Verfahren zum Befeuern eines Dampf- oder Heisswasserkessels

Abstract

 Der Dampf- oder Heißwasserkessel weist mindestens zwei Teilfeuerräume (1, 2) auf, die durch eine Trennwand (5) voneinander getrennt sind. Jeder dieser Teilfeuerräume weist eine mechanische Rostfeuerung (3,4) auf, die entsprechend dem durch voneinander getrennte Aufgabevorrichtungen (14, 15) aufgegebenen unterschiedlichen Brennstoffen ausgebildet sind. In den einzelnen Teilfeuerräumen sind die Betriebsbedingungen hinsichtlich der Zuführung des Unterwinds und der Sekundär-bzw. Tertiär-Luftzuführungen auf die jeweilige Eigenart des verwendeten Brennstoffes abgestellt. Aufgrund der Trennwand (5) ist somit in einem Kessel der Betrieb unterschiedlicher Rost-Feuerungen für unterschiedliche feste Brennstoffe möglich.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befeuern eines Dampf- oder Heißwasserkessels mittels unterschiedlicher Brennstoffe.

[0002] Bei der gleichzeitigen Verbrennung von-Müll und Kohle ist es bekannt, auf ein aus klassierter Kohle bestehendes Grundfeuer durch Zerkleinerung und teilweise Aussortierung vorbereiteten Müll aufzugeben, wobei entweder bei entsprechend kleinen Anteilen eine Eindüsung in den Feuerraum und bei größeren Anteilen eine direkte Aufgabe auf den Rost möglich ist. Soweit jedoch dieser zusätzliche Brennstoff zum Grundbrennstoff einen bestimmten mengenmäßigen Anteil überschreitet, ergeben sich Schwierigkeiten, die auf den unterschiedlichen Eigenschaften der verwendeten Brennstoffe beruhen. Diese unterschiedlichen Eigenschaften bestehen in unterschiedlichen Heizwerten, im zeitlich sehr unterschiedlichen Abbrandverhalten, in den unterschiedlichen Aschenbildnern und daher auch unterschiedlichen Aschenschmelzpunkten, und auch darin, daß diese Brennstoffe sehr unterschiedliche Flammen- und Gastemperaturen erzeugen. Diese Brennstoffe sollten nur dann miteinander verbrannt werden, wenn einer der Brennstoffe den mengenmäßig größeren Anteil darstellt.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei dem es möglich ist, einen Dampf- oder Heißwasserkessel mit verschiedenartigen Festbrennstoffen in beliebigen Mengenverhältnissen zu befeuern.

[0004] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der oben angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jeden Brennstoff eine eigenständig betreibbare, speziell für den betreffenden Brennstoff ausgelegte Teilfeuerung vorgesehen ist, die unabhängig von der jeweils für den anderen Brennstoff vorgesehenen Feuerung betrieben wird.

[0005] Es ist bereits ein Dampf- oder Heißwasserkessel bekannt (GB-PS 2 077 892), bei dem die Feuerung in einzelne Teilfeuerungen aufgeteilt ist, wobei die einzelnen Feuerungsroste getrennt voneinander betreibbar sind. Die einzelnen Teilfeuerräume werden jedoch mit dem gleichen Brennstoff, nämlich Müll, beschickt. Die Unterteilung in voneinander unabhängige Rost- feuerungen erfolgt aus Gründen der Regelung der Dampferzeugung. Die Müllfeuerung läßt sich nämlich nicht in beliebigen Grenzen in ihrer Leistung einstellen, was in erster Linie im niedrigen Heizwert begründet ist. Die Rostfeuerung muß deshalb mit einer bestimmten Mindestleistung betrieben werden. Dies hat manchmal zu einer Übererzeugung von Dampf geführt, der dann auf unwirtschaftliche Weise wieder kondensiert werden mußte. Aus diesem Grunde sind Teilfeuerungen aufgebaut worden, so daß es je nach Leistungsbedarf möglich ist, einen oder mehrere dieser Teilfeuerungen zu betreiben·.

[0006] Da es sich bei dem bekannten Dampfkessel nach der GB-PS 2 077 892 um die Verfeuerung des jeweils gleichen Brennstoffes handelt, bei dem eine Unterteilung in einzelne Feuerungen nur deshalb vorgenommen wurde, um eine bessere Regelung der Heizleistung zu erzielen, ist die erfindungsgemäße Lösung hieraus nicht ableitbar.

