DE1087742B

DE1087742B - Cyclone firing

Info

Publication number: DE1087742B
Application number: DEST4788A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Cautius; Alfred Von Weihe
Original assignee: STADT DUESSELDORF STADTWERKE V
Current assignee: STADT DUESSELDORF STADTWERKE V
Priority date: 1952-04-30
Filing date: 1952-04-30
Publication date: 1960-08-25

Description

Zyklonfeuerung Die Erfindung betrifft eine Zyklonfeuerung, bestehend aus mehreren wandgekühlten, kreiszylindrischen Feuerungsmuffeln mit Drallströmung der Feuergase, welche aus der Feuerungsmuffel tangential ausströmen und tangential in einen kreiszylindrischen, wandgekühlten Nachbrennraum einströmen, der achsparallel zur Feuerungsmuffel angeordnet ist, und besteht darin, daß zu jeder Feuerungsmuffel ein besonderer Nachbrennraum .gehört, welcher sich oberhalb der zugehörigen und mit annähernd waagerechter Achse angeordneten Feuerungsmuffel befindet.Cyclone furnace The invention relates to a cyclone furnace, consisting of from several wall-cooled, circular cylindrical furnace muffles with swirl flow the fire gases, which flow out of the furnace muffle tangentially and tangentially flow into a circular cylindrical, wall-cooled afterburning chamber, which is axially parallel is arranged to the furnace muffle, and consists in that for each furnace muffle a special afterburner .gehört, which is located above the associated and with an approximately horizontal axis arranged furnace muffle.

Feuerunigen mit zwei im Feuergasstrome hintereinandergeschalteten Zyklonmuffeln sind bekannt. Auch ist eine Zyklonfeuerung mit mehreren Muffeln und mehreren, ebenfalls als Zyklonmuffeln ausgebildeten Nachbrennräumen bekannt, bei der die Feuergase am Ende der Erstmuffel tangential austreten und tangential in den Nachbrennraum eintreten. Diese bekannte Feuerung besitzt jedoch zusammenhängende Räume, wodurch bei Teillastbetrieb mit nur einer Erstmuffel die Feuergase sich auf die beiden Zweitmuffeln verteilen, und zwar ungleich.Feuerunigen with two connected in series in the flow of fire gas Cyclone grouches are known. There is also a cyclone furnace with several muffles and several afterburning chambers, also designed as cyclone muffles, are known which the fire gases exit tangentially at the end of the first muffle and tangentially in enter the afterburning chamber. However, this known furnace has coherent Rooms, whereby the fire gases are released during partial load operation with only one initial muffle distribute the two second muffles, and unequally.

Bei der Zyklonfeuerung wird in den in Betrieb befindlichen Muffeln eine so hohe Temperatur gehalten, daß die Schlacke flüssig ist. Bei Teillastbetrieb darf daher die Last nur so weit vermindert werden, daß die Schlacke auch im Nachbrennraum noch flüssig bleibt. Indem gemäß der Erfindung jeder Feuerungsmuffel ein besonderer Nachbrennraum zugeordnet wird, kann die Teillast weiter herabgesetzt werden als bei den bekannten Feuerungen, bei denen mehrere Muffeln an einen gemeinsamen Nachbrennraum angeschlossen sind.With cyclone firing, the muffles that are in operation are used held at such a high temperature that the slag is liquid. During partial load operation Therefore, the load may only be reduced to such an extent that the slag is also in the afterburning chamber still remains liquid. According to the invention, each furnace muffle is a special one Afterburning space is assigned, the partial load can be reduced further than in the known furnaces in which several muffles are connected to a common afterburning chamber are connected.

Bei einer bekannten Feuerung mit zwei im Feuergasstrome hintereinandergeschalteten Muffeln fließt die Schlacke aus der oberen Muffel am gesamten Umfange in die gleichachsig angeordnete untere Muffel ab. Der Vorgang ist kaum anders als bei jeder Feuerung mit lotrechter Achse, bei der die Schlacke an den Wänden nach unten abfließt. Bei anderen bekannten Feuerungen mit einem zur Muffelachse parallelen zylindrischen Nachbrennraum muß dieser einen gesonderten Schlackenauslauf besitzen, weil wahlweise eine oder die andere der angeschlossenenFeuerungsmuffeln außer Betrieb sein können.In a known furnace with two series-connected in the fire gas stream In the muffles, the slag flows out of the upper muffle over the entire circumference into the equiaxed arranged lower muffle. The process is hardly any different than with any firing with a vertical axis where the slag flows down the walls. at other known furnaces with a cylindrical one parallel to the axis of the muffle The afterburning chamber must have a separate slag outlet because it is optional one or the other of the connected firing muffles may be out of order.

