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Verfahren zum Betrieb von Staubfeuerungen Die Erfindung bezieht sich
auf ein. Verfahren zum Betrieb von Staubfeuerungen für nasse Brennstoffe, insbesondere
Rohbraunkohle.
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Nasse Brennstoffe lassen sich bekanntlich schwer in Staubform verbrennen,
da einerseits ein derartiger Brennstoff in den Mühlen schmiert und somit fast nicht
mahlbar ist und andererseits nasser Brennstoff schwer entzündbar ist, so daß die
in Staubfeuerungsbrennkammern zur Verfügung stehende Brennzeit nicht zur Verbrennung
ausreicht. Um daher nasse Brennstoffe in Staubform verbrennen zu können, hat man
den Rohbrennstoff zunächst getrocknet und dann vermahlen, bevor er durch die Brenner
in die Brennkammer eingeleitet wurde. Diese Verfallrens'weise erfordert erhebliche
Trocknereinrichtungen und Fördermittel und damit erhebliche Anlage- und Unterhaltungskosten,
die die Wirtschaftlichkeit der Staubfeuerung so weit beeinträchtigen, daß es vorteilhafter
war, den nassen Brennstoff auf Rosten zu verbrennen. Nach anderen Vorschlägen wurden
zwar besondere Trockneranlagen dadurch erspart, @daß man die sogenannte Mahltrocknung
anwandte. Die Trocknung wurde derart durchgeführt, daß der Brennstoff in gesamter
Menge auf den gleichen oder auf annähernd den gleichen- Wassergehalt und insbesondere
den Wassergehalt heruntergetrocknet wurde, der für eine genügende Zündung des Brennstoffes
notwendig wurde. Hierfür mußten immer sehr große Wärmemengen an den Brennstoff bei
der Vorbehandlung herangebracht werden, und zwar in Form von großen Gasmengen, deren
Beschaffung sowie Zu- und Ableitung erhebliche Schwierigkeiten bereitete. Die großen
Gasmengen waren ferner störend in bezug auf die Mahlung, da die Mühlen dem Durchgang
der Gasmengen entsprechend sehr groß ausgelegt werden mußten und die für die Trocknung
notwendigen Gasmengen außerordentlich schwer mit den für die Mählung, Sichtung und
Förderung des Brennstoffes potwendigen Gasmengen in Einklang zu bringen sind.
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Die Erfindung ermöglicht es, die an sich einfache Mahltrocknug beizubehalten,
dabei jedoch diese zu vereinfachen und insbesondere hinsichtlich der notwendigen
Gasmengen wesentlich günstiger zu gestalten.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß von dem für- ein und
dieselbe Feuerung. bestimmten, gewünschtenfalls vorgetrockneten und vorgemahlenen
Brennstoffstrom ein Teil abgezweigt und vor Eintritt in die Brennkammer getrocknet
und gegebenenfalls gemahlen wird, und daß die Teilströme getrennt voneinander in
die Brennkammer derart eingeblasen werden, daß sie oder Teile derselben innerhalb
der Brennkammer eine
gewisse Wegstrecke.nebeneinander strömen, bevor
sie in eine gemeinsame Flamme übergehen. Hierdurch kann man sich bei der Trocknung
des Brennstoffes auf einen Teil der gesamten Brennstoffmenge beschränken; denn es
genügt zur Entzündung des gesamten Brennstoffes, daß nur ein Teil des Brennstoffes
schnell zündet, da dessen Verbrennungswärme den anderen Teil des Brennstoffes zur
Entzündung bringt.
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Die Vortrocknung einer Teilmenge eines zur Verfeuerung gelangenden
Brennstoffes zwecks Erzeugung eines Zündbrennstoffes ist an sich schon bei Rostfeuerungen
vorgeschlagen worden. Dabei mußte der vorgetrocknete Brennstoff jedoch in einem
Vorfeuer bereits zum Brennen oder durch Erhitzen zum Glühen gebracht werden, ehe
er in den Feuerraum e . C, in"eführt wurde. Außerdem kommt bei dieser bekannten
Rostfeuerung der trockne und gerade zum Glühen gebrachte'Brennstoff gleich unmittelbar
nach dem Zündvorgang finit dem über ihm liegenden nassen Brennstoff in unmittelbare
Berührung, während bei der Staubfeuerungsanlage nach der Erfindung der trockne Staub
getrennt von dem nassen Staub in die Brennkammer eingeblasen wird und hierbei der
trockne Staub zunächst getrennt von dem nassen verbrennt bzw. zur Entzündung und
Verbrennung gelangt.