[0007] Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, jeden Teilfeuerraum so zu gestalten und zu betreiben, wie dies der darin verwendete Brennstoff erfordert. Kompromißlösungen, die dem unterschiedlichen Abbrandverhalten Rechnung tragen, brauchen dabei nicht berücksichtigt zu werden, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird. Auch ist eine gegenseitige Beeinflussung im Abbrandverhalten der einzelnen Brennstoffe durch ihre unabhängige Verfeuerung ausgeschlossen.

[0008] Die unabhängige Verfeuerung der jeweiligen Brennstoffe führt neben einer optimalen Rostauslegung für den jeweiligen Brennstoff auch zu einer guter Regelbarkeit der Dampfleistung, da sich mehrere Teilfeuerungen leichter auf ein bestimmtes Gesamtergebnis, beispielsweise durch Abschaltung einer Teilfeuerung einstellen lassen, als dies bei einer für mehrere Brennstoffe ausgelegten Großfeuerung der gleichen Gesamtleistung der Fall ist. Durch jeweils unabhängige Verfeuerung des entsprechenden Brennstoffs und die auf diesen Brennstoff abgestellte Regelungsmaßnahmen ist es auch möglich, geringe Schadgas-Werte zu erzielen.

[0009] Die Rauchgase der einzelnen Teilfeuerungen können in getrennten Gas- und Kesselzugen eines in einzelne Teilkessel aufgeteilten Kessels geführt werden. Es ist aber auch möglich, daß die Rauchgase der einzelnen Teilfeuerungen in einem gemeinsamen Gaszug und einem gemeinsamen Kesselzug geführt werden.

[0010] Im Falle der Nachordnung eines gemeinsamen Gaszuges und eines gemeinsamen Kesselzuges ist es möglich, in den gemeinsamen Gasabzug aus Kesselrohren aufgebaute Ablenk- und Leitplatten für die Abgase vorzusehen, um die in ihrer Zusammensetzung, Temperatur und Menge unterschiedlichen Gasströme bei ihrem Zusammentreffen möglichst intensiv zu vermischen, damit die gemeinsamen Kesselzüge von einer weitgehend in sich homogenen Gasströmung beaufschlagt werden. Diese Mischung und Homogenisierung der Gasströme kann auch durch Kesselrohr-oder Überhitzerbündel bewirkt werden, die in den Gaszügen vorgesehen sind.

[0011] Weitere Maßnahmen, die nach der Erfindung ergriffen werden können, um den jeweiligen Besonderheiten des verwendeten Brennstoffes Rechnung zu tragen, bestehen darin, daß bei den einzelnen Teilfeuerungen die Unterwindzuführung getrennt geregelt wird.

[0012] Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung bei den einzelnen Teilfeuerungen sowohl die Sekundärluftzuführung als auch eine eventuelle Tertiärluftzuführung getrennt geregelt werden.

[0013] In der beigefügten Zeichnung sind schematische Ausführungensformen von Dampf- und Heißwasserkessel dargestellt, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform, bei der die Teilfeuerräume hintereinander angeordnet sind;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer abgeänderten Kesselbauart;

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform mit parallel angeordneten Teilfeuerräumen mit nachgeschaltetem gemeinsamen Kessel für beide Feuerungen;

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung einer gegenüber Fig. 3 abgeänderten Ausführungsform mit parallel angeordneten Teilfeuerungsräumen und Trennung des Kessels in Teilkessel bis zum Kesselende;

Fig. 5 einen Querschnitt durch mehrere nebeneinander angeordnete Teilfeuerungsräume mit einer ersten Ausführungsform der Trennwände;

Fig. 6 einen Querschnitt durch parallel nebeneinander liegende Teilfeuerungsräume mit einer zweiten Ausfuhrungsform der Trennwand; und

Fig. 7 einen Querschnitt durch nebeneinander liegende Teilfeuerräume mit gegenüber Fig. 6 abgeänderter Ausgestaltung der Trennwand.

[0014] In der Fig. 1 bzw. 2 ist ein Heißdampf- bzw.Heißwasser- oder Sattdampfkessel dargestellt, der zwei gegeneinander angeordnete Teilfeuerräume 1 und 2 umfaßt, in denen jeweils mechanische Rostfeuerungen 3 und 4 vorgesehen sind. Die beiden Teilfeuerräume 1 und 2 sind durch eine Trennwand 5 voneinander getrennt, die aus zwei Kesselrohrwänden 6 und 7 aufgebaut ist, die voneinander unabhängig sind und jeweils eigene Sammler 8, 8a bzw. 9, 9a aufweisen. Zwischen den Sammlern 8 und 9 ist ein Trichter 12 angeordnet, in welchem Staub aus den Abgasen teilweise aufgenommen werden kann. Mit 13 ist eine Abführungsleitung für den aufgefangenen Staub bezeichnet.

