DE1062382B - Radiant steam generator with return of cooled flue gases to the furnace - Google Patents

Description

Strahlungsdampferzeuger mit Rückführung abgekühlter Rauchgase in den Feuerraum Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdampferzeuger mit Rückführung abgekühlter Rauchgase in den überwiegend durch Verdampferheizflächen gekühlten Feuerraum, an welchem -außer einer Anzahl von Hauptbrennern ,zwischen diesen und der Schottenoder/und der Berührungsheizfläche des Überhitzers Hilfsbrenner angeordnet sind. Sie besteht darin, daß zwei regelbare Zuführungen abgekühlter Rauchgase vorgesehen sind, von .denen die eine zwischen den Hauptbrennern und den Hilfsbrennern, die andere zwischen den Hilfsbrennern und den Lrberhitzerheizflächen liegt.Radiant steam generator with recirculation of cooled flue gases into the Firebox The invention relates to a radiant steam generator with recirculation of cooled ones Flue gases in the furnace, which is mainly cooled by the evaporator heating surfaces which - except for a number of main burners, between these and the bulkheads or / and auxiliary burners are arranged on the contact heating surface of the superheater. she consists in that two controllable supplies of cooled flue gases are provided from . those one between the main burners and the auxiliary burners, the other between the auxiliary burners and the superheater heating surfaces.

Bei Strahlungsdampferzeugern, bei denen in dem mit blanken Kühlrohren verkleideten Brenn- und Nachbrennraum Dampf erzeugt wird, und der erzeugte Dampf in einem Berührungsüberhitzer überhitzt wird, sinkt die D4mpftemperatur mit abnehmender Belastung, weil bei Teillast die Strahlungsheizfläche verhältnismäßig mehr Wärme aufnimmt als bei Vollast, d. h., die Dampferzeugung wird verhältnismäßig größer und die. _Dampftemperatur infolge des geringeren Wärmeangebotes im Überhitzer niedriger. Es ist -daher schon svorgeschlagen worden, durch Rauchgasrückführung,..in den Strahlungsraum die Wärmeabstrahlung an, die Strahlungsheizfläche zu vermindern. Durch die.verminderte Wärmeabgabe an die Strahlungsheizfläche steigt das Wärmeangebot in den Überhitzerheizflächen und. damit auch die Dampftemperatur. Es ist deshalb auch vorgeschlagen worden, durch eine zweite Rauchgaszuführung vor dem Überhitzer die Gastemperatur im Überhitzerbereich herabzusetzen. Ferner ist es an sich bekannt, die Dampftemperatur durch Hilfsbrenner, welche zwischen Hauptbrenner und Dampfüberhitzer angeordnet sind, zu beeinflussen.With radiant steam generators, those with bare cooling tubes clad combustion and afterburning chamber steam is generated, and the generated steam is overheated in a contact superheater, the vapor temperature falls as it decreases Load, because at part load the radiant heating surface is relatively more warm absorbs than at full load, d. that is, the steam generation is relatively greater and the. _ Steam temperature lower due to the lower heat supply in the superheater. It has therefore already been proposed, through flue gas recirculation, .. into the radiation room the heat radiation to reduce the radiant heating surface. By the .decreased Heat dissipation to the radiant heating surface increases the heat supply in the superheater heating surfaces and. thus also the steam temperature. It has therefore also been suggested by a second flue gas supply before the superheater the gas temperature in the superheater area to belittle. It is also known per se to reduce the steam temperature by means of auxiliary burners, which are arranged between the main burner and steam superheater.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von regelbaren Rauchgaszuführungen zwischen den Hauptbrennern und den Hilfsbrennern sowie zwischen den Hilfsbrennern und den Überhitzerheizflächen kann eine gleichbleibende Dampftemperatur bei Schwachlast und bei mittlerer bzw. über dem Mittelwert liegender Last erreicht werden, ohne allzu große Mengen abgekühlter Rauchgase zurückführen zu müssen. Bei einer unter einem Mittelwert liegenden Last werden mehr Rauchgase zwischen Hauptbrennern und Hilfsbrennern zugeführt, bei über dem Mittelwert liegender Last mehr Rauchgase zwischen den Hilfsbrennern und den Überhitzerheizflächen zugemischt. Dabei ist es für die Wirkung der beiden Rauchgasrückführungen zweckmäßig, die im Bereich der unverkleideten Feuerraumstrahlungsheizflächen liegenden Rauchgaszuführungen weiter entfernt von den Hilfsbrennern vorzusehen als von den Hauptbrennern bzw. den Überhitzerheizflächen. In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei Abb. 1 einen lotrechten Symmetrieschnitt durch den Strahlungsdampferzeuger und Abb. 2 die Vorderansicht auf die Düsenkästen zeigt. Der Feuerraum 1 des Dampferzeugers besteht aus der Brennkammer 2 und der Strahlungskammer 3. Die Wände dieser Räume bestehen aus Verdampferröhren 4, welche von Verteilern 5, 6, 7 ausgehen und in die Kesseltrommel 8 einmünden. Die Rohre 4 sind im Bereich der Brennkammer 2 mit angeschweißten Stiften versehen und mit feuerfester Masse verkleidet, während die Rohre im Bereich der Strahlungskammer 3 unverkleidet sind. Im übrigen erfolgt die Ausbildung der Wände, ihre Isolierung und ihre Abdichtung in bekannter Weise.The inventive arrangement of controllable flue gas feeds between the main burners and the auxiliary burners and between the auxiliary burners and the superheater heating surfaces can maintain a constant steam temperature at low load and can be achieved at medium or above the average load without To have to recycle too large amounts of cooled flue gases. At one under an average load there will be more flue gases between the main burners and Auxiliary burners fed, with a load above the mean value more flue gases between mixed with the auxiliary burners and the superheater heating surfaces. It is for them Effect of the two flue gas recirculations expedient, those in the area of the uncovered Flue gas supply lines lying further away from the furnace radiant heating surfaces the auxiliary burners than the main burners or the superheater heating surfaces. In the drawing, the invention is shown in one embodiment, wherein Fig. 1 a vertical symmetry section through the radiant steam generator and Fig. Figure 2 shows the front view of the nozzle boxes. The furnace 1 of the steam generator consists of the combustion chamber 2 and the radiation chamber 3. The walls of these rooms consist of evaporator tubes 4, which extend from distributors 5, 6, 7 and into the Boiler drum 8 merge. The tubes 4 are welded on in the area of the combustion chamber 2 Pins are provided and covered with refractory compound while the pipes are in the area the radiation chamber 3 are unclad. In addition, the training takes place Walls, their insulation and waterproofing in a known manner.

