[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung eines O₂-haltigen Verbrennungsgases
zur Verbrennung von stückigem Brenngut, insbesondere Müll, in einen Feuerraum mit
zugeordnetem Feuerungsrost einer Verbrennungsanlage, bei dem ein Teil des Verbrennungsgases
als Primärgas durch das Feuerungsrost mengengeregelt zugeführt wird und der andere
Teil des Verbrennungsgases zumindest als Sekundärgas in mindestens einem Strahl mengengeregelt
zugeführt wird, wobei bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit
des Sekundärgasstrahls zusätzlich geregelt wird.
[0002] Aus der DE-PS 632 881 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem zwecks Rauchverzehrung
bei sich ändernder gesamter Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit der in den Feuerraum
eintretenden Sekundärgasstrahlen konstant gehalten wird. Zum Erreichen gleichbleibender
Sekundärgasstrahlgeschwindigkeiten sind Düsen mit veränderlicher Auslaßöffnung, wie
in Fig. 2 der DE-PS abgebildet, vorgesehen.
[0003] Bei dem gattungsgemäßen Verfahren ist es als nachteilig anzusehen, daß bei Änderung
der Verbrennungsluftzufuhr der die Eindringtiefe des Sekundärgasstrahls in den Feuerraum
charakterisierende Impuls und/oder das die Vermischung der aufsteigenden Rauchgase
mit dem eingedüsten Sekundärgas bestimmende Impulsstromverhältnis des Impulses des
aufsteigenden Rauchgases zum Impuls des Sekundärgasstrahls derart verändert wird,
daß die Verbrennung bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge gestört ist und die Einhaltung
der Betriebserfordernisse für eine gute Verbrennung bei minimalem Schadstoffausstoß
der Anlage nicht mehr gewährleistet ist.
[0004] Bedingt durch die Bauweise der Düse kommt es bei deren Betrieb in staubhaltiger Feuerraumatmosphäre
zu Verschmutzungen des die Auslaßöffnung verändernden Verstellmechanismusses durch
rezirkulierende Stäube, wodurch die Funktion beeinträchtigt ist.
[0005] Aus der DE-PS 39 04 272 ist ein Verfahren zur Zuführung von Verbrennungsluft im Feuerraum
einer Müllverbrennungsanlage bekannt, bei dem Primärluft mengengeregelt in eine Vielzahl
mengengeregelter Teilströme dem in eine Vielzahl von Sektoren aufgeteilten Rost zugeführt
wird. Zur intensiven Vermischung der aufsteigenden Rauchgase und Anreicherung der
Rauchgase mit Sauerstoff zur Nachverbrennung wird im Übergangsbereich des Feuerraums
zum Strahlungszug Sekundärluft mittels auf das Rost gerichteter Düsen mengengeregelt
zugeführt. Eine Thermografiekamera erfaßt die von den einzelnen Rostsektoren ausgehenden
und den Verbrennungsfortgang beschreibende Strahlungswerte, die in einer elektronischen
Steuer- und Regeleinheit ausgewertet werden, worauf die Regelklappen der Primär- und
Sekundärluftführung unabhängig voneinander hinsichtlich eines vorgegebenen Verbrennungsluftdurchsatzes
verstellt werden.
[0006] Eine solche Verbrennungsluftführung sichert zwar die zur Verbrennung erforderliche
O₂-Fracht, jedoch ist damit auch eine Änderung des Impulses der Sekundärluftströmung
verbunden, wodurch die vom Impulsstromverhältnis des Impulses der in den Übergangsbereich
des Feuerraums aufsteigenden Rauchgasströmung zum Impuls der Sekundärluftströmung
im wesentlichen bestimmte Mischgüte beeinträchtigt ist, was zu erhöhtem Schadstoffausstoß
führt.
[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben,
bei dem auch bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge eine gute Verbrennung mit geringem
Schadstoffausstoß aus der Anlage erreicht wird.
