DD226047A1 - Verfahren und anordnung zum betrieb eines kohlenstaubgefeuerten stuetzbrenners - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betrieb eines kohlenstaubgefeuerten Stuetzbrenners fuer eine Kohlenstaubfeuerung. Dabei soll die Gewinnung des zuendfaehigen Kohlenstaubes direkt in die Kohlenstaubfeuerung eingebunden werden und der Betrieb steuerbar erfolgen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Muehle im kalten Zustand in Betrieb genommen, eine geringe Kohlenmenge aufgegeben, bei teilweise oder ganz abgesperrten Staubleitungen des Kohlenstaubkanals ein feinerer Kohlenstaub als konzentrierter Staubstrom mit gedrosselter Foerdergasmenge zu den als Stuetzbrenner wirkenden Teilbrennern des Hauptbrenners und/oder mit oder ohne Bunkerung zu den Stuetzbrennern gefoerdert wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betrieb eines kohlenstaubgefeuerten Stützbrenners für eine Kohlenstaubfeuerung

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Zum ölarmen oder -losen Anfahren einer Kohlenstaubfeuerung für Dampferzeuger ist es bekannt

— zündfähigen Kohlenstaub zu gewinnen und im Anfahr- und Teillastprozeß damit Stützfeuer zu betreiben (DD-PS 120533, 141249,76762,42500,35689; DE-OS 2816733,2806363; DE-PS 926024,923213,746929);

— kleine Ölhilfsbrenner und kleine Kohlenstaubstützbrenner zu betreiben (DD-PS 119461);

— rostgefeuerte Stützfeuer zu betreiben (DD-PS 127937).

Für die Herstellung eines zündfähigen Kohlenstaubes zur Realisierung der bekannten Lösungen sind erhebliche Aufwendungen in anlagen- und verfahrenstechnischer Hinsicht erforderlich und führen auch nur zu befriedigenden Teillösungen, so daß bisher von einer Anwendung abgesehen wurde. Da jedoch mit der Vergrößerung der Kraftwerksleitung und den immer ballastreicheren Rohbraunkohlen der Heizölbedarf auch bei ölarmer Anfahrweise sehr groß geworden ist, ist eine für bestehende und Neubau-Kraftwerke anwendbare Lösung erforderlich. Zur Einsparung von Stützfeuer im Teillastbetrieb ist es bekannt, den Kohlenstaub im Kohlenstaub-Hauptbrenner zu konzentrieren (DD-PS 149256). Obwohl diese Lösung für den Teillastbetrieb

erfolgversprechend erscheint, ist jedoch ein Anfahrbetrieb in keiner Weise realisierbar

Es ist weiter bekannt, bei Teillastfahrweise Staubleitungerräbzüsperren und das Fördervolumen der Mühle über einen Bypaß zurück zur Mühle zu fahren (DE-OS 2014323). Diese Fahrweise erscheint ebenfalls für den Teiilastbetrieb erfolgversprechend zu sein. Ein Anfahrbetrieb ist nicht realisierbar. Außerdem tritt ein zusätzlicher mehrmaliger Mühlenanlauf ein, der zu zusätzlichen Verschleißerscheinungen führt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, einen zündfähigen Kohlenstaub zur Verbrennung in einem Stützbrenner mit einfachen Mitteln zu gewinnen und den Betrieb des Stützbrenners ohne Heizölbedarf zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gewinnung des zündfähigen Kohlenstaubes in die Kohlenstaubfeuerung direkt einzubinden und den Betrieb des Stützbrenners mit dem zündfähigen Kohlenstaub steuerbar durchzuführen sowie eine mit geringem Aufwand zu realisierende Anordnung zu finden.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Mühle im kalten Zustand in Betrieb genommen, eine geringe Kohienmenge aufgegeben, bei teilweise oder ganz abgesperrten Staubleitungen des Kohlenstaubkanals ein feinerer Kohlenstaub als konzentrierter Staubstrom mit gedrosselter Fördergasmenge zu den als Stützbrenner wirkenden Teilbrennern des Hauptbrenners und/oder mit oder ohne Bunkerung zu den Stützbrennern gefördert wird. Zur Realisierung ist in einer oder mehreren Staubleitungen des Kohlenstaubkanals eine Absperrklappe und eine mit einer verstellbaren Abscheideklappe versehene Förderleitung angeordnet ist, wobei Ein- und Ausgang der Förderleitung verstellbare Klappen und Schieber aufweisen, und der Ausgang der Förderleitung mit einer zu den Stützbrennern führenden Leitung verbunden ist.

