DE4443455C1 - Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung und Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung und Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem Dampferzeuger mit
Schmelzkammerfeuerung und Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.
Verfahren zur Erzeugung von Dampf in Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung und
Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung solcher Verfahren sind bekannt.
In der Literaturstelle "EVT-Register 41/1982" wird auf Seite 26-33 ein Dampferzeuger mit
Schmelzkammerfeuerung bekannt, der in einem städtischen Heizkraftwerk in Betrieb ist. Der
Dampferzeuger ist mit einer Doppelschmelzkammer, die sich im unteren Bereich der vertikal an
geordneten Strahlungskammer des Dampferzeugers befindet, ausgebildet. Die beiden Schmelz
kammern, die durch Verdampferrohrwände und Schlackenfangroste von den Sekundärkammern
bzw. Strahlungskammern des Dampferzeugers getrennt sind, sind am Schmelzkammerboden mit
Schlackefallschächten ausgebildet, durch die die beim Verbrennen des staubförmigen Brennstof
fes mit einem sauerstoffhaltigen Verbrennungsgas entstehende flüssige Schlacke austritt. Um ein
Erstarren und Erkalten der Schmelzschlacke bei aschereichen Brennstoffen sowie bei Teillastbe
trieb des Dampferzeugers am Durchtritt durch den Schlackefallschacht zu vermeiden, wird ein
Teil des Verbrennungsabgases aus der Schmelzkammer durch den Schlackefallschacht abge
saugt (Seite 33, Bild 11 des Registers). Hierzu wird eine Brüdenabsaugeleitung, abgehend von
dem Schlackefallschacht, zum Verbrennungsabgaskanal vor Elektrofilter gelegt. Der von dem
Saugzuggebläse erzeugte Unterdruck saugt dabei einen Teil des Verbrennungsabgases aus der
Schmelzkammer durch den Schlackefallschacht und die Brüdenabsaugeleitung in den Verbren
nungsabgaskanal.
Bei diesem bekanntgewordenen Dampferzeuger mit Schmelzfeuerung erweist sich als nachteilig,
das der durch die Brüdenabsaugeleitung geführte Teil des Verbrennungsabgases nicht über die
Verdampfer- und Nachschaltheizflächen des Dampferzeugers geführt wird und somit ungekühlt in
den Verbrennungsabgaskanal gelangt. Ein Wirkungsgradverlust der Anlage durch ungenutzte,
freigewordene Wärmeenergie ist die Folge. Ferner sind bei großen Dampferzeugeranlagen ein
oder mehrere (entsprechend der Anzahl der Schmelzkammern) sehr lange, teilweise isolierte
Brüdenabsaugeleitungen erforderlich, deren Produktions- und Montageaufwand erheblich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem
Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung sowie einen Dampferzeuger mit Schmelzkammer
feuerung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, das bzw. der die vorgenannten Nachteile
vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ergeben sich die folgenden Vorteile:
- 1. Wirkungsgraderhöhung der Anlage,
- 2. Wesentlich kürzere Wrasenabzugsleitungen und somit Produktions- und Montagekostenersparnis,
- 3. Keine heißen Verbrennungsabgas-Strähnen vor E-Filter.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen und der Be
schreibung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 Schematische Darstellung eines Dampferzeugers mit Schmelzkammerfeuerung
entsprechend dem Stand der Technik,
Fig. 2 Schematische Darstellung eines Dampferzeugers mit Schmelzkammerfeuerung
entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung, Dampferzeuger mit zwei
Schmelzkammern,
Fig. 3 wie Fig. 2, jedoch Dampferzeuger mit einer Schmelzkammer,
Fig. 4 wie Fig. 2, jedoch mit alternativer Trägerfluidzuführung.
