DE967861C - Entaschungsvorrichtung fuer eine mit UEberdruck im Brennraum betriebene Feuerung und Verfahren zum Entaschen mit einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Description

• Entaschungsvorrichtung für eine mit Uberdruck im Brennraum betriebene Feuerung und Verfahren zum Entaschen mit einer solchen Vorrichtung Die Erfindung betrifft eine Entaschungsvorrichtung für eine Feuerung, welche im Brennraum mit Überdruck gegen Außenluft betrieben wird und aus welcher die Schlacke in flüssigem Zustande abfließt. Der Überdruck in einem solchen Brennraum kann verschieden hoch sein, je nachdem, welchem Zweck die Feuerung dient. Für einen Dampferzeuger mit großen Abmessungen des Brennraumes kann sie von wenigen Millimetern bis zu mehreren Metern WS variieren, und für den Brennraum von Gasturbinen wird sie mehrere Atmosphären betragen.
• Diese Überdrücke würden im allgemeinen genügen, um die in der Feuerung anfallende flüssige Schlacke durch eine geeignete Öffnung ins Freie zu drücken. Es ist jedoch schwierig, einen Strahl flüssiger Schlacke zu regeln, und die Gefährdung der Bedienungsmannschaften ist groß, wie schon der Vergleich mit dem verhältnismäßig einfachen Abstich eines Hochofens erkennen läßt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher die Schlacke in fester, gekörnter und abgekühlter Form auf gefahrlose Weise ausgetragen werden kann. Diese Lösung besteht in zwei hintereinandergeschalteten druckfesten Gefäßen, welche gegeneinander und gegen die Außenluft absperrbar sind und von denen eines mit dem Schlackenauslauf des Brennraumes in Verbindung steht. Zweck dieser Maßnahme ist, die Schlacke unter Druck in einen Raum einzuschleusen, der nach Absperrung gegen den Brennraum druckfrei gemacht werden kann.
• Obwohl die Schlacke auch flüssig in dieser Weise behandelt werden könnte, ist es wegen der Auswahl der Werkstoffe doch vorteilhafter, die Schlacke zunächst in einem unter dem Druck des Brennraumes stehenden Gefäß zu kühlen und zu körnen, um sie dann erst auszuschleusen.
• In Abb. i und 2 ist die grundsätzliche Anordnung in zwei vereinfachten Schnittbildern nach zwei zueinander senkrechten Ebenen dargestellt.
• In dem unteren Teil i eines Brennraumes beliebiger Art sammelt sich die etwa aus einer Brennerflamme anfallende flüssige, Schlacke in der Wanne 2, welche durch eine Öffnung 3 mit einem druckfesten Gefäß 4 in Verbindung steht. Dieses Gefäß ist oben mit einem Entlüftungsrohr 5 versehen, das durch Ventil 6 absperrbar ist, sowie in der Nähe des Bodens mit einer tangentialen Wasserzuführung 7, welche durch Ventil 8 einstell- und absperrbar ist. Ein Überlaufrohr 9 mit Regelventil io wird von einer Vorrichtung ii in der Weise beeinflußt, daß ein Wasserspiegel in gleichbleibender Höhe sich in dem Gefäß 4 einstellt. Der Boden des Gefäßes 4 ist mit einer verschleißfesten Masse bedeckt, in welcher sich ein kreisringförmiger Kanal 12 befindet.
• Durch ein Rohr 13 mit Absperrvorrichtung 14 ist er mit einem ähnlich ausgebildeten Kanal 16 eines zweiten druckfesten Gefäßes 15 verbunden. Dieses ist ebenfalls mit einer Entlüftungsleitung 17 mit Absperrventil 18 versehen sowie mit einem tangential in den Ringkanal 16 einmündenden und durch Schieber ig absperrbaren Abflußrohr 2o, das in eine Aschenspülrinne 21 bekannter Bauart seitlich ausmündet. Es ist selbstverständlich, daß die Gefäße, Rohre und Absperrungen den Temperatur- und Druckbeanspruchungen sowie den chemischen Eigenschaften der Schlacke angepaßt sein müssen, auch wenn sie in der Beschreibung nur als Ventile, Schieber oder Rohre bezeichnet werden.
