Verfahren und Einrichtung zur Verfeuerung fester, stückiger Brennstoffe in Feuerungen. Die Erfindung betrifft. ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verfeuerung fester Brennstoffe in Feuerungen. Das Verfahren ermöglicht, wesentlich höhere Feuerrungslei- stungen als bisher üblich zu erzielen. Darüber hinaus wird bei diesem Verfahren auf die Aufbereitung des Brennstoffes zu Kohlen staub verzichtet. Durch die durch das Ver fahren erzielbaren hohen Rost- und Feuer raumleistungen ist es möglich, das Verfahren für grösste Leistungen von Kesseln anzuwen den, deren Abmessungen dadurch wesentlich kleiner als bisher gehalten werden können.
Die Erfindung macht teils von bekannten, teils von neuen Erkenntnissen Gebrauch, die in ihrer Verbindung die neue Wirkung er geben.
Das Verfahren zur Verfeuerung fester, stückiger Brennstoffe ist dadurch gekenn zeichnet, dass eine gegen das Ende des den Brennstoffvorschub bewirkenden Rostes zu nehmende und so starke lvnterwindzufuhr und -pressung angewendet wird, dass die in Verbrennung befindliehe Brennstoffschicht auf dem Rost pneumatisch in Bewegung gerät und brennende Brennstoffteilchen in den Feuerraum und nach dem vordern Rostende geschleudert werden, sowie dass der vorderste Teil des Rostes mit einem Gemisch aus fri schem, v orgetroeknetem Brennstoff und aus in Verbrennung befindlichen Brennstoffteil chen aus dem Feuerraum beschickt wird,
wel- ches Clemiseh durch freies Niederfallen seiner Bestandteile über die ganze Rostbreite ent steht. Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Brennstoffeinführung in den Feuerraum durch ein Förderband ist ge kennzeichnet durch die Anordnung einer Kühlrohrwand, die das annähernd in halber Höhe des Feuerraums angeordnete Band ge gen den Feuerraum hin abschirmt.
Die Feuerung nach dem neuen Verfahren ist eine Rostfeuerung in Verbindung mit einer Feuerung in der Schwebe. Hierbei wird ein Rost, der den Brennstoffvorsehub bewirkt, benutzt, vornehmlich ein Wanderrost. Derar tige Roste werden bisher nur zum kleinen Teil wirklich ausgenutzt. Der vorderste Drittel des Rostes dient. mehr der Troeknung und allmäh- liehen Durchzündung der Brennstoffschicht; der hintere Teil des Rostes ist, zur Erzielung eines guten Ausbrandes, in der Regel eben falls sehr schwach belastet. Bei den Rosten für das neue Verfahren fehlen diese schwach belasteten Abschnitte.
Nach einem bevorzugten Verfahren wird die Verbrennung in der Schwebe dadurch beschleunigt, dass sie mit hocherhitzter Luft erfolgt, während der Rost zweckmässig mit kaltem Unterwind betrieben wird. Dieses Ver fahren bietet zwei Vorzüge: Der Rost bleibt einerseits bei höchster Beanspruchung vor züglich gekühlt, anderseits kann der die Ober luft bildende Anteil der gesamten Verbren- nungsluft auf weit höhere Temperaturgrade erhitzt werden, als es bei der Vorwärmung der gesamten Luftmenge möglich wäre.
Die Verbrennung im Schwebezustand hat eine starke Anreieherung der Feuergase mit Flugkoks und Flugasche zur Folge, so dass es beispielsweise bei Kesseln mit Wanderrost zweckmässig ist, die Abscheidung des Flug- koks und der Flugasche aus den Kesselzügen und in einem nachgeschalteten Rauchgas filter vorzunehmen. Dieser Flugkoks und diese Flugasche können mittels Heissluft als Fördermittel über dem Wanderrost in Rich tung auf das vordere Rostende hin in den Feuerraum eingeblasen werden. Die Anwen dung hocherhitzter Heissluft hat bereits eine beginnende Vergasung der brennbaren Be standteile noch innerhalb der Flugbahn zur Folge.
Sie schafft daher ganz andere und wesentlich günstigere Verbrennungsbedingun gen als bei den schon bekannten einfachen Flugkoksrückführungen, bei welchen ein gro sser Teil des eingeblasenen Flugkoks noch einverbrannt auf den Rost fällt, ein meist noch grösserer, aber wiederholt mit den Rauch gasen umgewälzt werden muss.
