DE3833616A1 - Wirbelschichtfeuerung - Google Patents
WirbelschichtfeuerungInfo
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- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
- F22B31/0023—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes in the bed
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtfeuerung.
Bekanntermaßen entsteht die Wirbelschicht dadurch, daß
ein Trägerstrom, z. B. Luft, in ein liegendes Bett aus
Feststoffpartikeln z. B. ein Sandbett, eingeblasen und
dieses in einen Wirbelzustand versetzt wird, wobei es
die Eigenschaften einer Flüssigkeit erreicht. Nach Erhit
zen dieser Schicht aus Feststoffpartikeln wird Brennstoff
der Schicht zugeführt. Dieser Brennstoff wird in der Wir
belschicht von den Feststoffpartikeln sofort umschlossen
und verbrennt dort von außen nach innen. Wird Luft als
Trägerstrom verwendet, so ist diese gleichzeitig die Ver
brennungsluft. Die Feststoffpartikel wirken als Wärmeträ
germedium zwischen dem Brennstoff, Rauchgas und den Heiz
flächen.
Wirbelschichtfeuerungen mit einer Einrichtung zur
Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas, insbes. Luft, welches
bevorzugt den Trägerstrom für die Feststoffpartikel der
Wirbelschicht bildet und mit einem in der Wirbelschicht
angeordneten Wärmetauscher, insbes. einem Rohrwärmetauscher
versehen ist, sind etwa aus der DE-OS 34 37 486 bekannt
geworden. Ebenso zeigt etwa die AT-PS 3 82 227 eine Wir
belschichtfeuerung, bei der jedoch der Wärmetauscher als
zylindrisches Rohr ausgebildet ist.
Probleme in Wirbelschichtfeuerungen ergeben sich da
durch, weil die Wirbelschicht nur dann ihre Aufgabe er
füllen kann, wenn die Feststoffpartikel (Sand oder ande
res Inertmaterial) bei den auftretenden Temperaturen
nicht sintern oder schmelzen. Da nun der Ascheerweichungs
punkt des Wirbelbettmaterials im allgemeinen weit unter
der Verbrennungstemperatur liegt, muß Vorsorge getroffen
werden, damit die Verbrennungstemperatur im Wirbelbett
unter dem Ascheerweichungspunkt des Wirbelbettmaterials
zu liegen kommt. Beim Einbau von Tauchheizflächen ist
nun auf die Größe dieser Heizflächen bei der Auswahl der
Brennstoffe Rücksicht zu nehmen. Dies führte bisnun dazu,
daß Brennstoffe mit unterschiedlichen Wassergehalten in
Wirbelschichten mit Tauchheizflächen nur bedingt ver
brannt werden konnten. Steigt nämlich der Wassergehalt
im Brennstoff, so wird mehr Energie für die Verdampfung
dieses Wassers aufgewendet und die Verbrennungstemperatur
sinkt. Dies kann soweit führen, daß die Bettemperatur so
weit absinkt, daß ein Betrieb der Feuerung nicht mehr mög
lich ist. In der AT-PS 3 85 109 ist die Möglichkeit er
wähnt, abwechselnd hochwertige und minderwertige (hoher
Wasser- und/oder Aschegehalt) Brennstoffe zu verfeuern,
u. zw. unter Verwendung von Wärmetauschern in Form von
z. B. Tauchheizflächen mit variabel wirksamer Fläche, um
eine Wärmeabfuhr zur Aufrechterhaltung einer bestimmten
Bettemperatur bei einem vorgegebenen Brennstoff zu ermög
lichen. Um Tauchheizflächen zu vermeiden und einen Teil
lastbetrieb befriedigend vornehmen zu können, wird in
dem genannten Dokument vorgeschlagen, die Größe des flui
disierten Bereiches zu ändern, wobei dem Bettmaterial Wär
me entzogen werden kann, und der fluidisierte Bettbereich
auf zumindest einen Bereich entsprechend der Teillast ver
kleinert wird, wozu der verkleinerte fluidisierte Bereich
innerhalb des gesamten Bettbereichs zeitlich schritt
weise verschoben wird, und/oder der verkleinerte flui
disierte Bereich zeitlich schrittweise vergrößert und ver
kleinert wird, und/oder der verkleinerte fluidisierte Be
reich örtlich sprunghaft versetzt wird, so daß im gesam
ten Bettbereich eine im wesentlichen gleiche mittlere
Temperatur aufrechterhalten wird, wobei die Brennstoff
zufuhr im wesentlichen zum verkleinerten fluidisierten
Bereich erfolgt. Die Veränderung der aktiven Wirbel
schicht-Bettfläche erfolgt dabei durch Verändern der
Luftmenge. Erfahrungsgemäß führt jedoch die Veränderung
der Luftgeschwindigkeit in der Wirbelschicht zu Unstabi
litäten im Bett.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei
einer Wirbelschichtfeuerung, insbesondere zum Verbrennen
von Brennstoffen unterschiedlichen Wassergehaltes, gege
benenfalls mit großstückigen Inertteilen, wobei eine Ein
richtung zur Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas, insbes.
