DE19935597C2

DE19935597C2 - Feuerung

Info

Publication number: DE19935597C2
Application number: DE19935597A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Benesch; Reinhold Terhaar
Original assignee: Steag Encotec GmbH
Current assignee: Steag Energy Services GmbH
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: EP1198685B1; DE50005920D1; PT1198685E; ES2218195T3; ATE263338T1; US6745705B1; DE19935597A1; TR200200230T2; EP1198685A1; CN1369047A; WO2001009549A1; CN1153924C

Abstract

Die Feuerung weist einen Feuerraum (1) auf, an dessen unterem Ende eine Austragvorrichtung (2) für Brennkammer-Asche vorgesehen ist. Unterhalb der Austragvorrichtung (2) arbeitet ein Stetigförderer in Form eines Schwingförderers (3), dessen Schwingrinne die Trockenentaschung in wirksamer und zuverlässiger Weise durchführt. Dabei wird die Trockenasche gleichzeitig mit Luft gekühlt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerung mit

- einem Feuerraum,
- mindestens einer am unteren Ende des Feuerraums angeordneten Austragvorrichtung für trockene Brennkammer- Asche und
- einem unterhalb der Austragvorrichtung angeordneten Förderer zum Aufnehmen und Abtransportieren der ausgetrage nen Asche in trockenem Zustand.

Die Brennkammer-Asche, die unten aus dem Feuerraum abge zogen wird, fällt mit einer Temperatur von 800 bis 1200°C an. Ursprünglich ließ man die Brennkammer-Asche in ein Was serbad fallen, aus dem sie mittels des Förderers abgezogen wurde. Bei modernen NO_x-armen Feuerungen hat sich die Asche qualität so verändert, daß der sich anschließende Transport prozeß aufgrund fehlender Entwässerbarkeit der Asche proble matisch war. Außerdem ergaben sich Lagerungs- und Entsor gungsprobleme.

Vor diesem Hintergrund wurde ein Trockenentaschungsver fahren entwickelt, bei dem das Problem der Entwässerung der Brennkammer-Asche entfällt. Außerdem kann die trockene Asche besser wiederverwertet oder nach entsprechender Aufbereitung sogar der Filterasche zugemischt werden. Damit ergibt sich ein einheitlicher Entsorgungsweg für die gesamte Asche der Steinkohlefeuerung.

Das bekannte Trockenentaschungsverfahren wird mit einer Steinkohlefeuerung betrieben, die in einem Prospekt der US- amerikanischen Firma United Conveyor Corporation aus dem Jahre 1997 beschrieben ist. Die Asche wird auf Rosten gesam melt und chargenweise in ein Vakuum-Transportsystem abgege ben.

Ferner ist es aus der DE-PS 311 639 bekannt, einer Feue rung eine Einrichtung zum Granulieren der flüssig abgezogenen Schlacke nachzuschalten. Die Schlacke wird mit einem Luftstrahl zerstäubt und sodann auf ein Wanderrost abgewor fen. Die Luft wird nach dem Granulieren der Schlacke im Kreislauf gefördert, wobei sie erst einen Wärmetauscher und sodann die auf dem Wanderrost befindliche granulierte Schlacke durchströmt. Bei diesem Stande der Technik handelt es sich nicht um eine in die Feuerung integrierte Trocken entaschung.

Ausgehend von dem bekannten Trockenentaschungsverfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kühlung der Brennkammer-Asche sowie deren Handling, Abtransport und Verwertung zu verbessern, und zwar als integraler Bestandteil der Feuerung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Feuerung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,

- daß der Förderer als Schwingförderer ausgebildet ist und eine zur Austragvorrichtung hin offene Schwingrinne auf weist und
- daß eine Einrichtung zum Kühlen der Asche mittels Luft vorgesehen ist, wobei die Kühlluft als vorgewärmte Ver brennungsluft für den Feuerraum genutzt wird.

Der Einsatz von Schwingförderern ist aus der DE 34 16 525 A1 bekannt, allerdings nicht im Zusammenhang mit der Trockenentaschung einer Feuerung. Vielmehr ist der Schwing förderer einer Austragschleuse nachgeschaltet, in die ein aus Asche und Reststoffen bestehendes, aus einer Brennkammer kommendes Gemisch hineingefördert wird. Das Gemisch staut sich in der Austragschleuse, wird dort mit Wasser befeuchtet und bildet auf diese Weise eine Abdichtung der Schleuse, wobei es kontinuierlich auf den Schwingförderer rutscht. Eine Kühlung des Gemischs mit Luft findet nicht statt. Dem entsprechend wird auch keine vorgewärmte Verbrennungsluft für die Brennkammer erzeugt.

