DE938326C - Kohlenstaubfeuerung mit mehreren tangential an verschieden grosse Kreise um die Mittelachse der Brennkammer gerichteten Brennstoffeinblaseduesen - Google Patents

Kohlenstaubfeuerung mit mehreren tangential an verschieden grosse Kreise um die Mittelachse der Brennkammer gerichteten Brennstoffeinblaseduesen

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DE938326C
DE938326C DED180A DED0000180A DE938326C DE 938326 C DE938326 C DE 938326C DE D180 A DED180 A DE D180A DE D0000180 A DED0000180 A DE D0000180A DE 938326 C DE938326 C DE 938326C
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DE
Germany
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circles
combustion chamber
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air
combustion
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DED180A
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Erich Stange
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DUERRWERKE AG
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DUERRWERKE AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08Disposition of burners
    • F23C5/32Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

  • Kohlenstaubfeuerung mit mehreren tangential an verschieden große Kreise um die Mittelachse der Brennkammer gerichteten Brennstoffeinblasedüsen Die Erfindung betrifft eine Kohlemstaubfeuerung mit mehreren in verschiedenen Ebenen übereinander angeordneten Brennergruppen, bei welchen die tangential an gedachte Kreise um die Mittelachse der Brennkammer gerichteten Brenner jeder Gruppe auf je einen um die Brennkammerachse strömenden Einblasekreis unterschiedlichen Durchmessers arbeiten.
  • Die Erfindung bezweckt eine wesentliche Verbesserung derartiger Feuerungen, die sich gegenüber den bisher üblichen Ausführungen nicht nur durch einen bedeutend günstigeren Ausbrand des Kohlenstaubes, eine schnellere Verbrennung, eine bessere Mischung, eine gleichmäßigere Ausfüllung des Feuerraumes sowie einen bisher noch nicht erreichten Gleichförmigkeitsgrad der Rauchgaszusammensetzung im zweiten Zuge auszeichnet, sondern darüber hinaus noch den Vorteil hat, daß die Reisezeiten bis zur endgültigen Verschlackung der ersten Berührungsflächen um ein Mehrfaches verlängert werden, bis die Verschlackung das Abstellen, des Kessels erfordert.
  • Bei Eckenfeuerungen für Steinkohlenstaub pflegte man bisher die Staubflammen der in einer oder mehreren waagerechten Ebenem angeordneten Brenner so zu führen, daß dieselben einen gedachten Kreis oder gedachten Zylinder um die Brennkammerachse mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser tangential berührten, um einen dichtgedrängten heißen. Flammenkern zu erhalten, durch welchen, insbesondere bei- mageren Brennstoffen, eine sichere Zündung des Brennstoffes, ein. wirkungsvoller Drall, eine gute Mischung und eine günstige Lage der Flamme erzielt werden sollte. Diese Betriebsweise hatte aber tatsächlich den Nachteil, da,ß infolge des kleinen Einblasekreises und der dadurch bedingten starken Konzentrierung der Flamme in der Mitte der Brennkammer im Kern der Flamme ein ziemlich starker Luftmangel herrschte, der um so größer wurde, je mehr Brennerebenen übereinandergelegt wurden.
  • Demgegenüber hat sich gezeigt, daß bei .der Verfeuerung von Brennstoffen mit hohem Gasgehalt, beispielsweise Braunkohlen, günstige Brennergebnisse und Verschla.ckungsverhältnisse nur erzielt werden, wenn die Staubflammen statt an eineu kleinen, an einen verhältnismäßig großen. Kreis eingeblasen werden, während sich die Brennergebnisse und Verschlackungsverhältnisse bei der Verfeuerung von gasärmeren Brennstoffen. bei großen Einblasekreisen trotz der besseren Vermischung der Brennstoffe mit der Verbrennungsluft sehr ungünstig gestalteten und insbesondere eine, wesentliche Verschlechterung der Zündung eintrat. Aus diesem Grunde war man bei der Verfeuerung von Steinkohlen bei dem kleinen Einblasekreis stehengeblieben.