Bei entspre chender Ausgestaltung des neuen Verfahrens werden nur die gröbsten Flugkoksbestandteile bis in den niederfallenden frischen Brenn stoff geschleudert, wodurch sie zur Vermeh rung des Gleitanteils beitragen. -Anderseits entsteht durch die Rückführung, die auch in bekannter Weise mit Rauchgas als Förder- mittel betrieben werden kann, schon eine erste Verwirbelung der Feuergase, welche die voll kommene Verbrennung einleitet.
Durch entsprechende Ausgestaltung des Verfahrens wird trotz starker Vermehrung des Anteils der Verbrennung in der Schwebe eine weitgehende Verminderung der mit den Ra-ichgasen in die Züge mitgerissenen Schwebeteile herbeigeführt. Zweckmässig wird Oberluft von verschiedenen Seiten auf einen Punkt über der Rostmitte oder tangential auf einen mehr oder weniger grossen Kreis um diesen Punkt gerichtet. Die Luftdüsen werden zweckmässig schwenkbar eingerichtet, uni die jeweils günstigste Einführung ein stellen zu können.
Die Oberluft wird zweekmässig mit ver hältnismässig hoher Geschwindigkeit und ho her Temperatur eingeblasen. Zwecks guter Aufteilung kann diese Einführung in ver schiedenen übereinanderliegenden Ebenen er folgen. Bei tangentialer Einführung erzeugt man den bei Kohlenstaubfeuerungen schon bekannten Wirbel der Feuergase, der eine starke Verlängerung des Ausbrennweges für die schwebenden Teile bewirkt.
Dadurch, dass man diese Wirbel erzeugenden Lufteinfüh rungen in verschiedenen übereinanderliegen- den Ebenen jeweils entgegengesetzt vornimmt., wird die Verwirbelung noch intensiver und der Ausbrenneffekt beträchtlich gesteigert.
Bei dem Verfahren wird zweckmässig eine nach vorn, der Rostbewegung entgegengesetzt gerichtete Oberlufteinblasung in die unter halb der Brennstoffeinführung liegende Glut rückführungszone vorgesehen und weitere Oberluft zur Verwirbelung - zentral oder tangential, wie vorstehend beschrieben darüber angewendet und dadurch eine ver hältnismässig kurze Ausbrennzone geschaffen, die eine niedrige Bauhöhe beispielsweise von Kesselanlagen bei hoher Leistung ermöglicht.
Die schon bekannte Brennstoffeinführung über die ganze Breite des Feuerraumes durch ein Redlerband, Schleppenkettenförderer oder dergleichen Förderer erfolgt zweckmässig etwa in halber Höhe des Feuerraumes. Der För derer wird gegen den Feuerraum hin mit Vor teil durch eine Kühlrohrwand abgeschirmt.
Um zum Beispiel das Band auch von -unten vor den Einwirkungen der Feuerraumstrah- lung zu schützen und Rückzünd-ingen zu ver meiden, können oberhalb des Abgabeendes des Förderbandes Mittel zur Einblasung von war mer Luft, vorgesehen sein, die über die Ein trittsstelle des Brennstoffes in den Feuerraum gelangt und deren Temperatur durch Mischen mit Kaltluft eingestellt wird. Diese warme Zweitluft fördert auch die Brennstofftrock nung und die Zündung und Verbrennung der Schwelgase, die in der vordersten Zone der Feuerung in reichem Masse frei werden.
Dieser, hauptsächlich als Schutz wirkende Zweitluftstrom, kann von dem Antrieb des Brennstoff-Förderbandes in der Art geregelt werden, dass bei einer Verminderung seiner Geschwindigkeiten, also während der Schwach- Iasten der Feuerung, die Kaltluftzuführung verstärkt, beim .Stillsetzen des Bandes die Heissluftbeimischung abgeschaltet und der Kaltluftstrom auf die zum Schutz der Brenn- stoffzuführungsapparatur nötige Menge abge drosselt wird.
Wenn die Verbrennung mit möglichst ge ringem Luftübersehuss durchgeführt wird, wird im Feuerraum eine relativ hohe Tempe ratur erreicht, so dass die Asche grösstenteils flüssig wird und auf dem hintersten Teil des Rostes als schwerer Bestandteil mehr oder weniger granuliert, während die koksartigen, unausgebrannten Teile, vom Luftstrom ange hoben, in den Feuerraum geschleudert wer den. Es erfolgt dadurch die bekannte selbst tätige Aassichtung des Brennbaren vom Un- verbrennliehen. Bei diesem Verfahren mass der grösste Teil der Verbrennungsrückstände vom Rost. ausgetragen werden.
