DD285674A7 - Anordnung zum betreiben einer mit einem sichter versehenen kohlenstaub-ventilatormuehle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben einer Kohlenstaub-Ventilatormuehle fuer die Kohlenstaubfeuerung eines Dampfkessels. Dabei sind im Ausstroemteil der Muehle und/oder in einem nach Ausstroemteil angeordneten UEbergangsteil und/oder im Abstroemteil des UEbergangsteiles OEffnungen zum Einbinden von Foerderkanaelen angeordnet. Fig. 2{Kohlenstaubfeuerung; Ventilatormuehle; Betrieb; Kohlenstaub-Foerdergas-Gemisch; Abzweigen; sichtunwuerdiges Gas}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben einer Kohlenstaub-Ventilatormühle für die Kohlenstaubfeuerung eines Dampfkessels.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Mit zunehmendem Wasser-und Ballastanteil in der Rohbraunkohle treten schwerwiegende Folgen bei der Zündung und Verbrennung in der Kohlenstaubfeuerung eines Dampfkessels auf.

Es ist daher eine Vielzahl von Lösungen bekannt geworden, das nach der Kohlenstaubmühle entstehende Brüdengas-Feinstaub-Gemisch kleiner Belastung und/oder das Brüdengas-Feinstaub-Gemisch großer Belastung vom Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch innerhalb des Sichters oder danach zu trennen. Das abgetrennte Gemisch wird besonderen Verwendungen zugeführt, z.B. Brüdenbrenner (DD-PS 57276), Brüdengasableitung zur Kondensation (DD-PS 243972), Brüdengaseinleitung in die Brennkammer oder Nachschaltheizflächen (DD-PS 243329, DD-PS 251 604, DD-PS 262147).

Zündstaubgewinnung für Kohlenstaub-Zündbrenner, Gewinnung zündaktiven Kohlenstaubes für Zusatzbrenner (DD-PS 209343,229043), Brüdengas-Sichterumgehung (DE-AS 122108,1208158).

Die Nachteile dieser Trenntechnologien innerhalb des Sichters bestehen darin, daß der Sichter entsprechend dem gesamten Nachmühlengasstrom auszulegen ist, ein hoher Verschleiß der Sichtereinbauten eintritt, besondere Trenneinbauten im Sichter erforderlich sind, durch diese Einbauten ein weiterer Druckverlust eintritt, für die Abförderung der abgetrennten Gasmengen ein Antrieb notwendig ist, durch die zusätzlichen Einbauten ist der Sichtprozeß gestört und eine eindeutige Trennung des mit Feinstaub beladenen Brüdengases vom Grobkorn, insbesondere Ballastanteilen, ist nicht möglich. Aufgrund der Brüdengas-Fördergas-Kohlenstaub-Mischung innerhalb des Sichters sind daher erhebliche Aufwendungen für eine Brüdengas-Trennung erforderlich.

Aus diesen Gründen wurde bereits versucht, eine Trennung der Brüdengase innerhalb der Mühle durchzuführen (DD-PS 245369, 63957,57 276). Durch die Ableitung eines großen Anteils an Heißgas wird die Staubauftrocknung innerhalb der Mühle wesentlich reduziert. Außerdem erhöht sich mit zu nehmender Spaltbreite durch Eckpanzerverschleiß der Feinstaubaustrag; darüber hinaus wird auch Grobstaub ausgetragen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, mit geringen Aufwendungen den Mahl-, Sicht- und/oder Feuerungsprozeß zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Maßnahmen Fördergas und/oder Staub unmittelbar nach Schlagrad unter Ausnutzung hoher Strömungsgeschwindigkeit abzutrennen und für eine effektive Feuerführung und für einen optimalen Betrieb der Kohlenstaub-Ventilatormühle zu nutzen.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß im Ausströmteil der Mühle und/oder in einem nach Ausströmteil angeordneten Übergangsteil und/oder im Abströmteil des Übergangsteils Öffnungen zum Einbinden von Förderkanälen angeordnet sind.

Ausführungsbeispiel

An Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen

Fig. 1: die Darstellung des Kohlenstaub-Fördergas-Gemischprofils im Ausströmquerschnitt der Mühle;

Fig. 2: die Einbindung von Fördergaskanälen über im Übergangsteil angeordneten Absaugquerschnitten;

Fig.3: die Einbindung von Fördergaskanälen für Kohlenstaub-Haupt-und Stützbrenner in das Übergangsteil;

Fig.4: die Einbindung von Fördergaskanälen für Kohlenstaub-Haupt- und -Brüdenbrenner in den Ausströmquerschnitt der

Mühle;

Fig. 5: die Einbindung des gesteuerten Fördergaskanals in das Übergangsteil;

Fig. 6: die Vorderansicht nach Fig. 5;

Fig. 7; die Einbindung von Fördergaskanälen für Kohlenstaub-Haupt-, -Stütz- und -Zündbrenner;

Fig. 8: die Einbindung von Fördergaskanälen in das Übergangsteil zur Ausbildung als Mehrkammersichter;

Fig.9: die Seitenansicht nach Fig.8;

Fig. 10: die Abtrennung von sichtunwürdigem Kalt- und Warmgas im Übergangsteil nach Mühle;

Fig. 11: die Einbindung des Warmgaskanals in das Übergangsteil.

Um aus einem nicht näher definierten bzw. bekannten Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch ab Ausströmteil der Mühle Gas mit hohem und/oder niedrigem Feinstaubanteil getrennt abzusaugen, werden im Ausströmteil der Mühle und/oder in einem nach Ausströmteil angeordneten Übergangsteil und/oder im Abströmteil des Übergangsteils Öffnungen mit variabler Höhe für eine öffnungshöhenabhängige Staubbeladung, z. B. als Längs- und/oder Querschlitze ausgebildet, angeordnet. Dabei wird eine entlang des Strömungsweges sich immer stärker ausbildende Turbulenzströmung mit Feinstaubdiffusion in dem Randbereich der Strömung erst bei ausreichendem Strömungsweg wirksam und damit zur Absaugung von größeren Feinstaubmengen über ausreichende Höhe von Öffnungen nutzbar.

