DE919188C

DE919188C - Device for setting the underwind in grate furnaces with zone division

Info

Publication number: DE919188C
Application number: DEM213A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johannes Josef Martin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-10-27
Filing date: 1949-10-27
Publication date: 1954-10-14

Description

Einrichtung zum Einstellen des Unterwindes bei Rostfeuerungen mit Zonenteilung Bei Laständerungen an Rostfeuerungen wird bisher im allgemeinen die Unterwindmenge der geänderten Brennstoffmenge in der Weise angepaßt, daß vom Heizer nach Gutdünken die Drosselklappen der einzelnen Zonenöffnungen von Hand verstellt werden. Da diese Art der Regelung bei vielzonigen Rosten umständlich ist und keine Gewähr dafür bietet, daB mit wirtschaftlichem LuftüberschuB gefahren wird und örtliche Überhitzungen des Rostbelages vermieden werden, wurde bereits versucht, die Windregelung durch Zusammenfassung der einzelnen von den Drehachsen der Drosselklappen ausgehenden Gestänge in ein einziges Verstellgetriebe zu vereinfachen und von einem einzigen Handrad, Hebel oder Verstellmotor aus zu betätigen. Ein unmittelbares Erfordernis hierfür ergab sich auch bei der selbsttätigen Feuerungsregelung, bei welcher die in jedem Zeitpunkt in die Brennschicht gelangende Unterwindmenge von einem einzigen Impuls in eindeutiger Weise steuerbar sein muB.Device for setting the underwind in grate firing with Zone division In the case of load changes on grate furnaces, the Underwind amount of the changed amount of fuel adjusted in such a way that from the heater The throttle valves of the individual zone openings can be adjusted by hand at will will. Since this type of regulation is cumbersome for multi-zone grids and not at all Provides a guarantee that driving is carried out with an economical excess air and local Overheating of the grate can be avoided, the wind control has already been tried by combining the individual starting from the axes of rotation of the throttle valves Simplify linkage in a single variable speed drive and from a single one Handwheel, lever or adjusting motor to be operated. An immediate requirement this also resulted from the automatic combustion control, in which the At any point in time, the amount of underwinds reaching the burning layer from a single one Impulse must be controllable in a clear way.

Zur Lösung der geschilderten Regelaufgabe wurden bisher nur solche Getriebe als brauchbar erachtet, welche die Zwischenschaltung eines kinematischen Gliedes gestatten, das es ermöglicht, die VerstellwegdurchfluBkennlinie jeder Zonendrossel innerhalb weiter Grenzen zu verändern. Üblicherweise bediente man sich hierzu Kurvenscheiben, die auf einer für alle Zonen gemeinsam betätigten Verstellwelle aufgereiht waren und an welche das zu jeder einzelnen Drosselklappe führende Verstellgestänge kraft- oder formschlüssig angelenkt wurde. Die Form der Kurvenscheiben wurde auf Grund kinematischer Analyse der bei den vorausgegangenen Einstellversuchen empirisch gefundenen Öffnungsstellungen festgelegt.So far, only such have been used to solve the rule task described Gear considered useful, which involves the interposition of a kinematic Allow member that makes it possible to adjust the adjustment path flow characteristic of each zone throttle to change within wide limits. Usually, cams were used for this purpose, which were lined up on an adjusting shaft that was actuated jointly for all zones and to which the adjusting linkage leading to each individual throttle valve is force- or articulated positively became. The shape of the cams was based on the kinematic analysis of the previous setting tests empirically found opening positions fixed.

Die Übertragung der Öffnungsstellungen in die Praxis war jedoch zeitraubend, und spätere Berichtigungen, die sich beispielsweise beim Übergang auf Brennstoff mit abweichendem Luftbedarf als erforderlich herausstellten, hätten umständliche Eingriffe an den Verstellkurven erforderlich gemacht, so daß man sich im allgemeinen mit einer mehr oder minder groben Näherung begnügte, die durch eine vor- oder nacheilende Verstellung der betreffenden, zu den Drosselklappen führenden Gestänge vorgenommen wurde. Hiermit wurde allerdings zugleich die Brauchbarkeit der gesamten Einrichtung in Frage gestellt oder zumindest auf einen bestimmten Lastbereich beschränkt.However, the transfer of the opening positions into practice was time-consuming, and subsequent corrections, for example when switching to fuel with a different air requirement turned out to be necessary, would have been cumbersome Interventions in the adjustment curves made necessary, so that in general contented with a more or less rough approximation, that with a leading or lagging one Adjustment of the relevant linkages leading to the throttle valves became. At the same time, however, the usefulness of the entire facility was rendered questioned or at least limited to a certain load range.

Eine wesentlich bessere Methode, die gemeinsame Regelung der Unterwindzumessung bei beliebig vielen Rostzonen durchzuführen, wird durch vorliegende Erfindung offenbart. Das Neue besteht im wesentlichen darin, daß die Luftdurchströmöffnung jeder einzelnen Zone eine Form hat, die der ihr jeweils zugehörigen Verstellwegdurchflußkennlinie entspricht. Es können dann stets sämtliche Öffnungen um den gleichen Betrag in Richtung des Verstellw eges abgedeckt werden. Die jeweils frei bleibende Öffnung hat dann gerade die Größe, die dem Luftbedarf der betreffenden Zone entspricht. Einzelheiten der Erfindung und die sich ergebende fortschrittliche Wirkung sind aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. Letztere zeigen in schematischer Weise verschiedene Ausführungsbeispiele. Es stellt dar: Fig. i eine Ansicht einer Regelungseinrichtung für mehrere Rostzonen mit längs verschiebbaren Drosselflächen, Fig. a eine Draufsicht zu Fig. i, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Regelungseinrichtung mit schwenkbaren Drosselklappen, Fig.4 die Darstellung mehrerer Verstellwegdurchflußkennlinien, Fig.5 längs bewegliche Drosselflächen mit Kennlinienprofile, Fig.6 Durchtrittsöffnungen mit Kennlinienbegrenzung, Fig.7 weitere Ausführungsformen zu Fig. 6 (elliptische Durchflußquerschnitte), Fig. 8 kreisförmige Luftdurchtrittsöffnungen und Drosselschieber (Luftdurchtrittsöffnungen mit kennliniengemäßem Luftverteilungsprogramm), Fig. 9 eine Luftdurchtrittsöffnung mit formschlüssiger Einsatzblende, Fig. io eine Luftdurchtrittsöffnung mit kraftschlüssiger Einsatzblende, Fig. i i eine Luftdurchtrittsöffnung mit beweglicher Einsatzblende, Fig. 12 gekuppelte Einsatzblenden, Fig. 13 gekuppelte Einsatzblenden mit teilweise gegenläufiger Bewegungsrichtung. Erfindungsgemäß sind die Regelgestänge zu jeder Rostzone als völlig gleiche, starr an einem gemeinsamen Verstelltrieb i bzw. i' angelenkte Schubgetriebe z (Fig. 1, a) oder als erweitertes Einkurbelgetriebe 3 (Fig. 3) ausgebildet. Die zu jeder Zone gehörige Verstellwegdurehflußkennlinie ist in das Durchströmprofil 4, 4' jeder einzelnen Zonenöffnung 5 selbst eingeprägt.A much better method, the common regulation of the underwind metering to be carried out on any number of grate zones is disclosed by the present invention. The novelty consists essentially in the fact that the air flow opening of each individual Zone has a shape that corresponds to the adjustment path flow characteristic associated with it is equivalent to. It can then always all openings by the same amount in the direction of the adjustment path are covered. The opening that remains free then has just the size that corresponds to the air requirement of the zone in question. details of the invention and the resulting advanced effect are from the following Description and drawings can be seen. The latter show in a schematic way different embodiments. It shows: FIG. 1 a view of a regulating device for several grate zones with longitudinally displaceable throttle surfaces, Fig. a is a plan view to Fig. i, Fig. 3 a further embodiment of a control device with pivotable Throttle valves, Fig. 4 the representation of several adjustment path flow characteristics, Fig. 5 longitudinally movable throttle surfaces with characteristic profiles, Fig. 6 passage openings with characteristic curve limitation, Fig. 7 further embodiments to Fig. 6 (elliptical Flow cross-sections), Fig. 8 circular air passage openings and throttle slide (Air passage openings with air distribution program according to the characteristic curve), Fig. 9 an air passage opening with a form-fitting insert panel, FIG. 10 an air passage opening with a non-positive insert panel, Fig. i i an air passage opening with a movable Insert panel, FIG. 12 coupled insert panels, FIG. 13 coupled insert panels with partially opposite direction of movement. According to the invention are the control rods to each grate zone as completely identical, rigidly connected to a common adjustment drive i or i 'articulated thrust gear z (Fig. 1, a) or as an extended single-crank gear 3 (Fig. 3) formed. The adjustment path flow characteristic for each zone is embossed in the flow profile 4, 4 'of each individual zone opening 5 itself.

Statt Drosselklappen mit Drehachse quer zur Durchströmrichtung, die eine ungünstige Drehwinkeldurchflußkennlinie aufweisen, werden schieberartig wirkende Drosselflächen 6 bzw. 6' verwendet, welche, sofern nicht besondere, nachstehend näher beschriebene sonstige Drosselwirkungen zur Anwendung gelangen, wie bekannt, eine annähernd gleichmäßige Durchflußkennlinie über ihren Verstellweg aufweisen.Instead of throttle valves with an axis of rotation transverse to the flow direction, the have an unfavorable angle of rotation flow characteristic, will act like a slide valve Throttle areas 6 and 6 'used, which, unless special, below other throttling effects described in more detail are used, as is known, have an approximately uniform flow characteristic over their adjustment path.

Die feuerungstechnisch für die einzelnen Rostzonen erforderlichen Verstellwegdurchflußkennlinien, beispielsweise 7, 7', 7", gemäß Fig. 4, können sowohl dadurch - verwirklicht werden, daß jede der beweglichen Drosselflächen 6, 6', 6" selbst ein dieser Kennlinie entsprechendes Profil, beispielsweise 8, 8', 8", aufweist (Fig. 5), während die Durchtrittsöffnungen 5 zwischen Windkanal und Zonen von geometrisch regelmäßiger, beispielsweise rechteckiger, quadratischer, ellipsenähnlicher oder kreisförmiger Begrenzung sind, als auch in kinematischer Umkehrung dadurch, daß sämtliche Schiebedrosseln 6, 6' geometrisch regelmäßige Begrenzung besitzen und die einzelnen Durchtrittsöffnungen 5' mit den Profilen 7, 7, , 7" bzw. 8, 8', 8" des Luftverteilprogramms ausgestattet sind (Fig. 6 und 7).The adjustment path flow characteristics required for the individual grate zones, for example 7, 7 ', 7 ", according to FIG 8, 8 ', 8 "(Fig. 5), while the passage openings 5 between the wind tunnel and zones of geometrically regular, for example rectangular, square, ellipse-like or circular delimitation, as well as in a kinematic reversal in that all sliding throttles 6, 6 'geometrically regular limiting own and the individual passage openings 5' to the profiles 7, 7, 7 'and 8, 8', 8 "of the Luftverteilprogramms are fitted (FIGS. 6 and 7).

Letzteres kann erfindungsgemäß durch von Zone zu Zone verschieden geformte Einsatzkörper (in Fig. 5 bis 7 durch Schraffur auf ihrer körperlichen Seite kenntlich gemacht) in die Luftdurchtrittsöffnungen erreicht werden. Die Vertrimmung einzelner Rostzonen kann bei den beschriebenen Einrichtungen in der bekannten Weise durch Anwendung von Vor- oder Nacheilung bei einem Teil der Schieberdrosseln erfolgen.According to the invention, the latter can vary from zone to zone shaped insert bodies (in FIGS. 5 to 7 by hatching on their physical side marked) in the air passage openings. The trimming individual grate zones can in the described facilities in the known manner by applying lead or lag to some of the slide throttles.

Eine besonders zweckmäßige Methode der Unterwindzumessung besteht jedoch erfindungsgemäß darin, daß alle Regelschieber 6"' einer Rostbahn mit einer gemeinsamen Betätigungsstange g (Fig. 8) starr verbunden werden, daß sämtliche Luftdurchtrittsöffnungen und Drosselschieber kreisförmigen Querschnitt 5" bzw. 6"' erhalten, daß diese letzteren mit passenden Einsatzblenden 9, g', g" ausgestattet sind, welche die erforderlichen Luftmeng-enkennlinien verwirklichen, und daß die Einsatzblenden 9, g', g' für nachträgliche Vertrimmungszwecke in den Luftdurchtrittsöffnungen 5" dreh- bzw. schwenkbar angeordnet sind.There is a particularly useful method of underwind measurement However, according to the invention in that all control slide 6 '' 'a grate path with a common operating rod g (Fig. 8) are rigidly connected that all air passage openings and throttle valve of circular cross-section 5 "and 6" 'obtained that the latter with matching insert panels 9, g ', g "are equipped, which the required Realize air volume characteristics, and that the insert panels 9, g ', g' for subsequent Trimming purposes arranged in the air passage openings 5 ″ rotatable or pivotable are.

Die Einsatzblenden 9, g', g" können entweder formschlüssig mittels Haltevorsprüngen io in den Rahmen i i der Luftdurchtrittsöffnungen befestigt sein (Fig. 9) ; sie .können auch kraftschlüssig mittels Klemmverbindungen 12 in den Rahmen ii (Fig. io) gehalten und nach Lösen derselben um einen beliebigen oder durch Anschläge beschränkten positiven oder negativen Winkel 13 verdreht werden. Statt die Einsatzblenden 9, g', g" mit einer am Umfang angreifenden Führung 14 auszurüsten (Fig. io), ist es in manchen Fällen vorteilhaft, sie zentral verdrehbar zu haltern (15, Fig. i i).The insert panels 9, g ', g ″ can either be positively locked by means of Retaining projections io be fastened in the frame i i of the air passage openings (Fig. 9); they can also be frictionally engaged by means of clamp connections 12 in the frame ii (Fig. io) held and after releasing the same by any or by stops limited positive or negative angle 13 can be rotated. Instead of the insert panels 9, g ', g "with a to equip on the circumference attacking guide 14 (Fig. Io), it is advantageous in some cases to hold it centrally rotatable (15, Fig. I i).

jeder Blendeneinsatz g, g', g' kann für sich (16, Fig.ii) oder es können auch deren mehrere zusammengefaßt (16, 16', 16", Fig. 12) mittels Schubstangen oder einer ähnlich wirkenden Vorrichtung gekuppelt werden, um erforderlich werdende Vertrimmungen der Durchflußkennlinien schnell von einer leicht zugänglichen Stelle aus durchführen zu können. Die Vertrimmung der vorderen Einsatzblenden gegen die hinteren kann erforderlichenfalls über ein umkehrendes Gestänge 17, 17', 17" mit einstellbarem Hebelverhältnis 18, 18' gegenläufig erfolgen (Fig. 13). Auch die wirksamen Hebellängen a, b, c, d, e können verschieden gewählt sein, wie beispielsweise in Fig. 13 (e) dargestellt.each panel insert g, g ', g' can be coupled individually (16, Fig.ii) or several of them can be combined (16, 16 ', 16 ", Fig. 12) by means of push rods or a similarly acting device The trimming of the front insert panels against the rear panels can, if necessary, be carried out in opposite directions via a reversing linkage 17, 17 ', 17 "with an adjustable lever ratio 18, 18' (Fig. 13 ). The effective lever lengths a, b, c, d, e can also be selected differently, as shown for example in FIG. 13 (e).

Die zuletzt beschriebene erfindungsgemäße Luftregelmethode gewährt nicht nur den Vorteil besonderer Einfachheit und Übersichtlichkeit sowohl in kinematischer Beziehung als auch mit Bezug auf das Kennlinienverhalten der sichelförmigen Luftdurchtrittsflächen, sondern mit Kreisblenden sind erfindungsgemäß auch besondere regeltechnische Nebenbedingungen zu erfüllen, beispielsweise die, daß zwar die Kurvenform der Luftzumessung einer Blende über den Verstellweg eine stetige wählbare Abänderung erfahren kann, daß dabei aber doch der Gesamtquerschnitt für die Luftdurchströmung über den vollen Verstellweg ungeändert bleibt. Die maximal zulässige Anblasstärke bleibt somit auch bei Vertrimmungen gewahrt; dies ist wichtig bei Brennstoffen, die zur Instabilität der Schüttung neigen.The last-described air control method according to the invention granted not only the advantage of particular simplicity and clarity both in kinematic Relationship as well as with reference to the characteristic curve behavior of the sickle-shaped air passage areas, instead, according to the invention, special control-related secondary conditions are also associated with circular diaphragms to meet, for example, that although the curve shape of the air metering one Aperture via the adjustment path can experience a constant selectable change that but at the same time the total cross-section for the air flow over the full Adjustment path remains unchanged. The maximum permissible blowing strength therefore also remains preserved in the case of contracts; this is important with fuels that cause instability tend to the bulk.

Auch gestatten schwenkbar in ein Kreisprofil eingesetzte Blenden die Erreichung besonders großer Vertrimmungen, beispielsweise bis -f- 40 und -6o% der ursprünglichen Sollwerte bei gleichzeitiger Beibehaltung der grundsätzlichen Kurvenform ohne Knick in derselben und im Gegensatz zu dem eingangs erwähnten Vorgehen bei Vertrimmungen ohne Einbuße am regelfähigen Verstellweg. Die Zahl der Blendenformen kann auf wenige Ausführungen beschränkt werden, zumal der Einbau derselben leicht so vorgesehen werden kann, daß gegebenenfalls auch deren spiegelbildliche Verwendung möglich ist.Swiveling panels inserted in a circular profile also allow the Achievement of particularly large trimmings, for example up to -f- 40 and -6o% of the original setpoints while maintaining the basic curve shape without kink in the same and in contrast to the procedure mentioned at the beginning Trimming without sacrificing the adjustable adjustment path. The number of aperture shapes can be limited to a few versions, especially since the installation of the same is easy can be provided in such a way that, if necessary, their mirror-image use is possible.

Die Verstellung kann bei kreisrunden Schieberdrosseln außer der in Fig. 8 gezeichneten Parallelverschiebung auch durch eine Schwenkbewegung ähnlich der in Fig. 3 dargestellten Weise erfolgen.In the case of circular slide throttles, apart from the in Fig. 8 also similar to the parallel displacement drawn by a pivoting movement the manner shown in Fig. 3 take place.

Falls die Feuerung in mehrere mit getrennter Luftversorgung arbeitende Bannen unterteilt ist, können die Verstellgestänge jeder Bahn auf ein für alle gemeinsames kinematisches Betätigungsglied zusammengeführt werden.If the furnace works in several with separate air supply Bannen is divided, the adjustment rods of each path can be shared for all kinematic actuator are merged.

Das beschriebene, für jede Zone mit gesonderter und über den gesamten Leistungsbereich der Feuerung gültiger Luftzumessung arbeitende Regelverfahren ermöglicht damit erstmals eine wirklich vollselbsttätige Regelung der Feuerleistung auch bei Brennstoffen mit ungünstigen Verheizungseigenschaften, und zwar unabhängig von der Größe der Rosteinheit und der Zonenzahl sowie etwa im späteren Betrieb erforderlich werdendem Übergang auf Brennstoff mit anderem Abbrand- und damit Luftbedarfsverhalten.The described, for each zone with separate and across the whole Power range of the firing of valid air metering enables working control methods thus for the first time a really fully automatic control of the fire output also with Fuels with unfavorable heating properties, regardless of the Size of the grate unit and the number of zones as well as required for later operation increasing transition to fuel with a different burn-up and thus air demand behavior.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for adjusting the underwind in grate furnaces with zone division, characterized in that the air flow opening of each individual zone has a shape which corresponds to the respective adjustment path flow characteristic curve associated with it.

2. Device according to claim i, characterized in that the throttle elements each grate zone are rigidly coupled to one another by an adjusting rod, the is driven by a common adjusting drive.

3. Device according to claim i, characterized in that part of the boundary line of the movable throttle surface or the air passage opening is designed according to the shape of the adjustment path flow characteristic, in the former case a geometrically regular limitation of the passage opening and in the latter case a geometrically regular limitation of the throttle member is provided is. q .. Device according to claim 3, characterized in that.B insert bodies of different shapes corresponding to the respective air distribution program are inserted into the air passage openings from zone to zone (Fig. 6, 7). 5. Device according to claims i to d., Characterized in that the air passage openings and throttle slide have a circular cross-section, the former or the latter being equipped with insert panels (g, g ', g ") showing the air volume characteristics. 6. Device according to claim 5, characterized in that the insert panels (g, g ', g ") are rotatably or pivotably arranged in the air passage openings (5") for subsequent trimming purposes. 7. Device according to claims i to 6, characterized in that the insert panels (9 , 9 ', g ") are fastened positively by means of retaining projections (io) in the frame (ii) of the air passage openings (FIG. 9). B. Device according to claims i to 6, characterized in that the insert panels (9, 9 ', 9, "') are held non-positively by means of clamping connections (12) or the like in the frame (ii) and after releasing the connections any positive or negative angle (13) limited by stops are rotatable (Fig. 10). g. Device according to claims i to 6, characterized in that the insert panels (9, 9 ', g ") avoiding a circumferential guide ( 14) are centrally rotatably mounted on an axis (15) (Fig. Ii). IO device according to claims i to 9, characterized in that each panel insert can be rotated individually (Fig. ii) or several inserts coupled (Fig. 1z). i i. Device according to claims i to io, characterized in that the front and rear insert panels are driven in opposite directions by a reversing rod (17, 18) with adjustable leverage (Fig. I3). 1z. Device according to claim ii, characterized in that the connecting levers are each articulated at different points on the panel inserts, so that lever lengths of different effectiveness result (e, Fig. I3).