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Grossfeuerungsanlage mit zonenweiser Unterwindzuführung Die Erfindung betrifft eine Grossfeuerungsanlage mit Vorrichtung zur Regelung der zonenweisen Unterwindzuführung mittels die Regelschieber oder -Klappen der einzelnen Luftdurchtrittsöffnungen bewegender Regelgestänge.
Auf bekannte Weise werden die Regelgestänge zu den Unterwindzonen des Rostes von einem gemeinsamen Verstelltriebwerk mit jeweils mehrere Unterwindzonen gemeinsam erfassenden Regelgestängen betätigt, wobei alle Regelgestänge die gleiche Bewegung ausführen, unabhängig davon, ob es sich um einen Antrieb durch Schubgetriebe und schieberartige wirkenden, mit dem Regelgestänge verbundenen Drosselflächen oder um Kurbelgetriebe mit z. B. mehreren, mit einer Regel- Schubstange verbundenen Drosselklappen handelt.
Auf bewährte Weise geben hierbei die durch die Regelgestänge betätigten Schieber oder Drosselkappen beim Längsbewegen der Regelgestänge einen in Verstellweg- Durchfluss-Kennlinien-Form begrenzten Luftdurchfluss frei. Dieser Stand der Technik ist aus der deutschen Patentschrift 919188 ersichtlich.
Obwohl hierdurch schon weitgehend eine Anpassung an den in jeder Zone pro Zeiteinheit unterschiedlichen Luftbedarf erzielt erden kann, hat sich das Problem ergeben, bei mit stark schwankendem Heizwert des Brennstoffes, insbesondere Grosstadt- oder Industriemüll, betriebenen Heiz- oder Wärmekraftanlagen ausser den bisher erreichten Vorteilen noch einen weiteren zu erzielen, nämlich ohne korrigierende Eingriffe von Hand eine zeitlich möglichst konstante Wärme aus der auf dem Feuerungsrost aufliegenden Brennstoffmasse zu entbinden und zwar bei allen vorkommenden Belastungsgraden der Anlage, also nicht etwa nur bei Vollast oder einer der Vollast nahen Belastung, sondern beispielsweise schon bei Halblast.
Die einzelnen Unterwindzonen der bekannten Feuerungen haben selbst bei unter sich gleichen Abmessungen einen sehr ungleichen Anteil an der Wärmeleistung. Beispielsweise trägt bei den Feuerungsbau- arten, die eine Vortrockenstrecke für die Brennschicht benötigen, die Vortrockenzone selbst nur sehr wenig zur Wärmeentbindung bei, weil die Reaktionsfreudigkeit der frisch eingebrachten, feuchten Müllmasse mit dem Sauerstoff der Luft noch gering ist.
Die darauffolgende Zone der Durchzündung der Brennschicht steuert dagegen bereits einen erheblich grösseren Beitrag und die weiter folgende Zone des völligen Durchbrennens der Schicht bereits einen sehr grossen, unter Umständen sogar den Hauptanteil an der Gesamtleistung bei. In den anschliessenden Zonen des Schichtabbrandes sowie des Schlackenausbrandes ist der Beitrag an Wärmeleistung infolge des nur noch geringen Restgehaltes an reaktionsfreudigen flüchtigen Bestandteilen wieder entsprechend gering.
Aus der Tatsache der im allgemeinen sehr ungleichen Reaktionsgeschwindigkeit aufeinanderfolgender Bereiche von Feuerungsrosten ergibt sich, dass die brennaktivsten Zonen bei Veränderung ihrer Luftbe- aufschlagung auch die schnellste Veränderung der Wärmeentbindung ermöglichen.
Es war also die Aufgabe zu lösen, einen momentanen Mangel oder ein momentanes Zuviel an Feuerleistung nicht, wie im allgemeinen üblich, durch generelle Verstellung des Unterwindzuführungsdruckes oder gemeinsame Verstellung aller Zonenklappen, sondern durch spezifische Beeinflussung der erwähnten sensiblen Zonen auszugleichen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Grossfeue- rungsanlage der eingangs erwähnten Art dadurch, dass die Regelgestänge mehrerer Unterwindzonen an einem im wesentlichen quer bzw. im Winkel zur Regelgestän- ge-Längsbewegung verlaufenden Verstelljoch angelenkt sind, dessen Verstell-Bewegung in Richtung der Regelgestänge-Längsbewegung durch mit gesonderten Antriebseinrichtungen versehene Führungsmittel bewirkt ist.
