DE3113776A1 - Method and device for burning a fuel - Google Patents

Abstract

A part quantity of the smoke gas which has arisen by burning fuel and air in the combustion chamber of a steam generator is drawn off by suction for grinding drying of the fuel. The removal of this part quantity takes place counter to the flow direction of the smoke gas before the supply of the fuel and of the air into the combustion chamber.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen eines Method and apparatus for incinerating a

Brennstoffes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen eines Brennstoffes, der in die Brennkammer eines Dampferzeugers eingebracht und dort unter Zuführung von Luft zu Rauchgas verbrannt wird und bei dem eine Teilmenge diesesRauchgasesvor dem Verlassen der Brennkammer abgezogen und erneut der Brennkammer zugeführt wird. Fuel The invention relates to a method of burning a fuel that is introduced into the combustion chamber of a steam generator and there is burned with the supply of air to flue gas and in which a partial amount this smoke gas is withdrawn before leaving the combustion chamber and again the combustion chamber is fed.

Das entnommene Rauchgas dient zur Trocknung der als Brennstoff verwendeten Braunkohle während der Zerkleinerung in einer Mühle. Bei dem in den bekannten Dampferzeugern verwendeten Verfahren wird die Rauchgasteilmenge oberhalb der oberen Brennerebene aus der Brennkammer ent'nommen. Um das Rauchgas von dieser Stelle der Brennkammer zu der Mühle zu führen, sind lange ausgemauerte Rauchgasrücksaugeschächte erforderlich. In derartigen ausgemauerten Rücksaugeschächten treten immer wieder Schäden in der Ausmauerung auf. Die Ausbildung der Rücksaugeschächte aus Rohren, die an den Wasserdampf-Kreislauf des Dampferzeugers angeschlossen werden könnten und dem Verdampfer vorgeschaltet sind, ist nicht möglich, da durch die hohe Wärmeaufnahme in den gekühlten Rücksaugeschächten die Strömung innerhalb der Verdampferrohre in der Brennkammer instabil werden würde.The extracted flue gas is used to dry the fuel used as fuel Brown coal being crushed in a mill. In the case of the well-known steam generators The method used is the partial amount of flue gas above the upper burner level taken from the combustion chamber. To the flue gas from this point of the combustion chamber To lead to the mill, long brick-lined smoke gas recirculation shafts are required. In such lined back suction shafts damage occurs again and again in the Lining up. The formation of the suction shafts from pipes connected to the water vapor cycle of the steam generator could be connected and upstream of the evaporator is not possible because of the high heat absorption in the cooled suction ducts the flow within the evaporator tubes in the combustion chamber would become unstable.

i Es ist zwar aus der US-PS 37 47 571 bekannt, die Rücksaugeschächte eines Dampferzeugers aus Rohren zu fertigen, jedoch sind diese Rauchgasrücksaugeschächte in das Innere der Brennkammer verlegt und durch Ausbiegen der Brennkammerrohre gebildet. Auch bei dieser Anordnung liegen die Ansaugeöffnungen der Rauchgasrücksaugeschächte -oberhalb der obersten Brennerebene. i Although it is known from US-PS 37 47 571, the Rücksaugeschächte of a steam generator from pipes, but these are smoke gas recirculation shafts in the inside of the combustion chamber and by bending the combustion chamber tubes educated. In this arrangement, too, the suction openings of the flue gas return ducts are located -above the top burner level.