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Zur weiteren Vereinfachung der Trocknung wird erfindungsgemäß der
nasse Brennstoff derart in die Brennkammer eingeleitet, daß: er zeitlich länger
als der andere Brennstoff in der Brennkammer verbleibt. Hierdurch findet der nassere
Brennstoff die lange Zündzeit bzw. den langen Brennweg in der Brennkammer vor und
entzündet sicher, selbst wenn nur eine relativ kleine Zündbrennstoffmenge die Entzündung
des nasseren Brennstoffes bewirken soll. Je kleiner die Zündbrennstoffmenge ist,
desto kleiner ist aber auch der zu ihrer Herstellung erforderliche Aufwand.
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Zur Ausübung des Verfahrens werden erfindungsgemäß bei den Staubfeuerungen
zwei Mahltrocknungsmühlen vorgesehen, von denen die eine zur Vortrocknung und Vermahlung
des gesamten Rohbrennstoffes dient und mit der Brennkammer sowie mit der zweiten
Mühle derart verbunden ist, daß lediglich das in ihr erzeugte Feingut in die Brennkammer
übertreten kann, wogegen das Grobkorn durch Eigengewicht oder auf pneumatischem
oder mechanischem Wege in die zweite Mühle gelangt, zwecks weiterer Mahltrocknung
und Einblasung in die Brennkammer, und zwar getrennt von dem aus der ersten :Mühle
ausgetragenen Feingut.
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Die Anwendung getrennter Mahltrocknungseinheiten für die erste und
für die zweite Behandlungsstufe wird jedoch nur dann erforderlich, wenn es sich
um große Durchsatzleistungen handelt. Für kleinere Durchsatzleistungenwerden erfindungsgemäß
die Mahltrocknungsmühlen zu einer Schlägermühle zusammengefaßt, die auf gleicher
Welle sitzende Schlägerkränze aufweist, welche in bei Mühlen . an sich bekannter
Weise in getrennten, für sich mit besonderen Trockengasströmen beschickten Räumen
arbeiten.
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Das neue Verfahren eignet sich in guter Weise auch für den Betrieb
der sog. '.\Iiililelifeuerungen,welche eine Schlägerrnableinrichtung besitzen, in
der das Gut mehr oder weniger tangential zum Schlagkranz aufgegeben und der vom
Schlägerkranz hochgeschleuderte Mahlgutstrom zur Einlaufseite für das Mahlgut umgeleitet
wird. Bei diesen Mahlanlagen werden erfindungsgemäß an der Umleitstelle der ersten
Mahlstufe Leitbleche oder die =Menge regelnde Leitklappen angeordnet, welche das
nicht in die Brennkammer abgeleitete Mahlgut oder Teile desselben in die Mahlkränze
der zweiten Behandlungsstufe führen.
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Zur Anwendung des Verfahrens bei Schlägermahleinrichtungen, welche
aus mehreren auf parallelen, zum Feuerraum senkrechten Achsen nebeneinanderliegenden
Schlägerkränzen bestehen und bei welchen das Mahlgut von den Schlägerkränzen hochgeschleudert
und durch Umlenkung zur Aufgabeseite der Schlägerkräne befördert wird, werden nach
der Erfindung Schlägerkränze von verschiedenem Drehsinn paarweise nebeneinander
gelegt und in der aufsteigenden gemeinsamen Begrenzungswand der Mahlräume mittels
schwenkbarer Schälbleche regelbare Öffnungen vorgesehen, durch die hindurch das
für die weitere Behandlung bestimmte Gut in die zweite Behandlungsstufe bzw. den
zweiten Mahlkranz abgeleitet wird.
