DE69102865T2 - Beschickungskanal zum Verfeuern von Stroh. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zubringerkanal für eine Halmfeuerungsanlage umfassend ein mit einer Schieberklappe versehenes Schieberventil zum Schliessen des Kanals, einen in der Kanalwand Stromaufwärts des Schieberventils angeordneten Sprinkler, ein Wasserversorgungsventil und ein Wasserzufuhrrohr für den Sprinkler, sowie Mittel zum Steuern und Betätigen des Öffnens und Schliessens der Schieberklappe und des Wasserversorgungsventils.
• Aus der DK-A 143471 ist ein Zubringerkanal dieser Art bekannt, wo ein Halmbrand im Kanal mittels durch die Sprinklerdüse zugeführtem Wasser geloschen wird. In der US-A 4 181 082 ist eine Anlage zur Verbrennung von festem Brennstoff, z.B. Holz, beschrieben, wo im Kanal ein Thermostat-gesteuertes Wasserzufuhrventil montiert ist, das für die Wasserzugabe zum Brennstoff an der zwischen einem Zufuhrkolben für Brennstoff liegenden Stelle im Kanal und dem Feuerraum öffnet, wenn die Temperatur im Kanal ein bestimmtes Niveau übersteigt.
• Die DE-A-2 933 786 beschreibt einen Zubringerkanal mit einem in der Nähe des Schieberventils angebrachten Sprinkler.
• Diese bekannten Anlagen weisen den Nachteil auf, dass das zugeleitete Wasser frei in den Feuerraum strömen kann, wo es, z.B. durch Eindringen in feuerfeste Steine, plötzliches Abkühlen von erhitzten Teilen, kräftige Dampfentwicklung usw., Schäden verursachen kann. Aus der Beschreibung der obenerwähnten DK Auslegeschrift geht hervor, dass ein Brand im Zubringerkanal entstehen kann, wenn ein Halmballen explosionsartig angezündet wird und durch den vom Schieberventil noch nicht geschlossenen Einlass in den Feuerraum Flammen schiessen. Aufgrund dieser ständigen Brandgefahr hat die Inbetriebnahme von Halmfeuerungsanlagen bisher die Gegenwart einer Bedienungsperson zur Überwachung der Anlage erfordert.
• Unter normalem Betrieb einer Anlage kann jedoch auch aus anderen Gründen ein Brand im Zubringerkanal entstehen, z.B. wenn die Halmfeuerungsanlage abgestellt werden soll, sowohl im Fall einer beabsichtigten Unterbrechung als einer z.B. aufgrund von zu niedrigem Wasserstand in einem angeschlossenen Boiler ausgelösten Notunterbrechung.
• Bei einem beabsichtigten Abstellen der Halmfeuerungsanlage wird die Halmzufuhr zum Feuerraum eingestellt und die Halme werden in dem grösst möglichen Ausmass vom Zubringerkanal entfernt, wonach das Schieberventil geschlossen wird. Da normalerweise etwas Halm im Kanal zurückbleibt, kann das Ventil nicht ganz geschlossen werden. Im Falle einer Notunterbrechung wird die Schieberklappe direkt zu den Halmen in dem gefüllten Kanal nach unten geschlossen und in einer Stellung gestoppt, die vom Ausmass der Komprimierung der Halme im Kanal abhängt.
• Das Feuer wird sich durch Oberflächenbrennen nach und nach vom Feuerraum zum Zubringerkanal stromaufwärts des wassergekühlten Teils des Kanals breiten, bis auch die Halme unter der Schieberklappe zu brennen anfangen und von Bedienungspersonen der Anlage gelöscht werden müssen, um ein Ausbreiten des Brandes auf andere Teile der Anlage zu verhindern. Aufgrund der oft kräftigen und andauernden Hitzeentwicklung in den brennenden Halmen können die betroffenen Teile des Schieberventils und Zufuhrkanals beschädigt werden, indem sie z.B. deformiert werden oder reissen, was eine unbeabsichtigte Einstellung des Betriebes und grosse Reparaturkosten mit sich führt.
• Es ist Aufgabe der Erfindung einen Zubringerkanal der einleitend angegebenen Art anzuweisen, bei welchem verhindert werden kann, dass bei Löschen eines Brandes im Kanal Wasser in den Feuerraum eindringt und wo das Schieberventil gegen Beschädigung aufgrund der Wärmeentwicklung gesichert ist.
• Die Erfindung bietet einen Zubringerkanal an, der ein so effektives Löschen eines Brandes gewährleistet, dass eine Halmfeuerungsanlage, in welcher der Kanal einen Teil ausmacht, betrieben werden kann, ohne dass dies die ständige Gegenwart einer Bedienungsperson erfordert.
• Der erfindungsgemässe Zubringerkanal unterscheidet sich von den bekannten Typen dadurch, dass der Sprinkler dazu vorgesehen ist die Schieberklappe mit Wasser zu bespritzen, und dass der Boden des Gehäuses des Schieberventils niedriger als der Boden des Zubringerkanals gelegen ist und mit Dränöffnungen zum Ableiten des durch den Sprinkler zugeführten Wassers ausgestattet ist.
