DE1029115B

DE1029115B - Cyclone firing

Info

Publication number: DE1029115B
Application number: DED16741A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Seidl
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1954-01-07
Filing date: 1954-01-07
Publication date: 1958-04-30

Description

Zyklonfeuerung Die Erfindung betrifft eine Zyklonfeuerung mit einer oder mehreren kreiszylindrischen Muffeln, denen Brennstoff und Luft tangential zugeführt werden und aus welchen die Feuergase durch je eine düsenartige Aushalsung der einen Stirnwand nach oben austreten, während die andere Stirn-,vand kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Sie besteht darin, daß die Muffeln mit schräger Achse angeordnet sind, wobei die Neigung der Achsen gegen die Waagerechte gleich ist dem halben Kegelwinkel der unteren Stirnwand.Cyclone furnace The invention relates to a cyclone furnace with a or several circular cylindrical muffles to which fuel and air are supplied tangentially and from which the fire gases through a nozzle-like neck of the one Frontal wall emerge upwards, while the other frontal, vand frustoconical is trained. It consists in the fact that the muffles are arranged with an inclined axis where the inclination of the axes to the horizontal is equal to half the cone angle the lower end wall.

Die Zyklonfeuerung ermöglicht einen sehr vollständigen Ausbrand des Brennstoffes bei hoher Brennraumbelastung und hohem Schlackenausscheidu,ngsgrad. Sie ist jedoch empfindlich gegen Unregelmäßigkeiten in der Brennstoff- und Luftzufuhr, seien sie durch Belastungsänderungen, Brennstoffeigenschaften oder Bedienungsfehler bedingt. Infolge der großen Wärmeaufnahme wirkt sich schon eine kurzzeitige Unterschreitung der Schlackenschmelztemperatur ungünstig für den Schlackenfluß aus.The cyclone combustion enables a very complete burnout of the Fuel with a high combustion chamber load and a high degree of slag separation. However, it is sensitive to irregularities in the fuel and air supply, be it due to changes in load, fuel properties or operating errors conditional. As a result of the large heat absorption, a short-term undershoot has an effect the slag melting temperature unfavorable for the slag flow.

Cblicherweise wird die Muffel mit annähernd waagerechter Achse und Schlackenauslauföffnung in der Stirnwand angeordnet, durch welche die Feuergase austreten. Das Einfrieren des Schlackenloches bedingt die Ansammlung einer teigigen Schlackenmasse über die ganze zylindrische Länge der Muffel, welche den Flammendrall stört, dadurch zu mangelhafter Verbrennung und in der weiteren Folge zu einer Temperatursenkung führt.The muffle is usually made with an approximately horizontal axis and Slag outlet opening arranged in the front wall, through which the fire gases step out. Freezing the cinder hole causes the accumulation of a doughy Slag mass over the entire cylindrical length of the muffle, which causes the flame twist disturbs, resulting in inadequate combustion and, as a result, a drop in temperature leads.

Bei der Muffel mit lotrechter Achse wirkt die Schwerkraft etwa im rechten Winkel zur Einblasegesc'hwindigkeit und bedingt ein axiales Voreilen des Brennstoffes vor der Luft. Bei Feuergasaustritt nach unten wird Unverbranntes mit den Feuergasen ausgetragen, bei Feuergasaustritt nach oben mit der Schlacke, die unten abfließt.In the case of the muffle with a vertical axis, gravity acts approximately in right angle to the blowing speed and requires an axial advance of the Fuel before the air. If the flue gas escapes downwards, unburned material is also included the flue gases discharged, with the flue gas escaping upwards with the slag that drains below.

