DE1082365B - Method and device for burning inferior, in particular low-gas fuels in a mixture with high-quality, in particular high-gas fuels in a cyclone furnace - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verfeuern von minderwertigen, insbesondere gasarmen Brennstoffen in Mischung mit einem hochwertigen, insbesondere gasreichen Brennstoffe in einer Zyklonfeuerung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfeuern von minderwertigen, insbesondere gasarmen Brennstoffen in Mischung mit einem hochwertigen, insbesondere gasreichen Brennstoffe in einer Zyklonfeuerung, deren Muffel der Brennstoff mit der Trägerluft durch eine Reihe längs einer Muffelerzeugenden nebeneinanderliegender Düsen und die Zweitluft ebenfalls durch eine Reihe längs einer Muffelerzeugenden nebeneinanderliegender Düsen zugeführt wird. Sie besteht darin, daß das Gemisch für einzelne Düsen oder Düsengruppen um so hochwertiger, insbesondere gasreicher ist, je länger der Brennweg in der Muffel ist, und daß die Düse mit dem kürzesten Brennweg mit dem unvermischten, gasreichen Brennstoff beschickt wird.Method and device for burning inferior, in particular low-gas fuels mixed with a high-quality, in particular high-gas fuel Fuels in a cyclone furnace The invention relates to a method for burning of inferior, especially low-gas fuels mixed with a high-quality, especially gas-rich fuels in a cyclone furnace, the muffle of which is the fuel with the carrier air through a row of adjacent muffle generators Nozzles and the secondary air also through a row along a muffle generator adjacent nozzles is supplied. It consists in that the mixture for individual nozzles or groups of nozzles all the more high-quality, in particular richer in gas is, the longer the firing path in the muffle, and that the nozzle with the shortest Brennweg is charged with the unmixed, gas-rich fuel.

Die Zyklonfeuerung ist besonders geeignet für die Verbrennung von minderwertigen Brennstoffen, deren Heizwert infolge hohen Aschengehaltes gering ist, denn sie gibt die Möglichkeit, die Asche in flüssiger Form als Schlacke abzuleiten. Einer der minderwertigsten Brennstoffe ist Flugasche, denn er hat nicht nur stark wechselnden Aschengehalt, sondern seine brennbaren Bestandteile sind auch weitgehend entgast. Daher ergibt dieser Brennstoff Zündschwierigkeiten, welche im allgemeinen nur dadurch behoben werden können, daß gleichzeitig ein hochwertiger Brennstoff, wie Kohlenstaub, mit der Flugasche in der Muffel verbrannt wird.The cyclone combustion is particularly suitable for the combustion of Inferior fuels, the calorific value of which is low due to the high ash content because it allows the ash to be discharged in liquid form as slag. One of the inferior fuels is fly ash because it is not only strong changing ash content, but its combustible components are also largely degassed. Therefore, this fuel gives rise to ignition difficulties, which in general can only be remedied by using a high-quality fuel at the same time, like coal dust with which fly ash is burned in the muffle.

Angestellte Versuche haben ergeben, daß die Wirksamkeit des Kohlenstaubes am stärksten ist, wenn er vor Eintritt in die Muffel mit dem minderwertigen Brennstoff vermischt wird. Doch ist auch das Mischungsverhältnis maßgebend. Wenn die Beimischung absichtlich gering gehalten werden soll, kann das Mischungsverhältnis für die einzelnen Düsen oder Düsengruppen geändert werden. Als wirksamste und sparsamste Verteilung hat sich die ergeben, bei der dem höheren Heizwert auch der längere Brennweg entspricht. Der Brennweg ist im allgemeinen schon durch die Lage der Düsen gegeben. Er kann jedoch geändert oder in seiner Ausbildung gesichert werden, wenn die Zweitluft derart zugeführt wird, daß dem längeren Brennweg der höhere Vordruck an der zugehörigen Zweitluftdüse entspricht. Um den Ausbrand zu vervollständigen, hat es sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, die Düse mit dem kürzesten Brennweg mit unvermischtem, gasreichem Brennstoff zu beschicken. Dieser Brennstoff heizt die Flamme noch einmal kräftig auf und verhindert dadurch Schlackenansinterungen an den Muffelwänden in der Nähe des Feuergas- und des Schlackenaustrittes.Attempts have shown that the effectiveness of the coal dust is strongest when it enters the muffle with the inferior fuel is mixed. But the mixing ratio is also decisive. When the admixture should intentionally be kept low, the mixing ratio for the individual Nozzles or nozzle groups are changed. As the most effective and economical distribution has resulted in which the longer combustion path corresponds to the higher calorific value. The combustion path is generally given by the position of the nozzles. He can however, changed or backed up in its training if the second air is such is supplied that the longer combustion path the higher pressure on the associated Second air nozzle corresponds. In addition, it has to complete the burnout proved to be advantageous to use the nozzle with the shortest burning path with unmixed, to charge gas-rich fuel. This fuel heats the flame again vigorously and thereby prevents slag sintering on the muffle walls in close to the flue gas and slag outlet.