Gemäß der Erfindung wird der Nachbrennraum oberhalb der Feuerungsmuffel angeordnet, damit durch die einzige Verbindungsöffnung die Feuergase ohne Stoßverlust aus der Feuerungsmuffel in den Nachbren.nraum strömenkönnen, während dieSchlacke aus dem Nachbrennraume entgegen der Feuergasströmung an den Wänden in .die Feuerungsmuffel zurückfließt. Dieser Vorgang ist trotz der hohen Strömungsgeschwindigkeit der Feuergase möglich, weil deren Geschwindigkeit in den Randzonen geringer ist und weil die Schlacke, auch wenn ihre Oberflächenschicht nur langsam fließt, unter dieser schneller fließen kann.According to the invention, the afterburning space is above the furnace muffle arranged so that the fire gases through the only connection opening without loss of shock can flow from the furnace muffle into the afterburning room while the slag from the afterburning room against the flow of fire gas on the walls into the furnace muffle flows back. This process is in spite of the high flow velocity of the fire gases possible because their speed is lower in the edge zones and because the slag, even if their surface layer flows slowly, flow faster under it can.

Um eine raumsparende Anordnung zu erzielen, werden in weiterer Ausbildung der Erfindung die beiden Muffeln etwa mit den Stirnböden in einer Ebene angeordnet, so daß dieHauptbewegungsrichtung der Feuergase in Richtung der Drallachse in der Feuerungsmuffel der im Nachbrennraum entgegengesetzt ist.In order to achieve a space-saving arrangement, further training the invention the two muffles are arranged approximately with the end bottoms in one plane, so that the main direction of movement of the fire gases in the direction of the spin axis in the Firing muffle that is opposite in the afterburning chamber.

Die Nachbrennräume können in einen gemeinsamen, wandgekühlten Strahlungsraum ausmünden, wobei sie vorteilhaft als annähernd rechtwinklige Krümmer mit dem Feuergasaustritt nach oben ausgebildet sind, um auch die im Strahlungsraume anfallende Schlacke ableiten zu können. Dabei geht jeder Nachbrennraum am besten mit einer in der obenliegenden Stirnwand befindlichen, zentralen, düsenartigen Feuergas-Austrittsöffnung in den Strahlungsraum über, damit die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Feuerungsmuffeln gering ist.The afterburning chambers can be placed in a common, wall-cooled radiant room open out, where they are advantageous as an approximately right-angled bend with the fire gas outlet are designed upwards in order to also derive the slag occurring in the radiation room to be able to. Each afterburning room works best with one in the upper one Central, nozzle-like fire gas outlet opening in the front wall Radiation space over, so that the mutual influence of the individual furnace muffles is low.

In derAußenwand des Halses des Nachbrennraumes können Öffnungen vorgesehen werden, durch welche den Feuergasen tangential und im Drallsinne Drittluft zugeführt werden kann, falls diese zur Nachverbrennung oder zur Temperierung der Feuergase erforderlich sein sollte.Openings can be provided in the outer wall of the neck of the afterburning chamber through which the fire gases tangentially and in the direction of swirl third air can be used, if this is used for post-combustion or for temperature control of the flue gases should be required.