Andererseits hat die lotrechte 'Muffel den Vorteil, daß Schlackenansammlungen den Verbrennungsverlauf wenig beeinflussen. Zu diesem Vorteil kommt bei einer steil geneigten Muffel, bei welcher -der halbe Spitzenwinkel des Kegelbodens gleich ist der Neigung der Muffelachse gegen die Waagerechte, hinzu, daß dann eine waagerechte Erzeugende des Kegels die tiefste Stelle der Muffel bildet. Es ist dadurch mögliich, an dieser Stelle eine verhältnismäßig große Schlackenabflußöffnung anzuordnen, weil Druckausgleich auf den beiden Seiten besteht, wenn der Schlackenauslauf unter Luftabschluß erfolgt. Dagegen besteht ein Druckgefälle in Richtung der Erzeugenden zur Kegelspitze. Es wird daher dauernd ein Teilstrom der Feuergase in den Schlitz hineinschlagen, längs desselben strömen und in der Nähe der Kegelspitze wieder in die '-Muffel zurückkehren.On the other hand, the vertical muffle has the advantage that slag builds up have little influence on the combustion process. This advantage comes with a steep one inclined muffle, in which half the point angle of the cone bottom is the same the inclination of the muffle axis against the horizontal, added that then a horizontal Generating the cone forms the deepest point of the muffle. It is thereby possible to arrange a relatively large slag discharge opening at this point, because Pressure equalization on both sides exists when the slag outlet is in the absence of air he follows. On the other hand, there is a pressure gradient in the direction of the generatrix to the tip of the cone. A partial flow of the fire gases will therefore constantly hit the slot, flow along it and return to the 'muffle near the point of the cone.

Die aus der Muffel austretenden Feuergase prallen in bekannter Weise gegen eine Kühlroahrwand und durchströmen dann die Rohrgassen des Schlackenfangrostes, um ihre flüssige Schlacke abzugeben. Diese Schlacke wird in dem trichterförmigen Ende des Nachbrennraumes gesammelt und kann gesondert unter Luftabschluß abgeführt werden. Sie kann jedoch auch durch eine Öffnung in der Stirnwand der Muffel entgegen dem Gasdruck durch die Schwerkraft in die Muffel gelangen und aus ihr abgezogen werden. Dies sichert eine nochmalige Erhitzung der Schlacke auf die volle Muffelüemperatur.The fire gases emerging from the muffle collide in a known manner against a cooling pipe wall and then flow through the pipe lanes of the slag grate, to release their liquid slag. This slag is in the funnel-shaped Collected at the end of the afterburning chamber and can be discharged separately with the exclusion of air will. However, it can also counteract the muffle through an opening in the end wall the gas pressure by gravity into the muffle and withdrawn from it will. This ensures that the slag is reheated to the full muffle temperature.

Es ist eine Brennstaubfeuerung bekannt, deren Achse steil gegen die Waagerechte geneigt ist und aus weicher die Feuergase zentral nach oben abströmen. Es treten aber gleichzeitig durch eine zentrale Bodenöffnung Feuergase einer Rostfeuerung in die Muffel ein, welche die Muffel von unten nach oben durchströmen. Daher ist bei dieser Muffel eine Schlackenaustragung nach unten mit Sicherheit nicht zu erwarten.There is a pulverized fuel known, the axis of which is steep against the Is inclined horizontally and from which the fire gases flow centrally upwards. At the same time, however, fire gases from a grate furnace occur through a central opening in the floor into the muffle, which flows through the muffle from bottom to top. thats why With this muffle, a downward discharge of slag is definitely not to be expected.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Zyklonfeuerung zur Beheizung eines Dampferzeugers ist in der Zeichnung im Symmetrieschnitt dargestellt.A cyclone furnace designed according to the invention for heating a steam generator is shown in the drawing in symmetry section.

Die Zyklonmuffell ist in bekannter Weise als kreiszylindrischer Hohlkörper ausgebildet mit einer ebenen Stirnwand 2, in welcher zentrisch die von einer Düse 3 umgebene Feuergasaustrittsöffnung 4 angeordnet ist. Die Muffelwand 5 geht am anderen Stirnende in die kegelstumpfförmige Stirnwand 6 über. Die Wände der Muffel sind in bekannter Weise aus Kühlrohren des befeuerten Dampferzeugers aufgebaut, welche feuerseitig mit Stiften versehen und mit feuerfester Masse verkleidet sind, während sie nach außen mit einer Isolierschicht und einem gasdichten Blechmantel abgedeckt sind. Durch die Düsen 7 wird in regelbarer Menge und wahlweise durch eine oder mehrere Düsen die den feinkörnigen festen Brennstoff tragende Erstluft, durch die Düsen 8 ebenso regelbar die Zweitluft in parallelen Strömen und tangential in die Muffel 1 eingeführt.The cyclone muffle is known as a circular cylindrical hollow body formed with a flat end wall 2, in which the center of a nozzle 3 surrounded fire gas outlet opening 4 is arranged. The muffle wall 5 goes to the other Front end in the frustoconical end wall 6 over. The walls of the muffle are constructed in a known manner from cooling tubes of the fired steam generator, which on the fire side provided with pins and clad with refractory mass, while it is covered on the outside with an insulating layer and a gas-tight sheet metal jacket are. Through the nozzles 7 is in a controllable amount and optionally through one or more Nozzles the fine-grained first air carrying solid fuel, the second air can also be regulated by the nozzles 8 in parallel flows and tangentially introduced into muffle 1.