Es ist bekannt, in eine Drallfeuerung Brennstoff verschiedener Korngröße derart aufzugeben, daß dem gröbsten Korn der längste Brennweg zugeteilt wird. Ferner ist bekannt, Flugasche oder Koksstaub gemischt mit Kohlenstaub durch einen Brenner in den Feuerraum einzuführen. Diese Art der Aufgabe ist für Mischungsverhältnisse brauchbar, bei denen der Anteil des minderwertigen oder gasarmen Brennstoffes gering ist, wie etwa bei kontinuierlicher Verfeuerung der Flugaschenmenge, welche in den Feuergaszügen derselben Feuerung anfällt. Für die Verfeuerung eines besonderen gasarmen oder aschenreichen Brennstoffes in großen Mengen müßte jedoch der Anteil des hochwertigen Brennstoffes zu groß sein. Die Erfindung bietet einen Weg, indem durch Mischung nur die Zündung eingeleitet, durch Schlußaufheizung aber der Ausbrand beendet und der Schmelzfluß aufrechterhalten wird.It is known to use fuel of different grain sizes in a swirl furnace give up in such a way that the coarsest grain is assigned the longest burning path. Further is known to fly ash or coke dust mixed with coal dust through a burner to be introduced into the combustion chamber. This type of task is for mix ratios useful where the proportion of inferior or low-gas fuel is low is, such as with continuous combustion of the amount of fly ash which is in the Flue gas flues from the same furnace occur. For the combustion of a special low-gas or ash-rich fuel in large quantities, however, should have the share of high-quality Fuel is too big. The invention offers a way by by mixing only the ignition is initiated, but the final heating ends the burnout and the melt flow is maintained.

Eine Anordnung zur Ausführung des Verfahrens ist in Abb. 1 in einem Schema dargestellt, während Abb. 2 im Querschnitt der Muffel die Einführungsweise der Luftströme zeigt.An arrangement for carrying out the method is shown in Fig. 1 in one Scheme shown, while Fig. 2 shows the way of insertion in the cross section of the muffle the air currents shows.