Luft, vorgesehen ist und das Gas bevorzugt den Trägerstrom
für die Feststoffpartikel der Wirbelschicht bildet und
mit einem in der Wirbelschicht angeordneten insbes. als
Rohrwärmetauscher ausgebildeten Wärmetauscher mit variabel
wirksamer Fläche, in einfacher Weise selbst auch bei Brenn
stoffen verschiedener Wassergehalte die Verbrennungstempe
ratur auch bei Teillastbetrieb konstant zu halten. Der
Teillastbetrieb stellt nämlich, wie sich aus Vorstehendem
ergibt, einen in Wirbelschichtheizungen problematischen
Lastbereich dar. Bei gleichbleibenden Tauchheizflächen kann
nämlich dieser Teillastbetrieb nur dann gefahren werden,
wenn die Temperatur im Bett abgesenkt wird. Diese Probleme
erhöhen sich noch, wenn die Forderung erhoben wird, auch
im Teillastbetrieb eine bestimmte Verbrennungstemperatur
zu fahren. Die hier aufgezeigten Probleme werden nun bei
einer Wirbelschichtfeuerung der vorerwähnten Art gelöst,
wenn gemäß der Erfindung die Eintauchtiefe des Wärmetau
schers in die Wirbelschicht veränderbar ist. Durch die
Erfindung gelingt es, je nach Eintauchtiefe die Temperatur
im Wirbelbett zu regulieren und auch für den Fall der Ver
feuerung von Brennstoffen mit stark wechselndem Wasserge
halt, konstante Verbrennungstemperatur, u. zw. auch im Teil
lastbereich, zu fahren. Die Luftgeschwindigkeit bleibt
konstant, da ja die Heizfläche in das Bett ein- oder aus
diesem ausgeschoben wird. Die Änderung der wirksamen Wär
metauscherfläche ist dabei problemlos durchzuführen. Die
Veränderung kann dabei entweder durch seitliches Heraus
ziehen des Wärmetauschers aus der Wirbelschicht oder aber
in besonderer Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch er
folgen, daß der Wärmetauscher vertikal bewegbar angeordnet
ist. Die feinfühlige Steuerung ist erzielbar, wenn in wei
terer Ausgestaltung der Erfindung der Wärmetauscher auch
an außerhalb der Feuerung befindlichen, insbes. hydrau
lisch betätigbaren Hebeböcken abgestützt ist. Durch Be
aufschlagen dieser Hebeböcke in der einen oder anderen
Richtung kann dabei der Wärmetauscher mehr oder weniger
weit in die Wirbelschicht eingetaucht werden und damit
mehr oder weniger Wärme abführen, wodurch die Temperatur
der Wirbelschicht feinfühlig reguliert werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Achsschnitt durch eine erfindungsgemäß
ausgestaltete Einrichtung, und
Fig. 2 ebenfalls einen Achsschnitt, jedoch in einer um
90° gegenüber Fig. 1 gedrehten Ebene.
