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Verfahren zum Befeuern eines Hochdruck-Strahlungsdampferzeugers Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuern eines Hochdruck-Strahlungsdampferzeugers
mit im Mahltrocknungsverfahren mittels Rauchgastrocknung aufbereiteter Rohbraunkohle,
wobei ein Teil des Kohlenstaubes mit den Brüden den Brennern zugeführt, der andere
Teil von den Brüden getrennt und mit Frischluft anderen Brennern derselben Feuerung
zugeführt wird, und besteht darin, daß zur Trocknung der Kohle, die mit den Brüden
in den Feuerraum gelangt, in an sich bekannter Weise aus dem Feuerraum abgesaugte
heiße Feuergase benutzt werden, während der andere Teil der Kohle mittels abgekühlter
Rauchgase getrocknet wird, welche in ebenfalls bekannter Weise aus dem Berührungszuge,
insbesondere vor dem Lufterhitzer, entnommen werden.
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Bei Strahlungskesseln größerer Leistung besteht das Bestreben, einerseits
die Abgastemperaturen zu senken, um den Abgasverlust zu vermindern, andererseits
minderwertige, insbesondere wasserreiche Brennstoffe zu verfeuern. Da ferner im
Kraftbetrieb das Speisewasser mit immer höheren Temperaturen dem Kessel angeboten
wird und hohe Lufttemperaturen gefordert werden, ergibt sich häufig, daß zwar die
auszutauschenden Wärmemengen vorhanden sind, daß jedoch die Temperaturunterschiede
zu gering sind, um wirtschaftlich ausgenutzt werden zu können.
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Feuerungsseitig kann der Temperaturunterschied vergrößert werden durch
höhere Anfangstemperaturen, was z. B. möglich ist durch Vortrocknung des Brennstoffes
außerhalb des Wärmeflusses des Dampferzeugers oder durch zusätzliche Verfeuerung
hochwertiger Brennstoffe, z. B. Heizöl. Bei der für große Einheiten bevorzugten
Brennstaubfeuerung ergibt sich dann die Überschreitung des Schlackenschmelzpunktes,
welche zu einer tiefgreifenden Änderung des Feuerungs- und Kesselaufbaues zwingt.
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Besonders auffallend zeigen sich diese Verhältnisse bei der Verfeuerung
von Rohbraunkohle. Die Verfeuerung von Rohbraunkohle im Staubzustand setzt eine
Mahlung mit einer gleichzeitigen Trocknung voraus. Wird der erzeugte Brennstaub,
wie bei der Mühlenfeuerung, mit den Brüden in den Brennraum eingeblasen, so entstehen
Brennraumtemperaturen, welche unter dem Schmelzpunkt der Schlacke liegen. Wird dagegen
der Brennstaub von den Brüden getrennt und nur mit Luft eingeblasen, während die
Brüden ins Freie abgeführt werden, so entstehen so hohe Brennraumtemperaturen, daß
die Schlacke flüssig anfällt.
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Obwohl die letztere Methode wärmetechnisch die günstigere ist, ist
sie doch mit so vielen unangenehmen Begleiterscheinungen verbunden, daß sie bisher
nur selten angewandt worden ist. Zunächst hat die Schlacke selbst oft sehr störende
Eigenschaften. Beispielsweise liegt der Schmelzpunkt der Schlacke der rheinischen
Braunkohle sehr hoch, bei etwa 1450° C. Diese kalkreiche Schlacke hat nur eine schmale
Übergangszone, d. h., die Schlacke geht fast unvermittelt aus dem flüssigen in den
festen Zustand über, was die Gefahr des Einfrierens der Schmelzkammer erhöht. Ferner
verändert sich die Zusammensetzung der flüssigen Schlacke durch Verdampfen des Schwefels
und des Siliziums derart, daß der Schmelzpunkt sich um mehr als 100° C erhöht. Das
Eisen wird bei der dünnflüssigen Schlacke und dem geringen Luftüberschuß der Flamme
leicht zu metallischem Eisen reduziert, das infolge seines Gewichtes in alle Risse
des feuerfesten Bodens der Brennkammer eindringt und den Zusammenhang sprengt. Schließlich
erfordert die Restentstaubung der Brüden einen so hohen Kapitalaufwand und Raumbedarf,
daß die Wirtschaftlichkeit in Frage gestellt wird.
