FEUERUNG MIT LUFTGEKÜHLTEM AUSTRAGSCHWINGFÖRDERER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Feuerung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Die Brennkammer-Asche, die unten aus dem Feuerraum abgezogen wird, fällt mit einer Temperatur von 800 bis 1200°C an. Ursprünglich ließ man die Brennkammer-Asche in ein Wasserbad fallen, aus dem sie mittels des Förderers abgezogen wurde. Bei modernen NO_x-armen Feuerungen hat sich die Aschequalität so verändert, daß der sich anschließende Transportprozeß aufgrund fehlender Entwässerbarkeit der Asche problematisch war. Außerdem ergaben sich Lagerungs- und Entsorgungsprobleme.

[0003] Vor diesem Hintergrund wurde ein Trockenentaschungsverfahren entwickelt, bei dem das Problem der Entwässerung der Brennkammer-Asche entfällt. Außerdem kann die trockene Asche besser wiederverwertet oder nach entsprechender Aufbereitung sogar der Filterasche zugemischt werden. Damit ergibt sich ein einheitlicher Entsorgungsweg für die gesamte Asche der Steinkohlefeuerung.

[0004] Das bekannte Trockenentaschungsverfahren wird mit einer Steinkohlefeuerung betrieben, die in einem Prospekt der USamerikanischen Firma United Conveyor Corporation aus dem Jahre 1997 beschrieben ist. Die Asche wird auf Rosten gesammelt und chargenweise in ein Vakuum-Transportsystem abgegeben.

[0005] Ferner ist aus der WO 97/00406 eine Feuerung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der die Trockenasche auf einen Metallbandförderer herabfällt, der in einem von Verbrennungsluft durchströmten Gehäuse arbeitet.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung der Brennkammer-Asche sowie deren Handling und Abtransport zu verbessern.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Feuerung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.

[0008] Schwingförderer sind äußerst robust, was im Hinblick auf die abrasiven Eigenschaften der Brennkammer-Asche von großer Bedeutung ist. Außerdem erbringen sie hohe Förderleistungen und gestatten ohne weiteres sowohl einen diskontinuierlichen als auch einen kontinuierlichen Betrieb, also ein sehr variables und wirksames Trockenentaschungsverfahren.

[0009] Vor allen Dingen lassen sich Schwingförderer mit einer sehr effektiven Luftkühlung kombinieren. Die Temperatur der Brennkammer-Asche kann also während des Abtransports wirksam, d.h. rasch auf niedrige Werte abgesenkt werden.

[0010] Dabei ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Mittel zum Transportieren und Kühlen der Brennkammer-Asche einfach, wirtschaftlich und zuverlässig im Betrieb sind.

[0011] Die Erfindung ist vor allen Dingen anwendbar auf Steinkohlefeuerungen, allerdings auch auf andersartige Feuerungen, beispielsweise Braunkohlefeuerungen, Müllfeuerungen etc.

[0012] Die Kühlluft durchdringt die in der Schwingrinne abgelegte Asche und kann sodann in den Feuerraum gelangen, in welchem sie als vorgewärmte Verbrennungsluft genutzt wird. Zusätzlich dazu besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Schwingrinne mit seitlichen Düsenöffnungen für die Kühlluft zu versehen. Dies führt zu einer sehr intensiven Kühlung der Oberseite der Ascheablagerung in der Schwingrinne und der neu herabfallenden Aschepartikel. Auch hierbei entsteht vorgewärmte Verbrennungsluft für den Feuerraum. Schließlich besteht die Möglichkeit, auch die Austragvorrichtung mit Düsenöffnungen für die Kühlluft zu versehen. Die Brennkammer-Asche wird also bereits vor dem Abwerfen auf den Schwingförderer im Gegenstrom gekühlt, was zu einer sehr intensiven Kühlung und Vorwärmung der Verbrennungsluft führt.

[0013] Das Eintragen von Kühlluft als vorgewärmte Verbrennungsluft in den unteren Bereich des Feuerraums bringt einen zusätzlichen vorteilhaften Effekt mit sich, nämlich eine Nachverbrennung der Brennkammer-Asche. Dies verbessert den Ausbrand des Brennstoffs (Steinkohle) und reduziert die anfallende Menge an Brennkammer-Asche.