Schwingförderer sind äußerst robust, was im Hinblick auf die abrasiven Eigenschaften der Brennkammer-Asche von großer Bedeutung ist. Außerdem erbringen sie hohe Förderleistungen und gestatten ohne weiteres sowohl einen diskontinuierlichen als auch einen kontinuierlichen Betrieb, also ein sehr variables und wirksames Trockenentaschungsverfahren.

Vor allen Dingen lassen sich Schwingförderer mit einer sehr effektiven Luftkühlung kombinieren. Die Temperatur der Brennkammer-Asche kann also während des Abtransports wirk sam, d. h. rasch auf niedrige Werte abgesenkt werden.

Dabei ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Mit tel zum Transportieren und Kühlen der Brennkammer-Asche ein fach, wirtschaftlich und zuverlässig im Betrieb sind.

Die Erfindung ist vor allen Dingen anwendbar auf Stein kohlefeuerungen, allerdings auch auf andersartige Feuerun gen, beispielsweise Braunkohlefeuerungen, Müllfeuerungen etc.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Boden der Schwingrinne mit Düsenöffnungen für die Kühl luft versehen ist. Die Kühlluft durchdringt die in der Schwingrinne abgelegte Asche und kann sodann in den Feuer raum gelangen, in welchem sie als vorgewärmte Verbrennungs luft genutzt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Schwingrinne mit seitli chen Düsenöffnungen für die Kühlluft zu versehen. Dies führt zu einer sehr intensiven Kühlung der Oberseite der Ascheablagerung in der Schwingrinne und der neu herabfallenden Aschepartikel. Auch hierbei entsteht vorgewärmte Verbren nungsluft für den Feuerraum. Schließlich besteht die Mög lichkeit, auch die Austragvorrichtung mit Düsenöffnungen für die Kühlluft zu versehen. Die Brennkammer-Asche wird also bereits vor dem Abwerfen auf den Schwingförderer im Gegen strom gekühlt, was zu einer sehr intensiven Kühlung und Vor wärmung der Verbrennungsluft führt.

Das Eintragen von Kühlluft als vorgewärmte Verbrennungs luft in den unteren Bereich des Feuerraums bringt einen zu sätzlichen vorteilhaften Effekt mit sich, nämlich eine Nach verbrennung der Brennkammer-Asche. Dies verbessert den Aus brand des Brennstoffs (Steinkohle) Feuerung und reduziert die anfallende Menge an Brennkammer-Asche.

Je nach Betriebsbedingungen kann der im Feuerraum herr schende Unterdruck ausreichen, die Kühlluft durch die ein zelnen Düsen hindurchzusaugen. Allerdings ist es ggf. auch von Vorteil, mindestens einige der Düsenöffnungen an ein Ge bläse anzuschließen. Dies erhöht u. U. den Durchsatz an Kühl luft und führt vor allen Dingen zu einer besseren Steuerbar keit des Kühlvorganges. Auch vermindert sich die Gefahr, daß sich die Düsenöffnungen zusetzen.

Neben der oben diskutierten direkten Kühlung der Brenn kammer-Asche wird in Weiterbildung der Erfindung auch eine indirekte Kühlung vorgeschlagen, wobei die Schwingrinne mit einem Luftkasten kombiniert wird, der an den Feuerraum ange schlossen ist. Die Kühlluft streicht also an der Unterseite der Rinne vorbei und entzieht der Brennkammer-Asche Wärme, ohne mit letzterer in Berührung zu treten. Da der Luftkasten an den Feuerraum angeschlossen ist, entsteht ebenfalls vor gewärmte Verbrennungsluft.

Im Rahmen der Erfindung besteht durchaus die Möglich keit, die indirekte Kühlung der Brennkammer-Asche mit der direkten Kühlung zu kombinieren.

Bei der indirekten Kühlung ist es vorteilhaft, die Un terseite der Schwingrinne mit Kühlrippen oder dergleichen zu versehen, um den Wärmeübergang in gesteuerter Weise zu stei gern.