[0008] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Impuls des Sekundärgasstrahls bestimmt wird
und bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls
auf einen vorgegebenen Impuls des Sekundärgasstrahls eingeregelt wird.
[0009] Hierdurch ist es möglich, die zur Verbrennung des Brenngutes und der mit dem Rauchgas
aufsteigenden unverbrannten Bestandteile im Rauchgas erforderlichen O₂-haltige Sekundärgasmenge
unabhängig von dem die Mischgüte der inhomogenen Rauchgase, die Einmischung des Sekundärgasstrahls
in die Rauchgase und die Reichweite des Sekundärgasstrahls bestimmenden Impuls des
Sekundärgasstrahls einzustellen. Durch Einstellung der Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls
auf einen vorgegebenen Impuls ist es möglich, jeden Impuls einzustellen, ohne daß
die Sekundärgasmenge geändert wird.
[0010] Die Impulsvorgabe ist zum einen durch die Geometrie des Gasraums, wie die des Feuerraums
bestimmt, in den der Strahl mit einer darauf abgestimmten Intensität einströmt. Im
weiteren ist die Impulsvorgabe durch die im Gasraum vorliegenden Strömungsverhältnisse
bestimmt, die je nach Betriebsweise der Feuerung mehr oder weniger intensiv der Erzielung
der vorbestimmten Reichweite des Strahls bzw. der damit verbundenen Homogenisierung
der aufsteigenden Rauchgase und deren Anreicherung mit Sauerstoff bei guter Einmischung
entgegen wirkt. Als Kenngrößen für den O₂-Bedarf der Verbrennung seitens der Sekundärgaszuführung,
der Mischgüte und der Reichweite des Sekundärgasstrahls werden die durch eine übliche
Rauchgasanalyse ermittelten Werte, wie O₂, CO, CO₂, SO
x, NO
x, Dioxine und/oder die durch thermografische Betrachtung des Verbrennungsfortschrittes
des Brenngutes auf dem Rost ermittelten Werte herangezogen.
[0011] Da bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge der Impuls des Sekundärgasstrahls im wesentlichen
konstant gehalten wird, wird erreicht, daß auch bei Schwachlastbetrieb die Reichweite
des Sekundärgasstrahls, die Mischgüte der Rauchgase und die Einmischung des Sekundärgasstrahls
in das Rauchgas zu den Betriebserfordernissen führt.
[0012] Eine vorteilhafte Verfahrensführung besteht darin, daß der Impuls des Primärgasstroms
bestimmt wird und bei sich ändernder Verbrennugsgasmenge die Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls
auf ein vorgegebenes Impulsstromverhältnis des Impulses des Primärgasstroms zum Impuls
des Sekundärgasstrahls eingeregelt wird.
[0013] Diese Verfahrensführung berücksichtigt auf einfache Weise insbesondere die Änderung
der Primärgasmenge. Bei der Umsetzung der durch das Feuerrost aufgegebenen Primärgasmenge
zu Rauchgas erfolgt eine Impulsstromänderung des vom Feuerungsrost aufsteigenden und
aus dem Feuerraum austretenden Rauchgasstroms und damit auch eine Änderung des Eindring-
bzw. Einmischverhaltens des Sekundärgasstrahls in den Rauchgasstrom. Die aufgegebene
Primärgasmenge verhält sich im wesentlichen proportional zur Rauchgasmenge, so daß
das Impulsstromverhältnis des Impulses des Primärgasstroms zum Impuls des Sekundärgasstrahls
eine qualitative Aussage über die Mischgüte bzw. das Eindringen des Sekundärgasstrahls
in den aufsteigenden Rauchgasstrom zuläßt. Die Eindring- bzw. Einmischfähigkeit des
Sekundärgasstrahls verhält sich umgekehrt porportional zum Impulsstromverhältnis.