• Damit wird erreicht, dass das Wasser vom Sprinkler, das die Halme im Kanal stromaufwärts des Schieberventils durchnässt, zusätzlich die Schieberklappe abkühlt, sodass diese aufgrund der Wärmeentwicklung nicht deformiert wird. Das zugeführte Wasser wird durch das Ventilgehäuse abgeleitet und dringt deshalb nicht in den Feuerraum ein oder breitet sich länger stromaufwärts in den Kanal, wodurch Schäden in diesen Bereichen verhindert werden können. Letztgenannte Massnahme bringt ferner den Vorteil mit sich, dass Wasser in grösseren Mengen und über längere Zeitspannen zugefügt werden kann als es bei der bekannten Anlage der Fall ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Zubringerkanals kann die Schieberklappe des ersten Schieberventils hohl und zum Füllen mit Wasser vorgesehen sein. In einer zweiten Ausführungsform können Mittel zum Zirkulieren von Kühlwasser durch den Hohlraum in der Schieberklappe vorgesehen sein. Bei diesen Ausführungsformen wird eine zusätzliche Sicherung gegen Beschädigung der Schieberklappe im Schieberventil auf Grund hoher Temperaturen gewährleistet.
• In einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemässen Zubringerkanals können, wenn die Schieberklappe, wie vorstehend beschrieben, unabhängig gekühlt ist, Mittel zur intermittierenden Wasserversorgung der Sprühdüsen vorgesehen sein. Da sich das Feuer im Zubringerkanal nur verhältnismässig langsam breitet, ist es in vielen Fällen nicht notwendig die Halme ständig zu übersprühen, wenn diese einmal gründlich durchnässt worden sind, wohingegen es notwendig ist die Halme und den um das Schieberventil herumliegenden Bereich fortwährend feucht zu halten, um ein Wiederanzünden des Feuers durch zurückbleibende Glut zu verhindern. Mit dieser Massnahme wird der Brand so effektiv geloschen, dass es der ständigen Gegenwart einer Überwachungsperson nicht bedarf.
• Eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemässen Zubringerkanals ist dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Sprinklers ein zweites Schieberventil zum Schliessen des Zubringerkanals montiert ist, dessen Ventilgehäuse mit Dränöffnungen zum Ableiten des durch den Sprinkler zugeführten Wassers und Mitteln zum Steuern und Betätigen des Öffnens und Schliessens der Schieberklappe versehen ist, und dass die Mittel zum Steuern und Betätigen der Schieberklappen zum gleichzeitigen Schliessen beider Schieberventile dienen. Dadurch sichert man sich dagegen, dass weiter stromaufwärts im Zubringerkanal Feuer vordringen kann, gleichzeitig damit, dass eine zusätzliche Möglichkeit des Ableitens von Wasser aus dem Zubringerkanal geschaffen ist.
• In einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemässen Zubringerkanals kann der stromabwärts des ersten Schieberventils liegende Kanalteil wassergekühlt sein, was bewirkt, dass auch dieser Teil des Kanals gegen Beschädigung aufgrund von kräftiger Wärmeentwicklung geschützt ist.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, welche ein Beispiel einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Schieberventil-Vorrichtung zeigt, näher erläutert werden.
• Die Zeichnung zeigt einen Zubringerkanal 1, der an dem einen Ende mit einem Einlaufkanal 2 verbunden ist, durch welchen Halme von einem (nicht gezeigten) Silo vor einen Kolben 3 befördert werden, welcher Kolben sich, wie mit dem Pfeil A angedeutet, vor und zurück bewegt und damit die Halme in den Kanal presst. Das andere Ende des Zubringerkanals 1 wird durch die Vorderwand 4 eines halmgefeuerten Ofens geführt und mündet in einen Feuerraum 5. Ein Teil 6 des Kanals 1, der an die Vorderwand 4 angrenzt, ist mit einer Kühlkappe 7 ausgestattet, und die Aussenwand des Kanals 2 wird von Kühlwasser durchströmt.
• Stromaufwärts des wassergekühlten Kanalteils 6 sind in dem Zubringerkanal 1 zwei Schieberventile 10 und 11 montiert, die durch eine kurze Kanalsektion oder ein Zwischenstück 20 voneinander getrennt sind. Das stromabwärts liegende Schieberventil 10 ist direkt auf dem wassergekühlten Kanalteil 6 montiert. Das Schieberventil 10 umfasst ein Ventilgehäuse 12, eine Schieberklappe 13 und einen pneumatisch aktivierbaren Zylinder 14, der via seine Kolbenstange 15 die Schieberklappe 13 zwischen der auf der Zeichnung gezeigten offenen Stellung, in welcher die Halme frei durch das Ventilgehäuse 12 zum Feuerraum 5 passieren können, und einer geschlossenen Stellung, in der die Schieberklappe 13 die Passage der Halme vollkommen sperrt, verschiebt. Das Schieberventil 11 ist auf dieselbe Weise wie das Schieberventil 10 mit einem Ventilgehäuse 16, einer Schieberklappe 17 und einem pnuematisch aktivierbaren Zylinder 18 mit einer Kolbenstange 19 versehen.