[0014] Je nach Betriebsbedingungen kann der im Feuerraum herrschende Unterdruck ausreichen, die Kühlluft durch die einzelnen Düsen hindurchzusaugen. Allerdings ist es ggf. auch von Vorteil, mindestens einige der Düsenöffnungen an ein Gebläse anzuschließen. Dies erhöht u.U. den Durchsatz an Kühlluft und führt vor allen Dingen zu einer besseren Steuerbarkeit des Kühlvorganges. Auch vermindert sich die Gefahr, daß sich die Düsenöffnungen zusetzen.

[0015] Neben der oben diskutierten direkten Kühlung der Brennkammer-Asche ergibt sich auch eine indirekte Kühlung. Die Kühlluft streicht nämlich im Luftkasten an der Unterseite der Schwingrinne vorbei und entzieht der Brennkammer-Asche Wärme, ohne mit letzterer in Berührung zu treten. Da der Luftkasten an den Feuerraum angeschlossen ist, entsteht zusätzliche vorgewärmte Verbrennungsluft.

[0016] Für die indirekte Kühlung ist es vorteilhaft, die Unterseite der Schwingrinne mit Kühlrippen oder dergleichen zu versehen, um den Wärmeübergang in gesteuerter Weise zu steigern.

[0017] Der Unterdruck im Feuerraum kann ausreichen, die Kühlluft durch den Luftkasten hindurchzusaugen. Alternativ besteht, wie erwähnt, die Möglichkeit, den Luftkasten an ein Gebläse anzuschließen. Die diesbezüglichen Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der direkten Kühlung angegeben.

[0018] Sofern ein Gebläse Anwendung findet, handelt es sich vorzugsweise um das Frischluftgebläse, welches den Feuerraum mit Verbrennungsluft versorgt. Ein Teil dieser verbrennungsluft wird also als Kühlluft abgezweigt und als vorgewärmte Luft in den Verbrennungsraum eingebracht, und zwar entweder direkt oder auch nach Rückführung in den Verbrennungsluftstrom.

[0019] In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Austragvorrichtung mit einem abgewinkelten Auslaß versehen ist und daß der Schwingförderer unterhalb des abgewinkelten Auslasses angeordnet ist. Diese Ausbildung leistet einen wesentlichen Beitrag zum Kühlungsprozeß, da sich der Schwingförderer nicht im direkten Strahlungsbereich des Feuerraumes befindet. Dies verbessert die Kühlung bzw. vermindert die erforderliche Kühlleistung. Außerdem ermöglicht es den Einsatz weniger hochwertiger Materialien.

[0020] Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird die Austragvorrichtung mit Verschlußklappen versehen, die die Möglichkeit bieten, die Brennkammer-Asche chargenweise an den Schwingförderer abzugeben. Vielfach wird man allerdings einen kontinuierlichen Ascheaustrag vorziehen. Hier bieten die Verschlußklappen dann die Möglichkeit, die Asche vorübergehend zu speichern, sofern im Bereich des Schwingförderers kurzzeitige Störungen auftreten bzw. kleinere Reparaturoder Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen. Dabei entfällt die Notwendigkeit, die Feuerung abzustellen.

[0021] Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Steinkohlefeuerungen in Kraftwerksanlagen zur Dampferzeugung.

[0022] Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Figur 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Dampferzeuger mit einer Steinkohlefeuerung;

Figur 2 eine Seitenansicht der Feuerung nach Figur 1;

Figur 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Schwingförderers.

[0023] Die Feuerung nach Figur 1 weist einen Feuerraum 1 auf, an dessen unterem Ende eine Austragvorrichtung 2 für Brennkammer-Asche angeordnet ist. Unterhalb der Austragvorrichtung 2 befindet sich ein Schwingförderer 3, dessen Förderrichtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft.

[0024] Die Austragvorrichtung 2 weist einen abgewinkelten Auslaß 4 auf, so daß der Schwingförderer 3 versetzt angeordnet ist und nicht im direkten Strahlungsbereich des Feuerraums 1 liegt. Der Schwingförderer 3 ist also thermisch abgeschirmt. Eine nicht versetzte Anordnung ist gleichermaßen möglich.

[0025] Der Schwingförderer 3 weist eine Schwingrinne 5 auf, die in einem Luftkasten 6 angeordnet ist. Wie in Figur 2 angedeutet, wird der Luftkasten 6 mit Druckluft beaufschlagt, und zwar über eine Leitung 7, die von einer Verbrennungsluftleitung 8 abzweigt. Die Luft strömt unter der Schwingrinne 5 entlang und bewirkt eine indirekte Kühlung der in der Schwingrinne transportieren Asche. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs ist die Unterseite der Schwingrinne 5 mit Kühlrippen 9 besetzt.