Zur Sicher stellung eines unter allen Umständen v oll- kommenen Aasbrandes kann man die Rost rückstände über einen Abstreifer in einen Ausbrennsehacht hinter dem Rost führen.
Bei manchen Brennstoffen kann die an sich bekannte, nach rückwärts ansteigende Neigung des Rostes vorteilhaft sein.
An Hand der Zeichnung wird im nach folgenden ein Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemässen Feuerungsverfahrens erläu tert.
Als Feuerungsrost wurde für das Beispiel ein Zonenwanderrost gewählt.
Die Fig. 1 zeigt eine Kesselanlage im Längsschnitt.
Die Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie A-B der Fig. 1 durch den Feuerraum ober halb der Flugkoksrückführung und Zweitluft zuführung.
Die Fig. 3 und 4 sind Querschnitte nach den Linien C-D und E-F der Fig.1 in der Ausbrandzone der Schwebefeuerung.
Der Wanderrost a benötigt beim vorliegen- den Beispiel des Feuerungsverfahrens nur drei Zonen, eine vordere, um die intensive ; Verbrennung vorn auf dem Rost in Gang zu setzen, eine mittlere Häuptverbrennungs- zone und eine verhältnismässig kurze hintere Trennzone, auf welcher die noch unverbrann- ten Brennstoffteile von den ausgebrannten ; Schlacken getrennt in den Feuerraum ge schleudert werden. Die diesen Zonen zugeord neten Luftkanäle sind mit b, c und d bezeich net. Unterteilungen dieser Zonen sind möglich, aber nicht unbedingt erforderlich.
Der Rost , ist, durch den Wegfall der bisher üblichen vordern Trocken- und Entzündungszone und der rüek-#värtigeii Ausbrandzone wesentlich kürzer, so dass eine besondere Führung des rückkehrenden Trams e des Rostbandes ent- d behrlich ist und der freie Durchgang eine besondere Rostspannvorrichtung unnötig macht. Dadurch gewinnt der Rost wesentlich an Betriebssicherheit. Am Rostende wird zweckmässig ein Abstreifer f vorgesehen, der, den Abschluss des Rostes erleichtert.
Es ist auch noch ein Ausbrennschacht g vorhanden, der bei Verfeuerung besonders aschereicher Brennstoffe vorteilhaft ist., weil es bei solchen Brennstoffen vorkommen kann, dass Koksteile ausgebrannten Schlacken anhaften und mit diesen unausgenützt verlorengehen könnten. Ein solcher Schacht g könnte indessen auch fehlen.
Die Beschickung des Rostes erfolgt durch ein Förderband h., das zweckmässig in halber Höhe des Feuerraumes angeordnet ist. Seit lieh gegen den Feuerraum hin ist das Förder band oder die Beschickungsvorrichtung durch eine Kühlrohrwand i abgeschirmt. i Der Feuerraum ist ringsherum mit Kühl rohrsystemen des Kessels ausgekleidet.
Der in den Zügen des Kessels an den Um lenkstellen der Rauchgase bei m und im R.auehgasfilter n bei o ausfallende Flugkoks, und die Flugasche werden in bekannter Weise durch injektorartig wirkende Düsen, von denen einige bei o mit dem Buchstaben p an gedeutet sind (vgl.
Fig. 1), durch einen För- derluftstrom aus der Heissluftleitung erfasst und durch die Rohrleitung q zii den Düsen 1 befördert, die sich im untern Teil der Feuer- raiunrückwand k befinden und durch die der Flugkoks und die Flugasche gegen das Rost- beschiekungsende hin eingeblasen werden.
In der Feuerraumrüekwand sind oberhalb der Flugasehenrüekführung die Zweitluft düsen r angeordnet, die ebenfalls nach dem Rostbeschickungsende gerichtet sind und mit hocherhitzter Luft betrieben werden.