In der Zeichnung ist mit 1 die Wirbelschicht bezeich
net. Als Wirbelschichtmaterial werden vor allem Sandparti
kel verwendet. Der Trägerstrom, der im vorliegenden Fall
ein sauerstoffhaltiges Gas, insbes. Luft ist, wird über
eine Einrichtung 2 den Feststoffpartikeln zugeführt, um
das Bett zu fluidisieren. Die Einrichtung zur Zufuhr des
Trägerstromes besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus parallel zueinander angeordneten, in das Wirbelbett
material eingeschobenen Rohren, auf welchen Düsen aufge
setzt sein können oder aber die mit Düsenleisten versehen
sind. Die Düsen münden dabei aus dem Rohrinneren in das
Wirbelbettmaterial. Der Wärmetauscher 3 ist im dargestell
ten Ausführungsbeispiel als Rohrwärmetauscher ausgebildet,
wobei die Rohre des Wärmetauschers 3 zwischen die Düsenroh
re ragen, über welche der Trägerstrom dem Wirbelbettmate
rial zugeführt wird. Die Eintauchtiefe des Wärmetauschers 3,
d. h. die Eintauchtiefe der Rohre in die Wirbelschicht 1,
ist dabei veränderbar, so daß in Abhängigkeit des Wasserge
haltes im Brennstoff und des Lastbetriebes die Eintauchtie
fe reguliert werden kann und damit Brennstoffe verschieden
ster Qualität, verschiedenster Wassergehalte und auch mit
großstückigen Inertanteilen in verschiedenen Lastzuständen
verbrannt werden können.
Der Wärmetauscher 3 ist außerhalb der Feuerung 6
auf Hebeböcken 4 abgestützt. Diese Hebeböcke sind im
dargestellten Ausführungsbeispiel als hydraulische Kol
ben/Zylindereinheiten ausgebildet, die auf den Sammler
einwirken, in welchen die Rohre des Wärmetauschers 3 ein
münden.
Die Ansteuerung der Hebeböcke 4 kann von einem elek
tronischen Rechner aus erfolgen, der die Eintauchtiefe
der Tauchheizfläche 3 in Abhängigkeit von der Tempera
tur des Bettes, dem Betriebspunkt und dem Brennstoff
steuert.
Claims (3)
1. Wirbelschichtfeuerung, insbesondere zum Verbrennen
von Brennstoffen unterschiedlichen Wassergehaltes, gegebe
nenfalls mit großstückigen Inertteilen, wobei eine Einrich
tung zur Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas, insbes. Luft,
vorgesehen ist und das Gas bevorzugt den Trägerstrom für
die Feststoffpartikel der Wirbelschicht bildet und mit ei
nem in der Wirbelschicht angeordneten, insbes. als Rohr
wärmetauscher, ausgebildeten Wärmetauscher mit variabel
wirksamer Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauch
tiefe des Wärmetauschers (3) in die Wirbelschicht (1) ver
änderbar ist.
2. Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Wärmetauscher (3) auf außerhalb
der Feuerung (6) befindlichen, insbes. hydraulisch betätig
baren Hebeböcken (4) abgestützt ist.
3. Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnt, daß der Wärmetauscher (3) vertikal
bewegbar angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT250187 | 1987-10-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3833616A1 true DE3833616A1 (de) | 1989-04-13 |
Family
ID=3535410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883833616 Ceased DE3833616A1 (de) | 1987-10-01 | 1988-10-03 | Wirbelschichtfeuerung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH676496A5 (de) |
DE (1) | DE3833616A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0981018A1 (de) * | 1998-08-19 | 2000-02-23 | Crone B.V. | Wirbelbettkessel |
WO2013041764A3 (en) * | 2011-09-23 | 2013-08-08 | Metso Power Oy | A system for supporting a combustion boiler plant |
DE102012203080A1 (de) * | 2012-02-29 | 2013-08-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Wirbelschichtreaktor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2850536C2 (de) * | 1978-11-22 | 1987-02-05 | Deutsche Babcock Ag, 4200 Oberhausen | Dampferzeuger mit Wirbelschicht-Brennkammer |
-
1988
- 1988-10-03 CH CH367588A patent/CH676496A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-10-03 DE DE19883833616 patent/DE3833616A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9480961B2 (en) | 2012-02-29 | 2016-11-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Fluidized bed reactor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH676496A5 (de) | 1991-01-31 |
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