Dabei kann je nach erforderlicher Menge des abgesaugten Gas- und Feinstaubes die Breite des Längsschlitzes zur Vergrößerung der Öffnung bis zur Quadratform beliebig vergrößert werden. Bei geringer Höhe der Öffnungen wird dagegen staubarmes Fördergas abgesaugt.

Diese Wirkung kann noch verstärkt werden, indem durch Veränderungen an der Mühlenkonstruktion verstärkte Kohlenstaub-Fördergasprofile im Austrittsquerschnitt der Mühle erzeugt werden und/oder vorhandene Kohlenstaub-Fördergas- und/oder Temperaturprofile im Ausströmquerschnitt bekannt sind und zur gezielten Anordnung der Öffnungen genutzt werden. Die Kohlenstaub-Ventilatormühle 2 weist die Schlagradnabe 83, die Einfallschräge 84, das Schlagrad 87, das Mühlengehäuse 88, die motorseitige Seitenwand 78, die mühlentürseitige Seitenwand 79 und die Spiralaußenwand 82, den Ausströmquerschnitt 80 sowie das am Ausströmquerschnitt 80 angeordnete Übergangsteil 3, das als Diffusor ausgebildet ist, auf (Fig. 1). Zwischen den Seitenflächen des Schlagrades 87 und den Seitenwänden des Mühlengehäuses 88 sowie zwischen dem Außendurchmesser des Schlagrades 87 und der Spiralinnenwand 86 bzw. der Spiralaußenwand 82 ist jeweils der Abstand 90 vorgesehen. Das Übergangsteil 3 weist den Abströmquerschnitt 81 auf.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Bei Betrieb der Mühle 2 wird Rauchgas 27 durch das Schlagrad 87 axial angesaugt und über den Ausströmquerschnitt 80 in das Übergangsteil 3 gefördert. Gleichzeitig gelangt mit dem Rauchgas 27 Rohbraunkohle 49 in das Schlagrad, wird dort im Mühlengehäuse 88 und Schlagrad 87 vermählen und als Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch 25 über den Ausströmquerschnitt 80 abgefördert.

Das Profil des Kohlenstaub-Fördergas-Gemisches 25 sowie die Staubverteilung am Ausströmquerschnitt 80 wird über folgende Maßnahmen gesteuert:

1. über die Anordnung der Einfallschräge 84 der Mühlentür und der damit verbundenen Beeinflussung der Abwurflinie 85 der Kohle 49 in den Bereich des Schlagrades 87;

2. über die Ausbildung der Schlagradnabe 83 durch die Steuerung der Mühlenströmung 89 innerhalb des Schlagrades 87;

3. über den Durchmesser, die Anzahl und die Höhe der Schlagplatten des Schlagrades 87;

4. über den Abstand 90 zwischen den Seitenflächen des Schiagrades 87 und den Seitenwänden 78; 79 des Mühlengehäuses 88 bzw. zwischen dem Außendurchmesser des Schlagrades 87 und der Spiralinnenwand 86 bzw. der Spiralaußenwand 82.

Durch die Ausbildung, Anordnung und Bemessung dieser Elemente kann die Staubverteilung sowie die Gasströmung 89 beeinflußt werden und ein Profil für das Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch am Ausströmquerschnitt 80 erzeugt werden.

Besonders der Abstand 90 beeinflußt dabei die Randströmung des Kohlenstaub-Fördergas-Gemisches.

Für einen vorgegebenen Abstand 90 ist das Profil des Kohlenstaub-Fördergas-Gemisches eingezeichnet:

Die Beladung „b" (Staubmenge/Gasmenge) konzentriert sich im Bereich der Spiralaußenwand 82 und der motorseitigen Seitenwand 78. Die Beladung „b" beträgt ein Minimum im Bereich des Ausströmquerschnittes 80 an der Spiralinnenwand 86 und im Bereich der mühlentürseitigen Seitenwand 79. Die Gasgeschwindigkeit „v" des Kohlenstaub-Fördergas-Gemisches besitzt ihr Maximum im Bereich des Ausströmquerschnittes 80 an der Spiralinnenwand 86 sowie an der mühlentürseitigen Seitenwand 79. Gleiches trifft für die Temperaturverteilung „T" des Fördergases zu.

Die beschriebene Verteilung wird durch die Anordnung des als Diffusor ausgestalteten Übergangsteils 3 beeinflußt. Besitzt der Diffusor des Übergangsteils 3 eine entsprechende Schräge und entsprechende Diffusorlänge „L", dann entsteht im Randbereich eine Entmischung, die dazu führt, daß aufgrund von Turbulenzströmungen 77 sich Feinststaub in den Wandbereich der Diffusorschräge diffundiert, während die groben Stäube die Strömung des Kohlenstaub-Fördergas-Gemisches 25 nicht verlassen. Damit ergibt sich am Ausströmquerschnitt 81 im Bereich des Austritts des Übergangsteils 3 eine relative Konzentration von Feinststaub im Diffusorwandbereich über den Ausströmquerschnitt 81 für den Staub D₀₀63 (Durchgang durch das Sieb mit der Maschenweite 0,063mm).