Das einzuregelende Impulsstromverhältnis charakterisiert somit ein vorgegebenes Eindringen
bzw. Einmischverhalten des Sekundärgasstrahls, das auch bei Änderung der Primärgasmenge
und/oder der Sekundärgasmenge im wesentlichen dadurch erhalten bleibt, daß die Geschwindigkeit
des Sekundärgasstrahls auf das vorgegebene Impulsstromverhältnis eingeregelt wird.
[0014] Es ist ebenfalls vorteilhaft, daß der Impuls des Primärgasstroms bestimmt wird und
bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge das Impulsstromverhältnis des Impulses des
Primärgasstroms zum Impuls des Sekundärgasstrahls konstant gehalten wird, wordurch
eine im wesentlichen konstant bleibende Mischgüte bzw. Eindringtiefe des Sekundärgasstrahls
auch bei Lastwechseln erreicht wird.
[0015] Durch Drallbeaufschlagung des Sekundärgasstrahls ist eine weitere Verbesserung der
Einmischung im düsenmündungsnahen Bereich zu erzielen. Insbesondere bei Müllverbrennungsanlagen
mit Gleichstromfeuerungen läßt sich am Rostanfang ein relativ großer Bereich kältere
Feuerraumatmosphäre erkennen, in der die Gefahr der Dioxinbildung gegeben ist. Durch
das weiter verbesserte Einmischverhalten des drallbeaufschlagten Sekundärgasstrahls
kann dieser Bereich intensiv vermischt und mit Sauerstoff angereichert werden.
[0016] Es ist ebenfalls von Vorteil, daß bei der Zuführung des Sekundärgases mittels einer
Vielzahl paralleler Strahlen die Geschwindigkeit der Sekundärgasstrahlen in Gruppen
geregelt wird.
[0017] Vorteilhaft ist es auch, daß dem Sekundärgasstrahl ein Additiv zugegeben wird. Dadurch
ist eine präzise partielle Einbringung des Additivs in den Rauchgasstrom auch bei
sich ändernder Betriebsbedingungen möglich. Durch die Drallbeaufschlagung des Sekundärgasstrahls
und die dadurch erzeugte Rezirkulation kommt es bereits im düsennahen Bereich zu einer
Vorvermischung mit dem Sekundärgas.
[0018] Neben der Eindüsung des Sekundärgases ist es auch vorgesehen, zur Glättung des Strömungsprofils
im Strahlungszug entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens O₂-haltiges Tertiärgas
einzudüsen.
[0019] Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung für die Zuführung eines O₂-haltigen
Verbrennungsgases für die Verbrennung von stückigem Brenngut, insbesondere Müll, in
einen Feuerraum mit zugeordnetem Feuerrungsrost einer Verbrennungsanlage, mit einer
Primärgaszuführeinrichtung unterhalb des Feuerungsrostes, der Primärgaszuführeinrichtung
zugeordneten Regeleinrichtungen und eine Gasfördereinrichtung zur mengengeregelten
Zuführung von Primärgas und mit mindestens einer Gasdüse oberhalb des Feuerrungsrostes,
mit der Gasdüse zugeordnete Regeleinrichtungen und Gasfördereinrichtung zur mengengeregelten
Zuführung von Sekundärgas, bei der in der Gasdüse ein den Düsenquerschnitt zumindest
teilweise versperrender Regelkörper mit einer aus der Düse herausführbaren Verstellvorrichtung
zur geschwindigkeitsgeregelten Zuführung des Sekundärgases angeordnet ist und zur
geschwindigkeitsgeregelten Sekundärgaszuführung zumindest ein den Düsenvordruck bestimmender
Druckaufnehmer vorgesehen ist.
[0020] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Druckaufnehmer zur Differenzdruckbestimmung
zwischen Düsenvordruck und dem Druck oberhalb des Feuerrostes vorgesehen ist und zumindest
der Druckaufnehmer und die Regeleinrichtungen mit einer Auswerte- und Steuereinheit
verbunden sind.