Auch bei der indirekten Kühlung kann der Unterdruck im Feuerraum ausreichen, die Kühlluft durch den Luftkasten hin durchzusaugen. Alternativ besteht die ggf. vorteilhaftere Möglichkeit, den Luftkasten an ein Gebläse anzuschließen. Die diesbezüglichen Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der direkten Kühlung angegeben.

Sofern ein Gebläse Anwendung findet, sei es bei der in direkten, sei es bei der direkten Kühlung, handelt es sich vorzugsweise um das Frischluftgebläse, welches den Feuerraum mit Verbrennungsluft versorgt. Ein Teil dieser Verbrennungs luft wird also als Kühlluft abgezweigt und als vorgewärmte Luft in den Verbrennungsraum eingebracht, und zwar entweder direkt oder auch nach Rückführung in den Verbrennungsluft strom.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Austragvorrichtung mit einem abgewinkelten Auslaß verse hen ist und daß der Schwingförderer unterhalb des abgewin kelten Auslasses angeordnet ist. Diese Ausbildung leistet einen wesentlichen Beitrag zum Kühlungsprozeß, da sich der Schwingförderer nicht im direkten Strahlungsbereich des Feu erraumes befindet. Dies verbessert die Kühlung bzw. vermin dert die erforderliche Kühlleistung. Außerdem ermöglicht es den Einsatz weniger hochwertiger Materialien.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird die Aus tragvorrichtung mit Verschlußklappen versehen, die die Mög lichkeit bieten, die Brennkammer-Asche chargenweise an den Schwingförderer abzugeben. Vielfach wird man allerdings ei nen kontinuierlichen Ascheaustrag vorziehen. Hier bieten die Verschlußklappen dann die Möglichkeit, die Asche vorüberge hend zu speichern, sofern im Bereich des Schwingförderers kurzzeitige Störungen auftreten bzw. kleinere Reparatur- oder Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen. Dabei ent fällt die Notwendigkeit, die Feuerung abzustellen.

Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Steinkohlefeue rungen in Kraftwerksanlagen zur Dampferzeugung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Dampferzeuger mit einer Steinkohlefeuerung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Feuerung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausfüh rungsform eines Schwingförderers.

Die Feuerung nach Fig. 1 weist einen Feuerraum 1 auf, an dessen unterem Ende eine Austragvorrichtung 2 für Brenn kammer-Asche angeordnet ist. Unterhalb der Austragvorrich tung 2 befindet sich ein Schwingförderer 3, dessen Förder richtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft.

Die Austragvorrichtung 2 weist einen abgewinkelten Aus laß 4 auf, so daß der Schwingförderer 3 versetzt angeordnet ist und nicht im direkten Strahlungsbereich des Feuerraums 1 liegt. Der Schwingförderer 3 ist also thermisch abgeschirmt. Eine nicht versetzte Anordnung ist gleichermaßen möglich.

Der Schwingförderer 3 weist eine Schwingrinne 5 auf, die in einem Luftkasten 6 angeordnet ist. Wie in Fig. 2 ange deutet, wird der Luftkasten 6 mit Druckluft beaufschlagt, und zwar über eine Leitung 7, die von einer Verbrennungs luftleitung 8 abzweigt. Die Luft strömt unter der Schwing rinne 5 entlang und bewirkt eine indirekte Kühlung der in der Schwingrinne transportieren Asche. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs ist die Unterseite der Schwingrinne 5 mit Kühlrippen 9 besetzt.

Die durch den Luftkasten 6 hindurchgeförderte Luft wird als vorgewärmte Verbrennungsluft in die Feuerung 1 eingege ben, und zwar im vorliegenden Fall über eine gesonderte Lei tung 10. Alternativ kann die vorgewärmte Verbrennungsluft auch in die Verbrennungsluftleitung 8 zurückgefördert werden und von dort direkt oder über die Brenner in den Feuerraum gelangen.

Im Gegensatz zu der indirekten Kühlung der Asche nach den Fig. 1 und 2 arbeitet der Schwingförderer 3 nach Fig. 3 mit direkter Kühlung. Hierzu sind im Boden der Schwingrinne 5 Düsenöffnungen 12 vorgesehen, die die Kühl luft durch die abtransportierte Asche hindurchblasen. Weite re Düsenöffnungen 13 sind in den Seitenwänden der Schwing rinne 5 vorgesehen, um Kühlluft auf die Oberseite der Asche aufzublasen und gleichzeitig herabfallende Aschepartikel zu kühlen.