Weiter oberhalb dieser Zweitlufteinfüh- rLmg sind eine oder, wie gezeigt, mehrere über einanderliegende Gruppen von Drittluftzu- iührungen si_, <I>32,</I> s3, s (Fig. 3), t1, t2, t3, ti (Fig. 4) und u1, n2, icp, ic.l vorgesehen, die, abweichend von der Darstellung,
von verschie denen Seiten - am besten von den Ecken des Feuerraumes aus -, zum Beispiel auf einen Punkt, nämlich den Schnittpunkt der Verti kalachse des Feuerraumes mit der Einblas- ebene, gerichtet sein können. Die Drittluft düsen, die ebenfalls mit hocherhitzter Luft betrieben werden, sind zweckmässig in den horizontalen Einblasebenen schwenkbar ein gerichtet.
Man kann auf diese Weise die Richtung der Drittluftstrahlen auch tangen- tial auf einen mehr oder weniger grossen Kreis um die Feuerraumachse einstellen und da durch den bekannten Drall der Feuergase er zeugen. Es können hierbei die Einstellungen derart vorgenommen werden, dass die tangen- tiale Strömungsrichtung der Dritthiftstrahlen in den übereinanderliegenden Ebenen ab wechselnd entgegengesetzt gerichtet ist.
Lm von unten her durch die Beschickungs öffnung den Einfluss der Feuerraumstrah- lung auf die Beschickungsapparatur auszu schalten und auch Brennstoffrückzündungen gegen den Bunker zu vermeiden, wird eine von oben nach unten gerichtete Luftströmung aus Düsen v hinter der Rohrwand i erzeugt. Diese Schutzluft darf, wenn auch nicht auf die Höchsttemperatur, so doch vorgewärmt sein. Die Temperatur kann um so höher sein, je gasärmer der verfeuerte Brennstoff ist.
Die Temperaturanpassung dieses im nachfol genden Viertluftstrom genannten Luftstro mes erfolgt durch Zumischung von Kaltluft zu dem vom Lufterhitzer kommenden Heiss luftstrom.
Solange das Band oder die Beschickungs vorrichtung läuft, kann ohne 'Schaden für die Konstruktion die für den Brennstoff höchst zugelassene Temperatur der Schutzluft aufrechterhalten werden. Erst bei einer stär keren Drosselung der Brennstoffzufuhr wird die Schutzlufttemperatur in Abhängigkeit von der Bandgeschwindigkeit herabgesetzt. Dies kann in einfacher Weise durch die Einwir kung eines von der Bandgeschwindigkeit ab hängigen Regelorganes auf die Drosselklappen in der Heiss- und Kaltluftleitung erfolgen.
Bei völliger Unterbrechung der Brenn stoffbeschickung wird automatisch die Heiss luftzufuhr ganz abgeschaltet und gleichzeitig die Luftmenge auf einen minimalen Wert ab gedrosselt.
Der Betrieb und die Wirkungsweise der v orbeschriebenen Kessel- und Feuerungsan- lage gestaltet sich wie folgt: Der Rost wird zur Inbetriebnahme des Kessels mit Zündmaterial besehiekt, oder es werden für diesen Zweck vorgesehene Gas- oder ölzündbrenner angestellt, die den von der Beschickungsvorrichtung auf dem vor- dern Rostende aufgegebenen Brennstoff ent zünden,
so da.ss nach dem Anlaufen des Rostes die Bedeckung der beiden vordern Rostab schnitte mit einer brennenden Kohlensehiclit erreicht wird. Jetzt wird der Unterwind in dem mittleren Abschnitt so stark gesteigert, dass die pneumatische Sehürung einsetzt. So bald auch der hintere Rost.abselmitt bedeckt ist, wird die Druckluft auf diesem langsam weiter verstärkt, gleichzeitig die Flugasehen- riiekführung und die Zweitluftzuführung, bald danach auch die Dritt- und Viertluft zuführungen eingeschaltet.
Durch die Steigerung der Luftzuführung und -pressung auf den drei Rostabschnitten von vorn nach hinten entsteht die schon be kannte, aber unter diesen Betriebsverhältnis sen noch sehr gesteigerte Wirkung des Fun ken- bzw. Glut-Kornfluges von hinten nach vorn, eine V4'irkung, die noch bedeutend ver stärkt wird durch den Einfluss der Flugstaub- rückführung und der gleichgerichteten Zweit- lufteinblasiuig. I:
s werden daher von diesem Zeitpunkt ab auf dem vordern Rostende gleichzeitig mit dem frischen Brennstoff Glutteile frei niederfallen und der Rost über seine ganze Breite mit einem Frisclikohleil- Glutgeiniseh beschickt.- Dieses Genfisch wird so von unten angeblasen, dass es sofort zu lebhafter Verbrennung, die also bei diesem Verfahren schon am vordersten Rostende ein setzt, kommt, wobei die Kohlenschicht, auf dein ersten Rostabschnitt imhend, brennt.