Fig. 1 stellt schematisch einen bekannten Stand der Technik eines Verfahrens zur Erzeugung
von Dampf in einem Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung dar bzw. einen Dampferzeu
ger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung des Verfahrens. Als Dampferzeuger 1 kommt
ein Zwangdurchlaufdampferzeuger mit vertikaler, von gasdichten Rohrwänden 16 umfaßte,
Strahlungskammer 15 zum Einsatz. Im unteren Bereich des Dampferzeugers 1 ist an dessen
Front- und Rückseite je eine, durch Rohrwände 16 und Schlackenfangroste 14 von der Strah
lungskammer 15 getrennte, Schmelzkammer 2 angeordnet, die von gasdichten Rohrwänden 16
umfaßt ist. Zur Erzielung der hohen Verbrennungstemperatur, die oberhalb der Schmelztempera
tur der Asche des staubförmigen, fossilen Brennstoffes liegt, sind die Rohrwände 16 innerhalb
der Schmelzkammer 2 mit Isolier-Stampfmasse ausgekleidet.
Die Verbrennung des Brennstoffes gemeinsam mit einem sauerstoffhaltigen Verbrennungsgas,
z. B. Luft, erfolgt innerhalb der Schmelzkammer 2 durch die Brenner 3. Die Brenner 3 können,
wie in Fig. 1 gezeigt, in der Seitenwand sowie auch in der Decke der Schmelzkammer 2 ange
ordnet sein. Auch eine Anordnung als Zyklonfeuerung ist möglich. Die bei der Verbrennung zu
rückbleibenden Reststoffe werden aus der Schmelzkammer 2 als flüssige Schmelzschlacke am
Schmelzkammerboden durch den Schlackefallschacht 4 abgezogen und gelangen in den Ent
schlacker 5. Die entstehenden Verbrennungsabgase gelangen aus der Schmelzkammer 2 durch
den Schlackenfangrost 14 in die Sekundär- bzw. Strahlungskammer 15, in der sie sowie an den
Nachschaltheizflächen 17 ihre fühlbare Wärme weitgehend an ein Arbeitsmedium abgibt, das die
Rohrwände 16 und die Nachschaltheizflächen 17 durchströmt, bevor das Verbrennungsabgas
durch den Verbrennungsabgaskanal 18, eine DeNOx-Anlage 19, einen LUVO 20, einen E-Filter
21, Saugzuggebläse 22 und den Kamin 23 die Anlage verläßt. Zuvor durchläuft das Verbren
nungsabgas ferner eine nicht dargestellte Entschwefelungsanlage. Um zu vermeiden, daß bei der
Verfeuerung von aschereichem Brennstoff oder bei Teillastbetrieb des Dampferzeugers 1 die
Schmelzschlacke im Schlackefallschacht 4 erstarrt und erkaltet und somit der Betrieb der
Schmelzkammerfeuerung gefährdet ist, wird ein Teil der heißen Verbrennungsabgase durch den
Schlackefallschacht 4 und durch die Wrasenabzugsleitung 6 in den Verbrennungsabgaskanal 18
abgesaugt. Durch die heißen Abgase im Schlackefallschacht 4 ist gewährleistet, daß die
Schmelzschlacke flüssig aus der Schmelzkammer 2 gelangt. Nachteilig hat sich gezeigt, daß die
im Verbrennungsabgas enthaltene Wärmeenergie nicht über die Rohrwände 16 bzw. Nach
schaltheizflächen 17 auf das Arbeitsmedium übertragen werden und somit zu einem Wirkungs
gradverlust der Anlage führen. Ferner ist nachteilig, daß sich durch den ungekühlten, heißen Teil
der Abgase heiße Strähnen im Verbrennungsabgaskanal 18 vor dem E-Filter 21 bilden und sehr
lange Wrasenabzugsleitungen 6 benötigt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung, die in Fig. 2 gezeigt wird, werden die vorgenannten Nachtei
le vermieden, indem der durch den Schlackefallschacht 4 und Wrasenabzugsleitung 6 abgesaug
te Teil des Abgases wieder in den Dampferzeugungsprozeß eingebunden wird.
