DE1019788B

DE1019788B - Zweitluftzufuehrung mit Rauchgas-Ruecksauge-Geblaese fuer eine UEberschubfeuerung

Info

Publication number: DE1019788B
Application number: DEK25222D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Kablitz
Original assignee: RICHARD KABLITZ DIPL ING
Current assignee: RICHARD KABLITZ DIPL ING
Priority date: 1939-05-27
Filing date: 1939-05-27
Publication date: 1957-11-21

Description

Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse für eine Uberschubfeuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse für eine Überschubfeuerung, insbesondere für Dampfkessel mit einem Rost, dessen nebeneinanderliegende, teils feststehende und teils stoßweise vor- und zurückverschiebbare Roststäbe in ihrer Gesamtheit Querschwellen bildende Buckel aufweisen.
Zweck der Erfindung ist die Anpassung dieser sogenannten Überschubfeuerung an starkschwankende Belastungen bei hohen Feuerraumtemperaturen und wirtschaftlicher Betriebsführung. Die Steigerung der Verdampfungsleistung bei wechselnden Belastungsgraden erfordert eine bessere Brennausbeute der Kohlen, vor allem dann, wenn Brennstoffe unterschiedlicher Güte nacheinander verfeuert werden müssen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein mit seiner Ansaugeleitung an den hinteren Feuerraum und an die Frischluft angeschlossenes Gebläse mit im oberen Teil des Feuerraumes ausmündender Druckleitung zum von oben nach unten gerichteten Einblasen der vom Gebläse angesaugten heißen, Luftüberschuß enthaltenden und gegebenenfalls mit Frischluft durchsetzten Brenngase, in die besonders aus den vorderen feuerführenden Rostabschnitten aufsteigenden Brenngase hinein, um eine intensive Nachverbrennung unter Erzeugung einer kräftigen Wirbel- und Umwälzbewegung des Gas-Luft-Gemisches zu erreichen.
Die die überschubfeuerung vervollkommnende ergänzende Zuführung von Zweitluft zum Verbrennungsraum in dieser ganz besonderen Form der Rauchgas-Luft-Mischung ermöglicht es, einerseits zur Erzielung einer vollständigen Verbrennung jedem Kohlenwasserstoffteilchen seinen Sauerstoffanteil bei geringstem Luftüberschuß zuzuführen und andererseits die Zweitluftmenge äußerst klein zu halten, um die Rostkühlung durch die Erstluft nicht zu verringern.
Weiter ermöglicht das die Rauchgase rücksaugende Gebläse, den Rostdurchfall zurückzuführen und eine Feuerung mit kleinsten äußeren Kühlflächen des Mauerwerks vorzusehen.
Zieht man hierbei in Betracht, daß warme Zweitluft eine bessere Verbrennung ergibt und daß nur durch ein sehr kräftiges Einblasen einer großen Luftmenge die damit erstrebte Durchmischung und Wirbelung erzielt wird, daß man aber andererseits den kleinstmöglichen Luftüberschuß anstreben soll, dann erkennt man, daß eine allseitig befriedigende Lösung der Aufgabe nur gelingen kann, wenn man scheinbar einander widerstrebende Forderungen miteinander in Einklang bringt.
Die Erfindung sieht daher eine Lösung in der Weise vor, daß die Einführung von Zweitluft in den Feuerraum des Dampfkessels durch Düsen unter Beigabe einer großen Menge heißer Rauchgase erfolgt, die an der Stelle des größten Luftüberschusses, nämlich am Feuerungsende, entnommen werden. Durch das kräftige Einblasen einer verhältnismäßig geringen Menge Frischluft und einer großen Menge Gase erreicht man eine starke Wirbelung und gute Durchmischung.
Die warme oder kalte Zuführung der etwa 10% der Verbrennungsluftmenge betragenden regelbaren Frischluft erfolgt zusammen mit den Gasen durch ein Gebläse von den Ecken, von den Seiten oder vorn hinteren Ende des Feuerungsraumes. Infolge des Kreisens der Luft im Feuerraum werden die schweren, aus dem Kohlenbett hinaufgeblasenen Brennstoffteile auf den Rost zurückgedrückt. Die große mischende Tiefenwirkung führt zu einer vollständigen Verbrennung mit sehr geringem Luftüberschuß und sehr hohen, bei 1600° liegenden Temperaturen.