Der Feuerraum 1 eines Dampferzeugers wird in bekannter Weise mittels Kohlenstaub befeuert, der ebenso wie die Verbrennungsluft durch die Düsen der Eckenbrenner 2 in den Feuerraum geblasen wird. Der untere Abschluß des Feuerraumes wird durch einen bekannten Schmelztisch 3 gebildet. Die Feuergase ziehen nach oben ab in die nicht dargestellten Züge mit Berührungsheizflächen. An eine Seitenwand des Feuerraumes 1 ist die Zyklonmuffel4 angeschlossen. Ihr Aufbau aus Kühlrohren mit feuerfester Verkleidung nach der Feuerseite wird als bekannt vorausgesetzt. Die Muffel ist allseits geschlossen, bis auf die Austrittsöffnung 5 für die Feuergase und den Schlackenschlitz 6 sowie die Einblasedüsen. Längs einer Erzeugenden sind nebeneinander die Zweitluftdüsen 7, 8, 9, 10, 11 angeordnet, welche tangential in die Muffel einmünden. Die Brennstoffdüsen 12, 13, 14, 15 münden in gleicher Drallrichtung, jedoch mit kleinerem Achsenabstand von der Muffelachse, in die :Muffel ein. Zwei Hilfsbrennstoffdüsen 16, 17, sind in der Zweitluftdüse 9 angeordnet.The furnace 1 of a steam generator is in a known manner by means of Coal dust is fired, which, like the combustion air, passes through the nozzles of the corner burners 2 is blown into the combustion chamber. The lower end of the firebox is through a known melting table 3 is formed. The fire gases are drawn up into the not shown trains with contact heating surfaces. On a side wall The cyclone muffle 4 is connected to the furnace 1. Your structure from cooling tubes with fireproof cladding on the fire side is assumed to be known. The muffle is closed on all sides, except for the outlet opening 5 for the fire gases and the slag slot 6 and the injection nozzles. Are along a generatrix side by side, the second air nozzles 7, 8, 9, 10, 11 are arranged, which are tangential in the muffle open. The fuel nozzles 12, 13, 14, 15 open in the same direction of swirl, but with a smaller axial distance from the muffle axis into which: Muffle a. Two Auxiliary fuel nozzles 16, 17 are arranged in the secondary air nozzle 9.

Die Feuergase treten aus der Muffel 4 durch die Öffnungen 5 in den von Kesselrohren umschlossenen Nachbrennraum 18 über, aus dem sie zwischen den Rohren 19 des Schlackenfangrostes hindurch in den Feuerraum 1 der Hauptfeuerung abströmen. Die flüssige Schlacke fließt durch die Öffnungen 6 in den Raum 18 und ebenfalls zwischen den Rohren 19 hindurch nach unten in einen nicht dargestellten Wassertrog ab, der den Schmelztisch 3 umgibt und auch die von diesem abschließende Schlacke aufnimmt.The fire gases emerge from the muffle 4 through the openings 5 into the afterburning chamber 18 enclosed by boiler tubes, from which it is located between the tubes 19 of the slag grate flow through into the furnace 1 of the main furnace. The liquid slag flows through the openings 6 into the space 18 and also between the tubes 19 through down into a water trough, not shown from, which surrounds the melting table 3 and also the slag that terminates it records.

Die Verbrennungsluft wird, sofern sie nicht dem Verbrennungsluftstrom für die Hauptfeuerung entnommen wird, durch Rohre 20 angesaugt, von einem Gebläse 21 auf Druck gebracht, in einem Abgas-Lufterhitzer 22 erwärmt und durch die Rohrleitung 23 weitergeleitet. Diese teilt sich in vier Stränge 24, 25, 26, 27, deren jeder mit einer Drosselklappe 28, 29, 30, 31 versehen ist.The combustion air is, provided it is not part of the combustion air flow is taken for the main combustion, sucked in through pipes 20, by a fan 21 pressurized, heated in an exhaust gas air heater 22 and through the pipeline 23 forwarded. This is divided into four strands 24, 25, 26, 27, each of which is provided with a throttle valve 28, 29, 30, 31.

In dem Bunker 32 wird der brennfertige Kohlenstaub, in dem Bunker 33 die gesammelte Flugasche gelagert. Aus dem Bunker 32 kann der Brennstaub wahlweise oder gleichzeitig mittels Zuteiler 34 und Fallrohr 35 der Leitung 24 und mittels Zuteiler 36 und Fallrohr 37 der Leitung 25 zugeführt werden. Ebenso kann die Flugasche aus dem Bunker 33 wahlweise oder gleichzeitig mittels Zuteiler 38 und Fallrohr 39 der Leitung 26 und mittels Zuteiler 40 und Fallrohr 41 der Leitung 27 zugeführt werden.In the bunker 32 is the ready-to-burn coal dust, in the bunker 33 stored the collected fly ash. From the bunker 32, the pulverized fuel can optionally or simultaneously by means of the distributor 34 and the downpipe 35 of the line 24 and by means of Distributor 36 and downpipe 37 of the line 25 are fed. The fly ash can also from the bunker 33 either or at the same time by means of a feeder 38 and a downpipe 39 the line 26 and by means of the distributor 40 and downpipe 41 to the line 27 will.