In dem waagerechten Gaszug oberhalb der Strahlungskammer 3 sind der Schottenüberhitzer 9 sowie die Berührungsrohrgruppen 10 und 11 des Dampfüberhitzers angeordnet. In dem anschließenden absteigenden Gaszug 12 sind die Rohrgruppen 13, 14, 15 und 16 des Zwischenüberhitzers untergebracht. Ein Gaskanal 17 verbindet den absteigenden Zug 12 mit der Fortsetzung 18, in welcher sich der Speisewasservorwärmer 19 befindet und an welchen der rotierende regenerative Lufterhitzer 20 angeschlossen ist.In the horizontal throttle above the radiation chamber 3 are the Bulkhead superheater 9 and the contact tube groups 10 and 11 of the steam superheater arranged. In the subsequent descending throttle cable 12, the tube groups 13, 14, 15 and 16 of the reheater housed. A gas channel 17 connects the descending train 12 with the continuation 18, in which the feedwater preheater 19 is located and to which the rotating regenerative air heater 20 is connected is.

An der Vorderseite der Brennkammer 2 sind die Kohlenstaubbrenner 21, 22, 23, 24 in vier übereinanderliegenden Reihen angeordnet. Ihnen wird das Kohlenstaub-Trägerluft-Gemisch aus den Rohren 25 mittels regel- und absperrbarer Abzweige zugeführt. Die Zweitluft strömt durch Kanäle 26 und 27 in den Luftkasten 28 und wird ebenfalls regel- und absperrbar den einzelnen Brennern zugeleitet. Ferner sind an der Vorderwand der Strahlungskammer 3 die Hilfsbrenner 29 angeordnet, etwa Ölbrenner, denen das 01 durch Rohre 30 in regel- und absperrbarer Menge sowie die Luft durch den Luftkasten 31, ebenfalls regel-und absperrbar, zugeleitet wird.At the front of the combustion chamber 2 are the pulverized coal burners 21, 22, 23, 24 arranged in four rows one above the other. You will get the coal dust-carrier air mixture supplied from the pipes 25 by means of controllable and lockable branches. The second air flows through channels 26 and 27 into the Air box 28 and is also can be regulated and shut off to the individual burners. Also on the front wall the radiation chamber 3, the auxiliary burner 29 arranged, such as oil burners, which the 01 through pipes 30 in a controllable and lockable amount and the air through the air box 31, also controllable and lockable, is fed.