Unter dem Einfluss der sehr hoch erhitz ten Luft von etwa 350 bis 450 C kommt es in der untern Verbrennungszone der Schwebe feuerung zu überaus lebhafter Verbrennung auf deni Rost und in der Schwebe. Leichtere Brennstoffteile, die in die obere Ausbrand- zone der Schwebefeuerung mitgerissen sind, werden durch die Drittluft auf dem durch die Lufteinführung erzeugten sehr langen Ausbrennweg weitgehend verbrannt.
Dadurch, dass der Rost mit Kaltluft betrieben wird und dass finit viel höheren Unterwindpressun- gen als bisher gearbeitet wird, unterliegt er kaum irgendwelcher Abnutzung. Auch der Rostdurchfall ist praktisch ausgeschaltet.
Schon im freien Fall wird der frische Brennstoff unter der Einwirkung der sehr hohen Feuerraumtemperatur-Strahlung ge trocknet und teilweise entgast. Die Schwel- gase werden durch den Viertluftstrom, der zum Schutz der Beschickungsvorrichtung von oben her eingeführt wird, verbrannt. Dieser Viertluftstrom hat aber auch noch eine wei tere Wirkung, er verhindert, dass staubför- mige Teile im Brennstoff sofort nach dem Eintritt in den Feuerraum durch den leb haften Auftrieb der Gase nach oben abgetrie ben werden und in den Einfluss der obern Feuerraumzone gelangen, wo sie nicht zur Verbrennung auf dem Rost beitragen können.
Durch die Viertluft vollzieht sieh diese Staub verbrennung unmittelbar über dein vorder sten Rostende und nahe der frischen Brenn stoff-Glut.seliicht auf dem Rost. Sie trägt hier also zu einer weiteren Steigerung der Rost leistung bei. Die Leistungen der Kessel und Feuerun gen, die in der beschriebenen Ausführung ge baut und nach dem beschriebenen Verfahren betrieben werden, sind beträchtlich höher als die der bekannten Kessel mit Rost- und Koh- lenstaubfeuerungen. Die Feuerräume können viel niedriger sein, wodurch sich auch die Kessel nicht so hoch bauen und die Gesamt kosten für Kesselanlagen, nicht zuletzt auch bedingt durch Kesselhäuser mit niedriger Bauhöhe, wesentlich billiger stellen.
Dies wird veranschaulicht durch die strichpunktierte Linie w (Fig.1), die den Mindestraumbedarf eines Kessels gleicher Leistung, jedoch be kannter Bauart in der Tiefe wiedergibt, wäh rend der Kessel mit erfindungsgemässer Ein- rieht.ung nur die halbe Höhe der bekannten Kessel aufzuweisen braucht. Trotz der An wendung bedeutend höherer Luftpressung und höherer Rauchgasgeschwindigkeiten, die einen stärkeren Zugverlust verursachen, ge staltet sich der Betrieb im ganzen viel wirt schaftlicher.
Der hohe Energieaufwand für die Bremistoffvermahlung bei Kohlenstaub- feuerungen und der llühlenverschleiss fehlen. Nur sehr grobstückige Kohlen müssen vorge- broehen werden, sonst können die Brenn stoffe verfeuert werden, wie sie sind, feucht oder trocken. Die bei Rostfeuerungen meist notwendige Anfeuchtung zu trockener Koh len ist nicht erforderlich; der dann unver meidliche Wärmeverlust durch Verdampfung des zugeführten Wassers tritt nicht ein. Einem Verschleiss ist weder der von Wasser rohren bedeckte Feuerraum, noch der unter günstigen Bedingungen arbeitende Rost un terworfen.
Vorzüglicher Ausbrand der Gase bei sehr geringem Luftüberschuss und nied riger Aschfallverlust ergeben einen sehr hohen Wirkungsgrad. Die vollkommene Verbrennung bei höchsten Temperaturen verändert die Flugasche in günstiger Weise, so dass in Ver bindung mit, der Flugaselienrüekführung und bei den hohen Gasgeschwindigkeiten die ge- füreht.eten äussern Verschmutzungen der Nachheizflächen nicht eintreten können und sehr lange Dauerbetriebszeiten der Kessel er möglicht werden.
