DE19935597C2 - Feuerung - Google Patents
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Abstract
Die Feuerung weist einen Feuerraum (1) auf, an dessen unterem Ende eine Austragvorrichtung (2) für Brennkammer-Asche vorgesehen ist. Unterhalb der Austragvorrichtung (2) arbeitet ein Stetigförderer in Form eines Schwingförderers (3), dessen Schwingrinne die Trockenentaschung in wirksamer und zuverlässiger Weise durchführt. Dabei wird die Trockenasche gleichzeitig mit Luft gekühlt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Feuerung mit
- - einem Feuerraum,
- - mindestens einer am unteren Ende des Feuerraums angeordneten Austragvorrichtung für trockene Brennkammer- Asche und
- - einem unterhalb der Austragvorrichtung angeordneten Förderer zum Aufnehmen und Abtransportieren der ausgetrage nen Asche in trockenem Zustand.
Die Brennkammer-Asche, die unten aus dem Feuerraum abge
zogen wird, fällt mit einer Temperatur von 800 bis 1200°C
an. Ursprünglich ließ man die Brennkammer-Asche in ein Was
serbad fallen, aus dem sie mittels des Förderers abgezogen
wurde. Bei modernen NOx-armen Feuerungen hat sich die Asche
qualität so verändert, daß der sich anschließende Transport
prozeß aufgrund fehlender Entwässerbarkeit der Asche proble
matisch war. Außerdem ergaben sich Lagerungs- und Entsor
gungsprobleme.
Vor diesem Hintergrund wurde ein Trockenentaschungsver
fahren entwickelt, bei dem das Problem der Entwässerung der
Brennkammer-Asche entfällt. Außerdem kann die trockene Asche
besser wiederverwertet oder nach entsprechender Aufbereitung
sogar der Filterasche zugemischt werden. Damit ergibt sich
ein einheitlicher Entsorgungsweg für die gesamte Asche der
Steinkohlefeuerung.
Das bekannte Trockenentaschungsverfahren wird mit einer
Steinkohlefeuerung betrieben, die in einem Prospekt der US-
amerikanischen Firma United Conveyor Corporation aus dem
Jahre 1997 beschrieben ist. Die Asche wird auf Rosten gesam
melt und chargenweise in ein Vakuum-Transportsystem abgege
ben.
Ferner ist es aus der DE-PS 311 639 bekannt, einer Feue
rung eine Einrichtung zum Granulieren der flüssig abgezogenen
Schlacke nachzuschalten. Die Schlacke wird mit einem
Luftstrahl zerstäubt und sodann auf ein Wanderrost abgewor
fen. Die Luft wird nach dem Granulieren der Schlacke im
Kreislauf gefördert, wobei sie erst einen Wärmetauscher und
sodann die auf dem Wanderrost befindliche granulierte
Schlacke durchströmt. Bei diesem Stande der Technik handelt
es sich nicht um eine in die Feuerung integrierte Trocken
entaschung.
Ausgehend von dem bekannten Trockenentaschungsverfahren
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kühlung der
Brennkammer-Asche sowie deren Handling, Abtransport und
Verwertung zu verbessern, und zwar als integraler
Bestandteil der Feuerung.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte
Feuerung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Förderer als Schwingförderer ausgebildet ist und eine zur Austragvorrichtung hin offene Schwingrinne auf weist und
- - daß eine Einrichtung zum Kühlen der Asche mittels Luft vorgesehen ist, wobei die Kühlluft als vorgewärmte Ver brennungsluft für den Feuerraum genutzt wird.
Der Einsatz von Schwingförderern ist aus der DE 34 16 525 A1
bekannt, allerdings nicht im Zusammenhang mit der
Trockenentaschung einer Feuerung. Vielmehr ist der Schwing
förderer einer Austragschleuse nachgeschaltet, in die ein
aus Asche und Reststoffen bestehendes, aus einer Brennkammer
kommendes Gemisch hineingefördert wird. Das Gemisch staut
sich in der Austragschleuse, wird dort mit Wasser befeuchtet
und bildet auf diese Weise eine Abdichtung der Schleuse,
wobei es kontinuierlich auf den Schwingförderer rutscht.
Eine Kühlung des Gemischs mit Luft findet nicht statt. Dem
entsprechend wird auch keine vorgewärmte Verbrennungsluft
für die Brennkammer erzeugt.