Sind aber.die Ansaugeöffnungen der Rauchgasrücksaugeschächte oberhalb der Brennerebene angeordnet, so wird durch die Heizflächen im unteren Teil der Brennkammer unterhalb der untersten Brennerebene verhältnismäßig wenig Wärme entzogen. Diese Heizflächen sind somit ungenügend aktiviert. Wird ein in einer Mahltrocknungsanlage hergestelltes Brennstoff-Gas-Gemisch vor dem Eintritt in die Brennkammer in einen brennstoffreichen Anteil und in einen brennstoffarmen Anteil, den Brüden, getrennt und der Brüdenanteil oberhalb der Ebene eingeblæen, in der der brennstoffreiche Anteil zugeführt wird, so bildet sich über die Höhe der Brennkammer ein günstiges Temperaturprofil aus. Das durch die Verbrennung des brennstoffreichen Anteils entstehende Rauchgas mit einer hohen Temperatur trifft in Strömungsrichtung auf den verhältnismäßig kalten Brüdenanteil, so daß ein plötzlicher.But are the suction openings of the flue gas recirculation shafts above the burner level is arranged, so is through the heating surfaces in the lower part of the combustion chamber Relatively little heat is withdrawn below the lowest burner level. These Heating surfaces are therefore insufficiently activated. Used in a mill-dryer produced fuel-gas mixture before entering the combustion chamber in a fuel-rich portion and separated into a fuel-poor portion, the vapors and blow in the vapors above the level in which the fuel-rich Portion is supplied, a favorable one forms over the height of the combustion chamber Temperature profile. The one created by the combustion of the fuel-rich fraction Flue gas with a high temperature meets the relatively high in the direction of flow cold proportion of vapor, so that a sudden.

Temperaturschock (Tempering) des Rauchgases eintritt.Temperature shock (tempering) of the flue gas occurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das einganges genannte Verfahren derart weiter zu entwickeln, daß die Heizflächen im unteren Teil der Brennkammer aktiviert werden und daß ein vergleichmäßigtes Temperaturprofil über die Höhe der Brennkammer erzielt wird.The invention is based on the aforementioned method to develop further so that the heating surfaces in the lower part of the combustion chamber are activated and that a uniform temperature profile over the height of the Combustion chamber is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Teilmenge des Rauchgases entgegen der Strömungsrichtung des Rauchgases vor der Zuführung des Brennstoffes und der Luft entnommen wird.According to the invention, this object is achieved in that the subset of the flue gas against the flow direction of the flue gas before the supply of the Fuel and taken from the air.

Bei diesem Verfahren wird die Teilmenge des Rauchgases aus dem unteren Teil der Brennkammer entnommen und nach unten aus der Brennkammer abgezogen.In this process, the partial amount of flue gas from the lower Part of the combustion chamber removed and pulled down from the combustion chamber.

Die in diesem Bereich vorhandenen Heizflächen nehmen daher durch die Strahlungswärme einer größeren Rauchgasmenge mehr Wärme auf als bei einer Rauchgas entnahme oberhalb der oberen Brennerebene. Die verringerte, nach oben steigende Rauchgasmenge vermischt sich mit den Brüden unter Bildung einer über die Höhe der Brennkammer gleichmäßigeren Temperaturverteilung.The existing heating surfaces in this area therefore take through the Radiant heat from a larger amount of flue gas generates more heat than from a flue gas removal above the upper burner level. The diminished, rising upwards The amount of flue gas mixes with the vapors, forming an over the amount of Combustion chamber more even temperature distribution.

