DE1401931A1 - Schlackenfangvorrichtung fuer Schmelzkammerfeuerungen - Google Patents

Description

Patentanmeldung
"Schlackenfangvorrichtung für Schmelzkammerfeuerungen".

Die Erfindung betrifft eine Schlackenfangvorrichtung für Schmelzkammerfeuerungen. Bekannt sind Fanggitter, die am Übergang der Schmelzkammer in die Strahlungskammer angeordnet werden, und deren Aufgabe es ist, die Schmelzkammer gegen die Strahlungskammer abzuschirmen.

Diese Gitter werden als Schotten mit größerer Teilung, als aufgelockerte Rohrgitter oder als gegeneinander versetzte Bänder ausgeführt, deren Neigung gegen die Horizontale etwa zwischen 10 und 30° schwankt. Alle diese Fanggitter werden über ihre Länge ohne Veränderung ihrer Form (Breite, Höhe, Neigungswinkel) ausgeführt. Der Rauchgasstrom erfährt daher bei seinem Durchtritt durch die Fanggitter keine Richtungsänderung über die Länge. Beim Durchströmen der Rauchgase durch diese Gitter bleiben im Rauchgasstrom raitgeführte Asche- und Schlacketeilchen an der Oberfläche der das Gitter bildenden Teile haften und fließen, soweit sie noch flüssig sind,

_ zur Rückwand hin ab.
iß

Q₀ In allen Feuerungen, in denen das Rauchgas eine Rich-

^ tungsänderung erfährt, ehe es in die Strahlungskammer

-J eintritt, erfolgt eine Anreicherung des Rauchgases mit

ο Asche- und Schlackenteilchen infolge der Zentrifugal-

^ kraft in den äußeren Schichten der Strömung, was dazu

führt, daß sich die Aschen- und Schlackenteilchen vor-

zugsweise an den äußeren Berandungsflächen der Strömung abscheiden. Bei U-Feuerungen sind dies der Boden und die Rückwand des waagerechten Schmelzkammerteils, gegebenenfalls noch ein Teil der Rückwand des Strahlungsraumes. Wegen der hohen Staubbeladung der Rauchgase in den äußeren Strömungsschichten werden auch am Fanggitter die mitgeführten Asche- und Schlacketeilchen im wesentlichen nur in dieser Zone abgeschieden, so daß das Gitter in seiner Gesamtheit als Abscheidefläche schlecht genützt ist.

Nach der Erfindung wird die Schlackenfangvorrichtung aufgelöst in ein sogenanntes Fanggitter, das durch mehrere nebeneinander angeordnete Schotten gebildet wird, die zu parallel zu den Seitenwänden gelegte Vertikalschnittebenen schräg gestellt sind und ein diesem nachgeschaltetes Gleichrichtergitter, dessen Schotten zu den gleichen Vertikalschnittebenen im wesentlichen parallel verlaufen.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Gasströme auf die Schotten des Fanggitters aufprallen, wobei ein weiterer Teil der mitgeführten Schlacke- und Ascheteilchen ausgeschieden und damit der Primäreinbindungsgrad der Feuerung erhöht wird.

Um gleichzeitig eine bessere Ausnutzung des Fanggitters über seine ganze Länge zu erhalten, wird, einem weiteren Gedanken der Erfindung folgend, der Winkel, unter dem das einzelne Schott des Fanggitters gegen die zugehörige Vertikalschnittebene geneigt ist, von der Vorderwand der Strahlungskammer ausgehend nach der Rückwand zu geändert.

Die Einzelheiten über die Anordnung und Ausbildung des Fanggitters sind aus den beigefügten Abbildungen ersichtlich. Es wurde dabei ausgegangen von einer normalen Stufen Feuerung, deren Vertikalschnitt in Abb. 1 dargestellt ist. Die Abb. 2 zeigt einen Horizontalsehnitt in der Ebene A-B der Abb. 1 durch den Strahlungsraum, mit Draufsicht auf die Schlackenfangvorrichtung, während die Abbildungen 3 bis 5 verschiedene Schnitte in den Ebenen 1-1, 2-2 und 3-3 der Schlackenfangvorrichtung darstellen. Abb. 6 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung

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der geometrischen Beziehungen zwischen Länge, Breite und Verdrehungswinkel eines Schotts im FaBggitter. Abb. 7 gibt eine abgeänderte Anordnung der Schlackenfangvorrichtung wieder, die Abb. 8 und 9 zeigen die Ausbildung der die Schotten bildenden Rohre mit ihrer Umkleidung und eingebauten Stützvorrichtung.

In Abb. 1 ist die Stufeh-Schmelzkammer mit 1 bezeichnet. Dabei bedeuten 11 die Brenner der oberen Stufe, 21 die Brenner der unteren Stufe. Die Blasrichtungen sind bei beiden Brennern, wenn auch unter verschiedenen Winkeln, gegen den vorderen Teil 31 des Bodens der Schmelzkammer gerichtet. 3 ist die Schlackenabflußöffnung.