• Die Wirkungsweise der Aschenaustragung ist folgende: Vor Inbetriebnahme der Feuerung werden alle Ventile geschlossen und dann durch Öffnen des Ventils 8 Wasser in das Gefäß 4 eingelassen, so daß der Regler ii gezwungen ist, durch das Überlauforgan io den Überschuß abfließen zu lassen. Nach Inbetriebnahme der Feuerung sammelt sich die flüssige Schlacke in der Wanne 2 an, bis sie über deren Überlaufkante in dünnem Strahl in den Wasserinhalt des Gefäßes 4 fließt. Damit die Schlacke flüssig bleibt, ist die Wanne 2 bis in das Gefäß 4 hineingebaut. Außerdem bietet das Ventil 6 die Möglichkeit, durch Öffnen heiße Feuergase durch die Öffnung 3 zu leiten und dadurch die Schlackenoberfläche zu heizen.
• Die Schlacke wird beim Einfallen in das Wasserbad erstarren und in Stücke zerspringen. Die in der ringförmigen Mulde 12 umlaufende Wasserströmung sorgt ebenfalls für die zur Abförderung notwendige Körnung. Damit sich bei dieser Kreisströmung das Rohr 13 nicht mit Schlacke verstopft, mündet es entgegen dem Unilaufsinne der Wasserströmung aus. Wenn sich in dem Gefäß 4 eine genügende Schlackenmenge angesammelt hat, wird der Schieber 14 geöffnet. Der Überdruck der Feuerung treibt nun das Gemisch aus Schlacke und Wasser in das Gefäß 15 und hält es durch die Form des Ringkanals 16 und der Einmündung in Bewegung. In dem Maße, wie die in dem Gefäß 15 enthaltene Luft durch das einströmende Gemisch komprimiert wird, verlangsamt sich das Überströmen und verhindert so, daß sich das Gefäß 4 völlig entleert, wenn der Inhalt des Gefäßes 15 nicht größer ist als der Wasserraum des Gefäßes 4. Durch verstärkte Wasserzufuhr aus dem Rohr 7 wird man dafür sorgen, daß der Wasserüberlauf durch das Rohr 9 nicht unterbrochen wird, damit auch während des Ablassens der Schlacke die Kühlung und Körnelung der einfließenden heißen Schlacke nicht unterbrochen wird. Notfalls gibt ein Temperaturfühler 2z ein Alarmsignal, wenn der Wasserstand zu tief abgesunken sein sollte.
• Nachdem sich der Druck etwa. ausgeglichen hat, wird der Schieber 14 geschlossen und durch Öffnen des Ventils 18 der Überdruck aus dem Gefäß 15 ganz oder teilweise abgelassen. Dann wird der Schieber ig geöffnet, und die Schlacke wird mit dem Wasser in die Spülrinne qm abfließen. Um etwaiges Absetzen der Schlacke in der Mulde 16 zu verhindern, kann diese mit einem regelbaren Wasserzufluß ähnlich 7,8 versehen sein. Nach Abschluß der Absperrungen 18, ig ist die Vorrichtung zur Aufnahme einer neuen Schlackenmenge aus dem Gefäß 4 bereit.
• Gemäß Abb. 3 ist das Gefäß 15 prismatisch geformt und so tief angeordnet, daß das Rohr 13 in seinen oberen Teil einmündet, und der Boden ist mit einer Masse 23 ausgefüllt, welche eine Schräge bildet und an ihrem oberen Ende eine SchutZleiSte 24 trägt. Der Schieber ig ist ein Flachschieber, welcher die ganze Breite des Gefäßes 15 freigibt. Er wird mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 25 bewegt. Eine obere mit einer Luftdurchtrittsöffnung versehene Prallplatte 26 zwingt den Strahl des einströmenden Schlackengemisches nach unten. Nach dem Füllen des Gefäßes 15, das auch bei geöffnetem Ventil 8 erfolgen kann, wird es durch dieses Ventil druckfrei gemacht, und nach Öffnen des Schiebers ig wird die Schlacke, die auf dem Boden 2,3 liegengeblieben ist, mit Hilfe des aus einer schwenkbaren Düse 27 auf die Schräge gerichteten Wasserstrahles in bekannter Weise herausgespült. Diese Anordnung gibt bei entsprechender Einstellung des Schiebers 14 auch die Möglichkeit, die Schlacke ohne Unterbrechung abzuführen.