[0015] Da die Teilfeuerräume 1 und 2 gegeneinander angeordnet sind, weisen sie an gegenüberliegenden Seiten Aufgabevorrichtungen 14 und 15 für die Feuerungen 3 und 4 auf. Mit 16 ist eine gemeinsame Schlackenaustragvorrichtung bezeichnet. Die beiden Rostfeuerungen 3 und 4 sind mit unabhängig voneinander regelbaren Unterwindzuführungen 10 und 11 versehen.

[0016] Der dargestellte Kessel ist als integrierter Kessel ausgebildet, d.h. die Seitenwände des Kessels bestehen aus Kesselrohrwänden 17, die sich über der Rostfeuerung befinden.Im Gaszug 18 kann beispielsweise ein Überhitzer 24 angeordnet sein, ferner ist ein Kesselrohrbündel 19 mit einer unteren Kesseltrommel 20 und einer oberen Kesseltrommel 21 vorgesehen. Nach dem Kesselrohrbündel 19 sind in dem absteigenden Abgaskanal in Fig. 1 Economizer 22 und in Fig. 2 Luftvorwärmer 23 angeordnet; d.h. anstelle von Economizern können ganz oder teilweise auch Luftvorwärmer vorgesehen sein.

[0017] Für die Verwirbelung und somit Homogenisierung der Gasströme ist in Fig. 1 vor dem Kesselrohrbündel 19 ein Überhitzer 24 und in Fig. 2 eine aus Kesselrohren aufgebaute Ablenkplatte 25 vorgesehen. Für gleiche Teile in den Fig. 1 und 2 sind die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.

[0018] Die Fig. 3 und 4 zeigen wiederum untereinander sehr ähnliche Ausführungsformen, die sich nur hinsichtlich des Grades der Unterteilung des Kessels unterscheiden, weshalb bei diesen beiden Ausführungsformen wiederum gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet werden.

[0019] Bei den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen handelt es sich ebenfalls um integrierte Kessel, bei denen nicht nur die seitlichen Begrenzungswände 26, 27, sondern auch eine Trennwand 28 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und eine Trennwand 29 bei der Ausführungsform nach Fig. 4 aus Kesselrohren aufgebaut sind.

[0020] Die Trennwand 28 unterteilt den Feuerraum in zwei Teilfeuerräume 30 und 31 mit zwei Rostfeuerungen 32 und 33, die parallel nebeneinander liegen und einen gemeinsamen Schlackenaustrag 34 aufweisen. Für die Aufgabe der Brennstoffe ist ein insgesamt mit 35 bezeichneter Aufgabetrichter durch eine Trennwand 36 in zwei Aufgabevorrichtungen 37 und 38 unterteilt. Die aus den Teilfeuerräumen 30 und 31 aufsteigenden Abgase vereinigen sich in dem gemeinsamen Gaszug 39, in welchem ein Überhitzer 40 vorgesehen ist. Im Anschluß an den Überhitzer ist ein Kesselrohrbündel 41 mit einer Untertrommel 42 und einer Obertrommel 43 vorgesehen. In dem nach abwärts gerichteten Abgaszug, der sich an das Kesselbündel 41 anschließt, sind beispielsweise Economizer 44 vorgesehen.

[0021] Jeder Rostfeuerung 32, 33 sind voneinander unabhängige Unterwind-zuführeinrichtungen zugeordnet, von denen nur die Unterwindzuführeinrichtung für die Rostfeuerung 32 in der Zeichnung erkennbar ist, die wiederum in voneinander unabhängige Unterwindzuführeinrichtungen 32a und 32b unterteilt ist.

[0022] Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der gesamte Kessel durch die Trennwand 29 unterteilt, d.h. es sind nicht nur zwei parallel nebeneinander liegende Teilfeuerräume 30 und 31 gebildet, sondern der gesamte Kessel ist in zwei Teilkessel 45 und 46 unterteilt. Von dieser Unterteilung ist auch der Überhitzer, das Kesselbündel und die nachgeschalteten und Luftvorwärmer Economizer betroffen. Die jedem Teilkessel 45 und 46 zugeordneten Überhitzer sind mit 47 und 48 und die beiden Kesselrohrbündel mit 49 und 50 bezeichnet.Im Abgaszug sind voneinander getrennte Economizer 51, 51a und Luftvorwärmer 52, 52a angeordnet. Es ist z.B. auch möglich, in dem einen Abgaszug einen Economizer und in dem anderen Abgaszug einen Luftvorwärmer vorzusehen.