Die Leitungen 24 und 26 vereinigen sich in dem Mischrohr 42, welches durch Abzweigrohre 43, 44. 45 mit den Brennstoffdüsen 15, 16, 17 verbunden ist. Die Leitungen 25 und 27 stehen über das Mischrohr 46 und die Abzweigrohre 47, 48, 49 mit den Brennstoffdüsen 12, 13, 14 in Verbindung. Daher kann jeder Düse ein Brennstoff-Flugasche-Luft-Gemisch zugeführt werden, und dieses Gemisch kann für die Düsen 12, 13, 14 ein anderes Mischungsverhältnis haben als für die Düsen 15, 16, 17.The lines 24 and 26 unite in the mixing tube 42, which is connected to the fuel nozzles 15, 16, 17 by branch pipes 43, 44, 45. The lines 25 and 27 are above the mixing pipe 46 and the branch pipes 47, 48, 49 with the fuel nozzles 12, 13, 14 in connection. Therefore, each nozzle can have a fuel-fly ash-air mixture are supplied, and this mixture can be a different mixture ratio for the nozzles 12, 13, 14 than for the nozzles 15, 16, 17.

Von der Leitung 23 zweigt eine mit Drosselflappen 50 versehene Leitung 51 ab, welche über die mit Drosselklappen 52, 53, 54, 55 versehenen Abzweige 56, 57, 58, 59 mit den Zweitluftdüsen 7, 8, 9, 10 verbunden ist. Ein weiterer Abzweig 60 mit Regelklappe 61 führt zu dem in der Kegelspitze angeordneten Zündbrenner, welchem durch die Leitung 62 mit Regel- und Absperrschieber 63 Brenngas - zugeführt werden kann.A line provided with butterfly valves 50 branches off from line 23 51, which via the branches 56, 55 provided with throttle valves 52, 53, 54, 57, 58, 59 is connected to the secondary air nozzles 7, 8, 9, 10. Another branch 60 with control flap 61 leads to the pilot burner arranged in the tip of the cone, which through the line 62 with control and gate valve 63 fuel gas - supplied can be.

Hätten alle Düsen den gleichen Vordruck, so würde sich die Flamme in Schraubenlinien gegen den Kragen 64 um die Öffnung 5 hin bewegen, in ihm umkehren und nach -Überwindung des Hindernisses durch die Öffnung 5 abströmen. Durch Verstärkung des Vordruckes an der Düse 10 und damit der Geschwindigkeit des aus dieser Düse austretenden Luftstromes wird das Abwandern der Flamme nach rechts verhindert. Sie wird vielmehr nach links abgedrängt, wird bis in den Kegel wandern, dort umkehren und unter Verkleinerung des Drehungsradius, also unter Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit, als Innenast der Trombe zur Öffnung 5 abströmen. Daher wird bei dieser Luftverteilung den Düsen 16, 17 und 15 ein Brennstoff-Luft-Gemisch zugeleitet werden können, das je 1 kg Brennstoff einen höheren Heizwert hat als das aus den Düsen 12, 13, 14 ausströmende.If all nozzles had the same pre-pressure, the flame would be move in helical lines against the collar 64 around the opening 5, reverse it and after overcoming the obstacle flow through the opening 5. Through reinforcement of the pre-pressure at the nozzle 10 and thus the speed of the out of this nozzle escaping air flow prevents the flame from migrating to the right. she rather, it is pushed to the left, will wander into the cone, then turn back and by reducing the radius of rotation, i.e. by increasing the angular velocity, Flow as the inner branch of the vortex to the opening 5. Therefore, with this air distribution the nozzles 16, 17 and 15 can be fed a fuel-air mixture that per 1 kg of fuel has a higher calorific value than that flowing out of the nozzles 12, 13, 14.