Die Mühle 2 weist das Übergangsteil 3 und den nachfolgenden Sichter 1 auf (Fig. 2). Der Brüdenkanal 61 ist über den hohen schmalen Absaugequerschnitt 95 als Brüdenabsaugequerschnitt 91 eingeordnet. Der Kanal 21 ist über den Brüdenabsaugequerschnitt 91 mit dem niedrigen breiten Absaugequerschnitt 94 eingebunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Wird die Mühle mit einem Rauchgasstrom über den Rauchgasrücksaugkanal 4 und mit Rohbraunkohle beschickt, bildet sich am Ausströmquerschnitt 80 der Mühle 2 eine aus Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch 25 gebildete Strömung aus. Über den Brüdenkanal 61 soll staubarmes, aber gasreiches Gemisch abgesaugt werden. Dieses wird erreicht durch die Anordnung eines Brüdenabsaugequerschnittes 91 im Bereich der staubarmen Strömung an der Spiralinnenwand 86 und der mühlentürseitigen Seitenwand 79 durch Anordnung eines schmalen, relativ hohen Absaugequerschnittes 95. Damit wird im Bereich des staubarmen Gemischesein relativ großer Absaugequerschnitt 91 realisiert. Obwohl durch die sehr hohe Anordnung des Querschnittes über die Turbulenzströmung 77 mit Feinststaubdiffusion relativ viel Feinststaub in den Brüdenkanal 61 gelangt, wird dies durch die Anordnung des Absaugequerschnittes 91 im Bereich der staubarmen Strömung nicht zur Geltung kommen. Soll dagegen Brüdengas im Bereich der gasreichen Gemischströmung aus dem Gebiet der Spiralaußenwand 82 bzw. der motorseitigen Seitenwand 78 abgesaugt werden, so muß dieser Brüdenabsaugequerschnitt 91 als niedriger breiter Absaugequerschnitt 94 gestaltet werden. Hier kann trotz gleichem Querschnitt 91 relativ staubarmes Gemisch abgesaugt werden, weil die Turbulenzströmung 77 sich erst über dem Strömungsweg ausbildet und aufgrund der geringen Höhe des Querschnittes diese Feinstaubdiffusion in den Querschnitt 94 nicht zum Tragen kommt. Aus diesem Grunde wird im Kanal 21 ein relativ staubarmes Gemisch der Strömung des Gases 24 folgen.

Der Absaugequerschnitt ist als hoher schmaler Querschnitt 95 bzw. niedriger breiter Querschnitt 94 im Bereich des Übergangsteils 3 zur Bemessung des Feinststaubanteils bzw. des Gesamtstaubanteils der über die Strömung des Gases 13; 24 abgesaugten Förderstaubgasgemische angeordnet.

Das Hauptbrenner-Zündstaubbrenner-System weist die Mühle 2 mit Übergangsteil 3 und Sichter 1 auf (Fig. 3). An den Sichter 1 schließt sich der Kohlenstaubkanal 5 und der Hauptbrenner 64 an. Am Übergangsteil 3 ist die diffusorförmige Erweiterung angeordnet, welche über den Abströmquerschnitt 81 in den Zündstaubkanal 17 und den Zündbrenner 22 mündet.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Beim Betrieb der Mühle 2 und Beschickung mit Rohbraunkohle über den Rauchgas-Rücksaugkanal 4 wird im Bereich des Ausströmquerschnittes 80 ein Fördergasstaubprofil gebildet, welches im Bereich der Spiralaußenwand 82 mit Staub angereichert ist. Die Strömung des Kohlenstaub-Fördergas-Gemisches 25 wird dabei vorwiegend in den Sichter 1 einströmen. Durch die diffusorartige Erweiterung des Übergangsteils 3 bildet sich im Bereich des hohen schmalen Querschnittes 95 eine Turbulenzströmung 77 mit Feinststaubdiffusion in dem Diffusorbereich. Damit wird Feinststaub in den durch den Diffusor gebildeten Diffusorquerschnitt 81 gelenkt. Die hohe Kohlenstaubkonzentration im Bereich der Spiralaußenwand 82 wird genutzt, um über die Turbulenzströmung 77 und die Diffusorausbildung über die Gasströmung 24 relativ viel Feinststaub in den Abströmquerschnitt 81 abzuziehen und über den Zündstaubkanal 17 zum Zündbrenner 22 zu lenken. Die relative Nutzung der Austrittsgeschwindigkeiten aus dem Ausströmquerschnitt 80 der Mühle 2 wird hiermit genutzt, um auch im Bereich des Zündbrenners 22 noch höhere Druckverluste durch Anordnung von Drallkörpern 96 zu überwinden. Diese Drallkörper 96 oder unverdrallte innere Versperrungen bringen einen hohen Druckverlust, führen aber zu einer relativ guten Turbulenz im Bereich des Zündbrenners 22 und damit zu einer zündstabilen Kohlenstaubflamme. Der größte Teil der Strömung des Kohlenstaub-Fördergas-Gemisches 25 gelangt über den Sichter 1 und den Kohlenstaubkanal 5 zum Hauptbrenner 64. Die Staubkonzentration über die Strömung des Gases 24 wird noch dadurch erhöht, daß ein hoher schmaler Absaugequerschnitt 95 realisiert ist, welcher aber durch seine Anordnung in Nähe der mühlentürseitigen Seitenwand 79 von Grobstaub freigehalten ist. Der Grobstaub konzentriert sich hauptsächlich an der motorseitigen Seitenwand 78. Der getrennte Stützbrennerbetrieb des Stütz- und/oder Zündbrenners 22 (Fig.3) wird wie folgt durchgeführt: Über Schließen des Schiebers 97 wird bei minimaler Kohleaufgabe über den Kreislauf Sichter-Mühle-Sichter stark übermahlenes Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch über den Kanal 17 zum Zünd- und/oder Stützbrenner bei außer Betrieb befindlichem Hauptbrenner 64 gefahren.

Selbstverständlich kann ein solcher Stützbetrieb über Kanäle, welche den Sichter als Bypässe umgehen, bei abgesperrtem Sichteraustritt direkt auf die Hauptbrenner erfolgen, wobei auch Teile des Hauptbrenners zusätzlich abgesperrt sein können. Das kombinierte Hauptbrenner-Brüdenbrenner-System weist die Mühle 2 mit Rauchgasrücksaugkanal 4 mit deren Ansaugequerschnitt (schraffiert dargestellt) und den Ausströmquerschnitt 80 der Mühle 2 auf (Fig.4b). Der Ausströmquerschnitt 80 ist aufgeteilt in den Brüdenabsaugequerschnitt 91, welcher z.B. als Dreieck im Bereich der mühlentürseitigen Seitenwand 79 und Spiralinnenwand 86 angeordnet ist, und den Sichtstaubquerschnitt 92. Der Sichtstaubquerschnitt 92 mündet in das Übergangsteil 3, an welches sich der Sichter 1 anschließt.