An die Stufen-Schmelzkammer schließt sich der Strahlungsraum 2 an. Beide sind getrennt durch die Schlackenfangvorrichtung, die gebildet wird durch die Schotten k des Fanggitters und die Schotten 5 des Gleichrichtergitters, wobei beide Gitter von der senkrechten Zwischenwand 12 zwischen Stufen-Schmelzkammer und Strahlungsraum ausgehend sich bis zur. Rückwand 22 des Strahlungsraumes bzw. bis zum hinteren Bodenteil 32 der Schmelzkammer erstrekken. Das Fanggitter ist bei der dargestellten Bauart unter einem steileren Winkel gegen die Horizontale geneigt als das Gleichrichtergitter. Das ist indessen nicht unbedingt erforderlich, es ist durchaus denkbar, daß beide so angeordnet werden, daß sie unter dem gleichen Winkel gegen die Horizontale geneigt sind. Die Gitter werden von einzelnen Schotten gebildet, deren Breite von der Zwischenwand 12 nach der Rückwand 22 bzw. dem Bodenteil 32 zunimmt. Gebildet werden die Schotten durch neben- bzw. übereinander angeordnete Rohre lh (vergl. Abb. 8), die in an sich bekannter weise durch Aufbringen einer Stampfmasse, welche alle Rohre gleichzeitig umfaßt, zu einem einheitlichen Band zusammengefaßt werden. Da die Abstände der Rohre zum Zwecke der Verbreiterung des einzelnen Schotts nach hinten zu größer werden, werden gemäß Abb. 9 zwischen die einzelnen Rohre Stützkörper 2k angeordnet.

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Wie insbesondere aus den Abbildungen k, 5 und 7 zu erkennen ist, sind die Schotten k des Fanggitters in Strömungsrichtung gesehen schräg gestellt, d.h. sie bilden einen Winkel mit den parallel zu den Seitenwänden geführten Vertikalschnittebenen, also parallel der gleichen Ebene, in welcher auch der Schnitt gemäß Abb. 1 geführt ist. Der Winkel, den die Schotten k mit den Vertikalschnittebenen bilden, ist jedoch über die Länge des Schotts gesehen nicht gleich groß; er nimmt vielmehr von der Zwischenwand 12 nach dem hinteren Bodenteil 32 stetig zu, was insbeson^ dere aus den Abbildungen 3, h und 5 ersichtlich ist, welche Schnitte in den gebrochenen Ebenen 1-1, 2-2 und 3-3 nach Abb. 1 darstellen. Ebenso kann der Abstand d von Oberkante Fanggitter bis Unterkante Gleichrichtungsgitter mit der Tiefe zu- oder abnehmen. Für eine gute Nachabscheidung ist d möglichst klein zu halten. Dabei sind, wie aus den Abbildungen k und 5 ersichtlich ist, die Schotten der. linken Hälfte nach der linken Wand zu, die der rechten Hälfte nach der rechten Wand zu geneigt, wodurch weiterhin erreicht wird, daß die Rauchgase nach den Außenwänden abgelenkt werden, wo die stärksten Abstrahlungen auftreten, so daß beim Eintritt in die Berührungsheizflächen die Temperaturen über den Querschnitt ausgeglichen werden.

Die geometrischen Zusammenhänge sind aus Abb. 6 zu ersehen. Der Winkel, unter dem das einzelne Schott des Fanggitters gegen die zugehörige Vertikalschnittebene geneigt ist, ist von der Vorderwand der Strahlungskammer ausgehend nach der Rückwand zu geändert, wobei sich eine Vergrößerung von oc = ο an der Zwischenwand 12 bis zu einem Winkel o6j. mit einem Wert (tgc*), , = a/h. am Boden 32 als besonders günstig erwiesen hat. Hierbei ist unter a (vergl. Abb. 2) der senkrechte Abstand der zu den einzelnen Schotten des Fanggitters gehörenden Vertikalschnittebenen und unter h^ und hg die Breite dieser Schotten am Anfang und am Ende, sowie unter h. die Projektion der Breite dieser Schotten auf ihre zugehörige Vertikalschnittebene zu verstehen, t ist die mittlere Länge der Schotten. Bei

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der vorgeschlagenen Vergrößerung des Winkels ?*'.. wird am hinteren Ende des Fanggitters, d.h. im Bereich der stärksten Staubheiadung, eine vollständige Üherdeckung der projizierten Fangfläche erreicht (siehe Abb. 5).

Die Abscheidung kann noch verbessert werden, wenn man das Fanggitter und das Gleichrichtergitter bei gleicher Teilung gegeneinander versetzt, wie dies in Abb. 5 dargestellt ist. Die Versetzung ist dabei mit ν bezeichnet. Es ist andererseits auch möglich, die Teilung der beiden Gitter über die Breite des Querschnittes zu verändern.

Zur Verbesserung der Abscheidewirkung wird weiterhin vorgeschlagen, die Schotten des Gleichrichtergitters um einen Winkel £ gegenüber den Normalschnittebenen zu drehen, wobei dieser Winkel £ sehr spitz und dem Winkel /5 , den die Oberkante des Fanggitters mit der zugehörigen Vertikalschnittebene bildet, entgegengesetzt gerichtet ist.