Method and device for the combustion of solid, lumpy fuels in furnaces. The invention relates to. a method and a device for the combustion of solid fuels in furnaces. The process makes it possible to achieve significantly higher firing capacities than has previously been the case. In addition, this process does not require the fuel to be processed into coal dust. Due to the high grate and fire room performance achievable by the process, it is possible to use the method for the greatest performance of boilers, the dimensions of which can be kept much smaller than before.
The invention makes use partly of known, partly of new knowledge, which in their connection he gives the new effect.
The method for burning solid, lumpy fuels is characterized in that an underwind supply and pressure is applied towards the end of the grate that causes the fuel advance and is so strong that the fuel layer on the grate that is being burned is pneumatically set in motion and burns Fuel particles are thrown into the combustion chamber and towards the front end of the grate, and that the foremost part of the grate is charged with a mixture of fresh, pre-dried fuel and combustible fuel particles from the combustion chamber,
which Clemiseh is created by the free fall of its components over the entire width of the grate. The device for carrying out the method with fuel introduction into the furnace by a conveyor belt is characterized by the arrangement of a cooling tube wall, which shields the tape arranged approximately halfway up the furnace from the furnace.
The furnace according to the new method is a grate furnace in connection with a furnace in suspension. Here, a grate is used that provides the fuel supply, primarily a traveling grate. Such grids have so far only really been used to a small extent. The front third of the grate is used. more of the drying and gradual ignition of the fuel layer; the rear part of the grate is usually also very lightly loaded in order to achieve good burnout. These lightly loaded sections are missing from the grids for the new process.
According to a preferred method, the combustion in suspension is accelerated in that it takes place with highly heated air, while the grate is expediently operated with a cold underwind. This process offers two advantages: on the one hand, the grate remains quickly cooled in the event of maximum stress, and on the other hand, the proportion of the total combustion air forming the upper air can be heated to a much higher temperature than would be possible if the entire volume of air was preheated.
Combustion in suspension results in a strong concentration of flue gases with fly coke and fly ash, so that, for example, in boilers with a traveling grate, it is advisable to separate the fly coke and fly ash from the boiler flues and in a downstream flue gas filter. This fly coke and fly ash can be blown into the furnace by means of hot air as a conveying means over the traveling grate in the direction of the front end of the grate. The application of highly heated hot air already results in the incipient gasification of the combustible components within the trajectory.
It therefore creates completely different and significantly more favorable combustion conditions than with the already known simple flycoke recirculations, in which a large part of the blown flycoke falls on the grate while still being burnt in, while a mostly larger part has to be circulated repeatedly with the flue gases.
With the appropriate design of the new process, only the coarsest flycoke components are thrown into the falling fresh fuel, thereby contributing to the increase in the sliding proportion. On the other hand, the recirculation, which can also be operated in a known manner with flue gas as the conveying medium, already creates an initial swirling of the fire gases, which initiates complete combustion.
With a corresponding design of the method, despite a strong increase in the proportion of incineration in suspension, a substantial reduction in the suspended particles entrained with the air gases in the flues is brought about. Appropriately, upper air is directed from different sides to a point above the center of the grate or tangentially to a more or less large circle around this point. The air nozzles are expediently set up so that they can be pivoted so that the most favorable introduction can be made.
The upper air is blown in twice at a relatively high speed and a high temperature. For the sake of a good breakdown, this introduction can take place in different superimposed levels. In the case of tangential introduction, the vortex of the fire gases, which is already known from pulverized coal firing, is generated, which causes a strong lengthening of the burnout path for the floating parts.
By introducing these vortex-generating air intakes in different superimposed planes in opposite directions, the vortex is even more intense and the burnout effect is increased considerably.
In the process, a forward, the grate movement in the opposite direction to the top air injection is provided in the embers recirculation zone below half of the fuel inlet and further top air for swirling - applied centrally or tangentially, as described above, and thus a relatively short burnout zone created, the one low overall height, for example, of boiler systems with high output.
The well-known introduction of fuel over the entire width of the furnace by means of a redler belt, drag chain conveyor or the like conveyor is expediently carried out approximately halfway up the furnace. The sponsors are shielded from the furnace with part before by a cooling pipe wall.
