DE3200194A1

DE3200194A1 - Verfahren zum verfeuern eines festen brennstoffes und feuerungseinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3200194A1
Application number: DE19823200194
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 4010 Hilden Schmidt; Ekkehard Prof. Dipl.-Ing. Dr. 4300 Essen Weber
Original assignee: Saarbergwerke AG
Current assignee: Saarbergwerke AG
Priority date: 1982-01-07
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1983-07-14
Also published as: DE3200194C2

Description

Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes und Feue-
rungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes oberhalb des Anströmbodens von mindestens einer Brennkammer sowie auf eine Feuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Verfeuerung von festen Brennstoffen, wie z.B. Steinkohle, sind bisher Rostfeuerungen mit festen oder beweglichen Rosten sowie Wirbelschichtfeuerungen bekannt geworden.
Bei Rostfeuerungen mit fest-en Rosten erweist sich die arbeitsintensive Handhabung als nachteilig. Sowohl die Brennstoffbeschick un g als auch die Entaschung müssen bei dieser Feuerung manuell erfolgen. Feuerungen mit beweglichen Rosten können zwar voll mechanisiert betrieben werden, doch ist hierzu ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich. Hinzu kommt die hohe Verschleißanfälligkeit der bewegten Teile.
Wirbelschichtfeuerungen befinden sich noch in der Entwicklung.
Ihr Betrieb wirft insbesondere hinsichtlich der Regelung noch Probleme auf. Aufgrund der hohen Staubkonzentrationen im Rauchgas sind bei diesen Feuerungen zudem erhebliche Aufwendungen zur Einhaltung von Umweltschutzbedingungen nötig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ,einfach in fach zu handhabendes und wirtschaftliches Verfahren zur Verfeuerung fester Brennstoffe zu entwickeln.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sowohl die Schürung des Festbettes als auch die Entaschung der Brennkammer durch Druckluftstöße erfolgt, die in vorgegebenen Zeitintervallen der Brennkammer zugeführt werden.
In der Regel werden dabei die Druckluftstöße über den Anströmboden der Brennkammer zugeführt. Doch kann es sich unter Umständen auch zweckmäßig erweisen, weitere Druckluftstöße über die seitlich in die Brennkammer führenden Verbrennungsluftdüsen vorzusehen.
Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird der Brennstoff, im wesentlichen ist dies Braunkohle bzw. backende oder auch nichtbackende Steinkohle, mittels eines geeigneten Fördersystems, z.B. mechanisch mittels Transportschnecken oder auch pneumatisch, von oben in die Brennkammer eingespeist und dann über dem Anströmboden verfeuert. Durch Druckluftstöße, die ih regelmäßigen Abständen der Brennkammer zugeführt werden, erfolgt sowohl eine Auflockerung des Brennstoffbettes, also dessen Schürung, als auch die Entaschung, d.h. das Austragen der Verbrennungsrückstände, aus der Brennkammer.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit ohne die Anordnung bewegter Teile im Hochtemperaturbereich der Feuerung und ohne großen Regelaufwand die vol lmechanisierte Verfeuerung fester Brennstoffe.
Darüber hinaus eignet es. sich insbesondere auch zur Verfeuerung von backenden Feststoffen, wie z.B. von backenden Steinkohlen. Durch die Druckluftstöße wird das Brennstoffbett regelmäßig aufgelockert und somit der Neigung zum Verbacken entgegengewirkt.
Eine weitere Verringerung der Backeigenschaften des eingesetzten Brennstoffes wird dadurch erreicht, daß durch Kontakt mit heißen Rauch gasen vor der eigentlichen Verfeuerung bereits eine Vorentgasung des Brennstoffes erfolgt. Auf einfache Weise wird dies durch die Einspeisung des Brennstoffes in den oberen Bereich der Brennkammer erreicht.
Je nach der geforderten Wärmeleistung der Feuerung kann es sich als zweckmäßig erweisen, mehrere Brennkammern vorzusehen. In einem solchen Fall erweist es sich als vorteilhaft, Asche und unverbrannte Restbestandteile einer Brennkammer mittels der Druckluftstöße sukzessive durch die nachfolgenden Brennkammern zu fördern und die Entaschung erst nach Durchlaufen der letzten Brennkammer vorzunehmen. Diese Verfahrensweise gewährleistet einen maximalen Ausbrand des eingesetzten Brennstoffes.
Eine nach dem Erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Feuerungseinrichtung besteht aus mindestens einer Brennkammer-mit einem als Anströmboden ausgebildeten Feuerungsrost sowie mit Verbennungsluftzuführungen im seitlichen Bereich der Brennkammer und/oder im Bereich des Anströmbodens und zeichnet sich dadurch aus; daß die Brennkammer einen oval- oder birnenförmig sich in Richtung Anströmboden verengenden Querschnitt besitzt und daß.der Anströmboden und/oder die seitlichen Verbrennungsluftzuführungen regelbar mit einem Druckluftsystem in Verbindung stehen.
Der oval- oder birnenförmig sich nach unten verengende Querschnitt ermöglicht eine Konzentration des im oberen Bereich der Brennkammer zugeführten Brennstoffes oberhalb des Anströmbodens, so daß die in diesem Bereich zugeführten Druckluftstöße ihre volle Wirksamkeit entfalten können.
Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
Es zeigen: Fig. 1 : Eine Feuerungseinrichtung mit zwei hintereinander geschalteten Brennkammern, Fig. 2 : eine der Brennkammern gemäß Fig. 1 im Längsschnitt Figur 1 zeigt beispielhaft eine Feuerungseinrichtung mit zwei doppelwandig ausgebildeten Brennkammern la und lb. Gemäß Fig.