Abb. 7 zeigt eine abgeänderte Form der Schlackenfangvorrichtung. Bei dieser Ausführungsform sind dem Gleichrichtergitter zwei Fanggitter vorgeschaltet, deren Schotten in entgegengesetzter Richtung zu den zugehörigen Vertikalschnitten geneigt sind. Diese Bauart kann zweckmäßig sein bei stark schlackenhaltiger Kohle.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Schlackenfangvorrichtung wird zunächst eine bessere Verteilung der Strömung beim Übergang von der Schmelzkammer in den Strahlungsraum erzwungen; denn infolge der Zunahme des Winkels oC vom Anfang bis zum Ende des Fanggitters werden Umlenkverluste und damit auch der Strömungswiderstand größer. Diese Wirkung wird noch verstärkt durch die fächerförmige Aufweitung der Fanggitterschotten. Die Gestaltung der Schotten hat weiterhin zur Folge, daß die wirksame Fangflache von der Zwischenwand nach der hinteren Außenwand zunimmt, d.h. gerade nach dem Teil der Strömung, welcher die stärkste Staubbeladung aufweist.

Das Gleichrichtergitter wirkt wegen der Querströmung und der versetzteäinA^e^dftiwgnS.tärker als Abscheidefläohe als

dies bei den Schotten bekannter Ausführungen der Fall ist. Der Einbindungsgrad wird durch beide Maßnahmen erhöht.

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Claims (15)

- 7 - 21.5.62 Pa 6222 Rt/Bo Patentansprüche

1.) Schlaekenfangvorrichtung für SchHelzkararaerfeuerungen, gekennzeichnet durch ein Panggitter, das aus mehreren, nebeneinander angeordneten Schotten besteht, die zu parallel zu den Seitenwänden verlaufenden Vertikalschnittebenen schräg gestellt sind, und ein hinter diesem angeordnetes, aus etwa parallel zu den gleichen Vertikalschnittebenen verlaufenden Schotten bestehendes Gleichrichtergitter.

2.) Schlackenfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, unter dem die Schotten des Fanggitters gegen die jeweilige Vertikalschnittebene geneigt sind, sich über die Kesseltiefe ändert.

3.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die das Fanggitter bildenden Schotten mit der zugehörigen Vertikalschnittebene bilden, von dem Wertet = 0 an der Vorderwand des das Fanggitter enthaltenden Zuges bis zu einem Werto6>O an der Rückwand zunimmt.

k.) Schlackenfangvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel oC der Schotten des Fanggitters an der Rückwand des das Fanggitter enthaltenden Zuges so gewählt wird, daß tgcC = a/h. ist, wobei unter a der senkrechte Abstand der zu je zwei benachbarten Schotten gehörenden Vertikalschnittebenen und unter h, die Projektion der Schottenbreite in die zugehörige Vertikalschnittebene zu verstehen ist.

5.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schotten des Fanggitters von der Vorderwand des das Fanggitter enthaltenden Zuges nach der Rückwand zu zunimmt.

6.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schotten des

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Gleichrichtergitters von der Vorderwand bis zur Rückwand des das Gitter enthaltenden Zuges zunimmt.

7.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei das Fanggitter und das Gleichrichtergitter durch mit Stampfmasse abgekleidete Rohre gebildet werden, die nach der Rückwand zu aufgefächert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rohren ein Stützgewebe angeordnet wird, das zusammen mit den Rohren mit Stampfmasse · verkleidet wird.

8.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schotten des Gleichrichtergitters gelegten Ebenen einen spitzen Winkel mit den durch den Anfangspunkt gelegten Vertikalschnittebenen bilden.

9.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fanggitter bildenden Schotten gegenüber den das Gleichrichtergitter bildenden Schotten versetzt angeordnet sind.

10.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fanggitter und das Gleichrichtergitter unter einem verschiedenen Winkel gegen die Horizontale geneigt sind.

11.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglage des Fanggitters in der linken Hälfte des das Fanggitter enthaltenden Feuerungsteils nach links, in der rechten Hälfte nach rechts gerichtet ist, derart, daß sie durch die Schotten der linken Hälfte gebildeten Kanäle die Gasströmung der linken Außenwand, die durch die Schotten der rechten Hälfte gebildeten Kanäle die Gasströmung nach der rechten Außenwand leiten.

12.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Schotten des Fanggitters mindestens an ihrem vorderen Ende unter, einem anderen Winkel zur Vertikalschnittebene geneigt sind als die Nachbarschotten, so daß in der Mitte eine

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Gasse für den Durchtritt der Rauchgase frei bleibt.

13.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Gitter über die Breite des Strahlungsraumes verschieden ist.

14.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß einem Gleichrichtergitter mehrere Fanggitter vorgeschaltet sind.

15.) Schlackenfangvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fanggitter und Gleichrichtergitter paarweise hintereinander geschaltet sind.

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