[0021] Vorteilhaft ist es auch, daß mindestens ein mit der Auswerte- und Steuereinheit verbundener
Sensor zur Charakterisierung der Verbrennung in der Verbrennungsanlage angeordnet
ist.
[0022] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der Regelkörper
eine sich im wesentlichen längs erstreckende und der Querschnittsform der Düse angepaßte
achssymmetrische Form aufweist und unter Freihaltung eines durchströmbaren Düsenquerschnitts
axial zur Düsenlängsache verschiebbar angeordnet ist.
[0023] Es ist ebenfalls von Vorteil, daß die Düse und der Regelkörper eine kreisförmige
Querschnittsform aufweisen.
[0024] Es kann auch von Vorteil sein, daß die Düse und der Regelkörper eine rechteckige
Querschnittsform aufweisen.
[0025] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß
der Regelkörper über mit dem Regelkörper verbundene Distanzelemente an der Düsenwand
führbar ist.
[0026] Dabei ist es vorteilhaft, daß die Distanzelemente als Drallkörper ausgebildet sind.
[0027] Wenn in vorteilhafter Weise die Düse im Bereich ihrer Mündung verengt ist und der
Regelkörper in Durchströmrichtung zumindest auf einem der Mündung zugewandten Abschnitt
verjüngt ist, ist eine stufenlose Regelung der Strahlaustrittsgeschwindigkeit möglich,
die um so feiner abgestimmt werden kann, je spitzer der Winkel des verjüngten Abschnitts
ist.
[0028] In vorteilhafter Weise ist die Verstelleinrichtung in Verlängerung ihrer Längsachse
gegenüber der Düsenmündung aus der Düse herausführbar. Somit kann die Abdichtung der
Düse gegenüber der Umgebung an der zur Herausführung vorgesehenen Stelle auf einfache
Weise gegebenenfalls durch einen Wellendichtring erfolgen.
[0029] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist auch darin zu sehen, daß die
Verstelleinrichtung ein Rohr ist, dessen lichte Weite sich symmetrisch zur Längsachse
des Regelkörpers fortsetzt derart, daß die Verstelleinrichtung und der Regelkörper
durchströmbar sind. Somit kann mit der Düse zusätzlich ein Additiv zur Bindung von
Schadstoffen im Rauchgas zugegeben werden.
[0030] Für den Fall, daß die Feuerraumwand aus feuerfestem Gestein aufgebaut ist, kann zumindest
der Mündungsbereich der Düse beim Aufbauen der Feuerraumwand in die Feuerraumwand
eingeformt werden, so daß die Düse Bestandteil der Feuerraumwand ist.
[0031] Soll bei in Gruppen angeordneten Düsen ein Zusammenschluß der Düsenstrahlen weitgehendst
vermieden werden ist es vorteilhaft, daß die Drallkörper benachbarter Düsen gegensinnig
ausgeführt sind.
[0032] Das erfindungsgemäße Verfahren und eine nach diesem Verfahren betriebene Vorrichtung
soll nun anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben werden.
[0033] Es zeigen:
- FIG. 1
- eine Sekundärluftdüse mit integrierter Additivzuführung im Längsschnitt und Regeleinrichtungen,
- FIG. 2
- einen Verstellmechanismus für die Verschiebung der Verstelleinrichtungen mehrerer
parallel geschalteter Düsen, und
- FIG. 3
- eine Müllverbrennungsanlage im Längsschnitt mit Primär- und Sekundärluftzuführung
und Regeleinrichtungen.
[0034] Eine in FIG. 1 dargestellte Düse 1 ist in eine einen Feuerraum 2 abschließende Decke
3 eingelassen und dient der Zuführung von Sekundärluft 4 als O₂-haltiges Verbrennungsgas
in einer Müllverbrennungsanlage.
[0035] Die Düse 1 besteht aus einem zweiteiligen Grundkörper 5a, 5b mit kreisförmigem Querschnitt,
dessen in Durchströmrichtung gesehener vorderer Teil 5a in die aus feuerfestem Gestein
aufgebaute Decke 3 eingeformt ist. Der hintere Teil 5b ist ein Rohr, das auf das vordere
Teil 5a über eine Flanschverbindung 6 aufgeflanscht und an seinem anderen Ende abgewinkelt.