[0026] Die durch den Luftkasten 6 hindurchgeförderte Luft wird als vorgewärmte Verbrennungsluft in die Feuerung 1 eingegeben, und zwar im vorliegenden Fall über eine gesonderte Leitung 10. Alternativ kann die vorgewärmte Verbrennungsluft auch in die Verbrennungsluftleitung 8 zurückgefördert werden und von dort direkt oder über die Brenner in den Feuerraum gelangen.

[0027] Im Gegensatz zu der indirekten Kühlung der Asche nach den Figuren 1 und 2 arbeitet der Schwingförderer 3 nach Figur 3 mit direkter Kühlung. Hierzu sind im Boden der Schwingrinne 5 Düsenöffnungen 12 vorgesehen, die die Kühlluft durch die abtransportierte Asche hindurchblasen. Weitere Düsenöffnungen 13 sind in den Seitenwänden der Schwingrinne 5 vorgesehen, um Kühlluft auf die Oberseite der Asche aufzublasen und gleichzeitig herabfallende Aschepartikel zu kühlen.

[0028] Ferner zeigt Figur 1, daß auch die Austragvorrichtung 2 Düsenöffnungen 14 aufweist. Diese kühlen die herabfallenden Aschepartikel im Gegenstrom, also in sehr effektiver Weise, und bewirken ferner eine Nachverbrennung der Asche, was zu einer Minimierung der Aschemenge führt. Weitere Kühlluftöffnungen können der Feuerung oder dem Dampferzeuger zugeordnet sein.

[0029] Schließlich zeigt Figur 1, daß die Austragvorrichtung 2 mit Verschlußklappen 15 versehen ist, von denen zur Verdeutlichung die linke geschlossen und die rechte halbgeschlossen dargestellt ist. Die Verschlußklappen 15 lassen einen diskontinuierlichen Betrieb zu und ermöglichen bei kontinuierlichem Betrieb die kurzfristige Beseitigung von Störungen im Bereich des Schwingförderers, ohne daß es notwendig wäre, die Kesselanlage stillzusetzen.
Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So läßt sich die indirekte mit der direkten Kühlung kombinieren. Ferner kann mit gesonderten Kühlluft-Gebläsen gearbeitet werden. Unter Umständen kann auf jegliche Gebläseunterstützung verzichtet werden, sofern der Unterdruck in der Feuerung zum Ansaugen der Kühlluft ausreicht. Eine Gebläseunterstützung hat allerdings den Vorteil, daß durch entsprechend hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Düsenöffnungen dazu beigetragen werden kann, daß sich die Düsenöffnungen nicht zusetzen. Dies gilt auch für die im Bereich der Austragvorrichtung angeordneten Düsenöffnungen. Wird auf eine Gebläseunterstützung verzichtet, so kann bei der Ausführungsform nach Figur 3 der Luftkasten entfallen. Ggf. besteht ferner die Möglichkeit, an den Schwingförderer nach Figur 2 einen weiteren Schwingförderer anzuschließen, der ebenfalls mit einer Kühleinrichtung versehen wird, wobei die beiden Kühleinrichtungen durchaus unterschiedlich aufgebaut sein können.

Ansprüche

1. Feuerung mit

- einem Feuerraum (1),

- mindestens einer am unteren Ende des Feuerraums (1) angeordneten Austragvorrichtung (2) für trocke Brennkammer-Asche

- einem unterhalb der Austragvorrichtung (2) angeordneten Stetigförderer zum Aufnehmen und Abtransportieren der ausgetragenen Asche in trockenem Zustand, und

- einer Einrichtung zum Kühlen der Asche mittels Luft, wobei die Kühlluft als vorgewärmte Verbrennunsluft für den Feuerraum (1) genutzt wird,

   dadurch gekennzeichnet,

- daß der Förderer als Schwingförderer (3) ausgebildet ist und eine zur Austragvorrichtung (2) hin offene Schwingrinne (5) aufweist,

- daß die Schwingrinne (5) die Oberwand eines Luftkastens (6) bildet, der an den Feuerraum (1) angeschlossen ist, und

- daß der Boden der Schwingrinne (5) mit Düsenöffnungen (12) für den Durchtritt der Kühlluft versehen ist.

2. Feuerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingrinne (5) mit seitlichen Düsenöffnungen (13) für die Kühlluft versehen ist.

3. Feuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit Düsenöffnungen (14) für die Kühlluft versehen ist.

4. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Düsenöffnungen (12 bis 14) an ein Gebläse angeschlossen sind.

5. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Schwingrinne (5) mit Kühlrippen (9) o.dgl. versehen ist.

6. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkasten (6) an ein Gebläse angeschlossen ist.

7. Feuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse das Verbrennungsluftgebläse ist.

8. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft als vorgewärmte Verbrennungsluft in den Verbrennungsluftstrom eingeführt wird.

9. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit einem abgewinkelten Auslaß (4) versehen ist und daß der Stetigförderer unterhalb des abgewinkelten Auslasses (4) angeordnet ist.

10. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (2) mit Verschlußklappen (15) versehen ist.

Claims

1. Furnace with a combustion chamber (1), at least one discharge device (2), which is arranged at the lower end of the combustion chamber (1), for dry combustion chamber ash, a continuous conveyor, which is arranged below the discharge device (2), for receiving and transporting away the discharged ash in dry state and a device for cooling the ash by means of air, wherein the cooling air is used as preheated combustion air for the combustion chamber (1), characterised in that the conveyor is constructed as a vibratory conveyor (3) and has a vibratory channel (5) open towards the discharge device (2), that the vibratory channel (5) forms the upper wall of an airbox (6) connected with the combustion chamber (1) and that the base of the vibratory channel (5) is provided with nozzle openings (12) for passage of the cooling air.

2. Furnace according to claim 1, characterised in that the vibratory channel (5) is provided with lateral nozzle openings (13) for the cooling air.

3. Furnace according to claim 1 or 2, characterised in that the discharge device (2) is provided with nozzle openings (14) for the cooling air.

4. Furnace according to one of claims 1 to 3, characterised in that at least some of the nozzle openings (12 to 14) are connected with a fan.

5. Furnace according to one of claims 1 to 4, characterised in that the underside of the vibratory channel (5) is provided with cooling ribs (9) or the like.

6. Furnace according to one of claims 1 to 5, characterised in that the airbox (6) is connected with a fan.

7. Furnace according to claim 6, characterised in that the fan is the combustion air fan.

8. Furnace according to one of claims 1 to 7, characterised in that the cooling air is introduced into the combustion air flow as preheated combustion air.

9. Furnace according to one of claims 1 to 8, characterised in that the discharge device (2) is provided with an angled outlet (4) and that the vibratory conveyor is arranged below the angled outlet (4).

10. Furnace according to one of claims 1 to 9, characterised in that the discharge device (2) is provided with closure flaps (15).

Revendications

1. Installation de chauffe avec

- un foyer (1),

- au moins un dispositif d'évacuation (2) disposé à l'extrémité inférieure du foyer (1) pour des cendres de chambre de combustion sèches

- un convoyeur continu disposé en dessous du dispositif d'évacuation (2) pour recueillir et évacuer les cendres évacuées à l'état sec, et

- une installation de refroidissement des cendres au moyen d'air, où l'air de refroidissement est utilisé comme air de combustion préchauffé pour le foyer (1),

   caractérisé

- en ce que le convoyeur est réalisé comme convoyeur oscillant (3) et présente une goulotte oscillante (5) ouverte vers le dispositif d'évacuation (2),

- en ce que la goulotte oscillante (5) forme la paroi supérieure d'un caisson d'air (6) qui est relié au foyer (1) et

- en ce que le fond de la goulotte oscillante (5) est pourvu d'ouvertures de buses (12) pour le passage de l'air de refroidissement.

2. Installation de chauffe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte oscillante (5) est pourvue d'ouvertures de buses latérales (13) pour l'air de refroidissement.

3. Installation de chauffe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation (2) présente des ouvertures de buses (14) pour l'air de refroidissement.

4. Installation de chauffe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins quelques-unes des ouvertures de buses (12 à 14) sont reliées à une soufflerie.

5. Installation de chauffe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le côté inférieur de la goulotte oscillante (5) est pourvu de nervures de refroidissement (9) ou analogue.

6. Installation de chauffe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le caisson d'air (6) est relié à une soufflerie.

7. Installation de chauffe selon la revendication 6, caractérisé en ce que la soufflerie est la soufflerie de l'air de combustion.

8. Installation de chauffe selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'air de refroidissement est introduit comme air de combustion préchauffé dans le flux d'air de combustion.

9. Installation de chauffe selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation (2) est pourvu d'une sortie coudée (4), et en ce que le convoyeur continu est disposé en dessous de la sortie coudée (4).

10. Installation de chauffe selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation (2) est pourvu de volets de fermeture (15).

Zeichnung