  • Nach der Erfindung lassen sich bei.Kohlenstaubfeuerungen die eingangs . erwähnten wesentlich günstigeren Ergebnisse erzielen, wenn die Staubflammen an mehrere Kreise unterschiedlichen Durchmessers eingeblasen werden. _ -Es ist bereits eine Kohlenstaubfeuerung vorgeschlagen worden, bei welcher der Brennstoffstaub durch in einer Ebene nebeneinander angeordnete, von Leitflächen gebildete Kanäle in die Brennkammer eingeführt wird. Bei dieser. Feuerung wurde das Brennstoff-Staubluft-Gemisch gegen, die Wandungen des Feuerraumes geblasen. Dadurch sollte erreicht werden, daß die Brennstoffstrahlenin kreisender Bewegung die Seitenwände des Feuerraumes bestreichen, um tote; Ecken zu vermeiden. Diese Ausführung hat sich aber bei gekühlten Brennkammern nicht bewährt, da die Staubflammen an den, relativ kalten Brennkammerwänden sich stark abkühlen, so daß der zu dicht an die kühleren Brennkammerwände herangeführte Kohlenstaub nicht mehr verbrennt.
  • Zur Behebung der geschilderten - Nachteile ist auch bereits vorgeschlagen worden, die in einer Ebene öder in mehreren Ebene angeordneten Brenner so zu richten., daß innerhalb der Brennkammer mehrere konzentrische Flammenhohlzylinder gebildet werden.
  • Die angestrebte Bildung - von Flammenhohlzylindern dürfte aber auf unüberwindliche Schwierigkeiten stoßen., dia, die von, den Streukreisen aufsteigenden kreisenden Staubflammen, solange die Zentrifugadkräfte die Auftriebskraft übersteigen, sich kegelförmig ausbreiten, wobei die einzelnen Brennkegeil in den- Bereich des nächsten Streukreises kommen.. Die Folge hiervon ist eine Durchwirbelung der kreisenden Flammenströme, derart, daß ein einziger Brennkegel entsteht und die Bildung von Flammenhohlzylindern verhindert bzw. unmöglich gemacht wird.
  • . Ein weiterer Nachteil dieses Vorschlages besteht in der Schwierigkeit der Zuführung der für die Verbrennung erforderlichen Verbrennungsluft -Sekundärluft -, da diese sich nur am Außenrande mit dem Brennkegel vermischt, während weiter im Innern des Brennkegels ein starkerLuftmangel verbleibt.
  • Sind die Brenner sämtlich in einer Ebene ange,-ordnet, so ist es schwierig, auf getrennte Streukreise zu arbeiten, da die Staubflammen für die inneren Streukreise die äußeren Streukreise durchdringen müssen.
  • Alle diese Nachteile und Schwierigkeiten werden nach der Erfindung dadurch beseitigt, -daß die Brenner mehrerer in verschiedenen Ebenen angeordneter Brennergruppen auf je einen. Einblasekreis von unterschiedlichem Durchmesser so ge- richtet sind, daß innerhalb der Brennkammer mehrere selbständige, durch Luftpolster voneinander getrennte, konzentrische Flammenhohlkegel entstehen. und daß die Luftdüsen für die zusätzliche Verbrennungsluft so gerichtet sind, da.ß die Luft unter, über und in die Zwischenräume zwischen die einzelnen Einblasekreise a., b, c geblasen wird.
  • Eine, besonders bevorzugte Ausführung nach der Erfindung ergibt sich dadurch, da,ß die Einblasekreise unterschiedlichen Durchmessetrs von z. B. in drei Ebenen angeoränetenBrennergruppen parallele oder annähernd parallele Kegelschnitte bilden, wobei die untersten Brenner an: den kleinsten, die obersten Brenner an den größten Einblasekreis geführt werden, so daß sich ein mit der Spitze nach unten gerichteter Brennkegel bildet.
  • Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Die vorstehend gekennzeichnete Ausführung nach der Erfindung gewährleistet, abgesehen von überraschend guten, Ausbrandwerten, in. der Asche eine außerordentlich vorteilhafte und wirtschaftliche Verbrennung. Wie Versuche ergeben haben, erreicht die Feuerung bereits unmittelbar über der Brennerebene ein klares, helles Aussehen, ein Beweis für die beschleunigte und intensive Verbrennung.
  • Durch -die vorteilhafte Anordnung der Brenner und Verbrennungsluftdüsen gemäß der Erfindung werden die Brennstoffteilchen bei guten Zündverhältnissen schneller und besser mit dem zur Verbrennung notwendigen Stauerstoff in Berührung gebracht, als es bisher bei ausschließlicher Verwendung nur eines kleinen Einblasekreises möglich war.
  • 'Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnung an einem Beispiel näher erläutert, und zwar zeigt Fig. z eine gemäß der Erfindung ausgebildete Eckenfeuerung in einem waagerechten Querschnitt und Fig. 2 den Gegenstand der Fig. r in einem mittleren senkrechten Querschnitt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Eckenfeuerung sind mit i die Staubbrenner und mit 2 die Vexbrennungsluftdüsen bezeichnet, welche derart in die Ecken einer beispielsweise quadratischen Feuerkammer 3 eingebaut sind, daß die von' den Brennern ausgehenden Staubflammen gruppenweise tangential an drei Kreise unterschiedlichen, Durchmessers geführt werden, von welchen der Kreis a den kleinsten, der Kreis b einen mittlerem und Kreis c den größten Durchmesser aufweist. Hierbei können durch eine entsprechende Anordnung und Richtunggebung der Staubbrenner die Staubflammen so. geführt werden, daß die Einblasekreise sämtlich in einer gemeinsamen Ebene oder in mehreren voneinander getrennten Ebenen liegen. Im letzteren Falle ergibt sich dann in der Mitte der Feuerkammer ein Brennkegel, dessen Spitze nach unten gerichtet ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Bei Anordnung der Einblasekrcise in einer gemeinsamen Ebene entsteht in der Mitte der Feuerkammer ein flacher zylindrischer Feuerkern.
  • Von welcher der beiden Ausführungsformen im Einzelfalle Gebrauch zu machen ist, hängt von der Größe des Kessels, der Betriebsweises, von den Eigenschaften des zur Verwendung kommenden Brennstoffes und anderen Umständen ab, deren Beurteilung dem Fachmann auf Grund seiner Erfahrungen und Kenntnisse keinerlei Schwierigkeiten bereiten dürfte.
  • Die Anordnung der Staubbrenner bzw. Brennergruppen kann beliebig gewählt werden; dieselben können in einer Ebene: oder in mehreren Ebenen angeordnet sein. Wesentlich für den nach der Erfindung angestrebten Erfolg ist lediglich, daß die Staubflammen so geführt werden, daß Einblasekreise mit unterschiedlichem Durchmesser entstehen.
  • Die für die Verbrennung erforderliche zusätzliche Verbrennungsluft wird gemäß der Erfindung zu einem Teil in die Zwischenräume zwischen. den Brennstoffkreisen a. bis c, zum anderen Teil in die .Räume über und unter den in der Mitte der Feuerkammer aus den konzentrischen. Kreisen gebildeten flachen Feuerkern oder den auseinandergezogenen Kreisen gebildeten. Brennkegel geblasen, und zwar derart, daß unter, über und zwischen den Brennstoffkreisen a bis c entsprechende" Lufteinblasekreise entstehen. Ein solcher Brennstoffluftkegel ist aus der Fig.2 zu ersehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in jeder Ecke der quadratischen Feuerkammer 3 die Staubbrenner ia, i6, i, und die Luftdüsen 2d, 2e, 2f, 2, abwechselnd in mehreren Etagen übereinander angeordnet, und zwar derart, daß jeder Staubbrenner zwischen zwei Luftdüsen gelagert ist, wobei letztere so gerichtet sind, daß Lufteinblasekreise d, e, f, g erzeugt werden. Auf diese Weise ist die Möglichkeit geschaffen, den zur Verbrennung nötigen Sauerstoff schneller mit den Brennstoffteilchen in Berührung zu bringen, um eine gute Mischung und. gleichmäßige Füllung des Feuerraumes zu gewährleisten.