Durch die hiermit ermöglichte Regelung mit Beeinflussung bestimmter Unterwindzonen lässt sich auch bei starken Heizwertschwankungen der Anteil der programmgerecht erzeugbaren elektrischen Arbeit erheb-
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lich steigern und damit die Wirtschaftlichkeit von auf schwankender Brennstoffbasis, wie Müll oder ähnlichen minderwertigen Brennstoffen, arbeitenden Feue- rungsanlagen wesentlich verbessern.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand zweier möglicher Ausführungsformen beschrieben und in schematischer Weise zeichnerisch dargestellt. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein die Regelvorrichtung aufnehmendes Gehäuse, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Regelvorrichtung nach Fig. 1, Fig.3 ein Schema eines Antriebes der Regelvorrichtung.
Im Regelgehäuse 1 sind beispielsweise Verstellspin- deln 4 gelagert, welche die Enden 7 eines Verstelljo- ches 3 aufnehmen, an dem entsprechend der Anzahl der Unterwindzonen, im Ausführungsbeispiel gemäss Fig.1 sieben, Regelgestänge 2 angelenkt sind. Jedes der Regelgestänge erstreckt sich bis zu einer Unter- wind-Durchströmöffnung, die von einer Kurvenlienie 6 begrenzt ist, die der Verstellweg-Durchfluss-Kennlinie der betreffenden Unterwindzone entspricht.
Bei Längsbewegung der Regelgestänge 2 wird die jeweils genau erforderliche Luftmenge durch den Schieber 5 zur betreffenden Rostzone durchgelassen. Die Erfindung erstreckt sich auch auf solche Unterwindzuführungen, bei denen das Prinzip der Begrenzung durch die Verstellweg- Durchfluss-Kennlinie nicht angewendet wird.
Der Einfachheit halber sind in der schematischen Darstellung der Zeichnungen die Regelgestänge 2 z. T. lediglich durch ihre Mittellinie angedeutet. Die Verstelleinheit, nämlich das Verstelljoch 3, ist so ausgebildet, dass in der Nachbarschaft der Ableitung der Regelgestänge 2 für die sogenanten sensiblen Zonen, bei normalen Feuerungen die mittleren beiden von z.
B. insgesamt sechs Zonen, der Verstellantrieb über die angetriebenen Spindeln in solcher Weise eingeleitet wird, dass die mittleren Zonen relativ zu den äussern Zonen grössere Verstellwege und diese gegebenenfalls auch noch mit grösserer Geschwindigkeit durchlaufen, vgl. 4a, Fig.2. Bei Feuerungs-Sonderbauarten wie beispielsweise Rückschubrosten, bei welchen die Feuerleistung schon von der ersten und zweiten Zone ab sehr stark ist und anschliessend nach hinten zu progressiv abfällt, erfolgt die Verstellung zwecks sensibler Leistungsbeeinflussung bevorzugt seitlich vom ersten Zonenregelgestänge aus (Fig. 1).
Die bei Regeleingriffen erforderlichen, ungleich grossen, aber dennoch relativ zueinander stetig zu- bzw. abnehmenden Verschiebewege der zu den sensiblen Feuerzonen führenden Regelgestänge bedingen kinematisch eine mehr oder weniger grosse Schiefstel- lung des Verstelljoches 3. Eine beliebige andere Lage des Verstelljoches 3 ist in Fig. 1 durch die Linie 3' angedeutet.
Durch die stetige Veränderung der relativen Stellung benachbarter Gestänge im Regelungsfall lässt sich mit Sicherheit erreichen, dass selbst bei brüsken Änderungen der Luftzuführung zu den sensiblen Zonen keine unerwünschten Auswirkungen auf die anderen Rostzonen erfolgen, wie beispielsweise bei den üblichen Rostbauarten etwa ein Ausblasen des kaum erst in Bildung befindlichen Zündfeuers am Rostanfang bei schneller Erhöhung der Luftzufuhr, und umgekehrt die Gefahr des Schlackenflusses in den Ausbrennzonen bei niedrigem Schmelzpunkt der Schlackenbildner.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist eines der auf Spindeln 4 bewegbaren Enden 7 des Ver- stelljoches 3 mit einem Gelenk 8, das andere mit einer Langlochführung 9 versehen, damit der erforderliche Freiheitsgrad für die jeweilige Schräglage des Verstell- joches vorhanden ist. Die Verbindung zwischen dem Verstelljoch 3 und seinen Enden (Laufmuttern 7) kann auch umgekehrt erfolgen, d. h. das Gelenk 8 kann auf der entgegengesetzten Seite und das Führungslangloch auf der anderen, z. B. langsamere (Schleich-) Bewegungen ausführenden Seite des Verstelljoches 3 angeordnet sein.