[0036] Ist die Feuerraumdecke 3 aus Flossenrohren und feuerfester Stampfmasse aufgebaut,
ist vorgesehen, den Grundkörper 5a, 5b einteilig als Rohr aufzuführen.
[0037] Die Sekundärluft 4 wird über ein Gebläse 7a und einer daran anschließenden Luftförderleitung
8a mit Regeleinrichtungen 9a, 9b, 10a, 10b bestehend aus einer Drosselklappe 9a mit
Stellmotor 9b und einem Durchflußmesser 10a mit Meßsignalwandler 10b der Düse 1 zugeführt.
[0038] Im Inneren der Düse 1 ist ein sich längs erstreckender achssymmetrischer der Querschnittsform
der Düse 1 angepaßter Regelkörper 11 vorgesehen, der unter Freihaltung eines durchströmbaren
Ringspaltes 12 auf der Düsenlängsachse verschiebbar angeordnet ist.
[0039] Der in Strömungsrichtung gesehen vordere Teil 13 des Regelkörpers 11 ist in Strömungsrichtung
stetig verjüngt ausgeführt, wobei sich der Querschnitt des vorderen Teils 5a der Düse
1 im Mündungsbereich 14a bis zur Düsenmündung 14 stetig verengt, so daß bei Verschiebung
des Regelkörpers 11 in die Düsenmündung 14b der Mündungsquerschnitt 14 der Düse 1
stetig verkleinert wird.
[0040] Der Regelkörper 11 ist über mit dem Regelkörper 11 verbundene Distanzelemente 15,
die als Drallkörper in der Form von gebogenen Leitschaufeln ausgebildet sind, an der
Innenwand 16 der Düse 1 geführt.
[0041] Die Verschiebung des Regelkörpers 11 erfolgt über eine in Verlängerung der Längsachse
des Regelkörpers 11 am Regelkörper 11 angeordnete Verstelleinrichtung 17, die gegenüber
der Düsenmündung 14a herausgeführt und mit einem Motor 18 angetrieben wird.
[0042] Die Verstelleinrichtung 17 ist als Rohr ausgeführt, dessen lichte Weite sich symmetrisch
zur Längsachse des Regelkörpers 11 fortsetzt derart, daß das Rohr 17 und der Regelkörper
11 durchströmbar sind, so daß bei Bedarf ein unerwünschte Rauchgasbestandteile bindendes
Additiv 19 in gasförmiger, staubförmiger oder flüssiger Form dem aus der Düsenmündung
14a ausströmenden Luftstrahl zugegeben werden kann.
[0043] Zur Abdichtung der Durchführung des Rohres durch die Düse 1 gegenüber der Umgebung
und zur Lagerung des Rohres 17 ist ein allgemein bekanntes Gleitlager 20 mit abschließendem
Wellendichtring 20 vorgesehen.
[0044] Neben der dargestellten kreisförmigen Querschnittsform der Düse 1 und deren Regelkörper
11 ist es auch vorgesehen, die Düse 1 und den Regelkörper 11 mit rechteckiger Querschnittsform
auszuführen.
[0045] Mittels eines Differenzdruckaufnehmers 21 wird die Differenz zwischen Düsenvordruck
PD und Feuerraumdruck PF gemessen. Das Meßsignal wird einer programmierbaren Auswerte-
und Steuereinrichtung 22 zugeführt, in der unter Anwendung zuvor einprogrammierter
die Düse 1 bei unterschiedlichen Stellungen des Regelkörpers 6 charakterisierenden
Kennlinien der Massenstrom und die Strahlgeschwindigkeit im Mündungsquerschnitt 14b
der Düse 1 bzw. der den Strahl im wesentichen charakterisierenden Strahlimpuls berechnet
wird.
