treibdüse zugekehrte Seite scharfkantig ausgeführt ist, und einer zwischen diesen angeordneten Mischkammer, welcher die Zusatzstoffe zugeführt werden, und ferner einer an die Fangdüse sich anschließenden, verschleißfesten Gummi- oder Kunststoff-Förderleitung mit einer Einblasedüse, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Fangdüse (4) kleiner als die der Treibdüse (3) ist und ihr Kantenwinkel wenig mehr als 90° beträgt und auf die Einblasedüse (7) ein Bügel (11) aufgesetzt ist, welcher eine Öffnung (12) bildet, durch welche die in die Düse einströmende Verbrennungsluft parallel zum Staub-Luft-Gemisch geführt wird, und die Trennwand (13) zwischen Einblasedüse (7) und Bügel (11) derart ausgebildet ist, daß sie eine Vermischung der beiden Ströme vor der Mündung der Einblasedüse verhindert. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 94285; britische Patentschrift Nr. 350 687.