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Aus diesen Gründen wird die Feuerung mit Brüdeneinführung in den Feuerraum
bevorzugt. Die Brüden erhöhen die Feuergasmenge um etwa 20% und vermindern annähernd
im gleichen Maße die Feuergastemperaturen. Es steht daher einer Aufwärmung der 100o/oigen
Verbrennungsluftmenge um 100° C nur eine Temperaturabnahme der Rauchgase um etwa
80° C gegenüber. Dies erschwert einerseits die Steigerung der Lufttemperatur, andererseits
die Absenkung der Abgastemperatur auf die erwünschte Höhe. Die Erfindung bietet
eine Möglichkeit, die Erfordernisse miteinander in übereinstimmung zu bringen, sich
die Vorteile zu sichern bei Vermeidung des überwiegenden Teiles der vorerwähnten
Nachteile.
Eine Anordnung zur Ausführung des Verfahrens ist in A
b b. 1 im lotrechten Teilsymmetrieschnitt, in A b b. 2 im waagerechten Querschnitt
dargestellt.
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Der zu befeuernde Strahlungsdampferzeuger großer Leistung besteht
aus dem Feuerraum 1 mit aufsteigender Feuergasströmung, dem absteigenden Berührungszuge2,
dem regenerativen Lufterhitzer3 und dem Abgaselektrofilter 4, welche jeweils durch
Gaskanäle miteinander verbunden sind. Der Dampferzeuger wird beheizt mittels Rohbraunkohle,
welche aus dem Bunker 5 mit Hilfe von Trogkettenförderern 6, die zugleich als Zuteiler
dienen, den Vortrockenschächten 7, 8, 9, 10, 11, 12 der Sichtermühlen 13, 14, 15,
16, 17, 18 zugeführt wird. Ferner wird mittels Trogkettenförderern die Kohle in
die Saugleitungen 19, 20 der Sichtermühlen 21, 22 eingeworfen.
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Die Mühlen 13 bis 18 arbeiten als Einblasemühlen. Sie saugen infolge
ihrer eigenen Ventilatorwirkung durch die Schächte 7 bis 12 heiße Feuergase aus
dem Feuerraum l an, denen nach Bedarf in nicht dargestellter, bekannter Weise zur
Abstimmung der Temperatur Kaltluft zugesetzt wird, und blasen das erzeugte Gemisch
aus Brennstaub, Luft, Rauchgas und Wasserdampf, Brüden genannt, durch die Rohrleitungen
23 und die Brenner 24 in den Feuerraum 1.
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Die Sichtermühlen 21, 22 saugen durch die Kanäle 19, 20 abgekühlte
Rauchgase aus dem Berührungszuge 2 an und blasen den erzeugten Brennstaub mit den
Brüden durch Rohrleitungen 25, 26 in die Zyklonstaubabscheider 27, 28. Der Reststaub
gelangt mit den Brüden durch die Rohre 29, 30 in die Elektrofilter 31, 32 und wird
dort abgeschieden, während die Brüden ins Freie abströmen. Der in dem Elektrofilter
abgeschiedene Brennstaub wird in die Zyklonabscheider 27, 28 zurückgeleitet und
mit dem dort abgeschiedenen Staub mittels Zuteilern 33 in die Staubleitungen 34
aufgegeben, denen von anderer, nicht dargestellter Quelle Luft zugeführt wird, welche
den Staub durch die an der Rückwand des Feuerraumes 1 angeordneten Brenner 35 in
den Feuerraum trägt. Die Elektrofilter 31, 32 können vermieden werden, wenn die
Brüdenrohre 24, 25 in das Rauchgaselektrofilter 4 münden. Dies ist jedoch wegen
des sonst unvermeidlichen Brennstoffverlustes nur zu empfehlen, wenn die Flugasche
in einen Feuerraum zurückgeführt wird.
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Die Menge der Kohle, welche den Mühlen 20, 21 aufgegeben wird, kann
gleichbleibend sein oder verändert werden. Bleibt sie gleich, so bedeutet das, daß
ihr verhältnismäßiger Anteil an Trockenkohle mit abnehmender Belastung zunimmt.
Der größere Anteil an Trockenkohle wirkt dem Absinken der Feuerraumtemperatur ebenso
wie dem Absinken der Dampftemperatur des Überhitzers entgegen. Ferner ist es möglich,
mit Hilfe der Aufteilung der Belastung auf beide Mühlengruppen die Abscheidung der
Schlacke in fester Form bei allen Belastungen beizubehalten. Die Dampftemperatur
kann auch durch andere bekannte Maßnahmen beeinfiußt werden, etwa durch Rückführen
abgekühlter Rauchgase in den Feuerraum.
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Durch die Entnahme von Rauchgasen vor dem Lufterhitzer 3 wird die
ihn durchströmende Rauchgasmenge verkleinert. Zum Ausgleich muß die Eintrittstemperatur
entsprechend höher liegen. Durch diese Maßnahme wird daher das mangelnde Temperaturgefälle
zwischen Luft und Abgas hergestellt bzw. die Erzielung einer höheren Lufttemperatur
ermöglicht.