Ferner kann auch eine (nicht gezeichnete) Ausführungsform angewendet werden, bei der das Verstelljoch aus zwei teleskopartigen ineinander geführten Zeilen mit je einem Gelenk 8 am Ende besteht.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher eine besonders schnelle Veränderung der Luftzufuhr in den mittleren Zonen möglich ist. Zu diesem Zweck wird das Verstelljoch in beispielsweise (oder mehrere), durch Gelenke 10, 11 miteinander verbundene und im Bereiche dieser Gelenkverbindung auf einer angetriebenen, mittleren Spindel 4a geführte Teile 3a und 3b unterteilt.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können die den erwähnten sensiblen Zonenbereich bzw. den oder die unsensiblen Zonenbereiche verstellenden Spindeln 4 einer Verstelleinheit 1 je über einen getrennten Antrieb 12, 13 verstellt werden. Dies ist u. a. dann zweckmässig wenn zeitweilig nach vorübergehendem starken Ausschwenken aus der Horizontalstellung des Verstelljo- ches 3 ein in seiner Geschwindigkeit regelbares Wiedereinpendeln in die Normalstellung gewünscht wird.
Der Antrieb der Zwischenwellen 12 und 13 kann beispielweise durch einen Getriebemotor 15 und ein Variator-Getriebe 16 erfolgen, wobei letzteres mit einem Steuermotor 17 in Verbindung steht, dem ein Zeitglied 18 für einstellbare Steuerverzögerung vorgeschaltet ist. Die Zwischenwelle 12 überträgt ihre Drehbewegung auf den schematisch angedeuteten Abtrieb 19 der Spindel 4. Dasselbe gilt sinngemäss für die mit anderer Drehzahl angetriebene Welle 13. Bei der Ausführung nach Fig.2 kann beispielsweise die mittlere Verstellspindel 4a von der Zwischenwelle 12 durch den Antrieb 20 angetrieben sein und der Antrieb 19a der seitlichen Spindeln 4 kann mit je gleicher Drehzahl über die Welle 13 erfolgen.
Bei dieser Ausführungsform sind jedoch weitere Antriebs-Variationen möglich.
Die Verstellspindeln jeder Windregelungseinheit können auch über eine gemeinsame, als hydraulisches oder elektromechanisches Differential-Getriebe ausgebildete Antriebseinheit bewegt werden, die über ihren Regeleingriff einen im allgemeinen gleichsinnigen, aber in der Geschwindigkeit unterschiedlichen Hubweg der zusammenarbeitenden Spindeln ermöglicht.
Die Jochbeeinflussung kann durch Fernverstellung des Regeleingriffs und Rückmeldung der beiden Spin- delstellungen bzw. ihrer Hubweg-Differenz erfolgen.
Wenn mehrere Unterwind-Verstelleinheiten 1 an der gleichen Feuerung bzw. in der gleichen Anlage an verschiedenen, parallel betriebenen Feuerungen zusammenarbeiten, kann das Differentialgetriebe auf zwei unter oder neben den Verstelleinheiten herlaufende Verstellwellen arbeiten und die in jede Verstelleinheit einzuleitende Verstellbewegung von diesen Wellen über Zahnräder oder Kettentriebe od. dgl. abgeleitet werden.
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Es können auch sogenannte, an sich bekannte elektrische Wellen zum Antrieb der Verstellspindeln Verwendung finden.
In jedem Antrieb kann eine mechanisch oder magnetisch wirkende überlastkupplung eingebaut sein. Ferner kann in jedem Regelgestänge 2 eine spannschlossartige Längenverstellvorrichtung 14 eingebaut sein.
Die Anzeige der Arbeitsstellung kann wie folgt stattfinden: a) für jedes Regelgestänge örtlich gesondert durch Zeiger oder dergleichen, b) bei jeder Verstelleinheit kann die Stellung der linken und rechten Verstellspindel visuell angezeigt und zugleich in an sich bekannter Weise auf den Feue- rungs-Leitstand fernübertragen werden, c) der Mittelwert der Joch-Einstellung, also die durchschnittliche Klappenöffnung, kann visuell angezeigt und zugleich durch Fühler oder Potentiometer auf den Feuerungs-Leitstand fernübertragen werden.
Wenn ein luftdichter Abschluss der Regelvorrichtung von dem darunter angeordneten Gestängeraurn erforderlich ist, so kann dies wegen der seitlichen Auslenkung der Gestänge 2 durch im Fuss des Gehäuses 1 angeordnete Gelenkhülsen 21 bewirkt werden.