Durch die Rauchgasrückführung zur Verwirbelung und zum besseren Ausbrennen der Feuergase ergibt sich der Nebeneffekt des Herabdrückens der Koksteile in das Feuerbett zur dortigen Verbrennung zwecks Erreichung der erstrebten höchsten Feuerraumtemperatur.
Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung beispielsweise dar. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt durch eine abgeänderte Vorderwand der Feuerung, Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere abgeänderte Vorderwand der Feuerung, Fig. 4 eine Einzelheit.
Gemäß Fig. 1 besteht der Rost aus Rostbettabschnitten 4a bis 4e, denen je ein besonderer Unterwindraum zugeordnet ist. Jeder Abschnitt besteht teils aus feststehenden und teils aus, längs verschiebbaren Roststäben, die in ihrer Gesamtheit Querschwellen bildende Buckel aufweisen. Die einzelnen Unterwindkammern können von einem gemeinsamen Gebläse beaufschlagt werden, es -kann aber auch für jede Kammer ein besonderes Gebläse vorgesehen sein.
Die die Verbrennung der Kohlengase günstiger gestaltende Zweitluft wird dem Feuerraum 34 durch in der Vorderwand angeordnete, im Betriebe nach Tiefenwirkung regelbare Düsen 35 zugeleitet, und zwar durch Rohr 36 -eines Gebläses 37. Erfindungsgemäß werden der Zweitluft Rauchgase beigemischt, die nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Temperatur von etwa 800 bis 900° bei 38 entnommen und dem Gebläse 37 durch Rohr 39 zugeführt werden, in das eine Außenluftleitung 40 mündet. Beide Rohre sind mit Ansauge-Drehklappen 41,42 versehen, durch welche die anzusaugenden Mengen Rauchgase und Frischluft geregelt werden.
Die Anordnung der Entnahmestelle 38 am Ende des Feuerraumes 34, wo der Luftüberschuß am größten und die Temperatur hoch ist, ermöglicht, das Gebläse 37 verhältnismäßig klein zu halten und die Kesselzüge nicht zu überlasten. Die angesaugte Frisch-bzw. Raumluft sollte nicht mehr als 10% der Erstluft ausmachen. Sie ergibt mit den angesaugten Rauchgasen zusammen 20% der Erstluft als Einblasemenge, -die mit etwa 300° durch die Düsen 35 eingeführt wird. Diese haben Regelungsklappen, mit denen die Richtung und Menge des Gemisches nach Bedarf während des Betriebes eingestellt wird.
Durch das Aufwärmen vergrößert sich weiterhin das Rauchgas-Luft-Gemisch bis auf 30 bis 40% des gesamten erforderlichen Verbrennungsluftvolumens, wodurch man eine noch größere Tiefenwirkung erhält. Dank derselben kann mit diesem Zweitluftstrahl fein-oder grobpulveriger Brennstoff, wie Holz, Kohlenstaub, und insbesondere auch- der Rostdurchfall in die Feuerung getragen und teils in der Schwebe verbrannt und teils gleichmäßig auf dem Rost verteilt werden. Um Anhäufungen auf dem Rost zu vermeiden, wird eine wasser- oder luftgekühlte Führungs- oder Lenkplatte in der Einblaseöffnung verwendet.
Eine derartige Ausbildung der Düse 35 zeigt Fig. 2. Über der Düse befindet sich die '\-fündung eines durch Klappe 43 regelbaren Rohres 44, durch das Kleinholz, Sägemehl oder ähnliches Material in den Feuerraum eingeführt werden kann, wobei es mittels einer Lenkplatte 45 die gewünschte Richtung erhält. Zum Zweck der Lockerung und des Einblasens des Materials in den Feuerraum ist vom Zweitluftrohr 36 eine mittels Klappe 46 regelbare Abzweigung 47 in das untere Ende des Rohres 44 geführt. Ein Teil der im Rohr 36 herangeführten Zweitluft trägt nun das Material des Rohres 44 an der Stelle in den Feuerraum, die unter der Wirkung der der Düse 35 entströmenden Hauptmenge der Zweitluft besteht.