Ausführungsbeispiel

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Wirkungsschema der Anordnung.

Der Kohlenstaub-Hauptbrenner 3 besteht aus den Staubleitungen 1.1; 1.2, den Teilbrennern 13.1; 13.2 und dem Heißluftkasten

In der Staubleitung 1.2 ist die verstellbare Abscheideklappe 4 angeordnet, welche den Staubkanal 1.2 teilweise oder vollständig zumTeilbrermer 13.2 absperrt, und der mit dem Bunker 5 verbundene Fülltrichter 15 eingebunden. Zwischen Fülltrichter 15 uTid'Bunkeremgangisrdie verstellbare Xiappe16 und im BunkerausgBngdie verstellbare Klappö'B ängeördrre";.. Arn

Bunkerausgang ist ein mit der Ejektorvorrichtung 7 versehene Leitung 8 angeordnet, die mit dem Kohlenstaub-Stützbrenner 10 verbunden ist. Der Heißluftkanal 17 ist über die Heißluftleitung 18 mit dem Heißluftkasten 14, über die Heißluftleitung 19 mit der Leitung 8, über die Heißluftleitung 20 mit dem Kohlenstaub-Stützbrennerund über die Heißluftleitung 21 mit der Zündmuffel 22 verbunden.

Das Druckluftnetz 23 ist über die Druckluftleitung 24 mit dem Heißluftkasten 14, über die Druckluftleitung 25 mit der Leitung 8, über die Druckluftleitung 26 mit dem Kohlenstaub-Stützbrenner 10, über die Druckluftleitung 27 mit der Zündmuffel 22 und über die Druckluftleitung 28 mit dem Zündölbrenner 29 verbunden. Die Zündmuffel 22 weist außerdem den Dampfanschluß 30 und der Zündölbrenner 29 den Ölanschluß 31 auf.

Der Bunker 5 ist über die klappengesteuerte Leitung 37 mit dem Feuerraum der Rauchgasrücksaugung oder dem Mühlenfallschacht verbunden. Die Klappe 36 verschließt wahlweise die Staubleitungen 1.1; 1.2.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Die Drosselung des Fördervolumens der Mühle durch das Verschließen der Staubleitung 1.1 oder/und der Staubleitung 1.2 über die Klappe 36 und/oder Klappe 4 führt in Verbindung mit der Aufgabe geringer Kohlenmengen in die bei im kalten Zustand in Betrieb genommenen Mühle zur Aufbereitung von feingemahlenem zündfähigen Staub.

Die Drosselung des Fördervolumens erfolgt aufgrund des erhöhten Strömungswiderstandes durch die Querschnittsverengung der noch offenen Staubleitungen 1.1; 1.2 gegenüber dem Kohlenstaubkanal 2 nach Mühle und der möglichen weiteren Querschnittsverengung für das Fördervolumen nach Mühle bei seiner Strömung über die teilweise oder vollständig den Staubkanal 1.2 absperrenden Klappe 4 in die Staubabscheidung des Bunkers 5, die Leitung 37 zu einem Unterdruckgebiet des Dampferzeugers oder Mühlensystems.