Ferner zeigt Fig. 1, daß auch die Austragvorrichtung 2 Düsenöffnungen 14 aufweist. Diese kühlen die herabfallenden Aschepartikel im Gegenstrom, also in sehr effektiver Weise, und bewirken ferner eine Nachverbrennung der Asche, was zu einer Minimierung der Aschemenge führt. Weitere Kühlluftöff nungen können der Feuerung oder dem Dampferzeuger zugeordnet sein.

Schließlich zeigt Fig. 1, daß die Austragvorrichtung 2 mit Verschlußklappen 15 versehen ist, von denen zur Verdeut lichung die linke geschlossen und die rechte halbgeschlossen dargestellt ist. Die Verschlußklappen 15 lassen einen dis kontinuierlichen Betrieb zu und ermöglichen bei kontinuier lichem Betrieb die kurzfristige Beseitigung von Störungen im Bereich des Schwingförderers, ohne daß es notwendig wäre, die Kesselanlage stillzusetzen.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkei ten gegeben. So läßt sich die indirekte mit der direkten Kühlung kombinieren. Ferner kann mit gesonderten Kühlluft- Gebläsen gearbeitet werden. Unter Umständen kann auf jegli che Gebläseunterstützung verzichtet werden, sofern der Unterdruck in der Feuerung zum Ansaugen der Kühlluft aus reicht. Eine Gebläseunterstützung hat allerdings den Vor teil, daß durch entsprechend hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Düsenöffnungen dazu beigetragen werden kann, daß sich die Düsenöffnungen nicht zusetzen. Dies gilt auch für die im Bereich der Austragvorrichtung angeordneten Düsenöffnungen. Wird auf eine Gebläseunterstützung verzichtet, so kann bei der Ausführungsform nach Fig. 3 der Luftkasten entfallen. Ggf. besteht ferner die Möglichkeit, an den Schwingförderer nach Fig. 2 einen weiteren Schwingförderer anzuschließen, der ebenfalls mit einer Kühleinrichtung versehen wird, wobei die beiden Kühleinrichtungen durchaus unterschiedlich aufge baut sein können.

Claims

1. Feuerung mit
einem Feuerraum (1),
mindestens einer am unteren Ende des Feuerraums (1) angeordneten Austragvorrichtung (2) für trocke Brennkammer- Asche und
einem unterhalb der Austragvorrichtung (2) angeordne ten Förderer zum Aufnehmen und Abtransportieren der ausge tragenen Asche in trockenem Zustand,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderer als Schwingförderer (3) ausgebildet ist und eine zur Austragvorrichtung (2) hin offene Schwing rinne (5) aufweist und
daß eine Einrichtung zum Kühlen der Asche mittels Luft vorgesehen ist, wobei die Kühlluft als vorgewärmte Ver brennungsluft für den Feuerraum (1) genutzt wird.

2. Feuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Schwingrinne (5) mit Düsenöffnungen (12) für die Kühlluft versehen ist.

3. Feuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Schwingrinne (5) mit seitlichen Düsenöffnungen (13) für die Kühlluft versehen ist.

4. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit Düsenöff nungen (14) für die Kühlluft versehen ist.

5. Feuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Düsenöffnungen (12 bis 14) an ein Gebläse angeschlossen sind.

6. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingrinne (5) mit einem Luftka sten (6) kombiniert ist, der an den Feuerraum (1) ange schlossen ist.

7. Feuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Schwingrinne (5) mit Kühlrippen (9) o. dgl. versehen ist.

8. Feuerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß der Luftkasten (6) an ein Gebläse angeschlossen ist.

9. Feuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse das Verbrennungsluftgebläse ist.

10. Feuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft als vorgewärmte Verbren nungsluft in den Verbrennungsluftstrom eingeführt wird.

11. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit einem abgewinkelten Auslaß (4) versehen ist und daß der Ste tigförderer unterhalb des abgewinkelten Auslasses (4) ange ordnet ist.

12. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit Verschlußklappen (15) versehen ist.