  • Infolge der unterschiedlichen Größe der Einblasekreise ergibt sich bei dem einzelnen Einblasekreisen eine verschiedene Brennstoffdichte.; diese ist bei dem kleinsten. Einblasekreis am größten, so daß sich wegen des hier herrschenden Luftmangels ein heißer Flammenkern bildet, durch welchen auch bei mageren Brennstoffen die Zündung des Brennstoffes gesichert ist.
  • Der Erfindungsgegenstand hat neben den bereits erwähnten Vorteilen auch noch den Vorteil, daß bei Teillastern die Zündung nicht abreißt. Bei Teillast werden zuerst die Brenner mit dem größten und bei Bedarf noch die mit dem mittleren Einblasekreis abgeschaltet. Die noch übrigbleibenden Brenner mit dem kleinsten Einblasekreis ermöglichen unter sonst gleichen Bedingungen den Betrieb mit der kleinsten Teillast. Hierbei ist auch die größte Wirtschaftlichkeit gewährleistet, denn die Ausnutzung des Feuerraumes wird bei dem Betrieb mit den am tiefsten gelegenen Brennern vollkommen gesichert.
  • Der Durchmesser des größten Einblasekreises beträgt zweckmäßig etwa die halbe Breite der Feuerkammer. Man darf ihn nicht zu groß wählen, weil sich sonst die: Feuergase an den. Wänden der Feuerkammer zu sehr abkühlen würden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele mit flachem Feuerkern oder mit einem nach unten gerichteten Brennkegel beschränkt. Die Spitze des Brennkegels kann auch nach obern. oder in. eine andere beliebige Richtung zeigen.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kohlenstaubleuerung mit mehreren. in verschiedenen Ebenen übereinander angeordneten Brennergruppen, bei welchen die tangential an gedachte Kreise um die Mittelachse einer allseitig mit Rohren ausgekleideten Brennkammer gerichteten.Brenner jederGruppe auf je einen um die Brennkammerachse strömenden Einblasekreis unterschiedlichen Durchmessers arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (i) jeder Gruppe auf den zugeordneten Einblasekreis so gerichtet sind, daß innerhalb der Brennkammer mehrere selbständige, durch Luftpolster voneinander getrennte, konzentrische, Flammenhohlkegel entstehen und daß die Luftdüsen. für die zusätzlicheVerbrennungsluft so gerichtet sind, daß die Luft unter, über und in die Zwischenräume zwischen die einzelnen Einblasekreise (a-, b, c) geblasen wird.
  2. 2. Kohlenstaubfeuerung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Brenneranordnung, bei der der Durchmesser des größten Einblasekreises (c) etwa der halben Breite der Brennkammer entspricht.
  3. 3. Kohlensta,ubfeuerung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner der einzelnen Gruppen in Richtung des Rauchgasabzuges nacheinander an den kleinsten (a), mittleren (b) und größten Einblasekreis (c) geführt sind.
  4. 4. Kohlenstaubfeuerung nach einem der Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch eine- Brenneranordnung, bei der die in verschiedenen Ebenen liegenden Einblasekreise (a, b, c) parallele oder annähernd parallele Kegelschnitte bilden.
  5. 5. Kohlenstaubfeuerung nach einem der Ansprüche z bis q., gekennzeichnet durch eine Düsenanordnung, bei der die Spitze des Brennkegels nach oben, unten oder in eine andere beliebige Richtung zeigt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 556 647; ÜSA.-Patentschriften Nr. 2 013 565, a 243 909, 2-363875.
DED180A 1949-10-29 1949-10-29 Kohlenstaubfeuerung mit mehreren tangential an verschieden grosse Kreise um die Mittelachse der Brennkammer gerichteten Brennstoffeinblaseduesen Expired DE938326C (de)

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