In den Sichter ist der Kohlenstaubkanal 5 mit den Hauptbrennern 64 eingeordnet. Der Brüdenabsaugequerschnitt 91 ist an den Brüdenkanal 91 und den Brüdenbrenner 63 angeschlossen.

Der gesamte Ausströmquerschnitt 80 der Mühle 2 mündet in das Übergangsteil 3 (Fig.4a). An der spiralinnenseitigen Diffusorerweiterung des Übergangsteils 3 befindet sich im Bereich der Mühlentür der flache Brüdenabsaugequerschnitt 91, welcher auf der Mühlentürseite des Übergangsteils 3 in den weiteren Brüdenabsaugequerschnitt 91 übergeht. An diese schlitzförmigen seitlichen Brüdenabsaugequerschnitte 91 ist der Brüdenkanal 61 mit rechtwinkligem Querschnitt (schraffiert dargestellt) eingebunden, und dieser geht oberhalb des Sichters 1 in einen rechteckigen Querschnitt über.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Bei Betrieb der Ventilatormühle 2 und Eintritt von Rauchgas 27 über die Rauchgasrücksaugung 4 in die Mühle 2 wird ein Fördergasstaubgemisch 25 durch den Ausströmquerschnitt 80 gefördert, welches analog dem Staubprofil „b" nach Fig. 1 im Bereich des Querschnittes 91 relativ staubarm mit hohen Ausströmgeschwindigkeiten charakterisiert ist (Fig.4b), während im Sichtstaubquerschnitt 92 staubreiches Gemisch mit relativ niedrigen Austrittsgeschwindigkeiten vorhanden ist. Dieses Fördergasstaubgemisch mit relativ viel Staub und relativ wenig Fördergas wird über das Übergangsteil 3 in den Sichter 1 gefördert, dort gesichtet und Grobstaub über den Grießrücklaufkanal 93 der Mühle 2 wieder zugeführt, während das gesichtete Fördergas-Staub-Gemisch über den Kohlenstaubkanal 5 dem Hauptbrenner 54 als staubreiches, zündstabiles Gemisch zugeführt wird. Das staubarme Gemisch als Brüdengemisch gelangt über den Brüdenabsaugequerschnitt 91 und den Brüdenkanal 61 zum Brüdenbrenner 63 und entlastet gasseitig erheblich den Sichter 1 und erhöht dabei die Zündstabilität des Hauptbrenners 64 durch Abzug einer erheblichen Menge von Fördergas. Die hohen Austrittsgeschwindigkeiten im Querschnitt 91 werden genutzt, um den Brüdenkanal 61 relativ lang gestalten zu können, damit an einem Ort des Brüdenbrenners 63, welcher oberhalb der Hauptbrenner 64 angeordnet ist, die dort eingeblasenen staubarmen Brüdengemische die Zündung des Hauptbrenners nicht stören.

Der zusätzliche Druckgewinn durch die hohen Austrittsgeschwindigkeiten im Querschnitt 91 wird dazu genutzt, um das Brüdengemisch (Fig. 4d) in den Abscheider 35 zu leiten, den abgeschiedenen Feinststaub über die Leitung 39 abzuleiten und z. B. einem Staubfinger des Hauptbrenners 64 zuzuteilen, während das Abgas über den Brüdenbrenner 63 oder eine Öffnung in die Brennkammer oder in die Nachschaltheizflächen des Dampfkessels geleitet wird.

Es ist aber auch möglich, den Brüdenkanal 61 (Fig.4c) in den Hauptbrenner 64 bzw. in den Kohlenstaubkanal 5 wieder einzuleiten und dadurch ein normales Staubgemisch zu erzeugen. Hierbei entsteht der Vorteil, daß eine erhebliche Gasmenge über den Querschnitt 91 abgefördert und als Bypaß den Sichter umgangen hat. Damit kann der Sichter fördergasseitig entlastet werden und ein geringerer Druckaufbau im Sichter erforderlich werden. Dies führt zu einer Erhöhung des Fördergas-Staubdurchsatzes der Mühle, ohne daß die Temperatur nach Mühle absinkt.

Durch seitliche Absaugung des Brüdengemisches aus dem Querschnitt 91 wird die weitere Trennung von Staub und Gas gefördert (Fig. 4 a). Durch die Umlenkung des Gases kann hier zusätzlich eine Selektierung erreicht werden, so daß der Brüdenkanal 61 von weiteren Feinststaubteilen entlastet wird. Dies wird insbesondere auch dadurch erreicht, daß der Brüdenabsaugequerschnitt im Bereich der diffusorseitigen Schräge und im Bereich der mühlentürseitigen Diffusorwand als niedriger, aber breiter Schlitz angeordnet ist, so daß eine sich beim Überströmen bildende Turbulenzströmung schnell wieder abreißt und die Staubteilchen der Umlenkströmung nicht folgen können. Bei geschlossenem Schieber 97 werden das Fördergasvolumen und die Kohleaufgabe für die Mühle 2 stark gedrosselt und der überwiegende Teil des Mahlgutes der Mühle über den Grießrücklaufkanal 93 mehrfach im Kreislauf gefahren und damit sehr fein gemahlen (Fig. 4f). Über den Brüdenkanal 61 und Brüdenbrenner 63 wird dabei feingemahlenes hochkonzentriertes Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch mit ausgezeichnetem Zündverhalten am Brenner 63 eingeblasen.