[0046] Bei Änderungen der wie bei Laständerung oder aufgrund von rauchgasanalytischen Messungen
23, die ebenfalls von der Auswerte und Steuereinheit 22 erfaßt, bewertet und zu Regel-
bzw. Steuergrößen umgesetzt werden, wird der Regelkörper 11 von dem von der Auswerte-
und Steuereinheit 22 gesteuerten Motor 18 in die Position verschoben, bei der die
Geschwindigkeit und der Massenstrom des Strahls einen von der Auswerte- und Steuereinheit
22 vorgegebenen Impuls ergibt. Bei Bedarf wird die Drosselklappe 9a der Sekundärluftzuführung
durch von der Auswerte- und Steuereinheit 22 ausgehende Steuersignale nachgeführt.
[0047] FIG. 2 zeigt einen Verstellmechanismus für mehrere parallel geschalteter Düsen 1.
Die aus den Düsen 1 herausgeführten Verstelleinrichtungen 17 werden an ihrem hinteren
Ende jeweils von einem auf einer Welle 24 angeordneten Nocken 25 erfaßt und durch
axiales Verschieben der von dem Motor 18 angetriebenen Welle 24 in die Düsen 1 verschoben,
so daß der Mündungsquerschnitt 14b bei allen Düsen 1 gleichermaßen abnimmt. Bei Verschiebung
der Welle 24 in entgegengesetzter Richtung werden die Verstelleinrichtungen 17 durch
auf ihnen angeordnete Rückholfedern 26 in die entgegengesetzte Richtung verschoben,
so daß der Mündungsquerschnitt 14b bei allen Düsen 1 gleichermaßen zunimmt. Es ist
aber auch vorgesehen, die Nocken 25 der Welle 24 mit unterschiedlicher Steigungen
zu versehen, so daß die Strahlen einer Reihe unterschiedlicher Impulse aufweisen.
[0048] FIG. 3 zeigt eine Müllverbrennungsanlage 27, in der eine Vielzahl der zuvor beschriebenen
Düse 1a, 1b, 1c, zur Zuführung von Sekundärluft 4 in die Decke 3 des Feuerraums 2
angeordnet sind.
[0049] Es ist aber auch vorgesehen, Düsen 1d in die Wand des Feuerraums 2 anzuordnen und/oder
Düsen 1f als Tertiärluftdüsen für die Zuführung von Tertiärluft einem sich an dem
Feuerraum 2 anschließenden Strahlungszug 28 zuzuordnen.
[0050] Die Müllverbrennungsanlage 27 weist eine Müllaufgabe 29 auf, durch die Müll 30 als
Brenngut an einem Ende eines sich längs erstreckenden Feuererungsrostes 31 in der
Bauform eines Wanderrostes zur Verbrennung aufgegeben wird. Am Ende des Feuerungsrostes
31 wird Verbrennungsrückstand 32 einer nicht dargestellten Entsorgung zugeführt.
[0051] Die Verbrennung erfolgt in erster Linie unter Zuführung von Primärluft 33 als O₂-haltiges
Verbrennungsgases durch unterhalb des Feuerungsrostes 31 angeordnete das Feuerrungsrost
31 in Längs- und Querrichtung sektoriell unterteilende sogenannte Unterwindzonen,
von denen die in Längsrichtung teilenden Unterwindzonen 34a, 34b, 34c, 34d dargestellt
sind. Die Unterwindzonen 34a, 34b, 34c, 34d sind jeweils über eine Luftzuführleitung
8b mit nicht dargestellten Regeleinrichtungen und einer daran anschließenden gemeinsamen
Luftzuführleitung 8c mit Regeleinrichtungen 9a, 9b, 10a, 10b mit einem weiteren Gebläse
7b zur Zuführung von Primärluft 33 verbunden. Die gesamte Verbrennungsluftmenge 4,33
ist durch die geforderte Dampfmenge vorgegeben. Der Anteil Sekundärluft 4 wird von
der Auswerte- und Steuereinheit 22 ermittelt.