Die 1luffelachse ist unter 45° gegen die Waagerechte geneigt, und der halbe Spitzenwinkel des Kegelstumpfes 6 beträgt ebenfalls 45°. Daher liegt seine unterste Erzeugende waagerecht. In deren Bereich ist die sich in Richtung der Erzeugenden erstreckende, schlitzförmige Schlackenauslauföffnung 9 angeordnet. Sie ist durch einen feuerfesten Schacht 10 unter Luftabschluß mit der Wasserfüllung des Kratzertroges 11 verbunden.The luffel axis is inclined at 45 ° to the horizontal, and half the apex angle of the truncated cone 6 is also 45 °. Hence his lies lowest generatrix horizontally. In their area is that in the direction of the generators extending, slot-shaped slag outlet opening 9 is arranged. She is through a refractory shaft 10 with the exclusion of air with the water filling of the scratching trough 11 connected.

Die nach oben aus der Düse 3 austretenden Feuergase stoßen gegen die aus Kesselrohren bestehende Prallwand 12, füllen dadurch den hTachbrennraum 13 aus und strömen durch die Rohrgassen des Schlackenfangrostes 14 hindurch in den Strahlungsraum 15 ab. Der Nachbrennraum 13 ist an seinem unteren Ende trichterartig ausgebildet. In dem Boden dieses Trichters sind eine oder mehrere Schlackenauslauföffnungen 16 angeordnet, durch welche die flüssige Schlacke in den oder die feuerfesten Schächte 17 fließt und unter Luftabschluß in das Wasserbad des Kratz.erbehälters 11 gelangt. Abweichend davon kann, unter entsprechender Ausbildung des Trichters, die Schlackenau.slauföffnung auch im unteren Teil der Stirnwand 2 angeordnet sein, so daß die flüssige Schlacke durch die Muffel zur Öffnung 9 abfließen kann.The fire gases emerging upward from the nozzle 3 collide with the Impact wall 12 consisting of boiler tubes, thereby filling the secondary combustion chamber 13 and flow through the pipe lanes of the slag grate 14 into the radiation space 15 from. The afterburning chamber 13 is designed like a funnel at its lower end. In the bottom of this funnel there are one or more slag outlet openings 16 arranged, through which the liquid slag in the or the refractory shafts 17 flows and reaches the water bath of the Kratz.erbehälters 11 with the exclusion of air. Deviating from this, with the appropriate design of the funnel, the slag discharge opening also be arranged in the lower part of the end wall 2, so that the liquid slag can flow through the muffle to the opening 9.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cyclone firing with one or more circular cylindrical ones Muffles to which fuel and air are fed tangentially. and from which the fire gases through a nozzle-like neck of each end wall upwards emerge, while the other end wall is frustoconical, thereby characterized in that the muffles are arranged with an inclined axis, the inclination of the axes against the horizontal is equal to half the cone angle of the lower end wall.

2. cyclone furnace according to claim 1, characterized in that the slag discharge opening is arranged at the deepest point of the truncated cone wall.

3. Cycle firing after Claim 1, characterized in that the afterburning chamber is shaped like a funnel at the lower end and the slag drainage openings are arranged at the lower end of the funnel.

4. cyclone furnace according to claims 1 to 3, characterized in that the slag drainage openings gas-tight through fireproof shafts with the water trough of a scratching tape or :. like are connected.

5. cyclone furnace according to claim 1, characterized in that the Schlaekenfan.grost as an extension of the baffle wall of the afterburning chamber and roughly perpendicular The muffle is arranged above the fire gas outlet nozzle.

6. Cyclone firing after Claim 1, characterized in that the angle of inclination of the Muffeladhsen approximately 45 °.

7. cyclone furnace according to claims 1 to 3, characterized in that that the slag drainage openings of the afterburning chamber in the upper end walls of the Muffles lie. B. cyclone furnace according to claims 1 and 2, characterized in that that the slag drainage openings of the muffles are slit-shaped along the deepest Cone generators run. Documents considered: French patent specification No. 480,427; VDI magazine, 1952, p. 921 ff.