EP2643637B1 - Verfahren zur steuerung einer verbrennung in einem verbrennungskessel - Google Patents

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EP2643637B1
EP2643637B1 EP11790584.4A EP11790584A EP2643637B1 EP 2643637 B1 EP2643637 B1 EP 2643637B1 EP 11790584 A EP11790584 A EP 11790584A EP 2643637 B1 EP2643637 B1 EP 2643637B1
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EP
European Patent Office
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combustion
combustion air
boiler
material discharge
air
Prior art date
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EP11790584.4A
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Ralph Ludwig
Christian Mueller
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Clyde Bergemann DRYCON GmbH
Original Assignee
Clyde Bergemann DRYCON GmbH
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Publication date
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    • F23N3/002—Regulating air supply or draught using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23G5/50—Control or safety arrangements
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    • F23G2207/103—Arrangement of sensing devices for oxygen
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/30—Oxidant supply

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling combustion of fuel in a combustion boiler.
  • the invention is used in particular in combustion boilers of fossil-fired power plants.
  • Combustion boilers with at least one combustion chamber, in which a fuel is burned with the addition of combustion air are known from the prior art.
  • the fuels are burned, hot combustion gases are produced, the thermal energy of which is withdrawn in areas of the combustion boiler that conduct exhaust gas, in particular via heat exchangers, and then converted into electrical energy.
  • increasingly stricter pollutant limit values have to be complied with.
  • the avoidance of pollutants during the combustion of the fuels is of particular importance.
  • the combustion chamber is connected via a connecting line to an annular chamber of a cupola furnace, via which the furnace gas can be fed from the cupola furnace to the combustion chamber.
  • the combustion air required for the combustion of the top gas in the combustion chamber is supplied to the combustion chamber via an inlet opening of the cupola furnace or via an air supply line of the connecting line.
  • the amount of combustion air supplied via the air supply line is controlled by means of a control circuit in such a way that a flame temperature in the combustion chamber reaches a desired value.
  • a waste incineration plant with a combustion boiler wherein a primary combustion chamber below a combustion grate for fuel can be supplied with a primary combustion air. Secondary combustion air is also supplied to the combustion chamber in a downstream secondary combustion chamber. In addition, the primary combustion air is sucked out of the primary combustion chamber located above the combustion grate through a recirculation duct and fed to the secondary combustion chamber.
  • the respective volume flows of the primary combustion air, the secondary combustion air and the recirculated combustion air can be controlled by means of a controller.
  • a combustion boiler with a movable charging device is known, with air being able to be sucked off from a space below the charging device via an additional air duct.
  • the additional air duct has a fan, by means of which an amount of air to be sucked off can be set.
  • a similar combustion boiler is also from the GB-A-973 244 known, wherein in this combustion boiler, air is drawn off below a fuel delivery means and fed, inter alia, to a combustion chamber of the combustion boiler via a channel.
  • the US 2004/0231243 A1 discloses a combustion boiler in which means for injecting a gas are arranged between a material discharge opening and an ash quenching basin.
  • the purpose of the blown gas is to prevent combustion gases from flowing from the combustion boiler to the ash quenching basin, where the cooling water for the ash is contaminated with pollutants.
  • the blown gas is sucked off in the area of the material discharge opening and fed to the combustion boiler as combustion gas via a feed line.
  • the object of the invention is therefore to at least partially solve the problems described with reference to the prior art and in particular to provide a method for controlling the combustion of fuel in a combustion boiler with which the combustion chamber in the combustion chamber is available for the combustion of the fuel Combustion air can be controlled particularly precisely.
  • a combustion boiler should also be specified with which the combustion air available in a combustion chamber for the combustion of the fuel can be controlled in a particularly precise manner.
  • an improved result can be achieved with regard to at least one of the following aspects: exhaust gas composition, temperature of the combustion or the ash, stoichiometry of the combustion, cooling of the ash, post-combustion of the ash , Heat recovery.
  • combustion air is used here to refer to a gas or gas mixture understood, which includes at least oxygen.
  • the oxygen content of the Combustion air is in particular at least 10% by volume (% by volume), preferably at least 20% by volume or particularly preferably at least 30% by volume.
  • the combustion air can also be ambient air, possibly preheated.
  • the desired amount of combustion air is in particular that amount of combustion air that provides an amount of oxygen for the type and / or amount of fuel to be burned in the combustion chamber, which is required for particularly advantageous, in particular low-pollutant, combustion of the fuel.
  • the desired amount of combustion air can also be that amount of combustion air which, depending on the oxygen content of the combustion air, is required for stoichiometric combustion of the fuel in the combustion chamber.
  • lignite, hard coal, crude oil, natural gas, household waste, industrial waste and / or biomass are used as fuels.
  • the desired amount of combustion air which is dependent on the type, mass and / or quality of the fuel, is basically known to the person skilled in the art and can in particular be found in corresponding operating manuals for the combustion boiler.
  • measured values and / or calculation models can be used so that the amount of combustion air required for the specified (stoichiometric) combustion can be determined at a (current or predetermined future) point in time.
  • the amount of combustion air actually available in the combustion boiler is also determined, for example with the aid of an oxygen sensor which measures an oxygen concentration within a combustion chamber of the combustion boiler.
  • an oxygen sensor which measures an oxygen concentration within a combustion chamber of the combustion boiler.
  • other sensors and / or computer models, etc. can also be used for this purpose.
  • the amount of combustion air actually available in the combustion boiler can be determined by means of measured values and / or calculation.
  • This step b) can in particular be carried out after and / or during and / or before step a).
  • the available amount of combustion air in the combustion chamber is then matched to the desired amount of combustion air in the combustion chamber.
  • the amount of combustion air available in the combustion chamber should be set as precisely as possible to the desired amount of combustion air in the combustion chamber.
  • An "apparatus opening” is understood to be an access through a side wall and / or ceiling wall to the combustion boiler, via which (at least temporarily) additional air (indefinitely) is supplied. Through this opening devices are temporarily fed into the combustion boiler and / or downstream areas, such as. B. sensors, cleaning systems, sampling devices, etc. If necessary, sealing elements that use a flushing gas can also be provided there.
  • the at least one combustion air inflow through the at least one material discharge opening and / or at least one apparatus opening and / or the intended combustion air supply to the combustion boiler is (actively) reduced and / or increased and / or (given changing external conditions) is kept constant in order to to match the available amount of combustion air in the combustion chamber as exactly as possible to the desired amount of combustion air in the combustion chamber.
  • the combustion air inflow is at least partially an amount of combustion air which flows into the combustion chamber through the material discharge opening of the combustion chamber. The amount of combustion air is measured, for example, in m 3 / min (cubic meters per minute).
  • the adjustment of the available amount of combustion air in the combustion chamber to the desired amount of combustion air in the combustion chamber can also be done with the help of additional combustion air supplies to the combustion chamber (e.g. separate burners, nozzles, etc. in the wall of the combustion boiler).
  • additional combustion air supplies to the combustion chamber e.g. separate burners, nozzles, etc. in the wall of the combustion boiler.
  • the control of the at least one combustion air inflow through the at least a material discharge opening and / or apparatus opening represent an optionally additional control variable in order to match the available amount of combustion air in the combustion chamber particularly precisely to the desired amount of combustion air in the combustion chamber.
  • the at least one material discharge opening of the combustion chamber is an opening in the combustion chamber from which combustion residues of the fuel from the combustion chamber are at least partially and / or essentially completely removed.
  • the material discharge opening is preferably formed in a bottom area of the combustion chamber and connects the combustion chamber in particular to a conveyor for combustion residues arranged below the combustion boiler.
  • the adjustment preferably takes place regularly during the operation of the combustion boiler, in particular when at least one parameter relevant for the combustion and / or the conveyance of the ash changes.
  • the adjustment takes place practically in real time, so that the operation is adjusted or reset very quickly.
  • combustion air inflow can be increased, decreased and / or kept constant at different times; if necessary, several combustion air inflows can also be adjusted at the same time.
  • the choice can be made in particular on the amount and type of change in the combustion air inflow, e.g. B. similar device openings can be opened or closed alternately, or their purging gas can be operated in an adapted manner.
  • the discharge from the combustion boiler changes significantly, the (primary / secondary) combustion air supply and / or the material discharge opening can be adjusted.
  • the invention is therefore based on the concept that all air flows and / or gas flows entering the boiler (insofar as they have an effect on the combustion process) are recorded and taken into account for setting the combustion air made available.
  • the air flow via the classic combustion air supply, the material discharge opening and / or the apparatus opening is then adjusted according to requirements or application.
  • This online control of the combustion air through all openings allows a particularly precise and, if necessary, directional supply of combustion air, which determines the position of the flame and / or the effectiveness of the combustion process and / or the formation of residues / pollutants / etc. can have a beneficial effect.
  • step c) comprises an active adaptation of the total amount of combustion air.
  • a direct so-called “online” regulation is thus addressed in particular.
  • z. B measured values and / or characteristic values of the combustion boiler (also with sensors) determined or determined and processed (in real time) directly (e.g. using appropriate control software), so that a prompt and immediate adjustment of the available combustion air volume is made that corresponds practically exactly with the desired amount of combustion air.
  • the at least one metering device for combustion air of the at least one material discharge opening is in particular at least partially and / or completely closable flaps and / or at least partially and / or completely closable valves in the area of the at least one material discharge opening of the combustion chamber of the combustion boiler with which the inflow an inflow of combustion air from the outside into the combustion boiler can be controlled.
  • the combustion air inflow is reduced by at least partial or complete closing of the material discharge opening by the metering device and / or an increase in the combustion air inflow by at least partial or complete opening of the material discharge opening by the metering device.
  • the combustion air inflow can also be controlled with the aid of at least one conveyor for combustion residues, for example by adjusting a conveying speed of the conveyor so that in particular the material discharge opening of the combustion chamber is at least partially or completely closed with combustion residues.
  • the loading height of the conveyor with combustion residues can also be influenced by influencing the flow resistance to be overcome by the combustion air inflow, in particular in the area of the material discharge opening.
  • the inflow of combustion air can be reduced by reducing the conveying speed of the at least one conveyor or reduced by increasing the conveying speed of the at least one conveyor.
  • the at least one conveyor for combustion residues is preferably arranged below the at least one material discharge opening and is essentially surrounded by at least one housing which is connected to the combustion boiler in an essentially gas-tight manner.
  • This at least one housing has at least one partially and / or completely closable opening, which can in particular be an opening of the housing at the end of a conveyor line of the conveyor, in particular to remove combustion residues conveyed on the conveyor from and / or from the conveyor and / or from the at least one housing of the at least one conveyor .
  • ambient air can flow into the housing, form a flow path within the at least one housing along the at least one conveyor and flow through the at least one material discharge opening into the combustion chamber of the combustion boiler as combustion air inflow.
  • This process can be supported, for example, by one or more pumps, fans, valves, etc. in the area of the at least one at least partially closable opening and / or along the flow path of the combustion air inflow.
  • the at least one opening of the housing can be partially and / or completely closed, so that the combustion air inflow through the housing and the material discharge opening into the combustion chamber can be controlled.
  • openings in the housing for example openings for the targeted supply of cooling air for the combustion residues conveyed by the at least one conveyor, can also be designed to be closable in order to control the combustion air inflow through the at least one material discharge opening of the combustion boiler accordingly.
  • an amount of air adapted to the operation of the conveyor is to be made available so that, for. B. a desired degree of combustion and / or degree of solidification of the discharged combustion residues is maintained.
  • the amount of air required for this is relatively large, the entry into the combustion boiler through the material discharge opening should then be limited and / or the amount of combustion air supplied elsewhere should be adjusted. This is also done in particular through appropriate monitoring and control measures practically in real time.
  • At least one physical property of the combustion air inflow is preferably measured with the aid of at least one second sensor, or the available amount of combustion air is determined with the aid of at least one first sensor.
  • these measures can be combined with one another.
  • the at least one physical property of the combustion air inflow can be, for example, the mass flow, the volume flow, a temperature, the humidity, a chemical composition, an oxygen concentration and / or another physical property of the combustion air inflow flowing through the at least one material discharge opening Influences the combustion of the fuel in the combustion chamber of the combustion boiler.
  • the at least one second sensor is in particular a sensor with which at least one of the aforementioned physical properties of the combustion air inflow can be determined.
  • the at least one first sensor is therefore z.
  • B. an oxygen sensor which can measure an oxygen concentration within the at least one combustion chamber of the combustion boiler.
  • the measurement of the at least one physical property of the combustion air inflow and / or the determination of the available amount of combustion air with the aid of the first sensor and / or second sensor is preferably carried out continuously, so that when a discrepancy between the available amount of combustion air in the combustion chamber and the desired
  • combustion boiler having at least one combustion chamber for fuel, at least one material discharge opening for discharging combustion residues, at least one first sensor for determining an amount of combustion air available in the at least one combustion chamber for burning the fuel, at least one second sensor for at least one physical property of a combustion air inflow through the at least one material discharge opening, the at least one material discharge opening has at least one metering device for the combustion air inflow and / or at least one housing which at least partially encloses at least one conveyor for combustion residues and has at least one at least partially closable opening.
  • the combustion boiler proposed here is intended in particular for carrying out the method according to the invention for controlling the combustion of fuel in a combustion boiler. Reference is therefore made at this point to the description of the method according to the invention.
  • the housing has a plurality of openings, all of which can be closed.
  • the metering device it can also be provided that this part of the combustion air flow that is made available via the conveyor is withdrawn again (for example with a suitable suction device).
  • a metering device and a conveyor can also be implemented together in the combustion boiler.
  • the at least one drive of the at least one conveyor is, for example, an electric motor with which a conveying speed of the conveyor can be changed.
  • a combustion boiler 2 with a combustion chamber 11 is shown schematically. Inside the combustion chamber 11, fuel 1 is burned with the supply of combustion air via a (primary / secondary) combustion air supply 15.
  • the combustion boiler 2 has a plurality of apparatus openings 19 through which an additional air flow can enter (temporarily and / or permanently) , e.g. B. when sensors and / or cleaning devices are passed through and / or operated there.
  • the combustion chamber 11 of the combustion boiler 2 also has a material discharge opening 3, via which combustion residues 6 can be removed from the combustion chamber 11 on a conveyor 5 arranged below the material discharge opening 3.
  • the conveyor 5 is designed here as a belt conveyor.
  • a metering device 4 is arranged in the area of the material discharge opening 3, which is designed here in the form of two rotatably mounted flaps.
  • the combustion air inflow is reduced by closing the metering device 4 and increased by opening the metering device 4.
  • the combustion boiler 2 also has a first sensor 9 in the combustion chamber 11 for determining the amount of combustion air available in the combustion boiler 2 and a second sensor 10 for determining a physical property of the combustion air inflow 16 in the area of the material discharge opening 3.
  • the combustion air inflow 16 can also be controlled by a drive 12 of the conveyor 5, in particular by adapting a conveying speed of the conveyor 5 and thus a loading height 17 of the conveyor 5.
  • the conveyor 5 is also arranged in a housing 8 which, in this exemplary embodiment, has two at least partially and / or completely closable openings 7.
  • the lower of the two at least partially and / or completely closable openings 7 can be at least partially and / or completely closed by an adjustable flap 14.
  • Ambient air flows into the housing 8 through the two partially and / or completely closable openings 7 and forms a flow path 18 along the conveyor 5 in the direction of the combustion chamber 11.
  • the ambient air in the housing 8 can at least partially cool the combustion residues 6 on the conveyor 5 and at least partially promote post-combustion of the combustion residues 6 on the conveyor 5, with the ambient air being at least partially withdrawn from oxygen by the post-combustion of the combustion residues 6 on the conveyor 5.
  • the first sensor 9, the second sensor 10, the metering device 4, the drive 12, the combustion air supply 15 and / or the flap 14 are connected to a control unit 13 which is set up to supply the combustion air inflow 16 control in order to at least partially or completely adjust the amount of combustion air available, that is to say in particular the amount of oxygen available, in the combustion boiler 2 to the desired amount of combustion air, that is to say in particular the desired amount of oxygen.
  • the invention is characterized by a particularly precise regulation of the amount of combustion air available in the combustion boiler and enables that during the combustion of fuels particularly advantageous to reduce the resulting pollutants, while at the same time a very good (complete) treatment of the discharged combustion residues can be guaranteed.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennung von Brennstoff in einem Verbrennungskessel. Die Erfindung findet insbesondere bei Verbrennungskesseln von fossil befeuerten Kraftwerksanlagen Anwendung.
  • Aus dem Stand der Technik sind Verbrennungskessel mit zumindest einer Verbrennungskammer bekannt, bei denen ein Brennstoff unter Zugabe von Verbrennungsluft verbrannt wird. Bei der Verbrennung der Brennstoffe entstehen heiße Verbrennungsgase, deren Wärmeenergie in Abgas leitenden Bereichen des Verbrennungskessels, insbesondere über Wärmetauscher, entzogen und anschließend zu elektrischer Energie umgewandelt wird. Bei der Verbrennung von Brennstoffen in Verbrennungskraftwerken sind zunehmend strengere Schadstoffgrenzwerte einzuhalten. Neben der nachträglichen Reinigung der Verbrennungsabgase, beispielsweise durch Filter, ist die Vermeidung der Entstehung von Schadstoffen während der Verbrennung der Brennstoffe von besonderer Bedeutung.
  • Um bei der Verbrennung von Brennstoffen möglichst schadstoffarme Verbrennungsabgase zu erzeugen, ist eine möglichst exakte Kontrolle des in einer Verbrennungskammer für eine Verbrennung zur Verfügung stehenden Sauerstoffs gewünscht, dessen Menge insbesondere von der Masse und der Qualität des verwendeten Brennstoffs in der Verbrennungskammer abhängt. Bei den bekannten Verbrennungskesseln erfolgt daher eine kontrollierte Zufuhr von Sauerstoff aufweisender Verbrennungsluft über entsprechende Verbrennungsluftzuführungen in die Verbrennungskammer.
  • Außerdem ist bekannt, unterhalb einer Materialabgabeöffnung zur Entfernung von Verbrennungsrückständen der Verbrennungskammer wenigstens einen Förderer vorzusehen, mit dem die heiße Asche und/oder andere Verbrennungsrückstände von dem Verbrennungskessel entfernt werden. Für den Betrieb solcher Förderer wurde auch bereits vorgeschlagen, einen Kühlluftstrom und/oder Oxidationsgasstrom entgegen der Förderrichtung mit der Asche in Kontakt zu bringen, um nicht (vollständig) verbrannte Bestandteile noch auf dem Förderer zu verbrennen sowie ggf. eine vollständige Erstarrung der Asche bis zur Abgabe von dem Förderer zu erreichen. Dieser Kühlluftstrom bzw. Oxidationsgasstrom wird dabei stark limitiert, weil dieser durch einen (häufig existierenden) Unterdruck in der Verbreimungskammer durch die Materialabgabeöffnung eintritt. Ein solcher Förderer ist beispielsweise in der WO-A-2010043504 beschrieben.
  • Aus der EP-A1-0 177 627 ist unter anderem ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennung eines Gichtgases in einer Brennkammer bekannt. Hierzu ist die Brennkammer über eine Verbindungsleitung mit einer Ringkammer eines Kupolofens verbunden, über die das Gichtgas von dem Kupolofen der Brennkammer zuführbar ist. Die für die Verbrennung des Gichtgases in der Brennkammer erforderliche Verbrennungsluft wird der Brennkammer über eine Einfuhröffnung des Kupolofens oder über eine Luftzuführleitung der Verbindungsleitung zugeführt. Die Menge der über die Luftzuführleitung zugeführten Verbrennungsluft wird mittels eines Regelkreises derart gesteuert, dass eine Flammentemperatur in der Brennkammer einen gewünschten Wert erreicht.
  • Darüber hinaus ist aus der EP-A1-1 726 876 eine Abfallverbrennungsanlage mit einem Verbrennungskessel bekannt, wobei einem primären Brennraum unterhalb eines Verbrennungsrosts für Brennstoff eine primäre Verbrennungsluft zuführbar ist. Weiterhin wir der Brennkammer in einem nachgelagerten sekundärem Brennraum sekundäre Verbrennungsluft zugeführt. Zudem wird die primäre Verbrennungsluft aus dem oberhalb des Verbrennungsrosts befindlichen primären Brennraum durch einen Rezirkulierungskanal abgesaugt und dem sekundären Brennraum zugeführt. Die jeweiligen Volumenströme der primären Verbrennungsluft, der sekundären Verbrennungsluft und der rezirkulierten Verbrennungsluft sind mittels einer Steuerung steuerbar.
  • Des Weiteren ist aus der WO-A2-2009/072909 ein Verbrennungskessel mit einer beweglichen Beschickungsvorrichtung bekannt, wobei aus einem Raum unterhalb der Beschickungsvorrichtung über einen zusätzlichen Luftkanal Luft absaugbar ist. Hierzu weist der zusätzliche Luftkanal ein Gebläse auf, über das eine abzusaugende Luftmenge einstellbar ist.
  • Ein ähnlicher Verbrennungskessel ist zudem aus der GB-A-973 244 bekannt, wobei bei diesem Verbrennungskessel Luft unterhalb eines Brennstofffördermittels abgezogen und über einen Kanal unter anderem einer Brennkammer des Verbrennungskessels zugeführt wird.
  • Die US 2004/0231243 A1 offenbart einen Verbrennungskessel, bei dem zwischen einer Materialabgabeöffnung und einem Ascheabschreckbecken Mittel zum Einblasen eines Gases angeordnet sind. Mit dem eingeblasenen Gas soll verhindert werden, dass Verbrermungsgase aus dem Verbrennungskessel zu dem Ascheabschreckbecken strömen und dort das Kühlwasser für die Asche mit Schadstoffen belastet. Das eingeblasene Gas wird im Bereich der Materialabgabeöffnung abgesaugt und über eine Zuführleitung als Verbrennungsgas dem Verbrennungskessel zugeführt.
  • Es wurde nun erkannt, dass insbesondere bei wechselnden Lastbedingungen beim Verbrennungskessel und/oder beim Förderer unerwünschte Einflüsse auf das gewünschte Resultat der Verbrennung und/oder der Förderung, Kühlung, Nachverbrennung der Asche auftreten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennung von Brennstoff in einem Verbrennungskessel anzugeben, mit dem die in der Verbrennungskammer für die Verbrennung des Brennstoffs zur Verfügung stehende Verbrennungsluft besonders exakt kontrolliert werden kann. Zudem soll auch ein Verbrennungskessel angegeben werden, mit dem in besonders exakter Weise die in einer Verbrennungskammer für die Verbrennung des Brennstoffs zur Verfügung stehende Verbrennungsluft kontrolliert werden kann. Außerdem soll auch erreicht werden, dass trotz variierender Lastbedingungen im Verbrennungskessel und/oder im Förderer ein verbessertes Resultat hinsichtlich zumindest einer der folgenden Aspekte realisierbar ist: Abgaszusammensetzung, Temperatur der Verbrennung bzw. der Asche, Stöchiometrie der Verbrennung, Kühlung der Asche, Nachverbrennung der Asche, Wärmerückgewinnung.
  • Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es 5 ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher 10 präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Verbrennung von Brennstoff in einem Verbrennungskessel, welcher eine Verbrennungsluftzufuhr, zumindest eine Materialabgabeöffnung und mindestens eine Apparateöffnung aufweist, wobei die Apparateöffnung ein Zugang durch eine Seitenwand und/oder eine Deckenwand zum Verbrennungskessel ist, weist zumindest die folgenden Schritte auf:
    1. a) Bestimmung einer gewünschten Verbrennungsluftmenge für die Verbrennung des Brennstoffs in dem Verbrennungskessel,
    2. b) Bestimmung einer zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge für die Verbrennung des Brennstoffs in dem Verbrennungskessel,
    3. c) Kontrollieren zumindest eines Verbrennungsluftzustroms durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung und/oder die mindestens eine Apparateöffnung des Verbrennungskessels, um die zur Verfügung stehende Verbrennungsluftmenge in dem Verbrennungskessel an die gewünschte Verbrennungsluftmenge zumindest teilweise anzugleichen, wobei durch die Apparateöffnung zeitweise Apparate in den Verbrennungskessel und/oder nachgelagerte Bereiche zugeführt werden,
    4. d) Regulieren zumindest einer der folgenden Verbrennungsluftzuströme in Abhängigkeit von Schritt c):
      • Verbrennungsluftzustrom über die Verbrennungsluftzufuhr,
      • Verbrennungsluftzustrom über die zumindest eine Materialabgabeöffnung,
      • Verbrennungsluftzustrom über die mindestens eine Apparateöffnung.
  • Unter dem Begriff"Verbrennungsluft" wird hier ein Gas oder Gasgemisch verstanden, das zumindest Sauerstoff umfasst. Der Sauerstoffgehalt der Verbrennungsluft beträgt insbesondere mindestens 10 Vol-% (Volumenprozent), bevorzugt mindestens 20 Vol-% oder besonders bevorzugt mindestens 30 Vol-%. Insbesondere kann es sich bei der Verbrennungsluft auch um, gegebenenfalls vorerwärmte, Umgebungsluft handeln. Bei der gewünschten Verbrennungsluftmenge handelt es sich insbesondere um diejenige Verbrennungsluftmenge, die für die jeweilig in der Verbrennungskammer zu verbrennende Art und/oder Menge Brennstoff eine Sauerstoffmenge bereitstellt, die für eine besonders vorteilhafte, insbesondere schadstoffarme, Verbrennung des Brennstoffs erforderlich ist. Insbesondere kann es sich bei der gewünschten Verbrennungsluftmenge auch um diejenige Verbrennungsluftmenge handeln, die, in Abhängigkeit des Sauerstoffgehalts der Verbrennungsluft, für eine stöchiometrische Verbrennung des Brennstoffs in der Brennkammer erforderlich ist. Als Brennstoffe kommen insbesondere Braunkohle, Steinkohle, Erdöl, Erdgas, Haushaltabfälle, Industrieabfälle und/oder Biomasse zum Einsatz. Die jeweilig von der Art, Masse und/oder Qualität des Brennstoffs abhängige gewünschte Verbrennungsluftmenge ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und kann insbesondere entsprechenden Betriebshandbüchern des Verbrennungskessels entnommen werden. Für die Bestimmung der gewünschten (bzw. benötigten) Verbrennungsluftmenge können Messwerte und/oder Rechenmodelle eingesetzt werden, so dass die für die vorgegebene (stöchiometrische) Verbrennung erforderliche Verbrennungsluftmenge zu einem (aktuellen oder vorbestimmten zukünftigen) Zeitpunkt ermittelt werden kann.
  • Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgt weiterhin eine Bestimmung der tatsächlich in dem Verbrennungskessel zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge, beispielsweise mit Hilfe eines Sauerstoffsensors, der eine Sauerstoffkonzentration innerhalb einer Verbrennungskammer des Verbrennungskessels misst. Selbstverständlich können hierfür auch andere Sensoren und/oder Rechenmodelle, etc. herangezogen werden. Insofern kann eine Bestimmung der (aktuell bzw. zu einem vorbestimmten Zeitpunkt) tatsächlich in dem Verbrennungskessel zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge durch Messwerte und/oder Berechnung erfolgen. Dieser Schritt b) kann insbesondere nach und/oder während und/oder vor Schritt a) durchgeführt werden.
  • Dann erfolgt eine Angleichung der zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer an die gewünschte Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer. Mit anderen Worten soll die zur Verfügung stehende Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer möglichst exakt auf die gewünschte Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer eingestellt werden. Dies erfolgt durch Kontrolle (insbesondere Regelung) zumindest eines Verbrennungsluftzustroms durch zumindest eine Materialabgabeöffnung und/oder mindestens eine Apparateöffnung des Verbrennungskessels. Unter einer "Apparateöffnung" wird ein Zugang durch eine Seitenwand und/oder Deckenwand zum Verbrennungskessel verstanden, über den (zumindest zeitweise) zusätzliche Luft (unbestimmt) zugeführt wird. Durch diese Öffnung werden zeitweise Apparate in den Verbrennungskessel und/ oder nachgelagerte Bereiche zugeführt, wie z. B. Sensoren, Reinigungssysteme, Probenentnahmegeräte, etc. Gegebenenfalls können dort auch Dichtungselemente vorgesehen sein, die ein Spülgas einsetzen.
  • Dies bedeutet, dass der zumindest eine Verbrennungsluftzustrom durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung und/oder mindestens eine Apparateöffnung und/oder die vorgesehene Verbrennungsluftzuführung des Verbrennungskesseis (aktiv) verringert und/oder erhöht und/oder (bei sich wechselnden äußeren Bedingungen) konstant gehalten wird, um die zur Verfügung stehende Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer möglichst exakt an die gewünschte Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer anzugleichen. Bei dem Verbrennungsluftzustrom handelt es sich zumindest teilweise um eine Verbrennungsluftmenge, die durch die Materialabgabeöffnung der Verbrennungskammer in die Verbrennungskammer einströmt. Die Verbrennungsluftmenge bemisst sich beispielsweise in m3/min (Kubikmeter pro Minute). Klarzustellen ist hier, dass die Angleichung der zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer an die gewünschte Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer zusätzlich auch mit Hilfe von weiteren Verbrennungsluftzuführungen der Verbrennungskammer (beispielsweise separate Brenner, Düsen, etc. in der Wand des Verbrennungskessels) erfolgen kann. Somit stellt die Kontrolle des zumindest einen Verbrennungsluftzustroms durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung und/oder Apparateöffnung eine, gegebenenfalls zusätzliche, Regelungsgröße dar, um die zur Verfügung stehende Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer an die gewünschte Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer besonders exakt anzugleichen.
  • Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei der zumindest einen Materialabgabeöffnung der Verbrennungskammer um eine Öffnung in der Verbrennungskammer handelt, aus der Verbrennungsrückstände des Brennstoffs aus der Verbrennungskammer zumindest teilweise und/oder im Wesentlichen vollständig entfernt werden. Die Materialabgabeöffnung ist bevorzugt in einem Bodenbereich der Verbrennungskammer ausgebildet und verbindet die Verbrennungskammer insbesondere mit einem unterhalb des Verbrennungskessels angeordneten Förderer für Verbrennungsrückstände.
  • Die Angleichung erfolgt bevorzugt regelmäßig während des Betriebes des Verbrennungskessels, insbesondere dann, wenn sich zumindest ein für die Verbrennung und/oder die Förderung der Asche relevanter Parameter ändert. Im ersten Fall heißt das beispielsweise, dass die Angleichung erfolgt, wenn sich der Brennstoff und/oder die Umgebungsbedingungen im Verbrennungskessel ändern. Im zweiten Fall heißt das insbesondere, wenn die Aschemenge, die Kühlleistung und/oder der Grad der Nachverbrennung geändert wird. Ganz besonders bevorzugt erfolgt die Angleichung praktisch in Echtzeit, so dass der Betrieb sehr schnell angepasst bzw. neu eingestellt wird.
  • Nun wurde erkannt, dass über diese Materialabgabeöffnung und/oder Apparateöffnung Gase mit (zeitlich) stark variierender Menge und/oder einem großen Umfang in die Verbrennungskammer einströmen können und daher der in der Verbrennungskammer für die Verbrennung des Brennstoffs zur Verfügung stehende Sauerstoff nicht in der Genauigkeit zugegeben werden konnte, wie dies zur Einhaltung von sehr geringen Schadstoffgrenzwerten gewünscht war. Zwar wurde versucht, ein Einströmen von Verbrennungsluft durch Materialabgabeöffnungen und/oder Apparateöffnungen der Verbrennungskammer auf ein Minimum zu beschränken, jedoch ist der dennoch vorhandene unkontrollierte Zustrom von Verbrennungsluft aus Materialabgabeöffnungen und/oder Apparateöffnungen der Verbrennungskammer nach wie vor mit erheblichen Unsicherheiten für eine exakte Kontrolle des in der Verbrennungskammer für die Verbrennung des Brennstoffs zur Verfügung stehenden Sauerstoffs verbunden. Außerdem musste so ggf. die Leistung bzw. Effektivität des Verbrennungskessels und/oder des Förderers reduziert werden, um diese störenden Einflüsse zu vermeiden. Dieses bereits lange existierende Problem wurde nunmehr gelöst.
  • Dabei kann während des Betriebes des Verbrennungskessels zu verschiedenen Zeitpunkten jeweils ein anderer Verbrennungsluftzustrom erhöht, erniedrigt und/oder konstant gehalten werden, ggf. können auch mehrere Verbrennungsluftzuströme gleichzeitig angepasst werden. Die Wahl kann insbesondere von der Menge und Art der Änderung des Verbrennungsluftzustroms ausgewählt werden, z. B. können gleichartige Apparateöffnungen wechselweise geöffnet oder geschlossen werden, bzw. deren Spülgas angepasst betrieben werden. Ändert sich aber beispielweise der Austrag aus dem Verbrennungskessel signifikant, kann eine Anpassung der (primären/sekundären) Verbrennungsluftzuführung und/oder der Materialausgabeöffnung vorgenommen werden.
  • Die Erfindung geht demnach von dem Konzept aus, dass alle in den Kessel eintretenden Luftströme und/oder Gasströme (soweit diese für den Verbrennungsvorgang eine Auswirkung haben) erfasst und für die Einstellung der zur Verfügung gestellten Verbrennungsluft berücksichtigt werden. Bedarfsorientiert bzw. anwendungsorientiert wird dann der Luftstrom über die klassische Verbrennungsluftzuführung, die Materialabgabeöffnung und/oder die Apparateöffnung angepasst.
  • Diese online-Regelung der Verbrennungsluft über alle Öffnungen erlaubt eine besonders genaue und ggf. auch richtungsgebundene Zufuhr von Verbrennungsluft, die die Lage der Flamme und/oder die Effektivität des Verbrennungsprozesses und/oder die Bildung von Rückständen/Schadstoffen/etc. vorteilhaft beeinflussen kann.
  • Bei diesem Verfahren ist demnach besonders bevorzugt, dass Schritt c) eine aktive Anpassung der gesamten Verbrennungsluftmenge umfasst. Damit ist insbesondere eine direkte so genannte "online"-Regelung angesprochen. Dabei werden z. B. Messwerte und/oder Kennwerte des Verbrennungskessels (auch mit Sensoren) ermittelt bzw. bestimmt und (in Echtzeit) direkt (z. B. unter Einsatz einer entsprechenden Regelungssoftware) verarbeitet, so dass eine zeitnahe und unmittelbare Anpassung der zur Verfügung gestellten Verbrennungsluftmenge vorgenommen wird, die praktisch exakt mit der gewünschten Verbrennungsluftmenge übereinstimmt.
  • Vorzugsweise erfolgt in Schritt c) die Kontrolle des Verbrennungsluftzustroms zumindest durch eines der nachfolgenden Mittel:
    • zumindest eine Dosiervorrichtung für Verbrennungsluft der zumindest einen Materialabgabeöffnung des Verbrennungskessels,
    • zumindest einen Förderer für Verbrennungsrückstände,
    • zumindest eine zumindest teilweise verschließbare Öffnung in zumindest einem Gehäuse des zumindest einen Förderers.
  • Bei der zumindest einen Dosiervorrichtung für Verbrennungsluft der zumindest einen Materialabgabeöffnung handelt es sich insbesondere um zumindest teilweise und/oder vollständig verschließbare Klappen und/oder zumindest teilweise und/oder vollständig verschließbare Ventile im Bereich der zumindest einen Materialabgabeöffnung der Verbrennungskammer des Verbrennungskessels, mit der das Einströmen eines Verbrennungsluftzustroms von außen in den Verbrennungskessel kontrolliert werden kann. Hierbei erfolgt eine Verringerung des Verbrennungsluftzustroms durch zumindest teilweises oder vollständiges Schließen der Materialabgabeöffnung durch die Dosiervorrichtung und/oder eine Erhöhung des Verbrennungsluftzustroms durch zumindest teilweises oder vollständiges Öffnen der Materialabgabeöffnung durch die Dosiervorrichtung.
  • Zusätzlich oder alternativ kann der Verbrennungsluftzustrom auch mit Hilfe zumindest eines Förderers für Verbrennungsrückstände kontrolliert werden, beispielsweise indem eine Fördergeschwindigkeit des Förderers angepasst wird, so dass insbesondere die Materialabgabeöffnung der Verbrennungskammer zumindest teilweise oder vollständig mit Verbrennungsrückständen verschlossen ist. Darüber hinaus kann auch die Beladehöhe des Förderers mit Verbrennungsrückständen beeinflusst werden, indem der durch den Verbrennungsluftzustrom zu überwindende Strömungswiderstand insbesondere im Bereich der Materialabgabeöffnung beeinflusst wird. So kann bspw. der Verbrennungsluftzustrom durch eine Verringerung der Fördergeschwindigkeit des zumindest einen Förderers reduziert oder durch eine Erhöhung der Fördergeschwindigkeit des zumindest einen Förderers reduziert werden.
  • Der zumindest eine Förderer für Verbrennungsrückstände ist bevorzugt unterhalb der zumindest einen Materialabgabeöffnung angeordnet und im Wesentlichen von zumindest einem Gehäuse umgeben, das im Wesentlichen gasdicht an dem Verbrennungskessel angeschlossen ist. Dieses zumindest eine Gehäuse weist zumindest eine teilweise und/oder vollständig verschließbare Öffnung auf, wobei es sich insbesondere um eine Öffnung des Gehäuses am Ende einer Förderstrecke des Förderers handeln kann, um insbesondere auf dem Förderer geförderte Verbrennungsrückstände von und/oder aus dem Förderer und/oder aus dem zumindest einen Gehäuse des zumindest einen Förderers zu entfernen. Von dieser zumindest einen teilweise und/oder vollständig verschließbaren Öffnung kann Umgebungsluft in das Gehäuse einströmen, innerhalb des zumindest einen Gehäuses entlang des zumindest einen Förderers einen Strömungspfad bilden und durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung in die Verbrennungskammer des Verbrennungskessels als Verbrennungsluftzustrom einströmen. Dieser Vorgang kann beispielsweise durch eine oder mehrere Pumpen, Ventilatoren, Ventile, etc. im Bereich der zumindest einen zumindest teilweise verschließbaren Öffnung und/oder entlang des Strömungspfades des Verbrennungsluftzustroms unterstützt werden. Die zumindest eine Öffnung des Gehäuses ist teilweise und/oder vollständig verschließbar, so dass der durch das Gehäuse und die Materialabgabeöffnung in die Verbrennungskammer einströmende Verbrennungsluftzustrom kontrollierbar ist. Klarzustellen ist jedoch, dass auch weitere Öffnungen des Gehäuses, beispielsweise Öffnungen zur gezielten Zuführung von Kühlluft für die durch den zumindest einen Förderer geförderten Verbrennungsrückstände, verschließbar ausgeführt sein können, um den Verbrennungsluftzustrom durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung des Verbrennungskessels entsprechend zu kontrollieren.
  • Mit den hier vorgeschlagenen Mitteln soll insbesondere einerseits eine für den Betrieb des Förderers angepasste Luftmenge zur Verfügung gestellt werden, so dass z. B. ein gewünschter Verbrennungsgrad und/oder Erstarrungsgrad der ausgetragenen Verbrennungsrückstände eingehalten wird. Zudem soll, falls die hierfür erforderliche Luftmenge relativ groß ist, der Eintritt in den Verbrennungskessel durch die Materialabgabeöffnung anschließend limitiert und/oder die andernorts zugeführte Verbrennungsluftmenge angepasst werden. Auch dies erfolgt insbesondere durch entsprechende Überwachungsmaßnahmen und Regelmaßnahmen praktisch in Echtzeit.
  • Vorzugsweise wird zumindest eine physikalische Eigenschaft des Verbrennungsluftzustroms mit Hilfe zumindest eines zweiten Sensors gemessen oder die Bestimmung der zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge erfolgt mit Hilfe zumindest eines ersten Sensors. Selbstverständlich können diese Maßnahmen miteinander kombiniert werden.
  • Bei der mindestens einen physikalischen Eigenschaft des Verbrennungsluftzustroms kann es sich beispielsweise um den Massenstrom, den Volumenstrom, eine Temperatur, die Feuchtigkeit, eine chemische Zusammensetzung, eine Sauerstoffkonzentration und/oder eine andere physikalische Eigenschaft des durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung strömenden Verbrennungsluftzustroms handeln, die einen Einfluss auf die Verbrennung des Brennstoffs in der Brennkammer des Verbrennungskessels hat. Bei dem zumindest einen zweiten Sensor handelt es sich insbesondere um einen Sensor, mit dem zumindest eine der vorgenannten physikalischen Eigenschaften des Verbrennungsluftzustroms bestimmbar ist. Bei dem zumindest einen ersten Sensor handelt sich es folglich z. B. um einen Sauerstoffsensor, der eine Sauerstoffkonzentration innerhalb der zumindest einen Verbrennungskammer des Verbrennungskessels messen kann. Die Messung der mindestens einen physikalischen Eigenschaft des Verbrennungsluftzustroms und/oder die Bestimmung der zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge mit Hilfe des ersten Sensors und/oder zweiten Sensors erfolgt bevorzugt kontinuierlich, so dass bei Feststellung einer Abweichung der zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer von der gewünschten Verbrennungsluftmenge in der Verbrennungskammer der zumindest eine Verbrennungsluftzustrom möglichst zeitnah kontrolliert, das heißt verringert oder erhöht, werden kann.
  • Es wird auch ein Verbrennungskessel, aufweisend zumindest eine Brennkammer für Brennstoff, zumindest eine Materialabgabeöffnung zur Abgabe von Verbrennungsrückständen, zumindest einen ersten Sensor für die Bestimmung einer in der zumindest einen Brennkammer zur Verbrennung des Brennstoffs zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge, zumindest einen zweiten Sensor für zumindest eine physikalische Eigenschaft eines Verbrennungsluftzustroms durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung vorgeschlagen, wobei die zumindest eine Materialabgabeöffnung zumindest eine Dosiervorrichtung für den Verbrennungsluftzustrom und/oder mindestens ein zumindest einen Förderer für Verbrennungsrückstände wenigstens teilweise umschließendes Gehäuse mit mindestens einer zumindest teilweise verschließbaren Öffnung aufweist. Der hier vorgeschlagene Verbrennungskessel ist insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Verbrennung von Brennstoff in einem Verbrennungskessel vorgesehen. Es wird daher an dieser Stelle auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
  • Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass das Gehäuse mehrere Öffnungen aufweist, die alle verschließbar sind. Im Hinblick auf die Dosiervorrichtung kann auch vorgesehen sein, dass diese einen Teil des Verbrennungsluftstromes, der über den Förderer bereit gestellt wird, wieder entzogen wird (beispielsweise mit einer entsprechenden Saugvorrichtung). Insofern können auch eine Dosiervorrichtung und ein Förderer gemeinsam bei dem Verbrennungskessel realisiert sein.
  • Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist der zumindest eine erste Sensor, der zumindest eine zweite Sensor, die zumindest eine Dosiervorrichtung, zumindest ein Antrieb des zumindest einen Förderers, eine Verbrennungsluftzufuhr der Verbrennungskammer und/oder mindestens eine der zumindest teilweisen verschließbaren Öffnungen des Gehäuses mit einer Kontrolleinheit Daten leitend verbunden, wobei die Kontrolleinheit zur Regelung eines Verbrennungsluftzustroms durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung eingerichtet ist.
  • Hierdurch ist eine besonders einfache automatisierte Kontrolle, das heißt insbesondere eine besonders einfache automatisierte Steuerung und/oder Regelung, des zumindest einen durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung strömenden Verbrennungsluftzustroms möglich. Bei dem zumindest einen Antrieb des zumindest einen Förderers handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor, mit dem eine Fördergeschwindigkeit des Förderers verändert werden kann.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist.
  • Aus der Fig. 1 geht schematisch ein Verbrennungskessel 2 mit einer Brennkammer 11 hervor. Innerhalb der Brennkammer 11 erfolgt eine Verbrennung von Brennstoff 1 unter Zufuhr von Verbrennungsluft über eine (primäre/sekundäre) Verbrennungsluftzufuhr 15. Außerdem weist der Verbrennungskessel 2 eine Mehrzahl von Apparateöffnungen 19 auf, durch die (zeitweise und/oder permanent) ein zusätzlicher Luftstrom eintreten kann, z. B. wenn dort Sensoren und/oder Reinigungsgeräte hindurchgeführt und/oder betrieben werden. Die Brennkammer 11 des Verbrennungskessels 2 weist zudem eine Materialabgabeöffnung 3 auf, über die Verbrennungsrückstände 6 auf einen unterhalb der Materialabgabeöffnung 3 angeordneten Förderer 5 aus der Brennkammer 11 entfernt werden können. Der Förderer 5 ist hier als Bandförderer ausgebildet. Zur Kontrolle eines Verbrennungsluftzustroms 16 ist im Bereich der Materialabgabeöffnung 3 eine Dosiervorrichtung 4 angeordnet, die hier in Form von zwei drehbar gelagerten Klappen ausgeführt ist. Der Verbrennungsluftzustrom wird verringert durch Schließen der Dosiervorrichtung 4 und erhöht durch Öffnen der Dosiervorrichtung 4. Der Verbrennungskessel 2 weist in der Brennkammer 11 zudem einen ersten Sensor 9 zur Bestimmung einer zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge in dem Verbrennungskessel 2 auf und einen zweiten Sensor 10 zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft des Verbrennungsluftzustroms 16 im Bereich der Materialabgabeöffnung 3 auf. Neben der Dosiervorrichtung 4 ist der Verbrennungsluftzustrom 16 auch durch einen Antrieb 12 des Förderers 5, insbesondere durch eine Anpassung einer Fördergeschwindigkeit des Förderers 5 und somit einer Beladungshöhe 17 des Förderers 5, kontrollierbar.
  • Der Förderer 5 ist zudem in einem Gehäuse 8 angeordnet, das in diesem Ausführungsbeispiel zwei zumindest teilweise und/oder vollständig verschließbare Öffnung 7 aufweist. Die untere der beiden zumindest teilweise und/oder vollständig verschließbaren Öffnungen 7 ist durch eine verstellbare Klappe 14 zumindest teilweise und/oder vollständig verschließbar. Durch die beiden teilweise und/oder vollständig verschließbaren Öffnungen 7 strömt Umgebungsluft in das Gehäuse 8 ein und bildet entlang des Förderers 5 einen Strömungspfad 18 in Richtung der Brennkammer 11 aus. Die Umgebungsluft im Gehäuse 8 kann die Verbrennungsrückstände 6 auf dem Förderer 5 zumindest teilweise kühlen und eine Nachverbrennung der Verbrennungsrückstände 6 auf dem Förderer 5 zumindest teilweise fördern, wobei der Umgebungsluft durch die Nachverbrennung der Verbrennungsrückstände 6 auf dem Förderer 5 zumindest teilweise Sauerstoff entzogen wird. Dies bedeutet, dass sich die Sauerstoffkonzentration der Umgebungsluft in Richtung der Brennkammer 11 zumindest teilweise verringert. Der erste Sensor 9, der zweite Sensor 10, die Dosiervorrichtung 4, der Antrieb 12, die Verbrennungsluftzufuhr 15 und/oder die Klappe 14 sind (hier gestrichelt angedeutet) Daten leitend mit einer Kontrolleinheit 13 verbunden, die dazu eingerichtet ist, den Verbrennungsluftzustrom 16 zu kontrollieren, um die zur Verfügung stehende Verbrennungsluftmenge, das heißt insbesondere die zur Verfügung stehende Sauerstoffmenge, in den Verbrennungskessel 2 an die gewünschte Verbrennungsluftmenge, das heißt insbesondere die gewünschte Sauerstoffmenge, zumindest teilweise oder vollständig anzugleichen.
  • Die Erfindung zeichnet sich durch eine besonders exakte Regelung der zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge in dem Verbrennungskessel aus und ermöglicht, die bei der Verbrennung von Brennstoffen entstehenden Schadstoffe besonders vorteilhaft zu reduzieren, wobei gleichzeitig eine sehr gute (vollständige) Behandlung der ausgetragenen Verbrennungsrückstände gewährleistet werden kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Brennstoff
    2
    Verbrennungskessel
    3
    Materialabgabeöffnung
    4
    Dosiervorrichtung
    5
    Förderer
    6
    Verbrennungsrückstände
    7
    verschließbare Öffnung
    8
    Gehäuse
    9
    erster Sensor
    10
    zweiter Sensor
    11
    Brennkammer
    12
    Antrieb
    13
    Kontrolleinheit
    14
    Klappe
    15
    Verbrennungsluftzufuhr
    16
    Verbrennungsluftzustrom
    17
    Beladungshöhe
    18
    Strömungspfad
    19
    Apparateöffnung

Claims (3)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Verbrennung von Brennstoff (1) in einem Verbrennungskessel (2), wobei der Verbrennungskessel (2) eine Verbrennungsluftzufuhr (15), zumindest eine Materialabgabeöffnung (3) und mindestens eine Apparateöffnung (19) aufweist, wobei die Apparateöffnung (19) ein Zugang durch eine Seitenwand und/oder eine Deckenwand zum Verbrennungskessel (2) ist,
    wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
    Bestimmung einer gewünschten Verbrennungsluftmenge für die Verbrennung des Brennstoffs (1) in dem Verbrennungskessel (2),
    b) Bestimmung einer zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge für die Verbrennung des Brennstoffs (1) in dem Verbrennungskessel (2),
    c) Kontrollieren zumindest eines Verbrennungsluftzustroms (16) durch die zumindest eine Materialabgabeöffnung (3) und/oder die mindestens eine Apparateöffnung (19) des Verbrennungskessels (2), um die zur Verfügung stehende Verbrennungsluftmenge in dem Verbrennungskessel (2) an die gewünschte Verbrennungsluftmenge zumindest teilweise anzugleichen, wobei durch die mindestens eine Apparateöffnung (19) zeitweise Apparate in den Verbrennungskessel (2) und/ oder nachgelagerte Bereiche zugeführt werden,
    d) Regulieren zumindest einer der folgenden Verbrennungsluftzuströme in Abhängigkeit von Schritt c):
    - Verbrennungsluftzustrom über die Verbrennungsluftzufuhr (15),
    - Verbrennungsluftzustrom (16) über die zumindest eine Materialabgabeöffnung (3),
    - Verbrennungsluftzustrom (16) über die mindestens eine Apparateöffnung (19).
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei in Schritt c) die Kontrolle des Verbrennungsluftzustroms (16) zumindest durch eines der nachfolgenden Mittel erfolgt:
    - zumindest eine Dosiervorrichtung (4) für Verbrennungsluft der zumindest einen Materialabgabeöffnung (3) des Verbrennungskessels (2),
    - zumindest einen Förder (5) für Verbrennungsrückstände (6),
    - zumindest eine zumindest teilweise verschließbare Öffnung (7) in zumindest einem Gehäuse (8) des zumindest einen Förderers (5).
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei mindestens eine physikalische Eigenschaft des Verbrennungsluftzustroms (16) mit Hilfe zumindest eines zweiten Sensors (10) gemessen wird oder die Bestimmung der zur Verfügung stehenden Verbrennungsluftmenge mit Hilfe zumindest eines ersten Sensors (9) erfolgt.
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