Aus dem Gaskanal 17 saugt ein Gebläse 32 durch den Stutzen 33 unter Zwischenschaltung eines Flugaschenabscheiders 34 abgekühlte Rauchgase an und drückt sie durch den Kanal 35 mit Abzweigen 36 und 37 in die beiden Verteilkästen 38 und 39. Der Kasten 38 liegt oberhalb der Hilfsbrenner 29 nahe dem Schottenüberhitzer 9, der andere Kasten 39 nahe dem oberen Ende der Brennkammer 2 an der Vorderwand der Strahlungskammer 3. Die Gaszuführung ist mittels der Klappen 40, 41 absperr- und regelbar. Die Verteilkästen 38 und 39 sind durch düsenartige Teilkanäle 42 und 43 mit dem Innenraum der Strahlungskammer 3 verbunden.A blower 32 sucks in from the gas channel 17 through the nozzle 33 Interposition of a fly ash separator 34 cools flue gases and presses it through the channel 35 with branches 36 and 37 in the two distribution boxes 38 and 39. The box 38 is above the auxiliary burners 29 near the bulkhead superheater 9, the other box 39 near the top of the combustion chamber 2 on the front wall the radiation chamber 3. The gas supply is shut off by means of the flaps 40, 41 and adjustable. The distribution boxes 38 and 39 are through nozzle-like sub-channels 42 and 43 connected to the interior of the radiation chamber 3.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Bei etwa Dreiviertellast seien die Brennerreihen 21, 22, 23 in Betrieb, 24 außer Betrieb. Die Flamme soll im Bereich der Brennkammer 2 ausgebrannt und so heiß sein, daß die Schlacke flüssig anfällt und durch die Bodenöffnung 44 in bekannter Weise unter Luftabschluß abfließt. Die Dampftemperatur soll in der richtigen Höhe liegen, und die Feuergase sollen beim Verlassen der Strahlungskammer 3 nicht so heiß sein, daß die Überhitzerrohre durch die Feuergastemperatur Schaden leiden könnten.The mode of operation of the arrangement is as follows: At approximately three-quarters load, the rows of burners 21, 22, 23 are in operation, 24 out of operation. The flame should be burned out in the area of the combustion chamber 2 and be so hot that the slag accumulates in liquid form and flows off through the bottom opening 44 in a known manner with the exclusion of air. The steam temperature should be at the correct level, and when leaving the radiation chamber 3, the fire gases should not be so hot that the superheater tubes could be damaged by the fire gas temperature.

Wird die Kesselleistung durch Zuschalten der Brennner 24 auf Überlast, etwa Sechsfünftellast gebracht, so steigt die Feuergastemperatur am Austritt aus der Strahlungskammer und daher auch die Dampftemperatur. Werden den heißen Feuergasen aus den Düsen 42 abgekühlte Rauchgase zugemischt, so wird bei richtiger Einstellung der Gasmenge die Dampftemperatur wieder die frühere Höhe annehmen. Zugleich ist die Gasmischung dabei auf eine Temperatur gebracht worden, welche die Überhitzerrohre nicht angreift.If the boiler output is overloaded by switching on the burner 24, Bringing about six-fifths load, the flue gas temperature rises at the outlet the radiation chamber and therefore also the steam temperature. Be the hot fire gases If the setting is correct, flue gases cooled down from the nozzles 42 are mixed in the amount of gas, the vapor temperature will return to the previous level. At the same time is the gas mixture has been brought to a temperature that the superheater tubes does not attack.

Sinkt der Dampfbedarf etwa auf Halblast, so werden die Brenner 23 und 24 geschlossen. Die Zufuhr abgekühlter Rauchgase zu den Düsen 42 muß ebenfalls geschlossen werden, damit die Dampftemperatur nicht zu weit absinkt. Statt dessen werden durch die Düsen 43 abgekühlte Rauchgase der Flamme zugesetzt. Sie setzen die Wärmeabstrahlung an die Wandkühlflächen so weit herab, daß der Dampferzeuger weniger Dampf erzeugt, als der dem Überhitzer zuströmenden Mischgasmenge entspricht, wodurch die Dampftemperatur steigt.If the steam requirement drops to about half load, the burners 23 and 24 closed. The supply of cooled flue gases to the nozzles 42 must also closed so that the steam temperature does not drop too low. Instead of this cooled flue gases are added to the flame through the nozzles 43. you put the heat radiation on the wall cooling surfaces so far down that the steam generator generates less steam than the amount of mixed gas flowing into the superheater, whereby the steam temperature rises.