[0023] Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist der erste Zug des Kessels in drei Teilfeuerräume 53, 54 und 55 aufgeteilt, die parallel nebeneinander liegen, wobei die beiden Trennwände 56 und 57 ebenso wie die Außenwände 58 und 59 als einfache Kesselrohrwände aufgebaut sind. Jedem Teilfeuerraum ist ein Feuerungsrost 60,61 bzw. 62 zugeordnet, die je nach den verwendeten Brennstoffen als Wanderrost, Vorschubrost, Walzenrost oder Rückschubrost ausgebildet sein können. Die Roste können untereinander gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Unterhalb den jeweiligen Rosten sind voneinander unabhängige Unterwind-Zuführeirichtungen 63, 64 und 65 vorgesehen, die an ihrem unteren Ende jeweils eine Abführleitung 66 für den Rostdurchfall ausweisen.

[0024] Bei dieser Ausführungsform vereinigen sich die Abgasströme aus den einzelnen Teilfeuerräumen in einem gemeinsamen Abgaskanal 89.

[0025] Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sind zwei parallel zueinander angeordnete Teilfeuerräume 67 und 68 dargestellt, die Rostfeuerungen 69 bzw. 70 mit entsprechenden Unterwind-Zuführeinrichtungen 71 und 72 aufweisen. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 5 besteht darin, daß die insgesamt mit 73 bezeichnete Trennwand aus feuerfestem Material, d.h.Mauerwerk aufgebaut ist. Die Außenwände sind als Kesselrohrwände ausgebildet und mit den Bezugszeichen 74 und 75 versehen. Ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Unterwind-Zuführeinrichtungen mit einer Abführleitung 76 versehen, um den Rostdurchfall abführen zu können. Die Trennwand 73 ist an ihrem oberen Ende nach Art eines Giebels ausgebildet, so daß der sich absetzende Staub nach unten rutschen kann. Der gemeinsame Abgaskanal ist mit 89 bezeichnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind ebenfalls zwei Teilfeuerräume 77 und 78 mit mechanischen Rostfeuerungen 79 und 80 vorgesehen, die durch eine insgesamt mit 81 bezeichnete Trennwand voneinander getrennt sind. Diese Trennwand ist aus zwei unabhängigen Kesselrohrwänden 83 und 84 aufgebaut. Hier sind am oberen Teil für jede Trennwand gesonderte Sammler 85 und 86 vorgesehen, die durch einen Trichter 87 verbunden sind, welcher eine Austragsöffnung 88 für den angesammelten Staub aufweist. Mit 89 ist ein für beide Teilfeuerräume gemeinsamer Gasabzug bezeichnet. Den einzelnen Rostfeuerungen 79 und 80 sind voneinander unabhängige Unterwind-Zuführeinrichtungen 90 und 91 zugeordnet, die trichterförmig ausgebildet sind und an ihren unteren Enden für die Abführung des Rostdurchfalls vorgesehene Leitungen 92 aufweisen. Mit 82 ist eine Stützmauer für die Trennwand 81 bezeichnet. Die Außenwände des integrierten Kessels, die mit 93 und 94 bezeichnet sind, weisen den gleichen Aufbau wie die Kesselrohrwände 83 und 84 der Trennwand 81 auf.

[0026] Sekundärluftzuführungseinrichtungen 95 und Tertiärluftzuführungseinrichtungen 96 dienen zur Beeinflussung der Flammenausbildung und der Flammentemperatur.

Ansprüche

1. Verfahren zum Befeuern eines Dampf- oder Heißwasserkessels mittels unterschiedlicher fester Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Brennstoff eine eigenständig betreibbare, speziell für den betreffenden Brennstoff ausgelegte Teilrostfeuerung vorgesehen ist, die unabhängig von der jeweils für den anderen Brennstoff vorgesehenen Teilrostfeuerung betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase der einzelnen Teilrostfeuerungen in getrennten Gas- und Kesselzügen eines in einzelne Teilkessel aufgeteilten Kessels geführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase der einzelnen Teilrostfeuerungen in einem gemeinsamen Gaszug und einem gemeinsamen Kesselzug geführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei den einzelnen Teilrostfeuerungen die Unterwindzuführung getrennt geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei den einzelnen Teilrostfeuerungen sowohl die Sekundärluftzuführung als auch die Tertiärluftzuführung getrennt geregelt werden.

Zeichnung