In order, for example, to protect the belt from below from the effects of furnace radiation and to avoid backfiring, means for blowing in warm air can be provided above the discharge end of the conveyor belt, through the point where the fuel enters enters the furnace and its temperature is adjusted by mixing with cold air. This warm secondary air also promotes the drying of the fuel and the ignition and combustion of the carbonisation gases, which are released in abundance in the foremost zone of the furnace.
This secondary air flow, which mainly acts as a protective device, can be regulated by the drive of the fuel conveyor belt in such a way that when its speed is reduced, i.e. during the low loads of the furnace, the cold air supply is increased and the hot air admixture is switched off when the belt is stopped and the cold air flow is throttled to the amount required to protect the fuel supply apparatus.
If the combustion is carried out with as little excess air as possible, a relatively high temperature is reached in the combustion chamber, so that the ash is largely liquid and more or less granulated as a heavy component on the rearmost part of the grate, while the coke-like, unburnt parts, lifted by the air stream and thrown into the combustion chamber. This results in the well-known, self-acting sorting of the combustible from the non-combustible. With this method, most of the combustion residues were removed from the grate. be carried out.
To ensure that the carrion burns completely under all circumstances, the grate residues can be fed into a burnout shaft behind the grate using a scraper.
With some fuels, the backward inclination of the grate, known per se, can be advantageous.
With reference to the drawing, an embodiment of the inven tion according to the firing method is tert erläu below.
A zone grate was chosen as the furnace grate for the example.
Fig. 1 shows a boiler system in longitudinal section.
Fig. 2 is a cross section along line A-B of Fig. 1 through the furnace above half of the flycoke recirculation and supply of secondary air.
3 and 4 are cross-sections along the lines C-D and E-F of FIG. 1 in the burnout zone of the floating furnace.
In the present example of the firing process, the traveling grate a only requires three zones, a front one around the intensive one; To start combustion on the grate at the front, a middle main combustion zone and a relatively short rear separation zone on which the still unburned fuel from the burned out; Slag are thrown separately into the combustion chamber. The air ducts assigned to these zones are denoted by b, c and d. Subdivisions of these zones are possible, but not absolutely necessary.
The grate is much shorter due to the elimination of the previously usual front drying and ignition zone and the backward burnout zone, so that a special guidance of the returning tram e of the grate belt is necessary and the free passage a special grate clamping device is unnecessary power. This increases the operational reliability of the grate significantly. A scraper f is expediently provided at the end of the grate, which makes it easier to close the grate.
There is also a burn-out shaft g, which is advantageous when burning particularly ash-rich fuels, because with such fuels it can happen that coke parts stick to burnt-out slag and could be lost with them unused. Such a shaft g could, however, also be missing.
The grate is charged by a conveyor belt h., Which is conveniently located halfway up the furnace. Since borrowed against the furnace, the conveyor belt or the charging device is shielded by a cooling pipe wall i. i The furnace is lined all around with the boiler's cooling pipe systems.
The flue coke that precipitates in the flues of the boiler at the deflection points of the flue gases at m and in the flue gas filter n at o, and the fly ash are in a known manner through injector-like nozzles, some of which are indicated at o with the letter p ( see.
Fig. 1), captured by a conveying air stream from the hot air line and conveyed through the pipe q zii to the nozzles 1, which are located in the lower part of the rear wall k of the fire rai and through which the fly coke and fly ash are directed towards the grate discharge end be blown in.
In the rear wall of the combustion chamber, the secondary air nozzles are arranged above the air duct, which are also directed towards the end of the grate loading and are operated with highly heated air.
Further above this second air inlet are one or, as shown, several superimposed groups of third air inlets si_, <I> 32, </I> s3, s (FIG. 3), t1, t2, t3, ti (FIG . 4) and u1, n2, icp, ic.l provided, which, deviating from the representation,
can be directed from different sides - ideally from the corners of the combustion chamber - for example to one point, namely the intersection of the vertical axis of the combustion chamber with the injection plane. The third air nozzles, which are also operated with highly heated air, are conveniently directed pivotably in the horizontal injection levels.
In this way, the direction of the third air jets can also be set tangentially to a more or less large circle around the axis of the combustion chamber and then generated by the known swirl of the fire gases. The settings can be made in such a way that the tangential direction of flow of the third shift jets is directed alternately in opposite directions in the planes lying one above the other.