[0052] Vom Feuerungsrost 31 aufsteigendes Rauchgas 35 wird, wie die Strömungspfeile zeigen,
beim Verlassen des Feuerraums 2 in einer den Feuerraum 31 mit dem Strahlungszug 28
verbindenden verengten Übergangszone 36, die schematisch strichpunktiert hervorgehoben
ist, beschleunigt und nach Durchströmen der Anlage 27 zur Weiterbehandlung einer nicht
dargestellten Rauchgasreinigung zugeführt.
[0053] Die Düsen 1a, 1b, 1c, 1d, 1f stehen jeweils stellvertretend für eine Düsenreihe.
Jede Düsenreihe bildet eine Gruppe, deren Düsen, wie anhand FIG. 2 beschrieben, über
eine Nockenwelle 24, 25 mit zugeordnetem Motor 18 verstellt werden.
[0054] Zur sektoriellen Erfassung des Verbrennungsfortschrittes auf dem Feuerungsrost 31
ist eine auf das Verbrennungsrost 31 gerichtete Infrarotkamera 23a vorgesehen. Zur
Erfassung des Rauchgaszustandes am Ende der Müllverbrennungsanlage 27, wie die Rauchgastemperatur
und der O₂-, CO-, CO₂-, NO
x-, SO
x- und Dioxingehalt, sind weitere Meßwertaufnehmer 23b und 23c vorgesehen. Die erfaßten
Meßsignale werden ebenfalls der Auswerte- und Steuereinheit 22 zugeführt und bedingen
neben der dem Verbrennungsfortschritt des auf dem Verbrennungsrost 31 verteilten Mülls
30 angepaßten sektoriellen Beaufschlagung mit Primärluft 33 auch eine impulsangepaßte
Zuführung der Sekundärluft 4 durch entsprechende Ansteuerung der den Mündungsquerschnitt
14b variierenden Regelkörper 11, wobei die Geschwindigkeiten der Sekundärluftstrahlen
unabhängig von der geforderten Sekundärluftmenge auf den von der Auswerte- und Steuereinheit
22 vorgegebenen Impuls des Sekundärluftstrahls eingeregelt werden.
[0055] Die Paarungen römischer Ziffern in FIG. 3 bezeichnen Verbindungen aus dem Meß- und
Regelkreis und der Sekundärluftzuführung.
[0056] Kriterien für die geschwindigkeitsgeregelte Impulsanpassung des Strahls sind: Anpassung
der Eindringtiefe des Strahls an den zu durchdringenden Gasraum, Erzielung einer guten
Einmischung des zum Ausbrand brennbarer Rauchgasbestandteile vorgesehenen O₂-Fracht
und Erzielung einer guten Vermischung des inhomogenen Rauchgases bei Verlassen des
Feuerraums und Vergleichmäßigung des Strömungsprofils im Strahlungszug.
1. Verfahren zur Zuführung eines O₂-haltigen Verbrennungsgases zur Verbrennung von stückigem
Brenngut, insbesondere Müll, in einen Feuerraum mit zugeordnetem Feuerungsrost einer
Verbrennungsanlage, bei dem ein Teil des Verbrennungsgases als Primärgas durch das
Feuerungsrost mengengeregelt zugeführt wird und der andere Teil des Verbrennungsgases
zumindest als Sekundärgas in mindestens einem Strahl mengengeregelt zugeführt wird,
wobei bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge die Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls
zusätzlich geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Impuls des Sekundärgasstrahls bestimmt wird und bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge
die Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls auf einen vorgegebenen Impuls des Sekundärgasstrahls
eingeregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei sich ändernder Verbrennungsluftmenge der Impuls des Sekundärgasstrahls im
wesentlichen konstant gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Impuls des Primärgasstroms bestimmt wird und bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge
die Geschwindigkeit des Sekundärgasstrahls auf ein vorgegebenes Impulsstromverhältnis
des Impulses des Primärgasstroms zum Impuls des Sekundärgasstrahls eingeregelt wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Impuls des Primärgasstroms bestimmt wird und bei sich ändernder Verbrennungsgasmenge
das Impulsstromverhältnis des Impulses des Primärgasstroms zum Impuls des Sekundärgasstrahls
im wesentlichen konstant gehalten wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sekundärgasstrahl drallbeaufschlagt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Zuführung des Sekundärgases mittels einer Vielzahl paralleler Strahlen
die Geschwindigkeit der Sekundärgasstrahlen in Gruppen geregelt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Sekundärgasstrahl ein Additiv zugegeben wird.