Bei der beschriebenen Brennstoff- und Luftverteilung würde in den Kragen 64 nur ein Teil des Luftstromes aus der Düse 10 gelangen, und die Schlacke würde vor dem Ausfließen aus der Öffnung 6 zu stark auskühlen. Deshalb ist es vorteilhaft, durch die Düse 11, gegebenenfalls in einer der Düsenanordnung 9; 16, 17 ähnlichen Anordnung, Brennstoff, insbesondere Kohle, und gegebenenfalls auch Zweitluft in die Muffel einzuführen. Dadurch wird in dem Kragen 64 ein besonderer Flammenstrom erzeugt, der im Kragen umkehren muß, dort viel Wärme abgibt und die Schlacke stark beheizt.In the case of the fuel and air distribution described, the Collar 64 get only part of the air flow from the nozzle 10, and the slag would cool down too much before flowing out of the opening 6. Therefore it is beneficial through the nozzle 11, optionally in one of the nozzle arrangement 9; 16, 17 similar Arrangement, fuel, especially coal, and possibly also secondary air in to introduce the muffle. This creates a special flow of flame in the collar 64 generated, which has to turn around in the collar, gives off a lot of heat there and the slag strong heated.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Verfeuern von minderwertigen, insbesondere gasarmen Brennstoffen in Mischung mit einem hochwertigen, insbesondere gasreichen Brennstoffe in einer Zyklonfeuerung, deren Muffel der Brennstoff mit der Trägerluft durch eine Reihe längs einer Muffelerzeugenden nebeneinanderliegender Düsen und die Zweitluft ebenfalls durch eine Reihe längs einer Muffelerzeugenden nebeneinanderliegender Düsen zugeführt wird, dadurch -ekennzeichnet, daß das Gemisch für einzelne Düsen oder Düsengruppen um so hochwertiger, insbesondere gasreicher ist, je länger der Brennweg in der Muffel ist, und daß die Düse mit dem kürzesten Brennweg mit dem unvermischten, gasreichen Brennstoff beschickt wird. PATENT CLAIMS: 1. Method of burning inferior, in particular low-gas fuels mixed with a high-quality, in particular high-gas fuel Fuels in a cyclone furnace, the muffle of which is the fuel with the carrier air through a row of nozzles and juxtaposed along a muffle-generating unit the second air also through a row of adjacent ones along a muffle generating line Nozzles is supplied, characterized in that the mixture for individual nozzles or nozzle groups, the higher the quality, in particular the richer in gas, the longer the Is the combustion path in the muffle, and that the nozzle with the shortest combustion path with the unmixed, gas-rich fuel is charged. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitluftdüsen mit um so höherem Vordruck betrieben werden, je länger der zugehörige Brennweg ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the secondary air nozzles operated with the higher pre-pressure the longer the associated focal path is. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffe in bekannter Weise in getrennten Bunkern gelagert sind, von denen jeder mittels gesonderter Zuteiler oder ähnlich wirkender Vorrichtungen mit mehreren Förderleitungen derart verbunden ist, daß jede Brennstoffdüse von jedem Bunker aus beschickt werden kann. 3. Device for executing the Method according to claim 1, characterized in that the fuels are in known Way are stored in separate bunkers, each of which by means of separate allocators or similarly acting devices with several conveying lines connected in this way is that every fuel nozzle can be fed from every bunker. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zuteiler jeweils nur mit einer Förderleitung verbunden ist, von denen die für verschiedene Brennstoffe sich in einem Mischrohr vereinigen, von dem die Verteilerleitungen zu den Brennstoffdüsen ausgehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 478 352; USA.-Patentschriften Nr. 1447 392, 1747676; Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkesselwesen, 1940, S. 259/260; VGB-Mitteilungen, 1943, H. 92, S. 55, Abb. 6.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that each distributor is connected to only one delivery line, of which the various fuels combine in a mixing tube from which the distribution lines to the fuel nozzles extend. Documents considered: German Patent No. 478 352; USA. Patent Nos 1,447,392, 1,747,676th; Archives for heat management and steam boilers, 1940, pp. 259/260; VGB-Mitteilungen, 1943, H. 92, S. 55, Fig. 6.