Dieses kann mit Ölbrennern oder anderen Zündeinrichtungen auch in der kalten Brennkammer gezündet werden und zum Anfahren der Dampfkessel genutzt werden oder als zündstabile Stützflamme für Teillast, Warmhaltebetrieb und Spitzenlast genutzt werden.

Selbstverständlich ist der Abscheider 35 als Sichterbypaß schaltbar. Bei dieser Lösung wird der Brüdenkanal 61 vollständig in den Abscheider 35 geleitet und dessen Abgase in die Kohlenstaubleitung 5 oder in den Brenner 64 abgeleitet (Fig.4e). Damit wird der Abscheider durch den Druckgewinn der Brüdenleitung 61 gegenüber dem Druckverlust der Hauptströmung über Sichter 1 betrieben.

In diesem Falle können die im Abscheider 35 abgeschiedenen Feinstaubmengen wahlweise gebunkert zum Anfahren und Stützen oder direkt über Zündstaubleitungen zu einem Stütz- oder Zündbrenner geleitet und zündstabil verbrannt werden.

Es ist aber auch möglich (Fig.4e), die Abgase des Abscheiders in eine Nachschaltheizfläche, in die Brennkammer oder in den Rauchgaskanal bis vor Saugzug einzuleiten.

Durch die Lösungen werden folgende Vorteile erreicht:

1. Die hohen Austrittsenergien und -geschwindigkeiten am Mühlenaustritt in Verbindung mit wenig Staub werden genutzt, um staubarme Gasanteile von der Sichtung auszuschließen und den Sichter zu entlasten.

2. Das System benötigt einen geringeren Druckverlust, und damit kann die Mühlenleistung erhöht werden.

3. Der Sichter kann kleiner gestaltet werden, der Verschleiß im Sichter sinkt, die Abscheideleistung des Sichters steigt.

4. Es kann sichterlos gefahren werden.

5. Ohne zusätzliche Trenneinheiten, wie z. B. Zyklone, ist die Einordnung eines Zündbrenners mit Staubanreicherung möglich.

6. Verschleißintensive Abdichtmaßnahmen im Mühlengehäuse zwischen Schlagrad und Mühlengehäuse können entfallen. Aufwendige Anpaßarbeiten der Kohleeinfallschräge bzw. der Mühlennabe zur Vergleichmäßigung des Staubprofiles über dem Austragequerschnitt können entfallen.

7. Die Mühle kann zusätzlich mit Kalkstein betrieben werden.

8. Brüdenbrennerkanäle und Zündstaubbrennerkanäle sowie die Umgehungskanäle des Sichters können an vorhandenen Systemen ohne größeren Aufwand angeordnet werden.

In das Übergangsteil 3 ist der Warmgaskanal 7 als Teil des Sichters 1 eingebunden (Fig. 5 und 6). Der Warmgaskanal 7 wird dabei durch die Leitplatte 66 gebildet, die von der Decke des Sichters 1 über die Stopfbuchse 67 mit dem Antrieb 68 höhenverstellbar innerhalb des Sichters 1 angeordnet ist. Die Leitplatte 66 ist mit einem Abstand χ = 0,2 bis 0,5 (Breite des Sichters 1) von der Seitenwand des Sichters 1 angeordnet (Fig.6).

In den Warmgaskanal 7 ist der mit der verstellbaren Klappe 69 mit Antrieb 73 versehene Kanal 62 eingebunden. Die Klappe 69 ist so bemessen, daß in der Stellung „a" der Kanal 62 verschlossen und in der Stellung „b" unter einem Winkel von z.Z. 60° der Kanal 62 geöffnet ist. Im Übergangsteil 3 ist vor der durch die Leitplatte 66 gebildeten Spaltöffnung 70 das Leitrad 71 mit Antrieb 74 angeordnet.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Das Nachmühlengas 58 mit Kohlenstaub 4 nach Mühle 2 mit der Kohlenstaubkonzentration 75 an der Rückwand 72 des Sichters 1 durchströmtvorherdasübergangsteil 3. Entsprechend der Gestaltung des Übergangsteils 3 bildet sich die staubarme Randströmung 76 aus. Über den Antrieb 68 wird die Leitplatte 66 so verstellt bzw. in das Übergangsteil 3 eingesenkt, daß die gewünschte Spaltöffnung 70 zwischen Leitplatte 66 und Wandung 8 des Übergangsteils 3 erreicht ist. Während dieser Einstellphase ist die Klappe 69 im Sichter 1 in Stellung „a" und schließt damit den Kanal 61. Nach erfolgter Spalteinstellung wird die Klappe 69 in Stellung „b" gebracht. Die Klappe 69 liegt unter einem Winkel von z.B. 60° an der Leitplatte 66 an. Zur Regulierung der Staubbeladung ist es möglich, wahlweise einmal die Spaltöffnung 70 zu verstellen und/ oder das Leitrad 71 aus der Nachmühlen-Mittelströmung Grobkorn 59 in Richtung Spaltöffnung 70 zu lenken. Mit dieser Anordnung ist es möglich, entsprechend den Erfordernissen Brennstaub in gewünschter Beladung über den Kanal 62 abzuleiten.

Dadurch werden folgende Vorteile erreicht:

1. Kein Entzug von Feinstaub der Hauptbrenner durch unmittelbare Gasabtrennung (bzw. Staub) nach Mühle. Die Sichterwirkung zur Feinstauberhöhung bleibt erhalten.

2. Geringer Bedienungsaufwand.

3. Das Sichtervolumen bleibt unbeeinflußt.

4. Einfacher und nachträglicher Einbau möglich.

5. Steuerung der Staubbeladung.

6. Geringer Verschleiß an der Leitplatte, da die Anströmung auf die untere Kante erfolgt.

7. Vermeidung von Sichterquerströmung.

In das Übergangsteil 3sind unter einem Winkel von z.B. 10 bis 15° der Kaltgaskanal 6 und der Warmgaskanal 17 eingebunden (Fig. 7). Der Warmgaskanal 17 weist die Klappe 26 auf und ist über den Kanal 61 mit dem Brenner 63 in der Brennerebene Il verbunden.