8. Vorrichtung für die Zuführung eines O₂-haltigen Verbrennungsgases für die Verbrennung
von stückigem Brenngut, insbesondere Müll, in einen Feuerraum mit zugeordnetem Feuerrungsrost
einer Verbrennungsanlage, mit einer Primärgaszuführeinrichtung unterhalb des Feuerungsrostes,
der Primärgaszuführeinrichtung zugeordneten Regeleinrichtungen und eine Gasfördereinrichtung
zur mengengeregelten Zuführung von Primärgas und mit mindestens einer Gasdüse oberhalb
des Feuerrungsrostes, mit der Gasdüse zugeordnete Regeleinrichtungen und einer Gasfördereinrichtung
zur mengengeregelten Zuführung von Sekundärgas, bei der in der Gasdüse ein den Düsenquerschnitt
zumindest teilweise versperrender Regelkörper mit einer aus der Düse herausführbaren
Verstellvorrichtung zur geschwindigkeitsgeregelten Zuführung des Sekundärgases angeordnet
ist und zur geschwindigkeitsgeregelten Sekundärgaszuführung zumindest ein den Düsenvordruck
bestimmender Druckaufnehmer vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckaufnehmer (21) zur Differenzdruckbestimmung zwischen Düsenvordruck (PD)
und dem Druck (PF) oberhalb des Feuerrostes (31) vorgesehen ist und zumindest der
Druckaufnehmer (21) und die Regeleinrichtungen (9a, 9b, 10a, 10b) mit einer Auswerte-
und Steuereinheit (22) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein mit der Auswerte- und Steuereinheit (22) verbundener Sensor (23)
zur Charakterisierung der Verbrennung in der Verbrennungsanlage (27) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelkörper (11) eine sich im wesentlichen längs erstreckende und der Querschnittsform
der Düse (1) angepaßte achssymmetrische Form aufweist und unter Freihaltung eines
durchströmbaren Düsenquerschnitts (12) axial zur Düsenlängsachse verschiebbar angeordnet
ist.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 - 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) und der Regelkörper (11) eine kreisförmige Querschnittsform aufweisen.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 oder
10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) und der Regelkörper (11) eine rechteckige Querschnittsform aufweisen.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 - 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelkörper (11) über mit dem Regelkörper (11) verbundene Distanzelemente
(15) an der Düsenwand (16) führbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Distanzelemente (15) als Drallkörper ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 - 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) im Bereich ihrer Mündung (14a) verengt ist und der Regelkörper (11)
in Durchströmrichtung zumindest auf einem der Mündung (14b) zugewandten Abschnitt
(13) verjüngt ist.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 - 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung (17) in Verlängerung ihrer Längsachse gegenüber der Düsenmündung
(14a) aus der Düse herausführbar ist.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 - 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung (17) ein Rohr ist, dessen lichte Weite sich symmetrisch
zur Längsachse des Regelkörpers (11) fortsetzt derart, daß die Verschiebeeinrichtung
(17) und der Regelkörper (11) durchströmbar sind.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 - 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (1) Bestandteil der Feuerraumwand (3) ist.
19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 - 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei in Gruppen angeordneten Düsen (1) die Drallkörper (11) benachbarter Düsen
(1) gegensinnig ausgeführt sind.