Schwingförderer sind äußerst robust, was im Hinblick auf
die abrasiven Eigenschaften der Brennkammer-Asche von großer
Bedeutung ist. Außerdem erbringen sie hohe Förderleistungen
und gestatten ohne weiteres sowohl einen diskontinuierlichen
als auch einen kontinuierlichen Betrieb, also ein sehr
variables und wirksames Trockenentaschungsverfahren.
Vor allen Dingen lassen sich Schwingförderer mit einer
sehr effektiven Luftkühlung kombinieren. Die Temperatur der
Brennkammer-Asche kann also während des Abtransports wirk
sam, d. h. rasch auf niedrige Werte abgesenkt werden.
Dabei ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Mit
tel zum Transportieren und Kühlen der Brennkammer-Asche ein
fach, wirtschaftlich und zuverlässig im Betrieb sind.
Die Erfindung ist vor allen Dingen anwendbar auf Stein
kohlefeuerungen, allerdings auch auf andersartige Feuerun
gen, beispielsweise Braunkohlefeuerungen, Müllfeuerungen
etc.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
der Boden der Schwingrinne mit Düsenöffnungen für die Kühl
luft versehen ist. Die Kühlluft durchdringt die in der
Schwingrinne abgelegte Asche und kann sodann in den Feuer
raum gelangen, in welchem sie als vorgewärmte Verbrennungs
luft genutzt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu besteht
die vorteilhafte Möglichkeit, die Schwingrinne mit seitli
chen Düsenöffnungen für die Kühlluft zu versehen. Dies führt
zu einer sehr intensiven Kühlung der Oberseite der Ascheablagerung
in der Schwingrinne und der neu herabfallenden
Aschepartikel. Auch hierbei entsteht vorgewärmte Verbren
nungsluft für den Feuerraum. Schließlich besteht die Mög
lichkeit, auch die Austragvorrichtung mit Düsenöffnungen für
die Kühlluft zu versehen. Die Brennkammer-Asche wird also
bereits vor dem Abwerfen auf den Schwingförderer im Gegen
strom gekühlt, was zu einer sehr intensiven Kühlung und Vor
wärmung der Verbrennungsluft führt.
Das Eintragen von Kühlluft als vorgewärmte Verbrennungs
luft in den unteren Bereich des Feuerraums bringt einen zu
sätzlichen vorteilhaften Effekt mit sich, nämlich eine Nach
verbrennung der Brennkammer-Asche. Dies verbessert den Aus
brand des Brennstoffs (Steinkohle) Feuerung und reduziert
die anfallende Menge an Brennkammer-Asche.
Je nach Betriebsbedingungen kann der im Feuerraum herr
schende Unterdruck ausreichen, die Kühlluft durch die ein
zelnen Düsen hindurchzusaugen. Allerdings ist es ggf. auch
von Vorteil, mindestens einige der Düsenöffnungen an ein Ge
bläse anzuschließen. Dies erhöht u. U. den Durchsatz an Kühl
luft und führt vor allen Dingen zu einer besseren Steuerbar
keit des Kühlvorganges. Auch vermindert sich die Gefahr, daß
sich die Düsenöffnungen zusetzen.
Neben der oben diskutierten direkten Kühlung der Brenn
kammer-Asche wird in Weiterbildung der Erfindung auch eine
indirekte Kühlung vorgeschlagen, wobei die Schwingrinne mit
einem Luftkasten kombiniert wird, der an den Feuerraum ange
schlossen ist. Die Kühlluft streicht also an der Unterseite
der Rinne vorbei und entzieht der Brennkammer-Asche Wärme,
ohne mit letzterer in Berührung zu treten. Da der Luftkasten
an den Feuerraum angeschlossen ist, entsteht ebenfalls vor
gewärmte Verbrennungsluft.
Im Rahmen der Erfindung besteht durchaus die Möglich
keit, die indirekte Kühlung der Brennkammer-Asche mit der
direkten Kühlung zu kombinieren.
Bei der indirekten Kühlung ist es vorteilhaft, die Un
terseite der Schwingrinne mit Kühlrippen oder dergleichen zu
versehen, um den Wärmeübergang in gesteuerter Weise zu stei
gern.
Auch bei der indirekten Kühlung kann der Unterdruck im
Feuerraum ausreichen, die Kühlluft durch den Luftkasten hin
durchzusaugen. Alternativ besteht die ggf. vorteilhaftere
Möglichkeit, den Luftkasten an ein Gebläse anzuschließen.
Die diesbezüglichen Vorteile wurden bereits im Zusammenhang
mit der direkten Kühlung angegeben.