To switch off the influence of the furnace radiation on the charging apparatus through the charging opening from below and also to avoid fuel re-ignition against the bunker, an air flow directed from top to bottom is generated from nozzles v behind the pipe wall i. This protective air may be preheated, even if not to the maximum temperature. The temperature can be higher, the lower the gas content of the fuel being burned.
The temperature adjustment of this air flow mentioned in the following fourth air flow takes place by adding cold air to the hot air flow coming from the air heater.
As long as the belt or the charging device is running, the maximum permissible temperature of the protective air for the fuel can be maintained without damage to the construction. Only when the fuel supply is throttled more strongly is the protective air temperature reduced as a function of the belt speed. This can be done in a simple manner by the effect of a control element, which is dependent on the belt speed, on the throttle valves in the hot and cold air lines.
If the fuel supply is completely interrupted, the hot air supply is automatically switched off completely and at the same time the air volume is throttled to a minimum value.
The operation and mode of operation of the boiler and furnace system described above is as follows: The grate is covered with ignition material to put the boiler into operation, or gas or oil ignition burners provided for this purpose are turned on, which control the fire from the charging device on the ignite abandoned fuel at the end of the grate,
so that after the grate has started up, the two front grate sections are covered with a burning coal layer. Now the downwind in the middle section is increased so much that pneumatic vision begins. As soon as the rear grate is covered, the compressed air on it is slowly further increased, at the same time the air duct and the secondary air supply, and soon afterwards the third and fourth air supplies are switched on.
By increasing the air supply and pressure on the three grate sections from front to back, the already known, but under these operating conditions still very increased effect of the flying of sparks or embers from back to front, a V4'ffect, This is further intensified by the influence of the return of airborne dust and the rectified secondary air injection. I:
From this point onwards, embers will fall freely on the front end of the grate at the same time as the fresh fuel and the grate will be charged with a Frisclikohleil-Glutgeiniseh over its entire width So with this method already at the foremost end of the grate, comes, whereby the coal layer, imhend on your first grate section, burns.
Under the influence of the very highly heated air of around 350 to 450 C, extremely lively combustion occurs on the grate and in the suspension in the lower combustion zone of the floating furnace. Lighter pieces of fuel that have been carried away into the upper burnout zone of the floating furnace are largely burned by the third air on the very long burnout path created by the air inlet.
The fact that the grate is operated with cold air and that finitely much higher underwind pressures than before, it is hardly subject to any wear. The rust diarrhea is also practically eliminated.
Even in free fall, the fresh fuel is dried and partially degassed under the effect of the very high furnace temperature radiation. The smoldering gases are burned by the fourth air flow, which is introduced from above to protect the charging device. This fourth air flow also has a further effect: it prevents dust-like parts in the fuel from being carried upwards by the lively lift of the gases immediately after entering the combustion chamber and reaching the upper combustion chamber zone they cannot contribute to the burning on the grate.
The fourth air means that the dust is burned directly above the frontmost end of the grate and near the fresh embers of the fuel. It therefore contributes to a further increase in the grate output. The performance of the boilers and furnaces, which are built in the design described and operated according to the method described, are considerably higher than those of the known boilers with grate and pulverized coal furnaces. The combustion chambers can be much lower, which means that the boilers are not so high and the total costs for boiler systems are much cheaper, not least due to boiler houses with a low construction height.
This is illustrated by the dash-dotted line w (Fig. 1), which shows the minimum space requirement of a boiler of the same power, but of a known design in depth, while the boiler with the inventive device only has half the height of the known boiler needs. Despite the use of significantly higher air pressure and higher flue gas velocities, which cause greater draft loss, operation is, on the whole, much more economical.
The high energy consumption for grinding the fuel in coal dust firing and the mill wear are absent. Only very coarse coals have to be pre-crumbled, otherwise the fuels can be burned as they are, moist or dry. The moistening to dry Koh len, which is usually necessary for grate firing, is not necessary; the then unavoidable loss of heat through evaporation of the supplied water does not occur. Neither the furnace, which is covered by water pipes, nor the grate, which works under favorable conditions, is subject to wear and tear.
Excellent burnout of the gases with a very low excess of air and low ash loss result in a very high level of efficiency. The complete combustion at the highest temperatures changes the fly ash in a favorable way, so that in connection with the fly ash return and at the high gas velocities, the external contamination of the after-heating surfaces cannot occur and very long continuous operating times of the boiler are made possible.