• In Abb. 4 ist eine Kühlrohrschlange 28 vorgesehen, welche von einem Kühlmittel durchströmt wird und durch Kühlung des Wasserinhaltes des Gefäßes 4 die durch das Rohr 9 abströmende Wassermenge vermindern soll. Es ist erwünscht, die Temperatur des Wassers in dem Gefäß 4 unter ioo'C zu halten, da letzteres andernfalls nach den Vorschriften des Dampfkesselgesetzes gebaut und überwacht werden müßte. Deshalb wird die Wassermenge, welche durch die Kühlschlange 28 strömt, mit Hilfe eines von einem Thermostaten 29 geregelten Ventils 3o gesteuert, welcher die Temperatur des Wasserinhaltes des Gefäßes 4 mißt und unterhalb ioo'C hält. Der Wasserzufluß zu dem Behälter durch das Ventil 8 wird von dem Wasserstandsregler ii beeinflußt. Ein Überlaufrohr ist daher entbehrlich.
• Wenn durch das weitere Einfallen von Schlacke in den Wasserinhalt der Wasserspiegel über die durch den Regler ii eingestellte Höhe ansteigt, öffnet ein Kontrollgerät 31 bei Erreichen eines bestimmten Wasserspiegels den Schieber 14, und bei Erreichen eines niedrigsten Wasserstandes schließt ein Kontrollgerät 32 den Schieber wieder. Damit diese Anordnung selbsttätig arbeitet und steuert, ist es notwendig, daß die durch das Ventil 8 eingelassene Wassermenge im Verhältnis zu der durch den Schieber 14 abfließenden klein ist, damit der Regler 32 ansprechen kann.
• Abb. 5 zeigt eine Doppelanordnung für das Spül- verfahren. Die beiden kastenförmigen Behälter 4 und 15 sind mit einer gemeinsamen Trennwand zusammengebaut. Soweit die Teile in ihrer Arbeitsweise mit denen von Abb. 1, 2 und 4 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen beibehalten worden. Der Behälter 4 ist nun ebenfalls mit einem schrägen Boden 33 versehen, der die Fortsetzung der Schräge 23 bildet. Das Wasser wird im Umlauf geführt, indem es aus dem rechts der Trennwand 26 des Gefäßes 15 liegenden Raum mittels einer durch Ventil 34 absperrbaren Rohrleitung 35 von einer Umwälzpumpe 36 angesaugt und durch den Oberflächenkühler 28 und RohrleituD9 37 am höchsten Teil des Bodens des Gefäßes 4 durch mehrere Düsen in dieses Gefäß eingeführt wird.
• Der Behälter 4 ist von 15 durch einen dem Schieberverschluß ig ähnlichen Schieber 38 verschließbar, der durch einen hydraulischen Zylinder 39 betätigt wird. Ein Rohr 40 mit Absperrventil 41 gestattet den Druckausgleich zwischen den Wasserräumen und ein Rohr 42 mit Ventil 43 den Druckausgleich zwischen den Gasräumen der Gefäße 4 und 15. Der notwendige Wasserzufluß erfolgt durch Rohr 44 mit Ventil 45. Mit Hilfe eines Wasserstandsanzeigers 46 wird die Höhe des Wasserspiegels in dem Gefäß 15 sichtbar gemacht.