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Zur vollkommenen Auswertung des Verfahrens ist die Art der Einführung
der beiden Brennstoffgattungen in die Brennkammer von besonderer Wichtigkeit. Erfindungsgemäß
werden zur Einleitung der Brennstoffströme in die BrennkammerIßrennervorgesehen,
durch die zentAl .als Kernstrahl der nasse Brennstoff in den Brennraum einsgeleitet
wird, wogegen der trocknere Brennstoff diesen Kernstrahl umhüllt. Der trocknere
Brennstoff findet dabei Gelegenheit, sich schnell zu entzünden und Wärme auf den
nasseren Brennstoff zu übertragen und diesen zur Entzündung zubringen. Man ist jedoch
nicht auf die Anwendung derartiger Brenner beschränkt, sondern kann getrennte Düsen
für den nasseren und für den trockneren Brennstoff anwenden. Sie sind jedoch so
anzuordnen, daß die Flammenströme der einen Brennstoffgattung neben den Flammenströmen
der anderen Brennstoffgattung liegen.
Auch mit Wirbelbrennern lassen
sich die Vorschriften des Verfahrens einhalten. Bei Staubfeuerungen mit zwei Wirbelbrennern
wird der eine mit dem trockneren uhd der andere mit dem nasseren- Brennstoff versorgt
und beiden Brennern gleiche Drallrichtung zugeteilt. Hierdurch lagern sich streckenweise
Stromfäden des einen Brennstoffstrahles auf Stromfäden des anderen Brennstoffstrahles,
so daß die schnelle Zündung des nasseren Brennstoffes sichergestellt ist. Bei Staubfeuerungen
mit drei Wirbelbrennern ist der mittlere mit dem nasseren und die beiden äußeren
mit dem trockneren Brennstoff zu versorgen und allen Brennern gleiche Drallrichtung
zu geben. Bei Staubfeuerungen mit vier Wirbelbrennern sind die beiden mittleren
mit dem nasseren und die beiden äußeren mit dem trockneren Brennstoff zu versorgen
und den beiden mittleren Brennern entgegengesetzter Drall zu geben, während die
außen liegenden Brenner in der Drallrichtung den benachbarten Brennern gleichzurichten
sind.
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Bei Staubfeuerungen mit senkrechtem Zug in der Brennkammer und in
den Ecken der Brennkammer liegenden Brennstoffeinführungsdüsen werden zur Ausführung
des Verfahrens nach der Erfindung die verschiedenen Brennstoffströme so eingeleitet,
daß, *im Drehsinn des Uhrzeigers in der Draufsicht betrachtet, Ströme trockneren
Brennstoffes und Ströme nasseren Brennstoffes miteinander abwechseln.
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Weiterhin werden nach der Erfindung bei Verwendung von an den Eckkanten
der Brennkammer liegenden, unmittelbar einblasenden Mahltrocknungsmühlen die Mühlen
erster Stufe und ebenso die von ihnen versorgten Mühlen zweiter Stufe diagonal gegenüber-*gelegt.
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Es können jedoch nach der Erfindung an die Eckkanten, .der Brennkammer
auch unmittelbar einblasende zweistufige Mühlen gelegt werden, deren Stufen die
übereinanderliegenden Brenndüsen derselben Eckkanten mit den unterschiedlichen Brennstoffströmen
versorgen.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Die Staubfeuerung nach Abb. i besteht im wesentlichen aus der Brennkammer
i, den Brennern 2, 3 und 4 und Mühlen 5, 6 und 7. Die Brenner sind innerhalb eines
gemeinsamen Luftkastens 8 angeordnet, welchem mittels der Leitungen 9 vorgewärmte
Verbrennungsluft aus einem Lufterhitzer zugeführt wird. Die Leitungen 9 führen gleichzeitig
Luft über die Abzweige io zu einem unter den Mühlen liegenden Kanal i i, an welchen
die Mühlen und 7 mittels der Stutzen 12 angeschlossen sind. Die Mühle 6 wird mit
Feuergasen aus der Leitung 13 versorgt, welchen mittels des regelbaren Stutzens
14 Luft zugesetzt werden kann. Es können aber auch Leitungen vorhanden sein, mittels
derer auch den Mühlen 5 und 7 Feuergase zugeleitet werden können. Der Mühle 6 führt
die Schnurre 15 den Rohbrennstoff zu, welcher mittels einer regelbaren Aufgabevorrichtung
i.6 zugeteilt wird. In der Mühle läuft ein Schlagrad um, welches den Brennstoff
mit den Gasen mischt und gegebenenfalls zum Teil zerkleinert. Der Brennstoff wird
von den Gasen hochgetragen und tritt in den Sichter 17, aus welchem die Gase und
das Feine durch die Leitung 22 zu dem Brenner 3 strömen. Die Grieße sammeln sich
in dem Behälter 18, aus welchem sie eine Schnecke i9, die von einem Rad 2o angetrieben
wird, zu den Einlaufstellen 2r der Mühlen 5 und 7 führt. In diesen Mühlen wird der
abgezweigte Brennstoff des weiteren getrocknet und gegebenenfalls gemahlen. Der
stark getrocknete Brennstoff strömt aus diesen Mühlen durch die Leitung 23 den Brennern
2 und 4 zu.