Fig. 3 zeigt eine abgeänderte, zur Einführung von Kohlenstaub sich eignende Düse, die mit dem unteren Ende eines Kohlenstaub führenden Rohres 48 zu einer Doppeldüse 49 ausgebildet ist, deren unterer Teil die Zweitluft und deren oberer Teil den Kohlenstaub führt. Beide Teile sind durch eine gezahnte, kantige Lenkplatte 50 voneinander geteilt, die in Fig. 4 gesondert dargestellt ist. Der Kohlenstaub wird zuerst mit den vom Feuerraum abgesaugten Gasen getrocknet und dann mit dem Rauchgas-Luft-Gemisch hineingeblasen und verbrannt.
An die Kohlenstaubleitung 48 kann man auch eine oder mehrere Leitungen 51 führen; die dein Durchfall aus besonderen trichterförmigen Gruben 52 der Unterwindkammern 13a, 13 b ... absaugen. Man kann diese Leitung 51 oder Leitungen auch unabhängig von der Zufuhr des Kohlenstaubes selbständig an die Zweitluftdüse anschließen.
Mit Hilfe eines nicht dargestellten selbsttätig anzeigenden CO.-Gerätes stellt der Heizer den Luftüberschuß ensprechend etwa 12% Kohlensäure ein, kann jedoch dabei leicht Rauchbildung oder eine unvollkommene Verbrennung erhalten; nun hat er dafür zu sorgen, daß keine Rauchbildung entsteht, indem er die Erstluftklappe und die mit Regelklappen versehenen Einblasedüsen passend einstellt.
Bei der neuen Feuerungsanordnung kommt es sehr darauf an, die durch die Einblasedüsen hindurchgehende Gasmenge, die Schlagstärke und die Lage der Düsenöffnungen richtig zu bemessen. Man wird die Luft von den vorderen Ecken hineinblasen. - und `venn es sich räumlich ermöglichen läßt, auch von beiden Seiten, jedoch in verschiedener Höhe, damit ein Drehen der Feuergase um eine senkrechte bzw. waagerechteAchse erzeugt wird und daß außerdem die schwebenden mineralischen Teilchen der Brennstoffe auf den Rost abgeschleudert werden. Beispielsweise stellt die Zeichnung mit 35a bezeichnete Einführungsdüsen für die Zweitluft an mehreren Stellen dar.
Die vom Gebläse 37 anzusaugende Frischluft kann auch einem oder mehreren Unterwindräumen 13a, 13 b ... entnommen werden, um den noch brennbaren Durchfall der Rostabschnitte 4 a, 4 b ... ungefähr in der Form einer Kohlenstaubfeuerung zu verbrennen. Das Gebläse drückt die Zweitluft etwa mit 150 mm WS in den Feuerraum. Die Feuerung arbeitet am besten, wenn bei maximaler CO.-Anzeige die geringste Rauchbildung festgestellt wird.
Bei im wesentlichen aus Steinkohle bestehenden Brennstoffen wird die Zweitluft von vorn, von den Seiten und von hinten mit etwa 300° in den Feuerungsraum geblasen. Bei minderwertigen Brennstoffen, wie Ölschiefer, Braunkohle, Torf mit einem Heizwert bis auf 1000 cal/kg herab, geht man in der Weise vor, daß man die Zweitluft durch diese Brennstoffe hindurchleitet.
Die mit der Zweitluftzuführung gemäß der Erfindung versehene Feuerung ergibt vollkommenen Ausbrand; die Zweitluft besorgt die restlose Verbrennung, wobei der Rostdurchfall durch die Zweitluft teils verbrannt und teils mit dem Flugkoks auf den Brennstoff zurückgedrückt werden kann. Die über die Oberfläche der Ölschieferschicht geblasene temperierte Rauchgas-Luft-Feuerfackel erzeugt z. B. 90% der Wärme, während der Rest mit nur 10% aus den 80% der Schlacke herausbremit; dies ergibt sich als eine Folge der Überschubbewegung sowie des Durchfalls der abgeriebenen Oberflächenteile, wodurch eine dauernde Freilegung des ölhaltigen Kernes des weichen Ölschiefersteines selbsttätig erfolgt.
Bei der Zweitluftzuführung gemäß der Erfindung ist es von Wichtigkeit, den Rauchgasanteil der Zweitluftmenge richtig zu bemessen. Bei der engen Verbundenheit von benötigter Rauchgasmenge und Rauchgaszusammensetzung wird erfindungsgemäß die Zuordnung einer Beobachtungsvorrichtung für Rauchgase vorgeschlagen, die an der Stelle der besten Rauchgasmischung entnommen wird.