• Bei dieser Anordnung sind die Schieber 38, 43 und 34 offen und die anderen geschlossen, während die Umwälzpumpe 36 arbeitet. Der Wasserstrahl aus den Düsen 37 spült die Schlacke in das Gefäß 15. Erst wenn die Schlacke aus diesem Gefäß abgelassen werden soll, werden die Pumpe stillgesetzt und die Schieber 38, 43 und 34 geschlossen. Die Entleerung des Gefäßes 15 erfolgt dann in gleicher Weise, wie bei Abb. 3 beschrieben. Nach dem Schließen der Schieber ig und 8 wird mittels des Ventils 45 Wasser nachgefüllt und dann auf die Anfangsstellung umgestellt, wobei die Pumpe 36 wieder in Betrieb gesetzt wird. Es kann jedoch auch mit geschlossenem Schieber 38 gearbeitet werden, wobei das Wasser durch die Verbindung 40, 41 strömt. Zum Überführen der Schlacke aus dem Gefäß 4 nach 15 müssen dann die Pumpe 36 stillgesetzt und die Schieber 34, 41 und 43 geschlossen werden, und das Durchschleusen erfolgt ähnlich, wie bei Abb. i beschrieben.
• In der Anordnung nach Abb. 6 ist die Pumpe derart zwischen die beiden Gefäße geschaltet, daß sie das Gemisch aus Schlacke und Wasser fördert. Hierbei sind die mit Abb. 1, 3 und 5 übereinstimmenden Bezeichnungen beibehalten. Auch in diesem Falle sind die Schieber 14 und 34 nur dann geschlossen, und die Pumpe 36 ist nur dann außer Betrieb, wenn aus dem Gefäß 15 Schlacke abgelassen wird.
• Nach Abb. 7 ist das Gefäß 15 als hochgelegener Vorratsbehälter größeren Fassungsvermögens ausgebildet, aus welchem die Schlacke in Fahrzeuge abgelassen werden kann. Die Schaltung ist von den früheren nicht grundsätzlich verschieden. Es sind deshalb auch deren Bezeichnungen beibehalten worden.
• Der Behälter 4 kann auch als Dampferzeuger betrieben werden, indem die abfließende und die zufließende Wassermenge so abgestimmt werden, daß Wasserdampf von dem im Brennraum herrschenden Druck erzeugt wird. Er kann in beliebiger Weise verwendet werden. Es kann jedoch auch die Feuerung so betrieben werden, daß die Schlacke bereits in fester Form anfällt. Dann ist nur der Schlackenauslauf der Brennkammer zu ändern, damit die Schlacke in das Gefäß 4 gelangen kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Entaschungsvorrichtung für eine Feuerung, welche im Brennraum mit Überdruck gegen Außenluft betrieben wird und aus welcher die Schlacke in flüssigem Zustande abfließt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Austragung der Schlacke zwei hintereinandergeschaltete, druckfeste Gefäße (4, 15) vorgesehen sind, welche gegeneinander und gegen die Außenluft absperrbar sind und deren eines mit dem Schlackenauslauf des Brennraumes in Verbindung steht.
2. 2. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gefäß (4) mit einer absperrbaren Zuführung für Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit und mit einem absperrbaren Überlauf versehen ist. 3. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gefäß (4) mit einer absperrbaren Entlüftung versehen ist, welche gegebenenfalls an den Abgaskanal der Feuerung angeschlossen ist. 4. Entaschungsvorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die absperrbare Verbindung zwischen den beiden Gefäßen (4, 15) und der absperrbare Austritt aus dem zweiten Gefäß (15) in der Nähe des Bodens angebracht sind. 5. Entaschungsvorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß mit einer absperrbaren Entlüftung versehen ist, welche gegebenenfalls an den Abgaskanal der Feuerung angeschlossen ist. 6, Entaschungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlackenauslauf des Brennraumes in den oberen Teil des ersten Gefäßes (4) hineinreicht. 7. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gefäße am Boden mit je einer kreisringförmigen Mulde (12, 16) aus verschleißfestem Werkstoff versehen sind, in welche die Zu- und Abführungsleitungen tangential einmünden, 8. Entaschungsvorrichtung nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündungen der Abführungsleitungen im entgegengesetzten Umlaufsinne zu der Einströmung erfolgen. g. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufventil des ersten Gefäßes (4) durch eine selbsttätige Vorrichtung gesteuert wird, welche einen gleichbleibenden Wasserstand einstellt. io. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Gefäß (4) eine Vorrichtung vorhanden ist, welche bei Unterschreitung eines Mindestwasserstandes eine Alarmvorrichtung in Tätigkeit setzt oder die Verbindung zum zweiten Gefäß (15) abschließt. ii. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß (15) tiefer angeordnet ist als das erste, so daß die Verbindungsleitung vom unteren Teil des ersten Gefäßes (4) in den oberen Teil des zweiten Gefäßes (15) mündet, und daß das zweite Gefäß (15) mit einem schrägen Boden (23) zur Aschenspülrinne (21) abfällt und von ihr durch einen Schieberverschluß (ig) getrennt ist, nach dessen Öffnen die Schlacke mittels einer schwenkbaren Düse (27) in bekannter Weise herausgespült wird. 12. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Gefäß (4) eine Kühlschlange (28) angeordnet ist, deren Durchflußmenge mit Hilfe einer Absperrvorrichtung selbsttätig geregelt wird in Abhängigkeit von der Temperatur des Wasserinhaltes des ersten Gefäßes (4), wobei dessen Zufluß in Ab- hängigkeit von der Höhenlage des Wasserspiegels selbsttätig geregelt wird. 13. Entaschurigsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung zwischen den beiden Gefäßen (4, 15) von zwei Gebern (31, 32), welche am ersten Gefäß angebracht sind, in der Weise selbsttätig geregelt wird, daß bei Erreichen eines oberen Wasserspiegels die Absperrvorrichtung geöffnet und bei Erreichen eines unteren Wasserspiegels geschlossen wird. 14. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gefäße mit gemeinsamer Trennwand und schrägem Boden ausgeführt und durch Schieberverschlüsse abgeschlossen sind und daß mit Hilfe einer absperrbaren Umwälzpumpe (36) das Wasser aus dem zweiten Gefäß (15) abgesaugt, durch einen Kühler (28) gefördert und an der höchsten Stelle des schrägen Bodens als Spülwasser eingeführt wird, während die Spülung von der Seite der Spülrinne her mittels einer schwenkbaren Düse (27) erfolgt. 15- Entaschungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserräume der beiden Gefäße durch eine absperrbare Ausgleichsleitung verbunden sind und daß zwischen deren Einmündung im zweiten Gefäß (15) und der Absaugestelle der Umwälzpumpe (36) eine Wand (26) angeordnet ist, welche über den Wasserspiegel, jedoch nicht bis zum Boden reicht und aujh den Gasraum nicht absperrt. 16. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasräume der beiden Gefäße durch eine absperrbare Umführung (42, 43) verbunden sind. 17. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß (15) mit einer absperrbaren Wasserzuführung (44) und mit einem Wasserstandsanzeiger (46) versehen ist. 18. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (36) zwischen das erste und das zweite Gefäß geschaltet ist, wobei ihr Druckrohr vorzugsweise im oberen Teil des zweiten Gefäßes (15) ausmündet. ig. Entaschungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß (15) höher steht als das erste und als Vorratsbunker ausgeführt ist. 2o. Entaschungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauminhalt des zweiten Gefäßes (15) etwa gleich ist dem Wasserraum des ersten Gefäßes (4). 21. Verfahren zur Entschlackung mittels der Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß von dem ersten abgeschlossen bleibt und die Verbindungen nur geöffnet werden, um die Schlacke aus dem ersten in das zweite Gefäß zu befördern. 2?,. Verfahren zur Entschlackung mittels der Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen dem ersten und dem zweiten Gefäß geöffnet bleiben und nur geschlossen werden, wenn die Schlacke aus dem zweiten Gefäß abgelassen werden soll. 23. Verfahren nach Anspruch 9,1 oder ?,2, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem zweiten Gefäß erzeugte Kompressionsdruck ganz oder zum Teil zur Beschleunigung der Schlackenaustragung benutzt wird. 24. Verfahren zur Entschlackung mittels der Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verbindungen geöffnet bleiben, jedoch so gedrosselt werden, daß eine ununterbrochene Schlackenaustragung durch das erste und das zweite Gefäß hindurch erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 45 1 912, 486 132, 5o8 410; USA.-Patentschrift Nr. I 3o6 2,34; VGB-Mitteilungen, H. 2/3, 1948, S. 40; Betriebsoekonom, H. 7, 1948, Engler: Neuere Entwicklung der Staubfeuerung; Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkesselwesen, 1936, S. --o8.