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Die Abb. 2 bis .4 zeigen Einrichtungen zur Anwendung des neuen Verfahrens
bei Brennstoffaufbereitungseinrichtungen, die unmittelbar an den Brennraum angebaut
sind. Insbesondere zeigt die Abb. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in Abb. 3 und Abb.
3 einen Schnitt nach Linie C-D in Abb. 2.
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Die Vorbehandlungseinrichtung besteht bei dieser Feuerung aus dem
auf der gemeinsamen Welle 25 sitzenden Sxhlagkranz 26, dessen Arbeitsraum von den
Arbeitsräumen derSchlagkränze 27 getrennt ist. Jedem Schlagkranz werden durch Stutzen
28 Feuergase und/oder Heißluft zugeführt. Der Rohbrennstoff wird durch die Schnurre
29 dem 'mittleren Schlagkranz 26 aufgegeben. Dieser mischt ihn mit den Heizgasen
und schleudert ihn bei gleichzeitiger Vorzerkleinerung durch den Schacht 3o hoch.
Am oberen Ende des Schachtes wird der Strom umgelenkt. Dabei wird mittels der Abschälbleche
3 i' bzw. der Ableitkanäle 3 i ein Teil des Brennstoffes aus dem Strom abgelöst
und seitlich zu den benachbarten Schlagkränzen 27 geführt. Der restliche Teil des
Hauptstromes fällt zum Schlagkranz 26 zu erneuter Aufwirbelung zurück, soweit er
nicht, insbesondere seine feinen Teile, als der nassere Brennstoffteil durch die
Brennerschlitze 32 in die Brennkammer 33 überströmt. In den Schlagkränzen 27 erfährt
der abgezweigte Brennstoffteil eine weitere Trocknung bzw. Vermahlung und gelangt
durch die Schächte 34 zu den Brennerschlitzen für den trockneren Brennstoff 35 der
Brennkammer 33.
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Die Vorbehandlungseinrichtung nach Abb.4 unterscheidet sich von derjenigen
nach Abb.2
und 3 dadurch, daß die Schlägerkränze auf parallelen
Wellen sitzen, die zudem senkrecht zur Brennkammerwand stehen. Die Schlagkränze
werden mittels Heizgasen, welche durch die Stutzen 36 den Schlagkränzen zuströmen,
beheizt. Der Rohbrennstoff wird durch die Schurre 37 zugeführt und in die ersten
Vorbehandlungsstufen eingeleitet. In diesen laufen die Schlagkränze 38 um, wobei
der Brennstoff wieder getrocknet und gegebenenfalls zerkleinert wird. Das Brennstoff-Gas-Gemisch
wird vom Schlagkranz 38 durch den Kanal 39 hochgeschleudert. Dabei wird aus dem
Geinischstrom mittels der schwenkbaren Leitbleche 4o ein Teil, vornehmlich das Grobe,
abgeschält und in die zweite Behandlungsstufe übergeleitet. Der nicht übergeleitete
Brennstoffteil tritt durch die Brenneröffnungen .1.z für den nassen Brennstoff in
die Brennkammer ein. In der zweiten Behandlungsstufe läuft das Schlagrad 42 um,
welches den Brennstoff nochmals mit den Heizgasen in innige Berührung bringt und
ihn durch die Schächte 43 und durch die Brenneröffnungen .44. für den trockneren
Brennstoff in die Brennkammer treibt.
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Die Abb. 5 bis 7 zeigen für die Durchführung des Verfahrens vorteilhafte
Schaltungen der Brenner bei Feuerungen mit Wirbelbrennern, wobei die Brenner für
den nasseren Brennstoff finit .45 und die für den trockneren Brennstoff mit .t6
bezeichnet sind.