• Die Schieberklappe 13 des Schieberventils 10 besteht aus zwei Platten mit einem gemeinsamen Zwischenraum, der unter Betrieb mit Wasser gefüllt gehalten wird.
• An der Oberkante des Zwischenstückes 20 an dessen dem Ventilgehäuse 10 zuwendenden Ende ist ein Sprinkler 21 mit einem Wasserzuleitungsrohr 22 eingebaut. Der Sprinkler 21 weist in die Richtung, dass durch das Rohr 22 zugeführtes Wasser in jenen Bereich geleitet wird, der von der Schieberklappe 13 bei geschlossenem Schieberventil 10 eingenommen wird, sowie zu dem unmittelbar stromaufwärts liegenden Bereich des Zwischenstückes 20. Die Ventilgehäuse 12 und 16 sind derart gebaut, dass ihre Böden 23 etwas unter dem Boden 9 des Zubringerkanals 1 liegen. Die Böden 23 sind mit Dränöffnungen 24 und 25 ausgestattet, sodass durch die Düse 21 eingespritzes Wasser durch diese Öffnungen weggeleitet werden kann.
• Die Schieberventil-Vorrichtung wirkt auf folgende Weise:
• Unter normalem Betrieb sind die Schieberklappen 13 und 17 in die auf der Zeichnung gezeigte offene Stellung verschoben, und die Halme werden mit Hilfe des Kolbens 2 intermittierend durch den Zubringerkanal 1 in den Feuerraum 5 gepresst, wo sie verbrannt werden.
• Wenn man wünscht das Feuern abzustellen, wird die Halmzufuhr bei 2 unterbrochen, und mit Hilfe des Kolbens 3 werden die Halme im Zubringerkanal 1 so weit wie möglich in den Kanal hineingepresst. Danach werden die Schieberklappen 13 und 17 mittels der pneumatisch aktivierbaren Zylinder 14 bzw. 18 in ihre geschlossenen Stellungen gebracht. Eventuell restierende Halme in den Ventilgehäusen und in dem Zwischenstück 20 werden dabei komprimiert und können, wenn die Halmmenge zu gross ist, an einem vollständigen Schliessen der Schieberklappen hindern.
• Danach wird der Düse 21 intermittierend Wasser zugeführt, was bewirkt, dass eventuell im Zwischenstück 20 befindliche Halme vollkommen durchnässt werden. Überschüssiges Wasser wird durch die Dränöffnungen 24 und 25 weggeleitet.
• Da dem Feuerraum 5 nicht länger Halme zugeführt werden, wird sich das Feuer dort gradweise durch die Mündung des Zubringerkanals 1 zurückziehen, und die Halme in dem wassergekühlten Kanalteil 6 werden Feuer fangen. Da die Halme unter den Schieberklappen 13 und 17 mittlerweile stark komprimiert und durchnässt sind, wird sich das Feuer bei Oberflächebrennen nicht in den Bereich der Schieberventile ausbreiten, und aufgrund der kräftigen Durchfeuchtung wird ein Abbrennen der Halme im Kanalstück 20 verhindert. Die geschlossene, wassergefüllte Schieberklappe 13 wird auch mit Wasser von der Sprühdüse 21 bespritzt und somit auf einer so niedrigen Temperatur gehalten, dass die Schieberklappe nicht von den brennenden Halmen beschädigt wird. Auch das Ventilgehäuse 12 ist gekühlt, teils, da es mit dem wassergekühlten Kanalteil 6 in Verbindung steht, und teils durch das Wasser, das durch die Dränöffnung 24 weggeleitet wird.
• Da sich das Feuer verhältnismässig langsam im Zubringerkanal ausbreitet, ist es in dem Fall, wo die Schieberklappe 13 unabhängig gekühlt ist, wie auf der Zeichnung gezeigt und vorstehend beschrieben, ausreichend der Sprühdüse 21 intermittierend Wasser zuzuführen, da gegen ein Abbrennen der Halme im Kanalstück 20, wenn diese Halme gründlich durchnässt worden sind, bereits genügend Sicherheit geschaffen worden ist. Um zu verhindern, dass Glut ein Wiederanzünden des Feuers verursachen könnte, ist es jedoch erforderlich, dass der Sprühdüse in regelmässigen Intervallen Wasser zugeführt wird.
• Versuche mit einer Schieberventilvorrichtung nach der Erfindung haben gezeigt, dass das Feuer so effektiv daran gehindert wird zurück durch den Zubringerkanal zu dringen, sodass es möglich ist die Anlage während des Betriebes unbemannt zu lassen. Die erforderlichen Kontroll- und Überwachungsfunktionen, die u.a. wenn es notwendig ist, ein Schliessen der Schieberventile verursachen, sind herkömmlicher Art und es bedarf keiner näheren Erläuterung.