Sofern ein Gebläse Anwendung findet, sei es bei der in
direkten, sei es bei der direkten Kühlung, handelt es sich
vorzugsweise um das Frischluftgebläse, welches den Feuerraum
mit Verbrennungsluft versorgt. Ein Teil dieser Verbrennungs
luft wird also als Kühlluft abgezweigt und als vorgewärmte
Luft in den Verbrennungsraum eingebracht, und zwar entweder
direkt oder auch nach Rückführung in den Verbrennungsluft
strom.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
die Austragvorrichtung mit einem abgewinkelten Auslaß verse
hen ist und daß der Schwingförderer unterhalb des abgewin
kelten Auslasses angeordnet ist. Diese Ausbildung leistet
einen wesentlichen Beitrag zum Kühlungsprozeß, da sich der
Schwingförderer nicht im direkten Strahlungsbereich des Feu
erraumes befindet. Dies verbessert die Kühlung bzw. vermin
dert die erforderliche Kühlleistung. Außerdem ermöglicht es
den Einsatz weniger hochwertiger Materialien.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird die Aus
tragvorrichtung mit Verschlußklappen versehen, die die Mög
lichkeit bieten, die Brennkammer-Asche chargenweise an den
Schwingförderer abzugeben. Vielfach wird man allerdings ei
nen kontinuierlichen Ascheaustrag vorziehen. Hier bieten die
Verschlußklappen dann die Möglichkeit, die Asche vorüberge
hend zu speichern, sofern im Bereich des Schwingförderers
kurzzeitige Störungen auftreten bzw. kleinere Reparatur-
oder Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen. Dabei ent
fällt die Notwendigkeit, die Feuerung abzustellen.
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Steinkohlefeue
rungen in Kraftwerksanlagen zur Dampferzeugung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus
führungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden
Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch
einen Dampferzeuger mit einer Steinkohlefeuerung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Feuerung nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausfüh
rungsform eines Schwingförderers.
Die Feuerung nach Fig. 1 weist einen Feuerraum 1 auf,
an dessen unterem Ende eine Austragvorrichtung 2 für Brenn
kammer-Asche angeordnet ist. Unterhalb der Austragvorrich
tung 2 befindet sich ein Schwingförderer 3, dessen Förder
richtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft.
Die Austragvorrichtung 2 weist einen abgewinkelten Aus
laß 4 auf, so daß der Schwingförderer 3 versetzt angeordnet
ist und nicht im direkten Strahlungsbereich des Feuerraums 1
liegt. Der Schwingförderer 3 ist also thermisch abgeschirmt.
Eine nicht versetzte Anordnung ist gleichermaßen möglich.
Der Schwingförderer 3 weist eine Schwingrinne 5 auf, die
in einem Luftkasten 6 angeordnet ist. Wie in Fig. 2 ange
deutet, wird der Luftkasten 6 mit Druckluft beaufschlagt,
und zwar über eine Leitung 7, die von einer Verbrennungs
luftleitung 8 abzweigt. Die Luft strömt unter der Schwing
rinne 5 entlang und bewirkt eine indirekte Kühlung der in
der Schwingrinne transportieren Asche. Zur Verbesserung des
Wärmeübergangs ist die Unterseite der Schwingrinne 5 mit
Kühlrippen 9 besetzt.
Die durch den Luftkasten 6 hindurchgeförderte Luft wird
als vorgewärmte Verbrennungsluft in die Feuerung 1 eingege
ben, und zwar im vorliegenden Fall über eine gesonderte Lei
tung 10. Alternativ kann die vorgewärmte Verbrennungsluft
auch in die Verbrennungsluftleitung 8 zurückgefördert werden
und von dort direkt oder über die Brenner in den Feuerraum
gelangen.
Im Gegensatz zu der indirekten Kühlung der Asche nach
den Fig. 1 und 2 arbeitet der Schwingförderer 3 nach
Fig. 3 mit direkter Kühlung. Hierzu sind im Boden der
Schwingrinne 5 Düsenöffnungen 12 vorgesehen, die die Kühl
luft durch die abtransportierte Asche hindurchblasen. Weite
re Düsenöffnungen 13 sind in den Seitenwänden der Schwing
rinne 5 vorgesehen, um Kühlluft auf die Oberseite der Asche
aufzublasen und gleichzeitig herabfallende Aschepartikel zu
kühlen.
Ferner zeigt Fig. 1, daß auch die Austragvorrichtung 2
Düsenöffnungen 14 aufweist. Diese kühlen die herabfallenden
Aschepartikel im Gegenstrom, also in sehr effektiver Weise,
und bewirken ferner eine Nachverbrennung der Asche, was zu
einer Minimierung der Aschemenge führt. Weitere Kühlluftöff
nungen können der Feuerung oder dem Dampferzeuger zugeordnet
sein.