Das verringerte Fördervolumen führt dabei im Staubkanal 2 zu geringeren Fördergeschwindigkeiten. Grobe Staubteilchen können dabei nicht gefördert werden, so daß ein feingemahleneres Staubgemisch den Kohlenstaubkanal 2 verläßt. Durch den erhöhten Druckverlust in den noch offenen Leitungen nach Kohlenstaubkanal 2 steigt der statische Druck im Kohlenstaubkanal 2 und im Sichter, so daß auch die im Mühlensystem umgewälzte Fördergasmenge und die Fördergas-Staub-Rückströmung von der Druckseite zur Saugseite der Mühle über den Grießrücklauf ansteigt und zu erhöhten Aufenthaltszeiten den zu mahlenden Kohlenstaubes und zur besseren Ausmahlung teilweise auch relativ größeren Auftrocknung des Staubes führt. Je nach Verstellung der Klappen 4; 36 sind verschiedne Möglichkeiten der Fahrweise mit unterschiedlichem Drosselgrad des Fördervolumens und der Staubaufbereitung realisierbar.

Variante 1:

Die Mühle wird in kaltem Zustand in Betrieb genommen und eine geringe Kohlenmenge aufgegeben. Die Klappe 36 verschließt den Kanal 2.1. Die Klappe 4 wird geöffnet und verschließt die Staubleitung 1.2. zum Teilbrenner 13.2. Die Klappe 16 wird mit einem Winkel φ geöffnet. Die Klappe 6 ist geschlossen. Der Bunker 5 ist leer. Der Dampferzeuger befindet sich im Anfahrvorgang. Die Heißluftleitung 17 ist mit dem Nachbardampferzeuger verbunden. Der Saugzug ist in Betrieb. Ein Ölbrenner oder der Ölpilotbrenner 29 ist gezündet. Die nur gering vorgewärmte über die Heißluftleitung 17 vom Nachbardampferzeuger über die Brenner 13.1; 13.2 und die anderen Hauptbrenner in den Feuerraum eingeblasene Warmluft wird durch die Saugwirkung der Mühle teilweise über die Rauchgasrücksaugung in die Mühle gesaugt, von dort über den Sichter, die Kohlenstaubkanäle 2; 2.2, Staubleitung 1.2, Klappe 4, Fülltrichter 15, Klappe 16, Bunker 5 und Leitung 37 in den Dampferzeuger gedrückt. Die Drosselung des Fördervolumens der Mühle durch das Verschließen der Staubleitung 1.1 über die Klappe 36 und der Staubleitung 1.2 über die Klappe 4 führt dazu, daß die geringe Fördergasmenge mit feingemahlenen zündfähigem Staub über die Staubleitung 1.2, die Klappe 4 in den Bunker 5 gelangt, dort durch Schwerkraftwirkung und Fördergasumlenkung oder auch Abscheidevorrichtungen der Staub gespeichert wird und das Fördergas über die Leitung 37 in den Dampferzeuger gedrückt wird.

Nach einer kurzen Betriebszeit zur teilweisen Füllung des Bunkers 5 wird die Druckluftleitung 26 in Betrieb genommen und über die Saugwirkung der um die Mündung der Leitung 8 am Brenner 10 eintretenden Druckluft 26 entsteht in der Leitung 8 ein Unterdruck, welcher zur Ansaugung von Warmluft aus dem Heißluftkanal 17 über die Leitung 19; 8 zum Brenner führt. Gleichzeitig wird die Klappe 6 etwas geöffnet, so daß der gebunkerte Feinstaub mit der Warmluft zum Brenner gesaugt, dort über den Piiotbrenner stabil gezündet und als Kohlenstaubzündflamme verbrennt.

Während dieser Zeit wird bei in Betrieb befindlicher Mühle der Bunkerungsvorgang fortgesetzt und gleichzeitig durch die Kohlenstaubflamme die Feuerraumgase weiter aufgewärmt, so daß die Mühlenleistung über erhöhte Kohleaufgabe gesteigert werden kann. Dabei wird die Klappe 4 nur noch mit einem Winkel φ geöffnet, so daß ein freier Strömungsquerschnitt zum Teilbrenner 13.2 entsteht, die Drosselung des Fördervolumens verringert wird und eine vergrößerte Fördergas-Staub-Menge zum Brenner 13.2 und zum Bunker 5 gefördert wird. Die Kohlenstaub-Zündflamme des Brenners 10 zündet dabei den Teilbrenner 13.2.