Wird schließlich bei weiterer Lastabnahme ein Zustand erreicht, bei dem die Schlacke nicht mehr genügend fließt, so müssen sämtliche Kohlenstaubbrenner außer Betrieb genommen werden. An ihrer Stelle werden nach Bedarf die Ölbrenner 29 in Betrieb genommen. Diese Brenner liegen so nahe am Überhitzer, daß die Flamme durch Abstrahlung in die Brennkammer 2 nur noch wenig Wärme verlieren wird. Bei richtiger Bemessung und Anordnung könnte es gelingen, ohne Inanspruchnahme der Rauchgasrückführung mit diesen Brennern 29 die richtige Dampftemperatur zu erzielen. Da jedoch das Ergebnis von vielen Voraussetzungen abhängig ist, welche nicht genau erfaßt werden können, wird auch in diesem Falle die Rauchgasrückführung gute Dienste tun. Es kann dabei sowohl durch die Düsen 42 als auch durch die Düsen 43 abgekühltes Rauchgas in die Strahlungskammer 3 eingeführt werden. Dadurch wird eine auch bei Betrieb mit Kohlenstaub anzuempfehlende weiche Regelung der Dampftemperatur erzielt. Allerdings wird die rückzuführende Gasmenge dabei etwas größer. Das kann jedoch erwünscht sein, wenn es sich bei Betrieb der Ölbrenner zugleich darum handelt, die Mischgastemperatur so weit herabzusetzen, daß sie dem Werkstoff der überhitzerrohre nicht mehr gefährlich werden kann. Auch bei Betrieb der Staubbrenner kann diese größere Menge einen besonderen Vorteil beinhalten, nämlich das Abkühlen der in den Feuergasen noch enthaltenen flüssigen Schlackentröpfchen auf eine Temperatur, welche mit Sicherheit ihr Ankleben an die Überhitzerrohre unmöglich macht.Finally, if the load continues to decrease, a state is reached at to which the slag no longer flows sufficiently, all pulverized coal burners must taken out of service. In their place are oil burners as required 29 put into operation. These burners are so close to the superheater that the flame will only lose a little heat by radiation into the combustion chamber 2. at Correct dimensioning and arrangement could succeed without using the flue gas recirculation to achieve the correct steam temperature with these burners 29. However, there the result depends on many prerequisites which cannot be precisely determined, In this case, too, the flue gas recirculation will do a good job. It can do it both through the nozzles 42 and through the nozzles 43 cooled flue gas into the Radiation chamber 3 are introduced. This also makes it possible to operate with coal dust Recommended soft regulation of the steam temperature achieved. However, the the amount of gas to be returned is somewhat larger. However, this may be desirable if When operating the oil burners, it is also the mixed gas temperature reduce so much that they are no longer dangerous to the material of the superheater tubes can be. Even when the dust burner is in operation, this larger amount can be a special one Advantage include, namely the cooling of the still contained in the fire gases liquid slag droplets to a temperature that will certainly make them stick to the superheater pipes makes impossible.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Strahlungsdampferzeuger mit Rückführung abgekühlter Rauchgase in den überwiegend durch Verdampferheizflächen gekühlten Feuerraum, an welchem außer einer Anzahl von Hauptbrennern zwischen diesen und der Schotten oder/und der Berührungsheizfläche des Überhitzers Hilfsbrenner angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei regelbare Zuführungen abgekühlter Rauchgase vorgesehen sind, von denen die eine zwischen den Hauptbrennern und den Hilfsbrennern, die andere zwischen den Hilfsbrennern und den Überhitzerheizflächen liegt. PATENT CLAIMS: 1. Radiant steam generator with recirculation of cooled flue gases into the furnace, which is mainly cooled by evaporator heating surfaces, on which auxiliary burners are arranged in addition to a number of main burners between these and the bulkheads and / and the contact heating surface of the superheater, characterized in that two controllable feeds of cooled flue gases are provided of which one is between the main burners and the auxiliary burners, the other between the auxiliary burners and the superheater heating surfaces. 2. Strahlungsdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgaszuführungen weiter von den Hilfsbrennern entfernt sind als von den Hauptbrennern bzw. den Überhitzerheizflächen, und zwar vorzugsweise im Bereiche der nicht verkleideten Wandheizflächen. 2. Radiant steam generator according to claim 1, characterized in that the flue gas feeds further from away from the auxiliary burners than from the main burners or the superheater heating surfaces, and preferably in the area of the wall heating surfaces that are not covered. 3. Verfahren zum Betrieb eines Strahlungsdampferzeugers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei unter einem Mittelwert liegender Last mehr abgekühlte Rauchgase zwischen Hauptbrennern und Hilfsbrennern, bei über dem Mittelwert liegender Last mehr abgekühlte Rauchgase zwischen den Hilfsbrennern und der Schotten- bzw. Berührungsheizfläche des Überhitzers zugeführt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 504 114.3. Procedure for operating a radiant steam generator according to claim 1 or 2, characterized in that that when the load is below a mean value, more cooled flue gases between Main burners and auxiliary burners, more cooled if the load is above the average value Flue gases between the auxiliary burners and the bulkhead or contact heating surface of the superheater. Publications Considered: British Patent No. 504 114.