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Abb. 5 zeigt die Anordnung der Brenner bei zwei Wirbelbrennern, wobei
besonders %ü bemerken ist, daß beide Brenner gleichgerichteten Drall aufweisen.
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Abb. 6 zeigt die Anordnung bei drei Wirbelbrennern und Abb. 7 die
Anordnung bei vier Wirbelbrennern.
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Zu letzterer ist hervorzuheben, daß die beiden mittleren Brenner,
welche den nasseren Brennstoff führen, engegengesetzt gerichteten Drall haben, während
die außenliegenden Brenner, welche den trockneren Brennstoff führen, in ihrer Drallrichtung
mit derjenigen der benachbarten Brenner übereinstimmen.
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Die Abb. 8 und 9 zeigen die für die Anwendung desVerfahrens vorteilhaftesten
Schaltungen der Brennstoffströme bei der sog. Eckenfeuerung. Insbesondere geben
die Abbildungen waagerechte Schnitte durch die Brennkammer wieder. Bei der Einrichtung
nach Abb.8 wird der Brennstoff aus einer Reihe in den vier Eckkanten der Brennkammer
sitzender Brenner eingeblasen und durch die besondere Richtung der Brennstoffstrahlen
ein um die lotrechte Achse der Brennkammer sich drehender Flammenwirbel erzeugt.
Ebenfalls an den vier Ecken der Brennkammer sind die Vorbehandlungseinrichtüngen
angeordnet. Der Rohbrennstoff wird dabei iri die Behandlungsstufen 47 eingeführt,
aus «-elchen der abgezweigte nasse Brennstoff unmittelbar durch die Düsen ¢8 in
die Brennkammer 49 eingeleitet wird. Der restliche Brennstoff gelangt über die Schnecken
5o zu den zweiten Vorbehandlungsstufen 51, in welchen er weiter getrocknet wird
und aus welchen er durch die Brenner 52 als Zündbrennstoff in die Brennkammer eintritt.
Zwischen: zwei Strahlen trocknen Brennstoffes liegen dabei immer Strahlen nasseren
Brennstoffes, und die Strahlen wickeln sich eritsprechend dem Flammenwirbel aufeinander,
so daß eine schnelle Zündung des nassen Brennstoffes sichergestellt ist.
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Bei der Feuerung nach Abb.9 liegen in jeder Eckkante der Brennkammer
mehrere Brenner übereinander.. Die Schaltung der Brenner ist dabei so getroffen,
daß auch in senkrechter Richtung Strahlen nassen Brennstoffes neben Strahlen trockneren
Brennstoffes liegen. Ferner ist an jeder Eckkante der Feuerung eine zweistufige
Vorbehandlungseinrichtung vorgesehen. Der Rolibrennstof£ wird dabei den ersten Vorbehandlungsstufen
53 aufgegeben, in welchen vorgetrocknet und gegebenenfalls gemahlen werden kann.
Ein Teil des so behandelten Brennstoffes strömt aus den ersten Stufen unmittelbar
durch die Brennerdüsen 5.4 und 55 als nasser Brennstoff in die Brennkammer. Der
andere Teil tritt in die unmittelbar benachbarten zweiten Behandlungsstufen 56 über
und wird hier weitergetrocknet und gegebenenfalls gemahlen. Dieser trocknere Brennstoff
gelangt dann durch die Brennerdüsen 57 und 58 als Zündstoff in die Brennkammer d.9.
Die Schaltung der Düsen ist dabei so getroffen, daß die Brennerdüsen 54 und 57 in
derselben oder nahezu derselben Höhe sitzen und an den zu Oberst gelegenen Wirbelkreis
59 blasen, während die Brennerdüsen 55 und 58 an den zii enterst gelegenen Wirbelkreis
6o blasen. Auf diese Weise liegt z. B. der Strahl nassen Brennstoffes aus der Düse
5.4 in waagerechter Ebene zwischen den Strahlen trockneren Brennstoffes aus den
Düsen 57 und gleichzeitig in der senkrechten Ebene neben dem Strahl trocknen Brennstoffes
aus der Düse 58, so daß also eine weitestgehende Einwirkung des trockneren Brennstoffes
auf den nasseren Brennstoff sichergestellt ist.