Ist bei großer Leistung des Brenners 10 der Bunker 5 leer gefahren, kann über die Saugwirkung der Druckluft 26 bei weiterer Öffnung der Klappe 6 die Heißluftleitung teilweise oder vollständig verschlossen werden und ein erhöhter Anteil an Fördergas-Staub-Menge zum Bunker 5 gesaugt und eine erhöhte Staubmenge mit geringen Fördergasmengen über die Leitung 8 am Kohlenstaub-Zündbrenner 10 stabil verbrannt werden.

Bei einer weiteren Variante ist die Leitung 37 mit Bunker 5 und Leitungen 19; 25 nicht erforderlich, so daß eine direkte Förderleitung zur Leitung 8 die gesamte an der Klappe 4abgeschiedene Fördergas-Staub-Menge zum Kohlenstaub-Zündbrenner 10 fördert.

Mit dem weiteren Ansteigen des Anwärmzustandes im Feuerraum wird die Klappe 4 weiter oder vollständig geschlossen, so daß die Kohlenstaub-Leitung des Teilbrenners 13.2 weiter gesteigert wird und stabil mit kleiner oder ohne Kohlenstaub-Zündflamme stabil brennt.

Bei weiterer Steigerung der Feuerraumtemperaturen wird die Klappe 36 senkrecht gestellt und nach Schließen der Klappe 4 und Leeren des Bunkers 5 der Kohlenstaub-Zündbrenner 10 und der Pilotbrenner 29 und die Druckluft 26 außer Betrieb genommen

Die Kohleaufgatoe,zur Mütile wird weiterpesteigert und beide Teilbrenner 13.1; 13.2 arbeiten stabil mit Mormaliast.

Variante 2:

Der Dampferzeuger soll angefahren werden. Der Bunker 5 ist mit Staub gefüllt. Die Klappe 4; 6; 16 sind geschlossen. Die Klappe 36 verschließt den Kanal 2.2. Die Druckluftleitung 25; 27 wird in Betrieb genommen. Der Injektor 7 ist unter dem Bunkerauslauf angeordnet. Die Klappe 6 wird etwas geöffnet und die Druckluft drückt den einfallenden Staub in die Leitung 8 zum Brenner. Der Pilotbrenner 29 ist gezündet und zündet den Staub in der Muffel 22, wobei die in der Muffel 22 aufgewärmte Druckluft als Sekundärluft in der Muffel stufenweise zugemischt wird. Am Kohlenstaub-Zündbrenner bildet sich eine stabile Kohlenstaubflamme.

Danach wird die Mühle im kalten Zustand in Betrieb genommen und eine geringe Kohlemenge aufgegeben. Das gedrosselte Fördervolumen wird mit feingemahlenem zündfähigen Kohlenstaub über die Kohlenstaubleitung 1.1 zum Teilbrenner 13.1 gefördert und dort mit Luft aus dem Heißluftkanal 17 gemischt und von der Kohlenstaub-Zündflamme des Brenners 10 stabil gezündet. Die Zündung des Staub-Fördergas-Gemisches der kalt angefahrenen Mühle ist möglich, da der Staub feiner als bei Normallast der Mühle gemahlen ist und mit größerem Staubanteil pro Fördergasmengen über den Kohlenstaubkanal 2 mit geringer Fördergeschwindigkeit gefördert wird.

Der Teilbrenner 13.1 wird somit als Stützbrenner betrieben. Zur Variation der Drosselung der Fördermenge und der Kohleaufgabemenge ist die beliebige wahlweise Absperrung beliebiger Kohlenstaubleitungen und Kohlenstaub-Teilbrenner realisierbar.

Nach dem Leerfahren des Bunkers ist der Feuerraum soweit vorgewärmt, daß die Klappe 36 senkrecht gestellt werden kann und die Mühle mit Normallast stabil auf beide Teilbrenner 13.1; 13.2 arbeitet.

