DD292064A5

DD292064A5 - Verfahren und anordnung zur verbrennung von groben und schwer brennbaren brennstoffen

Info

Publication number: DD292064A5
Application number: DD33793990A
Authority: DD
Inventors: Kurt Stroeer; Dieter Koritz; Friedrich Bude; Hagen Peters
Original assignee: Kraftwerke Luebbenau-Vetschau,De; Orgreb-Institut Fuer Kraftwerke,De
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-07-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Verbrennung von groben und schwer brennbaren festen Brennstoffen in der Brennstaubfeuerung eines Dampferzeugers. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Feuerung eines Dampfkessels so zu gestalten, dasz grobe und schwer brennbare feste Brennstoffe durch Verlaengerung des Ausbrandweges innerhalb der Brennkammer wesentlich verbessert ausgebrannt werden. Dies wird erfindungsgemaesz dadurch erreicht, dasz der Feinstaub, der Grobstaub sowie das Bruedengas fuer die Verbrennungsbereiche jeweils separat erzeugt, und/oder zugefuehrt und/oder in den Verbrennungsbereichen aufgewirbelt und/oder innerhalb der Verbrennungsschicht, der Schwerkraft folgend, abgeschieden, sowie einer inneren Zirkulation zugefuehrt, in der Verbrennungsschicht verbrannt und die Verbrennungsschicht impulsartig mit Verbrennungsluft beaufschlagt wird. Figur{Dampferzeuger; Brennkammer; Feuerung; Wirbelschichtreaktor; Brennstaubfraktionierung; Verbrennung; Feinstaubbrenner; Primaerflamme; Grobstaubbrenner; Hauptflamme; Bruedenbrenner; Ausbrand}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Verbrennung von groben und schwer brennbaren festen Brennstoffen insbesondere Rohbraunkohle in einer Brennstaubfeuerung für Dampfkessel.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Ein Problem bei der Verbrennung von schwer brennbaren festen Brennstoffen besteht darin, die Abbrandteilchen lange im Brenngasstrom zu führen und weiterhin bis zum vollständigen Abbrand ausreichend Verbrennungsluft zuzuführen. Bei Mühlen mit relativ geringer thermischer Mahlgutaufbereitung kann die Leistung nur mit grober Ausmahlung gesteigert werden. Unverbrannte Teilchen fallen als Verlust in der Asche an.

Zur Verbrennung von körnigen festen Brennstoffen sind Kohlestaubfeuerungen und Wirbelschichtreaktoren bekannt. Kohlestaubfeuerungen, die mit üblichen Kohlenstaubbrennern in Form von sogenannten Stromstaubbrennern ausgerüstet sind, eignen sich zur Verbrennung von Brennstoffen, deren Körnung von 100 bis 200 mm liegt. Wirbelschichtreaktoren lassen ein breiteres Kornspektrum zu, jedoch wird das Unterkorn von Fluidisierungsgas aus der Wirbelschicht herausgeweht, so daß eine Rezirkulation erforderlich ist (DE OS 2539546). Bekannt ist ein Verfahren zur Verbrennung von körnigen festen Brennstoffen, mit unterschiedlichen Kornspektrum, wobei die gröbere Fraktion in einem unteren, als Wirbelschichtreaktor betriebenen Verbrennungsberoich, und die feinkörnige Fraktion im oberen, mit Stromstaubbrennern ausgerüsteten Verbrennungsbereich der Feuerung verbrannt wird (DDOS3716990).

Dabei sind in einer Kohlenstaub-Wirbelschichtfeuerung zwei Verbrennungsverfahren so gekoppelt, daß die untere Wirbelschichtfeuerung für die Grobfraktion auf die Zone der Staubflamme einwirkt. Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß bei ungenügender Luftzufuhr im unteren Bereich der Feuerung keine ausreichende Fluidisierung des Brennstoffes und damit dessen Förderung in den Verbrennungsbereich erfolgt.

Ein weiterer Nachteil besteht in der erforderlichen großen Bauhöhe der Brennkammer sowie in dem apparativen Aufwand. Es müssen Einrichtungen vorhanden sein, die eine entsprechende Staubseparierung vornehmen.

Weiterhin bekannt sind Verfahren für die Kohlenstaubfeuerung eines Dampferzeugers, wobei der grobstaubreichere Teilstrom in einem separaten Teil der Brennkammer aufbereitet und/oder abgeschieden und/oder verbrannt wird. Dabei wird d6r Teilstrom entgegen, und/oder mit und/oder seitlich zur Strömungsrichtung von einem Medium beaufschlagt, das aus einem Heißluftkanal und/oder einem Kohlenstaubbunker und/oder einer Kohlenstaubmühle und/oder Sichter und/oder einem Kohlenstaubkanal abgezogen wird. Zur Durchführung des Verfahrens weist eine Brennkammerwandung unterhalb des Kohlenstaubbrenners einen separaten Ausbrandtrichter auf in dem ein oder mehrere Grobstaubbrenner angeordnet sind. Dadurch wird eine erhöhte Aufbereitung und teilweise Verbrennung des Grobstaubes erreicht, jedoch hat das Verfahren den Nachteil, daß Unverbranntes wiederholt dem Mühlenkreislauf zugeführt wird. Die Folge ist ein erhöhter Verschleiß der Mahlanlage infolge der Anreicherung des rückgeführten Teilstromes mit Asche und Sand.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Ausbrand des Kohlenstaubes wesentlich zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Feuerung eines Dampfkessels so zu gestalten, daß grobe und schwer brennbare feste Brennstoffe durch Verlängerung des Ausbrandweges innerhalb der Brennkammer verbessert ausgebrannt werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die feinkörnige Brennstaubfraktion, die grobkörnige Brennstaubfraktion, sowie das Biüdengas für eine als Wirbelschichtreaktor betriebene, getrennte Verbrennungsbereiche aufweisende Feuerung jeweils separat erzeugt und/oder aufgewirbelt und/oder abgeschieden und/oder verbrannt werden und die Verbrennungsberoiche thermisch und dynamisch aufeinander einwirken. Die Anordnung zur Verbrennung von groben und srhwer brennbaren Brennstoffen weist im Brennkammerbodon des Dampfkessels im Bereich der Stirnwand einen Feinstaubbrenner, danach in Richtung Rückwand einen Grobstaubbrenner, danach in Richtung Rückwand einen Brüdenbrenner und im Bereich der Rückwand einen Aschetrichter auf. Der Fe>;istaub wird in einer feinmahlenden Kohlenstaubmühle mit Brüdentrenneinrichtung erzeugt, untor Zufuhr von Verbrennungsluft gefördert und/oder aufgewirbelt und/oder abgeschieden und/oder in einem Feinstaubbrenner verbrannt. Der Grobstaub wird in einer sichterlos betriebenen Kohlenstaubmühle mit Brüdentrenneinrichtung erzeugt, unter Zufuhr von Verbrennungsluft und/oder Brüden gefördert und/oder aufgewirbelt und/ oder abgeschieden und/oder in einem Grobstaubbrenner verbrannt. Das Brüdengas wird in einer Brüdent· »nneinrichtung einer Kohlenstaubmühle erzeugt und unt< r Zufuhr von Verbrennungsluft gefördert und/oder aufgewirbelt und/oder in einem Brüdenbrenner verbrannt. Dabei ist der Feinstaubbrenner in einem Winkel zur Vertikalen, der Grobstaubbrenner und der Brüdenbrenner vertikal im Brennkammerboden angeordnet.

Ausfuhrungsbeispiel

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die Anordnung der Brenner in der Brennkammer eines Dampfkessels im Schnitt.

Die Brennkammer 1 eines Dampfkessels weist die Stirnwand 2 die Rückwand 3 und den Brennkammerboden 4 auf. Im Brennkammerboden 4 sind die Brenntrichter 5; 6; 7 und der Aschetrichter 19 in Reihe mit zwischenliegenden Satteln 8; 9; angeordnet. In dem in eiram Winkel zur Vertikalen angeordneten Brenntrichter 5 ist der Feinstaubbrenner 10 mit der Staubleitung 11 und der Luftringleitung 12 eingebunden. Der vertikal angeordnete Brenntrichter 6 weist den Grobstaubbrenner 13 mit der Staubleitung 14 und der Luftringleitung 15 auf. Der vertikal angeordnete Brenntrichter 7 weist den Brüdenbrenner 16 mit der B'üdenleitung 17 und der Lufiringleitung 18 auf. Unmittelbar an der Rückwand 3 ist der relativ schmale, über die gesamte Breite ausgebildete Aschetrichter angeordnet. Am Ascheauslauf 20 des Aschetrichters 19 schließt die Ascheleitung 21 an, die in die Entaschungsanlage 22 einmündet. Unmittelbar oberhalb djs Aschetrichters 19 besteht die Einblasöffnung 23, die über die einen Regler 32 aufweisende Leitung 24 mit der Brüdentrenneinrichtung 25 der sichterlos betriebenen Mühle 26 verbunden ist. Die feinmahlende Mühle 27 weist die Brüdentrenneinrichtung 28 auf. Zwischen der Brüdentrenneinrichtung 28 der Mühle 27 und der Staubleitung 14 der Mühle 26 besteht die Brüdenleitung 29. Die Luftringleitungen 12; 15; 18 münden in die Lufikammer 30, die mit dem Luftversorgungssystem 31 verbunden ist. Der Brüdenbrenner 16 weist die Brüdenleitung 33 auf, die in die Brüdentrenneinrichtung 25 der Mühle 26 eingebunden ist. Die Wirkungsweise ist folgende:

Der schräg angestellte Feinstaubbrenner 10 im Brenntrichter 5 wird mit Feinstaub 34 aus der feinmahlenden Mühle 27 und Verbrennungsluft aus der Luftringleitung 12 beaufschlagt. Durch Einleitung des aus dem Nachmühlengasstrom über die Brüdentrenneinrichtung 28 gewonnenen Brüdenstromes 35 in die Staubleitung 14 verbrennt der Feinstaub 34 unter Ausbildung der stabilen Primärflamme 36. Die Primärflamme 36 reicht bis an das Oberteil 37 der Rückwand 3. Dem Brenner 13 wird ein Grobstaub-Brüden-Feinst iub-Gemisch 38 von der Mühle 26 und der Brüdenstrom 35 aus der Brüdentrenneinrichtung 28 der Mühle 27 sowie Verbrennungsluft aus der Luftringleitung 15 zugeführt, wobei die Hauptflamme 39 gebildet wird. Der Grobstaub 40 wird in die Primärflamme 36 getragen und weiter teilausgebrannt. Unverbranntes 46 fällt auf die Sattel 8; 91 nd rutscht entlang der Sattelflächen 41 in die Brenntrichter 5; 6; 7. Vom Luftstrom 42 der Brenner 10; 13; 16 erfaßt, werden die unverbrannten Teilchen in die Flamme 36; 39 geblasen. Diese schwer abbrennbaren Teilchen durchlaufen so lange diesen Kreislauf bis sie vollständig abgebrannt sind. Durch die Anstellung des Brenners 10 in Richtung Rückwand 3 gelangt der abbrennende Grobstaub 40 in den Bereich der Rückwand. Zur Aufrechterhaltung eines langen Brennweges des Grobstaubes wird Büdengas 43 über den Brüdenbrenner 16 eingeblasen. Asche 44 und Unverbranntes 46 fallen an der Rückwand 3 in Richtung des Aschetrichters 19. Die Zufuhr von Brüdengas 45 über die Einblasöffnung 23 bewirkt, daß das Unverbrannte 46 in die Flammen 36; 39 getragen wird, die Aschetuilchen 47 nicht dem Brüdengasstrom 45 folgen und über den Aschetrichter und den Ascheauslauf 20 der Entaschungsanlage 22 zugeführt werden.

Mit der Regelarmatur kann die Brüdengasmenge 48 so bemessen werden, daß ein Austrag von Unverbranntem 46 in die Entaschungsanlage 22 vermieden wird

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erraicht:

1. Geringe Bauhöhe der Brennkammer durch ständigen Grobstaubumlauf

2. Ascheabftihr mit geringer Unverbranntmenge

3. Ausbildung einer stabilen Primärflamme

4. Thermische Aufbereitung des Grobstaubes

5. Sichterlose Hauptmahlanlage

6. Sicherer Abbrand von groben und schwer brennbaren Brennstoffen

Claims

1. Verfahren zur Verbrennung von grobon und sower brennbaren festen Brennstoffen, deren Kornspektrum eine feinkörnige und eine grobkörnige Fraktion aufweist, in einer einheitlichen, als Wirbelschicht betriebenen und getrennte Verbrennungsbereiche aufweisenden Feuerung, insbesondere einer Brennstaubfeuerung für Dampfkessel mit Brüdentrennung, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstaub (34), der Grobstaub (40) sowie das Brüdengas (43) für die Verbrennungsbereiche jeweils separat erzeugt und/oder zugeführt und/oder in den Verbrennungsbereichen aufgewirbelt und/oder innerhalb der Verbrennungsschicht (50), der Schwerkraft folgend abgeschieden, sowie einer inneren Zirkulation zugeführt, in der Verbrennungsschicht (50) verbrannt und die Verbrennungsschicht (50) impulsartig mit Verbrennungsluft beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstaub (34) in einer feinmahlenden Kohlenstaubmühle (27) mit Brüdentrenneinrichtung (28) erzeugt, unter Zufuhr von Verbrennungsluft gefördert und/oder aufgewirbelt und/oder abgeschieden und/oder ir einem Feinstaubbrenner (10) verbrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grobstaub (40) in einer sichterlos betriebenen Kohlenstaubmühle (26) mit Brüdentrenneinrichtung (25) erzeugt, unter Zufuhr von Verbrennungsluft und Brüdengas (43) gefördert und/oder aufgewirbelt und/oder abgeschieden und/oder in einem Grobstaubbrenner (13) verbrannt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüdengas (43) in einer Brüdentrenneinrichtung (25) einer Kohlenstaubmühle (26) abgeschieden und unter Zufuhr von Verbrennungsluft gefördert und/oder aufgewirbelt und/oder in einem Brüdenbrenner (16) verbrannt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbrennungsschicht (50) eine stabile Primärflamme (36) und eine Hauptflamme (39) erzeugt und die Grobstaubmenge (40) einer inneren Zirkulation zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Rückwand (3) ein Medium, vorzugsweise Brüdengas (48) eingeblasen und Unverbranntes (46) erneut der Verbrennungsschicht und/oder der Entaschungsanlage (22) zugeführt wird.

'. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüdengas (48) mengengeregelt zugeführt wird.

8. Anordnung zur Verbrennung von groben und schwer brennbaren festen Brennstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennkammerboden (4) der Brennkammer (1) im Bereich der Stirnwand (2) ein Feinstaubbrenner (10) danach in Richtung Rückwand (3) ein Grobstaubbrenner (13), danach in Richtung Rückwand (3) ein Brüdenbrenner (16), danach im Bereich der Rückwand (3) ein Aschetrichter (19) und oberhalb des Aschetrichters (19) in die Rückwand (3) eine Einblasöffnung angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstaubbrenner (10) in einem Winkel zur Vertikalen in den Brennkarnmerboden (4) eingebunden ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstaubbrenner (10) über eine Staubleitung (11) mit einer feinmahlenden Mühle (27) und über eine Luftringleitung (12) mit einer Luftkammer (30) verbunden ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekannzeichnet, daß die Mühle (27) eine Brüdentrenneinrichtung (28) aufweist.

12. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grobstaubbrenner (13) vertikal in den Brennkammerboden (4) eingebunden ist.

13. Anordnung nach Anspruch 8; 9;". -. und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Feinstaubbrenner (10) und dem Grobstaubbrenner (13) ein Sattel angeordnet ist.

14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Grobstaubbrenner (13) über eine Staubleitung (14) mit einer sichterlosen Mühle (26) und der Brüdentrenneinrichtung (28) der Mühle (27) sowie über eine Luftringleitung (15) mit der Luftkammer (30) verbunden ist.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die sichterlose Mühle (26) eine Brüdentrenneinrichtung (25) aufweist.

16. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brüdenbrenner (16) vertikal in den Brennkammerboden (4) eingebunden ist.

17. Anordnung nach Anspruch 8; 12 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grobstaubbrenner (13) und dem Brüdenbrenner (16) ein Sattel (9) angeordnet ist.

18. Anordnung nach Anspruch 8 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Brüdenbrenner (16) mit der Brüdentrenneinrichtung (25) der sichterlosen Mühle (26) und über eine Luftringleitung (18) mit der Luftkammer (30) verbunden ist.

19. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aschetrichter (19) über einen Ascheauslauf (20) mit einer Entaschungsanlpge (22) verbunden ist.

20. Anordnung nach Anspruch 10; 14 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammer (30) mit einem Luftversorgungssystem (31) verbunden ist.

21. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasöffnung (23) über die Leitung (24) mit der Brüdentrenneinrichtung (25) der Mühle (26) verbunden ist.

22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung (24) eine Regelarmatur (32) eingebunden ist.

23. Anordnung nach Anspruch 8; 16 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Brüdenbrenner (16) und dem Aschetrichter (19) ein Sattel (49) angeordnet ist.