Der Kaltgaskanal 6 weist die Klappe 26 auf und ist über den Kanal 62 mit dem Brüdenbrenner 22 in der Brennerebene III verbunden. Der Kohlenstaubkanal 5 ist mit dem Kolenstaub-Hauptbrenner 64 in der Brennerebene I verbunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Von der Mühle 2 wird aus der Brennkammer 40 des Dampfkessels über den Rauchgas-Rücksaugkanal 4 Rauchgas 27 angesaugt. Mit der Kohle 49, die in der Mühle 2 aufbereitet und gemahlen wird, gelangt das Nachmühlengas 58 in das Übergangsteil 3. Der mit hoher Geschwindigkeit mit dem Nachmühlengas 58 austretende Kohlenstaub, insbesondere der massebehaftete Sand und das Grobkorn 59, gelangt in den Sichter 1. Das Kaltgas 24.1 und das Warmgas 13 gelangt als Feinstaub-Gemisch in den Kalt- und Warmgaskanal 6; 17. Mit der Anordnung der Schrägen am Übergangsteil 13 gelangt wenig Grobstaub in die Kanäle 6; 17, da die mit hoher Geschwindigkeit behafteten Kohlenstaubteilchen nicht seitlich abgelenkt werden. In den Kanal 61 wird über die Klappe 26 vorwiegend Nachmühlen-Warmgas 13 mit stark aufgetrocknetem Feinstaub 46 gelenkt und der Brennerebene Il zugeführt. Mit der Anordnung und Ausbildung der Brenner 63 sowie der Staubaufbereitung wird eine kurze, heiße Flamme 65

erzielt, die insbesondere die rückgesaugten Rauchgase 27 aufheizt und den Abbrand und die Flammenausbildung der Brennerebene I unterstützt. An der Antriebsseite der Mühlen 2 wird über die Schräge des Übergangsteiles 3 und Kaltgaskanal 6, bedingt durch die unterschiedliche Kohlebeladung über der Schlagradbreite, Gas 24.1 als relativ kaltes Nachmühlenteilgas abgezogen. Dieses Gas 24.1 mit geringer Staubbeladung gelangt über den Kanal 62 unterhalb der Einbindung des Rauchgas-Rücksaugkanals 4 in die Brennkammer 40 in die Brüdenbrenner 22 der Brennerebene III. Das stark mit Kohlenstaub beladene Nachmühlengas 58, reduziert durch die Mengen der Gase 13; 24.1, gelangt in den relativ kleinen, speziell gepanzerten Sichter 1 und nach der Sichtung über die Kohlenstaubleitung 5 in die Kohlenstaub-Hauptbrenner 64 der Brennerebene I. Zu diesem Brenner 64 strömt viel Staub, z.B. 80% der Gesamt-Staubmengenach Mühle 2.

Dadurch werden folgende Vorteile erreicht:

1. Erhöhung der Fördergasmenge der Mühle durch Veränderung der Drosselkennlinie.

2. Erhöhung der Nachmühlentemperatur oder des Rohbraunkohle-Durchsatzes auch bei steigendem Ballastgehalt.

3. Verbesserung der Staubauftrocknung.

4. Kleine Sichter- geringes Bauvolumen.

5. Aufteilung der Staubbeladung in verschleißintensive und verschleißarme Anteile.

6. Verringerung der Staubkanalquerschnitte.

In den Übergangsteil 3(Fig.8 und 9) sind über die Öffnungen 8; 9 der als Teilkammersichter wirkende Kaltgaskanal 6 und der Warmgaskanal 17 eingebunden und bilden mit dem Sichter 1 den Mehrkammersichter. In den Öffnungen 8; 9 sind die Einstellklappen 50; 51 angeordnet. Innerhalb der Kanäle 6; 17 sind die einstellbaren Sichtelemente 52; 53 angeordnet. Der Sichter 1 weist den Grießrückführtrichter 54 und den Grießrückführkanal 55 auf. Die Kanäle 6; 17 weisen ebenfalls die weiteren Grießrückführtrichter 56 und Grießrückführkanäle 57 auf.

Die Wirkungsweise ist folgende:

In die Mühle 2 gelangen das Rauchgas 27 und die Kohle49. Das Nachmühlengas 58 als Kohlenstaub-Rauchgas-Brüden-Gemisch wird in das Übergangsteil 3 geleitet. Über die steuerbaren Einstellklappen 50; 51 wird unmittelbar nach Mühle 1 ein staubarmes Gas-Staub-Gemisch 13; 24.1 abgelenkt und in die als Teilkammersichter wirkenden Kanäle 6; 17 abgeführt. Die Einstellklappen 50; 51 sind so bemessen, daß sie in Senkrechtstellung eine Verlängerung der Sichterzwischenwand bilden und am Ende mittig zur Schräge des Übergangsteils 3 stehen. In GeschlossensteMung liegen die Einstellklappen 50; 51 an den Schrägen des Übergangsteils 3 und schließen somit den Anströmquerschnitt zu den Kalt- bzw. Warmgaskanälen 6; 17.

In maximaler Offenstellung reichen die Einstellklappen 50; 51 bis zur Senkrechten des Austrittsquerschnittes der Mühle 1. Über die so einstellbaren Klappen 50; 51 wird an der jeweiligen Mühlenseite das Warmgas 13 und Kaltgas 24.1 in die Kanäle 17; 6 gelenkt.

Entsprechend der gewünschten Staubfeinheit werden die Sichterelemente 52; 53 einreguliert.

Das abgeschiedene Grobkorn 59 der Kanäle 6; 17 gelangt über die Grießrückführtrichter und -kanäle 56; 57 in den Grießrückführtrichter 54 des Sichters 1. Mit der Teilgas-Teilkammersichtung wird das Nachmühlengas 58 so aufgeteilt, daß ein großer Gasanteil von z. B. 40%der Sichtgasmenge als Teilgas 13; 24.1 in die Kanäle 6; 17 strömt. Das Restgas mit viel Staub, z. B.

80% der gesamten Staubbeladung, durchströmt den Sichter 1, der entsprechend der hohen Staubbeladung mit verstärkten Sichteinbauten versehen ist.

Das abgeschiedene Grobkorn 59 aus den Kanälen 6; 17 wird über Grießrückführkanal 57 direkt in den Rauchgas-Rücksaugkanal 4 oder in den Grießrückführtrichter 54 oder Grießrückführkanal 55 geleitet.

Mit dieser Anordnung der Teilsichtgasaufteilung in einem Mehrkammersichter wird der Druckverlust über den Sichter wesentlich gesenkt, wobei der Grießkurzschlußgasstrom durch die Rückführungen in den Sichter 1 sehr gering ist.

Dadurch werden folgende Vorteile erreicht:

1. Senkung des Druckverlustes der Mahlanlage.

2. Kleine Sichterausbildung.

3. Kornsichtung bei hoher Staubbeladung, verbesserte Mahlfeinheit.

4. Entsprechend Verwendungszweck einzeln einstellbare Kammersichter.

5. Nachträglicher Einbau bei geringen Kosten.

6. Erhöhung des Rohbraunkohle-Durchsatzes auch bei steigendem Aschegehalt der Rohbraunkohle.

7. Aufbereitung von Brennstoffen mit niedrigem Heizwert.

Die Einbindung des Kaltgaskanals 6 in das Übergangsteil 3 (Fig. 10) schließt sich an den im Austrittsbereich 12 der Mühle 2 angeordneten Abweiser 19 an.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Unmittelbar aus dem Übergangsteil 3 nach Austrittsbereich 12 der Mühle 2 wird von der Menge des Gesamtgases 23 eine schwach mit Staub beladene Menge an kaltem Gas 24.1 über die Öffnungen 20 und Kaltgaskanäle 6 abgeführt.

Dieses Gas 24.1 besitzt nur einen sehr geringen Grobstaubanteil. Aufgrund der Entnahmestelle ist diese Staub-Teilgasmenge nicht mehr sichterforderlich. Mit der Zuleitung dieser Gasmenge 24.1 in das Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch 25 nach Sichter 1 oder gegebenenfalls in den Brüdenbrenner 22 wird der Sichter 1 um diese Gasmenge entlastet.

Die Druckdifferenz über dem Sichter 1 bestimmt die abgesaugten bzw. außerhalb des Sichters im Kurzschluß gefahrenen Gase 24.1. Die abgeführten Gase 24.1 werden durch den dynamischen Anströmdruck erhöht. Diese verringerte Gasmenge im Sichter bewirkt wiederum eine Minimierung des Druckverlustes im Sichter 1, wodurch die Gasmengen 24.1 verringert werden.

Dadurch werden folgende Vorteile erreicht:

1. Verringerung des Verschleißes im Sichter.

2. Erhöhung der Feinstaubmenge nach Sichter durch bessere Reflexionsbedingungen.

3. Erhöhung der Nachmühlentemperatur durch Vergrößerung der Ansauge-Heißgasmenge.

4. Geringer Aufwand bei der Realisierung.

5. Einfache Steuerung bzw. Bedienung.

6. Keine zusätzlichen Antriebe erforderlich.

7. Erhöhung der Mühlenleistung.

8. Nachträglicher Einbau an vorhandenen Anlagen möglich.

9. Verkleinerung der Sichter durch geringere Gasmenge im Sichter.

An der Mühlensaugseite 15 (Fig. 11) ist in das Übergangsteil 3 über die Öffnung 14 der Warmgaskanal 7 eingebunden. Im Mahlkammerseitenwandbereich 18 der Mühle 2 ist unmittelbar nach den Schlagradleisten 31, versetzt zur Öffnung 14, die Öffnung 32 vorgesehen, in die der Heißgaskanal 33 mit Klappe 26 eingebunden ist. Der Heißgaskanal 33 ist mit dem Warmgaskanal 7 vereinigt und bildet den Trockenkanal 34. Der Trockenkanal 34 ist in den Abscheider 35 eingebunden, der über die Schleuse 36 mit dem Bunker 37 verbunden ist.

Der Abzug 38 des Bunkers 37 ist über die Leitung 39 mit dem an der Brennkammer 40 des Dampfkessels angeordneten Brenner 41 verbunden. Die Abluftleitung 42 des Abscheiders 35 ist entweder über die Leitung 43 in die Mühle 2 oder über die Leitung 44 und Brüdenbrenner 45 in die Brennkammer 40 eingebunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Von der Mühle 2 wird über den Rauchgas-Rücksaugkanal 4 Rauchgas 27 aus der Brennkammer 40 angesaugt und gelangt mit der zu mahlenden Kohle 49 in die Mühle 2. Über die Öffnung 14 des Übergangsteils 3 wird aus dem Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch 25 Warmgas 13 mit Feinstaub 46 angesaugt. Aufgrund der Mühlenbelastung wird durch die Verteilung der Kohle 49 auf der Mühlensaugseite 15 eine geringe, aber feine gemahlene Staubmenge ausgetragen. Zusätzlich gelangt über die Öffnung 32 Heißgas 47 in den Heißgaskanal 33 und in den Warmgaskanal 7. Die Menge des Heißgases 47 wird durch die Klappe 26 so gesteuert, daß der entsprechende Staubauflockerungsgrad erreicht wird, so daß der Feinstaub 46 über den Trockenkanal 34 ausreichend aufgetrocknet in den Zyklon 35 gelangt. Das Abgas 48 gelangt entweder über die Leitung 43 zurück in die Mühle oder über die Leitung 44 und den Brüdenbrenner 45 in die Brennkammer.