Claims (6)

1. Zubringerkanal (1) für eine Halmfeuerungsanlage umfassend ein mit einer Schieberklappe (13) versehenes Schieberventil (10) zum Schliessen des Kanals, einen in der Kanalwand stromaufwärts des Schieberventils angeordneten Sprinkler (21), ein Wasserversorgungsventil und ein Wasserzufuhrrohr (22) für den Sprinkler, sowie Mittel (14) zum Steuern und Betätigen des Öffnens und Schliessens der Schieberklappe und des Wasserversorgungsventils, wobei der Sprinkler (21) nahe bei der Schieberklappe (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprinkler (21) dazu vorgesehen ist die Schieberklappe mit Wasser zu bespritzen, und dass der Boden (23) des Gehäuses (12) des Schieberventils (10) niedriger als der Boden (9) des Zubringerkanals (1) gelegen ist und mit Dränöffnungen (24) zum Ableiten des durch den Sprinkler (21) zugeführten Wassers ausgestattet ist.

2. Zubringerkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberklappe (13) des Schieberventils (10) hohl und zum Füllen mit Wasser vorgesehen ist.

3. Zubringerkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er Mittel zum Zirkulieren von Kühlwasser durch den Hohlraum in der Schieberklappe (13) umfasst.

4. Zubringerkanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Steuern und Betätigen des Wasserversorgungsventils zur intermittierenden Wasserversorgung des Sprinklers (21) vorgesehen sind.

5. Zubringerkanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Sprinklers ein zweites Schieberventil (11) zum Schliessen des Zubringerkanals (1) montiert ist, dessen Ventilgehäuse (16) mit Dränöffnungen (25) zum Ableiten des durch den Sprinkler (21) zügeführten Wassers und Mittels zum Steuern und Betätigen des Öffnens und Schliessens der Schieberklappe (17) versehen ist, und dass die Mittel zum Steuern und Betätigen der Schieberklappen (13, 17) zum gleichzeitigen Schliessen beider Schieberventile (10, 11) dienen.

6. Zubringerkanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stromabwärts des ersten Schieberventils (10) liegende Kanalteil (6) wassergekühlt ist.