Durch die Aktivierung der Heizflächen im unteren Teil der Brennkammer und die Vergleichmäßigung des Temperaturprofiles sowie des günstigeren Temperatureffektes durch die Brüdeneinführung kann die Größe der Strahlungsheizfläche nnd damit die Höhe der Brennnkammer insgesamt erniedrigt werden, obwohl zur Sicherung des Ausbrandes des Brennstoffes der untere Teil der Brennkammer vergrößert werden muß.By activating the heating surfaces in the lower part of the combustion chamber and the equalization of the temperature profile and the more favorable temperature effect The size of the radiant heating surface and thus the Overall height of the combustion chamber can be reduced, although to ensure burnout of the fuel, the lower part of the combustion chamber must be enlarged.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die entnommene Rauchgasteilmenge in den Rauchgasrücksaugeschächten gekühlt werden. In diesem Fall ist, um eine bestimmte Trocknungsleistung innerhalb der Mühle zu erreichen, eine vergrößerte Rauchgasmenge abzuziehen, so daß der Vorteil des erfinduhgsgemäßen Verfahrens noch erhöht wird.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the extracted partial amount of flue gas is cooled in the flue gas recirculation shafts. In this case it is necessary to achieve a certain drying capacity within the mill achieve to deduct an increased amount of flue gas, so that the advantage of the erfinduhgsgemäße Procedure is still increased.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Vorteil dort eingesetzt-werden, wo .eine Abtrennung des Brüdens aus dem Brennstoff-Gas-Gemisch erforderlich ist. Das Verfahren ist ferner dann anzuwenden, wenn eine Kohle mit verschlackungskritischen Eigenschaften z.B.The method according to the invention can be used with advantage there, where. a separation of the vapor from the fuel-gas mixture is required. The method is also to be used when a coal with slagging critical Properties e.g.

eine Salzkohle verbrannt werden soll. In diesem Fall ist eine erhöhte, in die Brennkammer zurückzuführende Rauchgasmenge erforderlich, damit die Temperatur des erzeugten Rauchgases die niedrigere Schmelztemperatur der Asche nicht überschreitet. Um dieses Ziel zu erreichen, wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die notwendige, in die Brennkammer zurückzuführende Rauchgasmenge soweit wie möglich aus der Brennkammer entgegen der Strömungsrichtung des Rauchgases vor der Zuführung des Brennstoffes abgezogen wird und daß der restliche Anteil der notwendigen Rezirkulations-Rauchgasmenge dem den Dampferzeuger verlassenden, gereinigten Rauchgas entkommen wird.a salt coal is to be burned. In this case is an increased amount of flue gas to be fed back into the combustion chamber is therefore required the temperature of the flue gas produced the lower melting temperature of the ash does not exceed. In order to achieve this goal, in an advantageous embodiment the invention proposed that the necessary to be fed back into the combustion chamber Flue gas as far as possible from the combustion chamber against the direction of flow of the flue gas is withdrawn before the supply of fuel and that the remaining Share of the necessary recirculation flue gas volume that leaves the steam generator, cleaned flue gas will escape.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 schematisch in der Seitenansicht die Brennkammer eines Dampferzeugers mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und Fig. 2 ebenfalls in Seitenansicht eine andere Ausführungsform der Erfindung.Several embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. They show: FIG. 1 schematically in FIG Side view of the combustion chamber of a steam generator with a device according to FIG Invention and FIG. 2, also in side view, another embodiment of the Invention.

In die Brennkammer 1 eines Dampferzeugers wird durch Brenner 2 Brennstoff und Verbrennungsluft eingeführt.Fuel is fed into the combustion chamber 1 of a steam generator by the burner 2 and combustion air introduced.

Die Brenner 2 sind in Oeffnungen der Seitenwände der Brennkammer 1 in zwei übereinander liegenden Ebenen angeordnet. Das durch die Verbrennung gebildete Rauchgas strömt nach oben und gelangt in einen nicht dargstellten Rauchgaszug, der sich an die Brennkammer 1 anschließt. In dem Rauchgaszug sind die Berührungsheizflächen angeordnet. Die Brennkammer 1 ist aus gasdicht verschweißten Rohren aufgebaut, deren Rohre senkrecht oder schräg verlegt sein können. Der untere Teil der Brennkammer 1 ist als Aschetrichter 3 ausgebildet, durch den die bei der Vexbrennung des Brennstoffes anfallende'Asche teilweise nach unten abgeführt wird. Die Rohre der Brennkammer 1 sind als Verdampferheizflächen den Berührungsheizflächen vorgeschaltet.The burners 2 are in openings in the side walls of the combustion chamber 1 arranged in two superimposed levels. That formed by the combustion Flue gas flows upwards and enters a flue gas pass, not shown, which to the combustion chamber 1 connects. They are in the flue Arranged contact heating surfaces. The combustion chamber 1 is welded gas-tight Pipes constructed, the pipes of which can be laid vertically or at an angle. The lower Part of the combustion chamber 1 is designed as an ash funnel 3, through which the at the Ash accumulating from combustion of the fuel is partially discharged downwards. The tubes of the combustion chamber 1 are the contact heating surfaces as evaporator heating surfaces upstream.