Selbstverständlich sind alle beschriebenen Varianten beliebig miteinander koppelbar, so daß insbesondere der getrennte Abzug von staubarmem Fördergas mit viel oder wenig Feinststaub zur Sichterumgehung, zum Betrieb von Zünd- und Stützbrennern, Brüdenbrennern, zur Leistungssteigerung der Ventilatormühle und ihrer Verschleißsenkung, aber auch zur getrennten Feinstauberzeugung,-bunkerung und-lagerung genutzt werden kann. Für die Verschleißsenkung im Mühlensystem ist die Ab- und Zuschaltung von staubarmen Fördergaskanälen im Randbereich vom Anströmquerschnitt der Mühle oder Übergangsstück nutzbar.

So wird durch Abschalten des Fördergaskanals 6 und Zuschalten des Fördergaskanals 17 (Fig. 7) das Fördergas, aber insbesondere die Staubbeladung am Ausströmquerschnitt in Richtung Rauchgasrücksaugeseite bzw. Spiralinnenseite gelenkt und damit in diesem Bereich auch der Mühlenverschleiß steigen und eine Verschleißentlastung der Mühle auf der Motorseite und/oder Spiralaußenseite auftreten. Damit ist eine weitere Verschleißminderung bzw. Standzeiterhöhung der Mühle erreichbar.

Durch die Zuschaltung randseitiger Fördergaskanäle kann der durch Undichtigkeiten zwischen Schlagrad und Gehäuse auftretende staubarme Gasanteil direkt genutzt werden, so daß aufwendige Abdichtmaßnahmen entfallen können.

Als weitere vorteilhafte neue Wirkung wird durch die zusätzliche Absaugung von Feinstaub mit Fördergas über zusätzliche Förderleitungen unmittelbar nach Spiralaustritt der Sichter und der Grießrücklauf von Feinstaub entlastet.

Dadurch werden die Reflexions-, Prall- und Mahlbedingungen im Sichter bzw. in der Mühle entscheidend verbessert.

Damit ist die Voraussetzung gegeben, daß die Mühle ohne zusätzlichen Druckverlust mehr Feinkorn erzeugt.

Der Verschleiß in der Mühle wird entscheidend gesenkt.

Durch die Verringerung der Grießrücklaufmengen bzw. der Feinkornanteile wird der Mühle relativ feuchterer Grießstaub zur weiteren Trocknung zugeführt. Damit steigt der Trocknungseffekt, und es kann zusätzlich eine niedrigere zulässige Temperatur nach Sichter für den Mühlenbetrieb zugelassen werden.

Claims (22)

1. Anordnung zum Betreiben einer Kohlenstaub-Ventilatormühle, gekennzeichnet dadurch, daß im Ausströmteil der Mühle und/oder in einem nach Ausströmteil angeordneten Übergangsteil und/ oder im Abströmteil des Übergangsteiles Öffnungen mit variabler Höhe für eine öffnungshöhenabhängige Staubbeladung zum Einbinden von Förderkanälen angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Öffnungen spiralaußenseitig und/oder motorseitig und/oder rauchgasrücksaugseitig und/oder spiralinnenseitig angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Öffnungen in Randbereichen angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Öffnungen als Längs- und/ oder Querschlitze ausgebildet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Übergangsteil diffusorartig ausgebildet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderkanäle mit Haupt-, Stütz- und/oder Brüdenbrennern verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausströmquerschnitt nach Mühle und/oder der Strömungsquerschnitt des Übergangsteiles und/oder der Abströmquerschnitt des Übergangsteiles in getrennte Abströmkanäle für Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch und/oder Kalt- und/oder Warmgas eingeteilt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß nach Sichtquerschnitt sichterlos ein Grießrücklaufkanal mit oder ohne weitere Sichteinbauten, z. B. Zyklon, Jalousien, Abzweigkanäle und/oder Kanalverengungen, angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Fördergaskanäle in Abscheider und/oder Zyklone eingebunden sind.

10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Mühle eine zusätzliche Dosiereinrichtung für Zuschlagstoffe, insbesondere Kalkstein, Trockenstaub oder Filterstaub, zugeordnet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderkanäle an der Saugseite der Mühle in das Übergangsteil eingebunden sind.

12. Anordnung nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß Förderkanäle über einstellbare Klappen in das Übergangsteil eingebunden sind.

13. Anordnung nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß in Förderkanälen Sichtelemente angeordnet sind.

14. Anordnung nach Anspruch 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß Förderkanäle sowie der Sichter als Mehrkammersichter ausgebildet sind.

15. Anordnung nach Anspruch 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderkanäle unter einem Winkel von 10 bis 15° in das Übergangsteil eingebunden sind.

16. Anordnung nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß im Seitenbereich des Sichters eine vertikal verstellbare Leitplatte angeordnet und in den dadurch geschaffenen Sichterteilraum der Förderkanal über eine Klappe eingebunden ist.

17. Anordnung nach Anspruch 1 bis 16, gekennzeichnet dadurch, daß vordem Einlaufspalt der Leitplatte ein rotierendes Leitrad angeordnet ist.

18. Anordnung nach Anspruch 1 bis 17, gekennzeichnet dadurch, daß in den Förderkanal ein Heißgaskanal eingebunden ist.

19. Anordnung nach Anspruch 1 bis 18, gekennzeichnet dadurch, daß der Heißgaskanal über eine Stellklappe im Bereich des Eckpanzers in die Mühle eingebunden ist.

20. Anordnung nach Anspruch 1 bis 19, gekennzeichnet dadurch, daß ein Abscheider als Bypaß zum Sichter geschaltet ist.

21. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Abgasleitung des Abscheiders in die Brennkammer, in die Nachschaltheizflächenkanäle, die Rauchgaskanäle bis Saugzug und/oder in die Saugseite der Mühle eingebunden ist.

22. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß der Abscheider mit einem Bunker und/oder Stütz- und/oder Zündbrenner verbunden ist.

Hierzu 8 Seiten Zeichnungen