2 sind beide Brennkammern von birnenförmigem oder ovalem Querschnitt, wobei sich der Innenraum der Brennkammern von oben nach unter verengt. Beide Brennkammern besitzen in ihrem unteren Bereich je einen Anströmboden 3 mit Bohrungen für die Verbrennungsluftzufuhr (Primärluft). Diese Anströmböden können je nach Bedarf in den einzelnen Brennkammern unterschiedlich hoch angeordnet sein. Sie sind zweckmäßigerweise als auswechselbare Einsatzkästen konzipiert.
Für die Zufuhr der Primärluft sind Anschlußstutzen sowie Luftverteilungsräume 4 im unteren Bereich der Brennkammern vorgesehen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Anschlußstutzen 8 über ein absperrbares Rohrsystem 10 mit einer Druckluftzuführung zu verbinden.
Weitere Düsenreihen 9 sind im seitlichen Bereich der Brennkammern vorgesehen. Ober diese Düsenreihen wird weitere Verbrennungsluft als Sekundärluft in die Flamme geblasen.
Bei der dargestellten Feuerungseinrichtung wird im Betrieb der Brennstoff, in diesem Falle backende Steinkohle mit einer Körnung von etwa 10 mm, über einen Fallschacht 5 in den oberen Bereich der Brennkammer la eingespeist. Die Einspeisung kann mechanisch, z.B. mittels geeigneter Transportschnekoben, oder auch pneumatisch erfolgen.
Auf ihrem Weg durch die Brennkammer wird die Kohle im Gegenstrom mit heißen Rauchgasen aus dem unteren Bereich der Brennkammer stark erhitzt und dabei vorentgast, wobei die Backfähigkeit der Kohle bereits reduziert wird. Anschließend gelangt sie auf den Anströmboden 3 und wird dort durch die vorhandele Glut gezündet. Die benötigte Verbrennungsluft wird als Primärluft durch die. Bohrungen in den Anströmboden bzw.
als Sekundär'luft durch die seitlichen Luftzufuhrdüsen 9 zugeführt. Die Rauchgase passieren zunächst eine Umlenk- und Beruhigujigskammer, in der mitgeführter Staub abgeschieden wird, und gelangen dann in die Rauchgaszüge des Abhitzekessels.
Die Schürung des Brennstoffes auf dem Anströmboden 3 der Brennkammer la sowie der Transport von Asche bzw. unverbrannter Kohle auf den Anströmboden 3 der Brennkammer lb und schließlich die vollständige Entaschung dieser Brennkammern erfolgt durch Druckluftstöße, die durch die Bohrungen des Anströmbodens zugeführt werden. Die Druckluft wird dabei einer vorhandenen Druckluftversorgung oder einem Druckluftbehälter entnommen. Je nach Bedarf sind dabei, z.B. mittels geeigneter durch Zeitrelais gesteuerter Magnetventile, Frequenz und Amplitude der Druckluftstöße einstellbar. Beide Größen hängen unter anderem von Art und Menge des eingesetzten Brennstoffes sowie von der Zahl der für die vollständige Verbrennung zur Verfügung stehender Brennkammern ab. Je nach Bedarf können dabei die Druckluftstöße für die Brennkammern la und 1b gleichzeitig oder auch mit einer vorgegebenen Phasenverschiebung zugeführt werden. Ebenso kann je nach Bedarf die Verbrennungsluftzuführung in den verschiedenen Brennkammern entsprechend den vorhandenen V,erbrennungserfordernissen variiert werden.
Zur Steuerung sowohl der Verbrennungsluftzufuhr als auch der für eine maximale Verbrennung sowie für die Entaschung vorgesehentn Druckluftstöße bedarf es lediglich eines geringen Aufwandes an.Absperr- und Re-gelarmaturen außerhalb der heißen Zone der FeuerUng. Im Feuerungsbereich selbst werden keine bewegten Teile mehr benötigt.
Die erfindungsgemäße Feuerungseinrichtung eignet sich somit insbesondere für kleinere und mittlere Wärmeerzeuger, z.B. im Privatbereich.
Vorzugsweise kann durch Variation der Zahl der Brennkammern die vorgeschlagene Feuerungseinrichtung für geförderte Wärmeleistungen zwischen 0,03 und 10 Megawatt eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes und Feuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche: W Verfahren zum Verfeuern eines festen Brennstoffes oberhalb des Anströmbodens von mindestens einer Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schürung des Brennstoffes als auch die Entaschung der Brennkammer durch Druckluftstöße erfolgt, die in vorgegebenen Zeitintervallen der Brennkammer zuyeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftstöße über den Anströmboden und/oder über seitlich in die Brennkammer führende Verbrennungsluftzuführungen zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Brennkammern miteinander verbunden werden und daß mittels der Druckluftstöße Asche und unverbrannter Brennstoff einer Brennkammer zunächst in die nachfolgende gefördert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff innerhalb der Brennkammer vor seiner Verfeuerung durch Kontakt mit heißen Rauchgasen vorentgast wird.
5. Feuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einer Brennkammer, welche einen als Anströmboden ausgebildeten Feuerungsrost sowie Verbrennungsluftzuführungen im seitlichen Bereich der Brennkammer und/oder im Bereich des Anströmbodens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (la, lb) einen oval- oder birnenförmig sich in Richtung Anströmboden verengenden Querschnitt besitzt und daß der Anströmboden (3) und/oder die seitlichen Verbrennungsluftzuführungen (9) regelbar mit einem Druckluftsystem (10) in Verbindung stehen.
6. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (la) im oberen Bereich einen Fallschacht (5) zur Zuführung des Brennstoffes aufweist.
7. Feuerungseinrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer miteinander verbundener Brennkammern (la, 1b) 8.. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmböden (3) der verschiedenen Brennkammern in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.