Für den dargestellten Dampferzeuger wird als Brennstoff Braunkohle verwendet. Diese Kohle wird von einem nicht dargestellten Zuteiler einem Kohlerohr 4 zugeführt, das in einen Rücksaugeschacht 5 mündet.An den Rücksaugeschacht 5 schließt sich ein Fallschacht 6 an, der mit einer Mühle 7, im dargestellten Fall einer Gebläseschlägermühle, verbunden ist. Die Mühle 7 saugt durch den Rücksaugeschacht 5 und den Fallschacht 6 eine Teilmenge des Rauchgases aus der Brennkammer 1 an. Durch die Berührung mit dem heißen Rauchgas wird die Kohle während der -Zerkleinerung in der Mühle 7 getrocknet.Lignite is used as fuel for the steam generator shown used. This coal is fed to a coal pipe by a feeder (not shown) 4, which opens into a Rücksaugeschacht 5.An the Rücksaugeschacht 5 closes a chute 6, which is connected to a mill 7, in the illustrated case a blower hammer mill, connected is. The mill 7 sucks through the suction chute 5 and the chute 6 a subset of the flue gas from the combustion chamber 1. By touching The coal is dried from the hot flue gas during the comminution in the mill 7.

Die zerkleinerte Kohle verläßt die Mühle 7 durch eine Staubleitung 8 als ein Brennstoff-Gas-Gemisch. An'die Staubleitung 8 sind Zweigleitungen 9 angeschlossen, die mit den Brennern 2 in den beiden Brennerebenen verbunden sind. V-or der Abzweigung der Zweigleitungen 9 ist nach -Fig. 1 in der Staubleitung 8 ein Drallkörper 10.angeordnet, durch den das Brennstoff-Gas-Gemisch in einen brennstoffreichenAnteil und in einen brennstoffarmen Anteil, den Brüden, aufgeteilt wird.The crushed coal leaves the mill 7 through a dust line 8 as a fuel-gas mixture. Branch lines 9 are connected to the dust line 8, which are connected to the burners 2 in the two burner levels. Before the junction the branch lines 9 is according to -Fig. 1 a swirl body 10 arranged in the dust line 8, through which the fuel-gas mixture into a fuel-rich fraction and into one fuel-poor fraction, the vapors, is divided.

In den oberen Teil der Staubleitung 8 ragt zentral ein Tauchrohr 11 hinein, durch das d- Brüden abgeführt und besonderen Brüdenbrennern 12 zugeführt werden.A dip tube 11 protrudes centrally into the upper part of the dust line 8 in, through which the d-vapor is carried away and special vapor burners 12 are fed.

Die Brüdenbrenner 12 sind in einer Ebene oberhalb der oberen Brennerebene angeordnet.The vapor burners 12 are in a level above the upper burner level arranged.

Die Rücksaugschächte 5 sind in dem dargestellten Fall unterhalb der unteren Brennerebene an die Brennkammer 1 angeschlossen. Durch die so angeordneten Rücksaugschächte 5 wird eine Teilmenge des Rauchgases entgegen der Strömungsrichtung des Rauchgases innerhalb der Brennkammer 1 vor der Brennstoffzufuhr entnommen. Die entnommene Rauchgasmenge entspricht in etwa der in der unteren Brennerebene erzeugten Rauchgasmenge. Zur Erzielung eines vollständigen Aus brandes des Brennstoffes ist die Höhe der Brennkammer unterhalb der unteren Brennerebene geringfügig vergrößert.The Rücksaugschächte 5 are in the case shown below lower burner level connected to combustion chamber 1. Through the so arranged Rücksaugschächte 5 is a subset of the flue gas against the direction of flow taken from the flue gas within the combustion chamber 1 before the fuel supply. the The amount of flue gas removed corresponds approximately to that generated in the lower burner level Flue gas volume. To achieve a complete burn out of the fuel the height of the combustion chamber below the lower burner level is slightly increased.