Die Rauchbeobachtungsvorrichtung, die dem die Feuerung bedienenden Heizer bequem und sofort die Beschaffenheit der Abgase anzeigt, besteht aus einem Rohr, durch das die an der Stelle guter Durchmischung entnommene Gasmenge durchgesaugt wird. An den Enden des Rohres befinden sich Fenster. Vor einem Fenster ist eine Glühbirne angeordnet, deren Verdunklung durch den Rauch einen Maßstab für die Rauchbeschaffenheit bildet. Die Verschmutzung der Fenster wird dadurch vermieden, daß man den Ein-und Austritt des Rauches von den Fenstern entfernt verlegt und vor letzteren einen regelbaren Luftschleier vorbeisaugt.
Die durch die Rauchbeobachtungsvorrichtung hindurchgeführten Rauchgase werden entweder der Zweitluft zugeführt oder unmittelbar in den Schornstein geleitet. Das letztere geschieht bei kleiner Belastung, wenn das Gebläse nicht in Tätigkeit gesetzt zu werden braucht. Der Überschuß des Luft-Rauchgas-Gemisches bzw. der Rauchgase kann auch der Erstluft zugeführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse für eine Überschubfeuerung, insbesondere für Dampfkessel mit einem Rost, dessen nebeneinanderliegende, teils feststehende und teils stoßweise vor- und zurückverschiebbare Roststäbe in ihrer Gesamtheit Querschwellen bildende Buckel aufweisen, gekennzeichnet durch ein mit seiner Ansaugeleitung an den hinteren Feuerungsraum (38) und an die Frischluft (40) angeschlossenes Gebläse (37) mit im oberen Teil des Feuerraums (34) ausmündender Druckleitung (36) zum von oben nach unten gerichteten Einblasen der vom Gebläse (37) angesaugten heißen, Luftüberschuß enthaltenden und gegebenenfalls mit Frischluft durchsetzten Brenngase, in die besonders aus den vorderen feuerführenden Rostabschnitten (4a, 4b) aufsteigenden Brenngase hinein, um eine intensive Nachverbrennung unter Erzeugung einer kräftigen Wirbel- und Umwälzbewegung des Gas-Luft-Gemisches zu erreichen.
2. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch verstellbare Lenkplatten (45) zur Beeinflussung der Einblaserichtung des durch Düsen (35) geförderten Gas-Luft-Gemisches.
3. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirkungsbereich der Einblasedüsen (35) ein regelbarer Kanal (44) für Zusatzbrennstoffe mündet, deren Übertritt in den Verbrennungsraum durch Anordnung einer vorzugsweise von den Einblasedüsen (35) ausgehenden Zweitgasleitung (47) unterstützt werden kann.
4. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen für Zweitluft und Zusatzbrennstoff je in einer gemeinsamen Einblasedüse (49) enden, die zwischen dem Gas- und Brennstoffstrom mit einer vorzugsweise als Fingerplatte ausgebildeten Pendelplatte (50) versehen ist.
5. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasedüse (49) mit dem oder den den Rostdurchfall aufnehmenden Trichtern (52) des oder der Unterwindräume verbunden ist.
6. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls auch an den Ecken des Feuerraumes vorgesehenen Einblasedüsen (35, 35 a, 49) an zwei oder mehreren einander gegenüberliegenden, die Gase des Feuerraumes in Wirbelung versetzenden Stellen in ungleicher Höhe angeordnet sind.
7. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluftleitung (40) des Rauchgas-Rücksauge-Gebläses (37) an einen oder mehrere Unterwindräume (13 a bis 13 e) angeschlossen ist. B.
Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Rauchbeobachtungsvorrichtung, deren Rauchgaszuleitungsrohr an eine Stelle der bereits vollständig erfolgten Rauchgas-Frischluft-Mischung angeschlossen ist, während das Rauchgasableitungsrohr der Rauchbeobachtungsvorrichtung an das Ansaugrohr des Zweitluftgebläses oder an den Schornstein angeschlossen ist.
9. Zweitluftzuführung mit Rauchgas-Rücksauge-Gebläse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchbeobachtungsvorrichtung aus einem geraden, an den Enden mit durchsichtigem Glas angeschlossenen Rohr besteht, wobei eines der durch vorbeigesaugten regelbaren Frischluftschleier gegen Verschmutzungen geschützten Gläser als Einblick dient und am anderen Rohrende eine Lampe vorgesehen ist.