Die Absaugung eines Teils des Verbrennungsabgases aus den jeweiligen Schmelzkammern 2
wird durch jeweils einen, in der Funktionsweise auch als Strahlpumpe bekannten, Injektor 9 be
werkstelligt, der von einem Gebläse 7 und durch die aufgezweigte Zuleitung 8 mit einem unter
erhöhtem Druck stehenden Trägerfluid, das z. B. Kaltluft sein kann, gespeist wird. Das im Injektor
9, der z. B. eine Venturidüse beinhalten kann, entstehende Gasgemisch aus Trägerfluid und an
gesaugtem Verbrennungsabgas wird durch die Zuleitung 10, die innerhalb der Strahlungskammer
15 durch die Trennwand 12 geführt ist, und die Düsen 11 in die der jeweiligen Schmelzkammer 2
zugewandte Hälfte des unteren Bereichs der Strahlungskammer 15 des Dampferzeugers 1 gelei
tet. Dabei sind die Düsen 11 über die Breite der Strahlungskammer 15 im wesentlichen gleich
mäßig verteilt. Das eingebrachte Gasgemisch kann innerhalb der Strahlungskammer 15 seine
Wärmeenergie an die Rohrwände 16, die Nachschaltheizflächen 17 und den LUVO 20 abgeben
und gelangt weitgehend abgekühlt in den nicht dargestellten E-Filter 21. Durch diese Maßnahme
wird der Wirkungsgrad verbessert und die Länge der Wrasenabzugsleitung 6 erheblich verkürzt.
Die erfindungsgemäße Lösung kann ebenso bei Dampferzeugern mit einer Schmelzkammer ent
sprechend Fig. 3 eingesetzt werden. Dabei kann das Gasgemisch durch die Zuleitung 10 und
Düsen 11 z. B. an der Rückwand des Dampferzeugers 1 durch die Rohrwände 16 in den unteren
Bereich der Strahlungskammer 15 eingeleitet werden. Die Düsen 11 sind dabei über die Breite
der Strahlungskammer 15 im wesentlichen gleichmäßig verteilt.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht ferner vor, das durch Gebläse 7 und Zuleitung 8 bereitge
stellte Trägerfluid in einen, die Wrasenabzugsleitung 6 umhüllenden, Kühlmantel 13 am strom
aufwärts gelegenen Ende der Wrasenabzugsleitung 6 zu speisen und am stromabwärts gelege
nen Ende der Wrasenabzugsleitung 6 das Trägerfluid vom Kühlmantel 13 direkt in die Treibdüse
des Injektors 9 zu leiten entsprechend Fig. 4. Durch den z. B. mit Kaltluft als Trägerfluid durch
strömten Kühlmantel 13 der Wrasenabzugsleitung 6 wird erreicht, daß diese nicht gesondert und
aufwendig isoliert werden muß, um Strahlungsverluste und eine Gefährdung durch Berühren der
heißen Leitungen zu vermeiden.
Die Bezeichnung der Positionen in den Fig. 2 bis 4 ist sinngemäß zu der in Fig. 1.
Bezugszeichenliste
1 Dampferzeuger
2 Schmelzkammer
3 Brenner
4 Schlackefallschacht
5 Entschlacker
6 Wrasenabzugsleitung
7 Gebläse
8 Zuleitung
9 Injektor
10 Zuleitung
11 Düsen
12 Trennwand
13 Kühlmantel
14 Schlackenfangrost
15 Strahlungskammer bzw. Sekundärkammer
16 Rohrwand
17 Nachschaltheizflächen
18 Verbrennungsabgaskanal bzw. Rauchgaskanal
19 DeNOx-Anlage
20 LUVO (Luftvorwärmer)
21 E-Filter (Elektro-Filter)
22 Saugzuggebläse
23 Kamin
2 Schmelzkammer
3 Brenner
4 Schlackefallschacht
5 Entschlacker
6 Wrasenabzugsleitung
7 Gebläse
8 Zuleitung
9 Injektor
10 Zuleitung
11 Düsen
12 Trennwand
13 Kühlmantel
14 Schlackenfangrost
15 Strahlungskammer bzw. Sekundärkammer
16 Rohrwand
17 Nachschaltheizflächen
18 Verbrennungsabgaskanal bzw. Rauchgaskanal
19 DeNOx-Anlage
20 LUVO (Luftvorwärmer)
21 E-Filter (Elektro-Filter)
22 Saugzuggebläse
23 Kamin
Claims (9)
1. Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung,
in dessen mindestens einer Schmelzkammer staubförmiger, fossiler Brennstoff verfeuert wird,
bei dem während des Betriebes ein Teil der bei der Verbrennung des Brennstoffes in der
Schmelzkammer entstehenden Verbrennungsabgase durch den am Schmelzkammerboden
gelegenen Schlackefallschacht und einer von diesem abgehenden Wrasenabzugsleitung ab
geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Schlackefallschacht (4) und die
Wrasenabzugsleitung (6) abgeführter Teil des Verbrennungsabgases durch einen Injektor (9)
angesaugt, mit dem durch das Gebläse (7) und durch die Zuleitung (8) in den Injektor (9) ge
förderten Trägerfluid im Injektor (9) vermischt und das Gasgemisch durch die Zuleitung (10)
und Düsen (11) in die Strahlungskammer (15) des Dampferzeugers (1) eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerfluid Kaltluft verwendet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Gebläse (7) durch
Leitung (8) herangeführte Trägerfluid in einen, die Wrasenabzugsleitung (6) umhüllenden,
Kühlmantel (13) am stromaufwärts gelegenen Ende der Wrasenabzugsleitung (6) geführt wird
und unmittelbar am stromabwärts gelegenen Ende der Wrasenabzugsleitung (6) als Träger
fluid durch einen Injektor (9) geleitet wird.
4. Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, mit mindestens einer für die Verbrennung von
staubförmigem, fossilem Brennstoff ausgebildeten Schmelzkammer, einem am Schmelzkam
merboden angeordneten Schlackefallschacht und einer von diesem abgehenden Wrasenab
zugsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Teil des Verbrennungsabgases führende
Wrasenabzugsleitung (6) stromabwärts mit einem Injektor (9) mit dessen saugender Eintritts
öffnung verbunden ist, die ein Trägerfluid führende Zuleitung (8) stromaufwärts an ein Gebläse
(7) und stromabwärts an einen Injektor (9) mit dessen druckbeaufschlagter Eintrittsöffnung
verbunden ist und die ein aus Verbrennungsabgas und Trägerfluid gebildetes Gasgemisch
führende Zuleitung (10) stromaufwärts an einen Injektor (9) mit dessen Austrittsöffnung und
stromabwärts mit Düsen (11) verbunden ist, die das Gasgemisch in eine Strahlungskammer
(15) eines Dampferzeugers (1) einbringen.
5. Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Düsen (11) in der Rückwand des Dampferzeugers (4) angeordnet sind.
6. Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuleitung (10) durch die Trennwand (12) der Strahlungskammer (15) führt.
7. Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Düsen (11) in beiden Seiten der Trennwand (12) der Strahlungskammer (15) angeordnet
sind.
8. Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Düsen (11) über die Breite der Strahlungskammer (15) im wesentlichen gleich
mäßig verteilt sind.
9. Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wrasenabzugsleitung (6) zwischen Schlackefallschacht (4)
und Injektor (9) von einer Zuleitung (8) unter Bildung eines Kühlmantels (13) konzentrisch um
hüllt wird, wobei die Eintrittsöffnung für ein Trägerfluid in den Kühlmantel (13) am stromauf
wärts gelegenen Ende und die Austrittsöffnung am stromabwärts gelegenen Ende der Wra
senabzugsleitung (6) liegt und das Trägerfluid von der Austrittsöffnung direkt durch den Injek
tor (9) geleitet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944443455 DE4443455C1 (de) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung und Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944443455 DE4443455C1 (de) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung und Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4443455C1 true DE4443455C1 (de) | 1996-03-07 |
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ID=6535088
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19944443455 Expired - Fee Related DE4443455C1 (de) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | Verfahren zur Erzeugung von Dampf in einem Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung und Dampferzeuger mit Schmelzkammerfeuerung zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4443455C1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4312901A1 (de) * | 1993-04-16 | 1994-10-20 | Ver Energiewerke Ag | Verfahren und Anordnung zur Verbrennung von Biostoffen für einen kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel |
-
1994
- 1994-12-07 DE DE19944443455 patent/DE4443455C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4312901A1 (de) * | 1993-04-16 | 1994-10-20 | Ver Energiewerke Ag | Verfahren und Anordnung zur Verbrennung von Biostoffen für einen kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
EVT-Register 41/1982, S. 26-33 * |
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Legal Events
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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