Die Rücksaugeschächte 5 sind aus Rohren aufgebaut, die an Sammler 13 angeschlossen sind. Dem auf der Eintrittsseite liegender Sammler 13 wird Speisewasser aus dem Speisewasservorwärmer des Dampferzeugers zugeführt. Der auf der Austrittsseite liegende Sammler 14 der Rücksaugeschächte 5 ist mit den Eintrittssammlern 15 der Brennkammerrohre verbunden. Wenn auch der berohrten Ausführung der Rücksaugeschächte 5 der Vorzug zu geben ist, so können doch die Rücksaugeschächte 5 auch feuerfest ausgemauert sein.The back suction shafts 5 are made up of pipes attached to collectors 13 are connected. The collector 13 located on the inlet side becomes feed water supplied from the feed water preheater of the steam generator. The one on the exit side lying collector 14 of the Rücksaugeschächte 5 is with the inlet collectors 15 of the Combustion tubes connected. Even if the tubed version of the suction shafts 5 is to be given preference, but the back suction shafts 5 can also be fireproof be bricked up.

Nach der Fig, 1 münden die Rücksaugeschächte 5 im Bereich des Aschetrichters 3 in die Brennkammer 1 ein.According to FIG. 1, the suction shafts 5 open in the area of the ash funnel 3 into the combustion chamber 1.

In Fig. 2 ist ein Fall dargestellt, bei dem die Rücksaugeschächte 5 oberhalb der'Oberkante des Aschetrichters 3 an die Brennkammer. 1 angeschlossen sind.In Fig. 2, a case is shown in which the Rücksaugeschächte 5 above the top edge of the ash funnel 3 to the combustion chamber. 1 connected are.

Bei dem in der Fig 2 dargestellten Dampferzeuger sind die srüdenbrenner entfallen. Dieser Dampferzeuger dient zur Verfeuerung von Salzkohle, deren Asche ein niedrigeres Schmelzverhalten aufweist. Damit die Rauchgastemperatur innerhalb der Brennkammer nicht über diese Temperatur hinaus ansteigen kann, muß eine erhöhte Rauchgasmenge umgewälzt werden.In the steam generator shown in FIG. 2, the tube burners are omitted. This steam generator is used to burn salt coal, whose ash has a lower melting behavior. So that the flue gas temperature cannot rise above this temperature inside the combustion chamber, must an increased amount of flue gas can be circulated.

Ein Teil der notwendigen Rauchgasmenge wird, wie vorher beschrieben, der Brennkammer 1 entnommen.Part of the necessary amount of flue gas is, as previously described, taken from the combustion chamber 1.

Der restliche Anteil der notwendigen Rauchgasmenge wird hinter dem an den zweiten Rauchgaszug angeschlossenen Rauchgasfilter als abgekühltes und gereinigtes Rauchgas abgezogen. Dieses Rauchgas wird -über eine Rauchgasleitung 16 in die zu den Brennern 2 führenden Zweigleitungen 9 eingespeist.The remaining part of the necessary amount of flue gas is behind the Flue gas filter connected to the second flue gas filter as a cooled and cleaned one Flue gas withdrawn. This flue gas is -over a flue gas line 16 in to the burners 2 leading branch lines 9 fed.