Schließlich zeigt Fig. 1, daß die Austragvorrichtung 2
mit Verschlußklappen 15 versehen ist, von denen zur Verdeut
lichung die linke geschlossen und die rechte halbgeschlossen
dargestellt ist. Die Verschlußklappen 15 lassen einen dis
kontinuierlichen Betrieb zu und ermöglichen bei kontinuier
lichem Betrieb die kurzfristige Beseitigung von Störungen im
Bereich des Schwingförderers, ohne daß es notwendig wäre,
die Kesselanlage stillzusetzen.
Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkei
ten gegeben. So läßt sich die indirekte mit der direkten
Kühlung kombinieren. Ferner kann mit gesonderten Kühlluft-
Gebläsen gearbeitet werden. Unter Umständen kann auf jegli
che Gebläseunterstützung verzichtet werden, sofern der
Unterdruck in der Feuerung zum Ansaugen der Kühlluft aus
reicht. Eine Gebläseunterstützung hat allerdings den Vor
teil, daß durch entsprechend hohe Strömungsgeschwindigkeit
in den Düsenöffnungen dazu beigetragen werden kann, daß sich
die Düsenöffnungen nicht zusetzen. Dies gilt auch für die im
Bereich der Austragvorrichtung angeordneten Düsenöffnungen.
Wird auf eine Gebläseunterstützung verzichtet, so kann bei
der Ausführungsform nach Fig. 3 der Luftkasten entfallen.
Ggf. besteht ferner die Möglichkeit, an den Schwingförderer
nach Fig. 2 einen weiteren Schwingförderer anzuschließen,
der ebenfalls mit einer Kühleinrichtung versehen wird, wobei
die beiden Kühleinrichtungen durchaus unterschiedlich aufge
baut sein können.
Claims (12)
1. Feuerung mit
einem Feuerraum (1),
mindestens einer am unteren Ende des Feuerraums (1) angeordneten Austragvorrichtung (2) für trocke Brennkammer- Asche und
einem unterhalb der Austragvorrichtung (2) angeordne ten Förderer zum Aufnehmen und Abtransportieren der ausge tragenen Asche in trockenem Zustand,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderer als Schwingförderer (3) ausgebildet ist und eine zur Austragvorrichtung (2) hin offene Schwing rinne (5) aufweist und
daß eine Einrichtung zum Kühlen der Asche mittels Luft vorgesehen ist, wobei die Kühlluft als vorgewärmte Ver brennungsluft für den Feuerraum (1) genutzt wird.
einem Feuerraum (1),
mindestens einer am unteren Ende des Feuerraums (1) angeordneten Austragvorrichtung (2) für trocke Brennkammer- Asche und
einem unterhalb der Austragvorrichtung (2) angeordne ten Förderer zum Aufnehmen und Abtransportieren der ausge tragenen Asche in trockenem Zustand,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderer als Schwingförderer (3) ausgebildet ist und eine zur Austragvorrichtung (2) hin offene Schwing rinne (5) aufweist und
daß eine Einrichtung zum Kühlen der Asche mittels Luft vorgesehen ist, wobei die Kühlluft als vorgewärmte Ver brennungsluft für den Feuerraum (1) genutzt wird.
2. Feuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden der Schwingrinne (5) mit Düsenöffnungen (12)
für die Kühlluft versehen ist.
3. Feuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Schwingrinne (5) mit seitlichen Düsenöffnungen
(13) für die Kühlluft versehen ist.
4. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit Düsenöff
nungen (14) für die Kühlluft versehen ist.
5. Feuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens einige der Düsenöffnungen (12
bis 14) an ein Gebläse angeschlossen sind.
6. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwingrinne (5) mit einem Luftka
sten (6) kombiniert ist, der an den Feuerraum (1) ange
schlossen ist.
7. Feuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterseite der Schwingrinne (5) mit Kühlrippen (9)
o. dgl. versehen ist.
8. Feuerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß der Luftkasten (6) an ein Gebläse angeschlossen
ist.
9. Feuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gebläse das Verbrennungsluftgebläse
ist.
10. Feuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlluft als vorgewärmte Verbren
nungsluft in den Verbrennungsluftstrom eingeführt wird.
11. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit
einem abgewinkelten Auslaß (4) versehen ist und daß der Ste
tigförderer unterhalb des abgewinkelten Auslasses (4) ange
ordnet ist.
12. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit
Verschlußklappen (15) versehen ist.
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