Es ist auch möglich, daß die Bunkerung desStaubes über ein anderes Verfahren erfolgt oder daß der Kohlenstaub-Zündbrenner von einem zentralen Staubversorgungssystem gespeist wird oder durch einen Öl- bzw. Gasbrenner vollständig ersetzt wird.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Es ist im Dauerbetrieb und beim Anfahrbetrieb der Mühlen eine große zündfähige Staubmenge vor dem Brenner ohne oder mit nur geringen Fördergasbeladungen abscheidbar.

2. Der Anfahrbetrieb ist mit leerem Bunker 5 durchführbar. Die Gefahr der Explosion und Entzündung von länger gelagertem Staub entfällt.

3. Die Mühle und der Stützbrenner sind mit kaltem Dampferzeuger anfahrbar.

4. Über die Preßluftsind^steuerbare Heißluftmengen vom Nachbar- oder eingenem Dampferzeuger zu den zur Zündung notwendigen Einblasestellen der Förderleitung und des Zündbrenners förderbar.

5. Der Kohlenstaub in der Förderleitung zum Zündbrenner und in der Zündmuffel ist zusätzlich aufwärm- und auftrockenbar.

6. Es ist ein wahlweiser Kohlenstaub-Stützbrenner-Betrieb oder Öl-Kohlenstaubstützbrenner-Mischbetrieb beim Anfahren und im Dauerbetrieb realisierbar.

7. Die Anordnung gestattet das Befestigen der Verbindungsleitung und des Bunkers an vorhandenen Kohlenstaubbrennern und Brennerkasten ohne zusätzliche Stützen und Abstützungen.

8. Bei Inbetriebnahme der Mühle ist der Hauptanteil des geförderten Staubes über die Abscheideklappe in den Bunker fahrbar und das kohlenstaubarme Fördergas über den Brenner in den Feuerraum blasbar, ohne daß Gefahr von Staubablagerungen im Dampferzeuger und Nachfolgeeinrichtungen besteht.

Claims (7)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Verfahren zum Betrieb eines kohlenstaubgefeuerten Stützbrenners für eine Kohlenstaubfeuerung, wobei aus dem Kohlenstaubkanal nach Mühle zündfähiger Kohlenstaub abgeschieden und zum Stützbrenner gefördert wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Mühle im kalten Zustand in Betrieb genommen, eine geringe Kohlenmenge aufgegeben, bei teilweise oder ganz abgesperrten Staubleitungen des Kohlenstaubkanals ein feinerer Kohlenstaub als konzentrierter Staubstrom mit gedrosselter Fördergasmenge zu den als Stützbrenner wirkenden Teilbrennern des Hauptbrenners und/oder mit oder ohne Bunkerung zu den Stützbrennern gefördert wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Fördergas nach der Entnahme des zündfähigen Kohlenstaubes in den Feuerraum, in die Rauchgasrücksaugung oder in den Mühlenfallschacht gefördert wird.
3. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß in einer oder mehreren Staubleitungen des Kohlenstaubkanals eine Absperrklappe und eine mit einer verstellbaren Abscheideklappe versehene Förderleitung angeordnet ist, wobei Ein- und Ausgang der Förderleitung verstellbare Klappen und Schieber aufweisen, und der Ausgang der Förderleitung mit einer zu dem Stützbrenner führenden Leitung verbunden ist.
4. 4. Anordnung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderleitung als Bunker ausgebildet ist.
5. 5. Anordnung nach Punkt 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderleitung ganz oder teilweise mit dem Kohlenstaubkanal und dem Kohlenstaubbrenner-Luftkasten verbunden ist.
6. 6. Anordnung nach Punkt 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderleitung über eine gesteuerte Leitung mit dem Feuerraum, der Rauchgasrücksaugung oder dem Mühlenfallschacht verbunden ist.
7. 7. Anordnung nach Punkt 3> gekennzeichnet dadurch, daß eine oder mehrere nicht zur Abscheidung des zündfähigen Kohlenstaubes verwendete Staubleitungen des Kohlenstaubkanals mit einer Absperrklappe versehen sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung