DE102004004853A1 - Boiler wall part for combustion furnace has flat section from which oblong pipe shaped element extends through which cooling agent flows - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kesselwandteil für einen Verbrennungsofen. Ein Verbrennungsofen besteht gewöhnlich aus einem Ofenteil, in dem gefeuert wird, und einem Kesselteil, in dem die Wärme in ein Kühlmittel aufgenommen wird, wie. Wasser, um daraufhin zum Beispiel Strom zu erzeugen.The invention relates to a Boiler wall part for an incinerator. An incinerator usually consists of a part of the furnace in which the firing takes place and a part of the boiler in which the heat in a coolant is recorded as. Water, for example electricity produce.
Die Überprüfung und Reproduktion des Verbrennungsvorgangs in einem Verbrennungsofen, insbesondere einem Müllverbrennungsofen, in dem inhomogener Brennstoff, wie Hausmüll verbrannt wird, ist außerordentlich schwierig. Bedingt durch die Konstruktion herkömmlicher Verbrennungsöfen beginnt die Abkühlung der Abgase schon, während das Ausbrennen der Abgase über dem Müllverbrennungsrost noch kaum begonnen hat. Dadurch können CO-haltige Abgasschwaden aus dem Ofen entweichen, wodurch extrem schnelle Korrosionen verursacht werden und infolgedessen Lecks in den Müllverbrennungskesseln entstehen können. Dies hat Stillstand und Kosten zur Folge.The review and reproduction of the combustion process in an incinerator, in particular a waste incinerator, in which inhomogeneous fuel, such as household waste, is extraordinary difficult. Due to the construction of conventional incinerators, it begins cooling down the exhaust gases already while the burning out of the exhaust gases over the incinerator grate barely started. This allows CO-containing exhaust fumes escape from the oven, making it extremely rapid corrosion is caused and consequently leaks in the incinerators can arise. This results in downtime and costs.
Um eine bessere und gleichmäßige Verbrennung zu erhalten, ist es bekannt, von der Seitenwand des Ofens aus Luft einzublasen, wodurch eine bessere Vermischung der Abgase erhalten wird und Ausreißer im Feuer vermieden werden. Der Nachteil des Einblasens dieser Luft ist jedoch, daß die Abgase lokal zu stark abgekühlt werden und deren verbrennung eingefroren wird.For better and more even combustion It is known to get air from the side wall of the furnace blow in, resulting in a better mixing of the exhaust gases will and outliers be avoided in fire. The disadvantage of blowing this air is that the Exhaust gases cooled too much locally and their combustion is frozen.
Um das Feuer in einem Verbrennungsofen besser überwachen zu können, ist es erwünscht, lokalere Messungen vornehmen zu können und beispielsweise Luft einblasen zu können. Jedoch angesichts der großen Abmessungen eines Verbrennungsofens und der sehr hohen Temperaturen direkt über dem Feuerherd ist es nicht möglich, eine permanente Befestigungskonstruktion anzubringen. Es sind Systeme bekannt, bei denen eine Lanze in den Verbrennungsofen eingebracht wird und vorübergehend Messungen vorgenommen werden oder Luft eingeblasen wird. Jedoch wegen der hohen Temperaturen ist es notwendig, diese Lanze wieder innerhalb einer bestimmten Zeitspanne aus dem Verbrennungsofen herauszuholen. Dies erfordert jedoch sehr aufwendige Konstruktionen.To better monitor the fire in an incinerator to be able is it desirable to be able to make more local measurements and, for example, air to be able to blow in. However, given the large Dimensions of an incinerator and the very high temperatures directly above the hearth is not possible to install a permanent fastening structure. They are systems known in which a lance is introduced into the incinerator will and temporarily Measurements are made or air is blown in. however because of the high temperatures it is necessary to use this lance again to get out of the incinerator within a certain period of time. However, this requires very complex designs.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, zu niedrigen Kosten eine Befestigungskonstruktion zu verschaffen, die permanent über dem Feuerherd angebracht werden kann und wodurch es ermöglicht wird, permanent beispielsweise Messungen vorzunehmen oder Luft einzublasen.It is an object of the invention to provide a fastening structure at low cost, the permanent over can be attached to the hearth and thereby making it permanent for example taking measurements or blowing air.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem erfindungsgemäßen Kesselwandteil, welches Kesselwandteil einen im wesentlichen flachen Abschnitt aufweist und wenigstens ein längliches rohrförmiges Element, das sich von dem im wesentlichen flachen Abschnitt aus erstreckt, wobei das rohrförmige Element von einem Kühlmittel durchströmt werden kann.This problem is solved with a boiler wall part according to the invention, which boiler wall part has a substantially flat section and at least an elongated one tubular element, which extends from the substantially flat section being the tubular Element of a coolant flows through can be.
Dadurch, das das rohrförmige Element von einem Kühlmittel durchströmt werden kann, übernimmt dieses Rohr im wesentlichen die Temperatur des Kühlmittels und wird es, trotz der hohen Temperaturen in dem Verbrennungsofen, nicht zu heiß werden. Dadurch ist es möglich, an dieses rohrförmige Element beispielsweise Sensoren zu hängen, die die Zusammensetzung der Luft messen können. Dadurch ist es möglich, permanent Messungen vorzunehmen und somit den Verbrennungsvorgang nachzusteuern. In einer Vorzugsausführungsform des erfindungsgemäßen Kesselwandteils umfaßt der im wesentlichen flache Abschnitt eine Anzahl von im wesentlichen parallelen Rohren, die jeweils von einem Kühlmittel durchströmt werden können, und steht das wenigstens eine sich erstreckende rohrförmige Element in Flüssigkeitsverbindung mit einem der Rohre des flachen Abschnitts.This means that the tubular element from a coolant flows through can be taken over this tube is essentially the temperature of the coolant and will, despite the high temperatures in the incinerator, do not become too hot. This makes it possible to this tubular element for example hanging sensors that can measure the composition of the air. This makes it possible to be permanent Make measurements and thus readjust the combustion process. In a preferred embodiment of the boiler wall part according to the invention comprises the substantially flat section is a number of substantially parallel pipes, each of which a coolant flows through can, and stands the at least one extending tubular member in fluid communication with one of the tubes of the flat section.
Für gewöhnlich sind die senkrechten Wände eines Verbrennungsofens als eine sogenannte Membranwand ausgeführt. Eine solche Membranwand besteht aus einer großen Anzahl senkrecht nebeneinander angeordneter Rohre, durch die ein Kühlmittel strömt. Damit wird die Wärme aus dem Verbrennungsofen aufgenommen und kann diese Wärme zur Energieerzeugung verwendet werden. Es ist in einem solchen Fall vorteilhaft, das Kühlmittel vor dem sich erstreckenden rohrförmigen Element aus diesen Rohren der Membranwand abzuzweigen.For usually are the vertical walls of one Incinerator designed as a so-called membrane wall. A such a membrane wall consists of a large number perpendicular to each other arranged pipes through which a coolant flows. In order to becomes the heat taken from the incinerator and this heat can be used to generate energy be used. In such a case, it is advantageous that coolant in front of the extending tubular To branch off the element from these tubes of the membrane wall.
In einer besonderen Ausführung ist wenigstens ein rohrförmiges Element von einem Rohr des flachen Abschnitts gebildet, das aus der Ebene des Abschnitts gebogen ist. Dabei kann dieses aus der Ebene des Abschnitts gebogene Rohr zur anderen Seite des Ofenraums weiterlaufen und dort wieder in die Membranwand aufgenommen werden oder das Rohr kann sich bis zu einer gewissen Höhe erstrecken und anschließend wieder umgebogen sein und zum Abschnitt zurückführen und darein wieder aufgenommen werden. So ist es möglich, relativ lange Elemente in dem Ofenraum anzubringen, ohne daß diese durchbiegen oder umknicken werden.In a special version at least one tubular Element formed by a tube of the flat section that the plane of the section is curved. This can be done from the plane of the section of bent pipe continue to the other side of the furnace chamber and be taken up again in the membrane wall or the pipe can extend to a certain height and then again be bent and lead back to the section and resumed in it become. So it is possible to install relatively long elements in the furnace space without them bend or buckle.
In einer anderen Vorzugsausführungsform des Kesselwandteils nach der Erfindung umfaßt dieser Teil wenigstens drei längliche rohrförmige Elemente, die sich jeweils von dem im wesentlichen flachen Abschnitt erstrecken, und Trennwände, die sich über im wesentlichen die gesamte Länge zwischen den rohrförmigen Elementen erstrecken, um zwischen den rohrförmigen Elementen einen Kanal zu bilden.In another preferred embodiment of the Boiler wall part according to the invention, this part comprises at least three elongated tubular Elements that each differ from the substantially flat section extend, and partitions, who are about essentially the entire length between the tubular Elements extend to form a channel between the tubular elements to build.
Durch diese drei rohrförmigen Elemente wird es möglich, einen Kanal zu bilden, durch den ein Medium strömen kann, das nicht das Kühlmittel ist, das durch die Rohre fließt. Das Kühlmittel sorgt außerdem dafür, daß der Kanal auf einer relativ niedrigen Temperatur gehalten wird.These three tubular elements make it possible to form a channel through which a medium can flow that is not the coolant that flows through the tubes. The coolant provides that the channel is kept at a relatively low temperature.
Vorzugsweise ist wenigstens eine der Trennwände mit Ausströmöffnungen versehen. So ist es möglich, durch den Kanal Luft zu führen und diese über die Ausströmöffnungen in den Ofenraum hineinzublasen. So wird es möglich, von oben Luft auf den Feuerherd zu blasen und damit den Verbrennungsvorgang kontrollieren.Preferably at least one of the partitions with outflow openings Mistake. So it is possible to lead air through the duct and this about the outflow openings to blow into the oven space. This makes it possible to air the fire from above blow and control the combustion process.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind in dem gebildeten Kanal Absperrmittel angebracht zum Absperre der Ausströmöffnungen. Dadurch ist es möglich, die Menge der eingebrachten Luft zu dosieren.In another embodiment shutoff means are attached to the invention in the channel formed to shut off the outflow openings. This makes it possible dose the amount of air introduced.
Weiter ist es möglich, Sensormittel anzubringen auf dem wenigstens einen länglich sich erstreckenden rohrförmigen Element. Damit kann beispielsweise die lokale Temperatur der Abgase gemessen werden oder die Zusammensetzung dieser Abgase. Die Erfindung umfaßt weiter einen Verbrennungsofen, der einen durch senkrechte Kesselwände umschlossenen Verbrsnnungsraum umfaßt, eine an der Oberseite des verbrennungsraums angebrachte Abgasabfuhr und an der Unterseite ein verbrennungsrost zur Verbrennung von Brennstoff, wobei die senkrechten Kesselwände eine große Anzahl senkrechter Rohre umfassen, durch die hindurch ein Kühlmittel fließt, wobei wenigstens ein Wandteil, wenigstens ein längliches rohrförmiges Element umfaßt, das sich von der im wesentlichen flachen Wand bis in den Verbrennungsraum erstreckt, wobei durch das rohrförmige Element ein Kühlmittel strömten kann.It is also possible to attach sensor means on the at least one elongated extending tubular Element. For example, the local temperature of the exhaust gases be measured or the composition of these exhaust gases. The invention comprises further an incinerator, one that is enclosed by vertical boiler walls Combustion chamber includes an exhaust gas outlet attached to the top of the combustion chamber and on the underside a combustion grate for burning fuel, being the vertical boiler walls a big Include number of vertical tubes through which a coolant flows, wherein at least one wall part, at least one elongated tubular element comprises which extends from the essentially flat wall to the combustion chamber extends, being through the tubular Element a coolant streamed can.
In einer Vorzugsausführungsform des erfindungsgemäßen verbrennungsofens umfaßt dieser wenigstens ein Wandteil mit drei länglich rohrförmigen Elementen, die sich jeweils von dem im wesentlichen flachen Wandteil erstrecken, und Trennwände, die sich über im wesentlichen die gesamte Länge zwischen den rohrförmigen Elementen erstrecken, um zwischen den rohrförmigen Elementen einen Kanal zu bilden.In a preferred embodiment of the incinerator according to the invention comprises this at least one wall part with three elongate tubular elements, which each extend from the essentially flat wall part, and partitions that yourself about essentially the entire length between the tubular Elements extend to form a channel between the tubular elements to build.
Dabei kann eine Anzahl solcher gebildeter Kanäle vorliegen, die zusammen ein Netzwerk über dem Feuerherd bilden, um die gesamte Feuerherdfläche beeinflussen zu können. In einer Vorzugsausführungsform umfaßt der verbrennungsofen nach der Erfindung wenigstens ein erfindungsgemäßes Kesselwandteil.There can be a number of such channels formed, which together form a network over the Form fire hearth in order to be able to influence the entire fire hearth area. In a preferred embodiment comprises the incinerator according to the invention at least one boiler wall part according to the invention.
Dieses und andere Kennzeichen werden im einzelnen an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.This and other characteristics will be explained in detail with reference to the accompanying drawings.
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Neben der beschriebenen Anwendung der Erfindung, den Feuerherd mit Luft zu kontrollieren und mittels Sensoren die Abgase zu messen, gibt es verschiedene andere vorstellbare Anwendungen für ein erfindungsgemäßes Kesselwandteil.In addition to the application described the invention to control the fire with air and by means of There are several other conceivable sensors to measure the exhaust gases Applications for one Boiler wall part according to the invention.
So kann die Vorrichtung dazu verwendet werden, ein Gemisch von brennbarem Gas und Luft einzublasen, um somit die Müllverbrennungskessel explosiv reinigen zu können. Eine solche Technik wird schon oft angewandt und sogar alle vier Wochen. Deshalb ist es attraktiv, eine feste Vorrichtung in dem Ofen anbringen zu können. Darüber hinaus ist es möglich, an den herausragenden Teilen Zündkerzen anzubringen, um das Gemisch zünden zu können.So the device can be used to to blow a mixture of flammable gas and air, thus the Waste incinerator explosive to be able to clean. Such a technique is used many times and even all four Weeks. Therefore it is attractive to have a fixed device in the To be able to install the oven. About that furthermore it is possible on the protruding parts spark plugs attached to ignite the mixture to be able to.
Eine andere Anwendung ist das Einblasen von Dampf, um Ruß von den Rohrbündeln abblasen zu können. Dabei ist es vorstellbar, drehbare Düsen in den herausragenden Teilen anzubringen, so daß die Dampfstrahlen eine größere Fläche erreichen können.Another application is blowing in Steam to get soot from the tube bundles to be able to blow off. It is conceivable to have rotatable nozzles in the protruding parts attach so that the Steam jets can reach a larger area.
Neben dem Einblasen von Luft auf den Feuerherd ist es auch möglich, Ammoniak oder Harnstoff einzublasen, um so den Ausstoß von NOx zu verringern. Insbesondere in der Kombination mit Messungen der Zusammensetzung des Gases kann so eine Schadstoffverringerung in den Abgasen erzielt werden und kann eine Herabsetzung der durch die Abgase ausgelösten Korrosion herbeigeführt werden.In addition to blowing air into the fire, it is also possible to blow ammonia or urea in order to reduce the emission of NO x . In particular, in combination with measurements of the composition of the gas, a reduction in pollutants in the exhaust gases can be achieved and a reduction in the corrosion caused by the exhaust gases can be brought about.
Mit einer Kesselwand nach der Erfindung ist es weiter möglich, Schlamm und andere dickflüssige Brennstoffen nach unten gerichtet auf dem Feuerherd anzubringen. Dabei wird der Schlamm über die Kanäle in den Verbrennungsraum eingebracht, woraufhin durch die Kanäle nachträglich noch ein Dampfstrom geblasen wird, um die Kanäle wieder zu reinigen.With a boiler wall according to the invention is it still possible Sludge and other viscous fuels to be placed facing down on the hearth. The Mud over the channels introduced into the combustion chamber, whereupon still through the channels a steam stream is blown to clean the channels again.
Zum Schluß kann eine Vorrichtung nach der Erfindung auch noch dazu verwendet werden, in gasförmiger oder flüssiger Form Brennstoff einzuspritzen, um die Temperatur des Feuerherds über einem gesetzlich bestimmten wert zu halten.Finally, a device can The invention can also be used in gaseous or liquid Form fuel to inject the temperature of the fire above a legal level hold certain value.
Wenn eine große Anzahl herausragender Teile nach der Erfindung in einem Verbrennungsofen angebracht sind, und zwar in der Weise, daß ein Netzwerk gebildet wird, ist es möglich, eine vollständige Übersicht bzw. einen Querschnittsblick der Abgase zu erhalten. Dabei können die vorstehend beschriebenen Größen gemessen werden, auch aber die Geschwindigkeit der Abgase. Auch ist es möglich, in den Abgasen Kameras anzubringen, um somit visuelle Informationen zu sammeln. Gegebenenfalls werden die Bilder zunächst mit einem Glasfaserkabel bis außerhalb des Verbrennungsofens gebracht.If a large number of outstanding parts are installed according to the invention in an incinerator, and although in the way that a network is formed, it is possible a complete overview or to get a cross-sectional view of the exhaust gases. The Measured sizes measured above but also the speed of the exhaust gases. It is also possible in Attach cameras to the exhaust gases to provide visual information to collect. If necessary, the images are first connected to a fiber optic cable outside of the incinerator.
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