Claims (8)

P A T E N T A N S P R U C -H E =========================~=======~=================== 1. Verfahren zum Verbrennen eines Brennstoffes, der in in die Brennkammer eines Dampferzeugers eingebracht und dort unter Zuführung von Luft zu Rauchgas verbrannt wird und bei dem eine Teilmenge dieses Rauchgases vor dem Verlassen der Brennkammer abgezogen und erneut der Brennkammer zugeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilmenge entgegen der Strömungsrichtung des Rauchgases vor der Zuführung des.Brennstoffes und der Luft entnommen wird. PATENT CLAIM -HE ========================= ~ ======= ~ ============= ====== 1. Method of burning a fuel that is in the combustion chamber of a Introduced steam generator and burned there with the supply of air to flue gas is and in which a subset of this flue gas before leaving the combustion chamber is withdrawn and fed back to the combustion chamber, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that the subset against the direction of flow of the flue gas before the Supply of the fuel and the air is removed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Teilmenge des Rauchgases nach dem Austritt aus der Brennkammer gekühlt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the partial quantity of the flue gas is cooled after exiting the combustion chamber will. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine für die Verbrennung einer Kohle mit kritischen Verschlackungseigenschaften notwendigen, in die Brennkammer zurückzuführende Rauchgasmenge so weit wie möglich aus der Brennkammer entgegen der Strömungsrichtung des Rauchgases vor der Zuführung von Brennstoff und Luft abgezogen wird und daß der restliche Anteil der notwendigen Rauchgasmenge dem den Dampferzeuger verlassenden, gereinigten Rauchgas entnommen wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that one for the combustion of a coal with critical slagging properties necessary amount of flue gas to be returned to the combustion chamber as much as possible from the combustion chamber against the flow direction of the flue gas before the supply of fuel and air is withdrawn and that the remaining portion of the necessary Amount of flue gas taken from the cleaned flue gas leaving the steam generator will. 4. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einer Brennkammer (1), die aus gasdicht verschweißten Wänden aus Rohren aufgebaut und die mit seitlichen öffnungen zur Aufnahme von Brennern (2) versehen ist und an die Rücksaugeschächte (5) zur Entnahme einer Teilmenge von Rauchgas angeschlossen sind, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Rücksaugeschächte (5) in einer Ebene angeordnet sind, die entgegen der Strömungsrichtung des Rauchgases vor der Ebene der Brenner (2) liegt.4. Device for performing a method according to the claims 1 to 3 with a combustion chamber (1), which consists of gas-tight welded walls made of pipes built up and provided with side openings for receiving burners (2) is and to the Back suction shafts (5) for removing a partial amount of flue gas are connected, in that the Suction shafts (5) are arranged in a plane that is opposite to the direction of flow of the flue gas is in front of the level of the burner (2). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Wände der Rücksaugeschächte (5) aus Rohren bestehen, die strömungstechnisch den Rohren der Brennkammer (1) vorgeschaltet sind.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the walls of the Rücksaugeschächte (5) consist of pipes, the fluidic upstream of the tubes of the combustion chamber (1). 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rücksauschächte (5) im Bereich eines Äschetrichters (3) angeordnet sind, der unterhalb der Brenner (2) angeordnet ist und den unteren Teil der Brennkammer (1) bildet.6. Device according to claims 4 and 5, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the return shafts (5) in the area of a liming funnel (3) are arranged, which is arranged below the burner (2) and the lower part the combustion chamber (1) forms. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rücksaugeschächte (5) oberhalb eines.Aschetrichters (3) ange.-ordnet sind, der unterhalb der Brenner (2) angeordnet ist und den unteren Teil der Brennkammer (1) bildet.7. Device according to claims 4 and 5, characterized g e k e n n z e i c h e t that the suction shafts (5) above an ash funnel (3) are arranged, which is arranged below the burner (2) and the lower Forms part of the combustion chamber (1). 8.'Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Rücksaugeschächte (5) feuerfest ausgekleidet sind.8.'Vorrichtung according to claim 4, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the Rücksaugeschächte (5) are lined fireproof.