Der Schlackenauslauf der Erstmuffel kann im Gegensatz zu der bekannten Anordnung, bei welcher in der Stirnwand eine radiale Öffnung vorgesehen ist, in bei Schmelzkammern an sich bekannter Weise haubenartig vorspringen und unmittelbar in den unter Luftabschluß stehenden Schlackenablaufschacht übergehen. Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Zyklonfeuerung ist in Abb. 1 im Achsschnitt, in Abb.2 im Schnitt senkrecht zur Achse dargestellt. Die Erstmuffeln 1, 2 werden von kreiszylindrischen Mänteln 3, 4 umhüllt. Die äußeren Stirnseiten 5, 6 sind kegelig ausgebildet und gehen in die zylindrischen Brennerköpfe 7, 8 über, welchen das Gemisch aus festem, körnigem Brennstoff und Trägerluft in regelbarer Menge durch Kanäle 9, 10 so zugeführt wird, daß die Düsen 11, 12 etwa tangential einmünden. In ähnlicher Weise wird den Muffeln die Zweitluft in regelbarer Menge durch die Kanäle 13, 14 zugeführt, welche mit den Düsen 15, 16 etwa tangential an den Mantel 3, 4 und im gleichen Drallsinne wie der Brennstoff einmünden. An den anderen Stirnseiten 17, 18 haben die Mäntel 3, 4 Öffnungen 19, 20, durch welche die Muffelräume 1, 2 mit den Nachbrennräumen 21, 22 in Verbindung stehen. Diese Muffeln sind ebenfalls kreiszylindrisch. Ihre Mäntel 23, 24 sind in gleicher Weise ausgebildet wie die Mäntel 3 und 4. Die Stirnwände 17, 18 bilden zugleich die Stirnwände der Muffeln 21, 22. Am unteren Ende haben die Stirnwände Schlackenausflußöffnungen 25, 26, welche durch anschließende Kanäle 27, 28 mit Wasserverschluß in die Wassertassen 29, 30 eintauchen. Die Muffeln 21, 22 sind als rechtwinkligeRohrkrümmer ausgebildet, deren Stirnwände 31, 32 je eine düsenförmige Einstülpung 33, 34 haben und mit ihnen den Übergang zu dem Strahlungsraum 35 des befeuerten Dampferzeugers bilden. Durch Kanäle 36, 37 mit Düsenöffnungen 38, 39 wird im Bereich der Düsen 33, 34 Drittluft tangential in die Nachbrennräume 21, 22 eingeblasen, soweit Bedarf besteht, Flugkoks aus der Flamin e zu v erbrennen.In contrast to the known arrangement in which a radial opening is provided in the end wall, the slag outlet of the first muffle can protrude in a manner known per se in the case of melting chambers and merge directly into the slag drainage shaft, which is sealed off from air. A cyclone furnace designed according to the invention is shown in Fig. 1 in axial section, in Fig. 2 in section perpendicular to the axis. The first muffles 1, 2 are encased in circular cylindrical jackets 3, 4. The outer end faces 5, 6 are conical and merge into the cylindrical burner heads 7, 8, to which the mixture of solid, granular fuel and carrier air is supplied in an adjustable amount through channels 9, 10 so that the nozzles 11, 12 are approximately tangential merge. In a similar way, the second air is supplied to the muffles in a controllable amount through the channels 13, 14, which open with the nozzles 15, 16 approximately tangentially to the jacket 3, 4 and in the same direction of swirl as the fuel. On the other end faces 17, 18 the jackets 3, 4 have openings 19, 20 through which the muffle chambers 1, 2 are connected to the afterburning chambers 21, 22. These muffles are also circular cylindrical. Their jackets 23, 24 are designed in the same way as the jackets 3 and 4. The end walls 17, 18 also form the end walls of the muffles 21, 22 Immerse the water seal in the water cups 29, 30. The muffles 21, 22 are designed as right-angled pipe bends, the end walls 31, 32 of which each have a nozzle-shaped indentation 33, 34 and with them form the transition to the radiation space 35 of the fired steam generator. Third air is blown tangentially into the afterburning chambers 21, 22 in the area of the nozzles 33, 34 through channels 36, 37 with nozzle openings 38, 39, if there is a need to burn flycoke from the flame.

Umeine gute Regelbarkeit der Feuerung bei Teillast zu erzielen, wird in vorteilhafter Weise der Durchmesser der Zweitmuffel kleiner gewählt als der der Erstmuffel, so daß sich im Verein mit der Wirkung der Düsen 33, 34 ein leichter Stau einstellt. Die flüssige Schlacke fließt zu den Öffnungen 25, 26, selbst wenn sie noch im Trichter 35 anfällt. Das Abfließen wird begünstigt, wenn die Achsen der Erstmuffeln 1, 2 und der Zweitmuffeln 21, 22 gegen die Schlackenauslauföffnungen 25, 26 hin leicht abfallen.In order to achieve good controllability of the furnace at part load, the diameter of the second muffle is advantageously selected to be smaller than that of the First muffle, so that in combination with the action of the nozzles 33, 34 an easier Traffic jam stops. The liquid slag flows to the openings 25, 26 even if it still accumulates in the funnel 35. The drainage is favored when the axes the first muffles 1, 2 and the second muffles 21, 22 against the slag outlet openings 25, 26 drop off slightly.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cyclone furnace, consisting of several wall-cooled, circular cylindrical furnace muffins with swirl flow of the fire gases, which flow tangentially out of the furnace muffle and. flow tangentially into a circular cylindrical, wall-cooled afterburning chamber, which is arranged axially parallel to the furnace muffle, characterized in that a special afterburning chamber belongs to each furnace muffle, which is located above the associated furnace muffle with an approximately horizontal axis.

2. cyclone furnace according to claim 1, characterized characterized in that the main direction of movement of the fire gases is in the direction of the spin axis in the furnace muffle that is opposite in the afterburning chamber.

3. Cyclone firing according to claim 1, characterized in that the afterburning chambers are in a common wall-cooled radiant room open out.

4. cyclone furnace according to claims 1 and 3, characterized in that the afterburning chambers as approximately right-angled Elbows are formed with the flue gas outlet upwards.

5. Cyclone firing according to claim 4, characterized in that the afterburning chamber is in the overhead Front wall has a central nozzle-like fire gas outlet opening.

6. Cyclone firing according to claim 5, characterized in that in the outer wall of the neck of the afterburning space Openings are provided for the tangential inlet of third air in the direction of swirl.

7. cyclone furnace according to claim 1, characterized in that the slag outlet nozzle the first muffle protrudes from the front wall of the muffle and directly into the under air exclusion standing slag drainage shaft passes over. B. cyclone furnace according to claim 1, characterized characterized in that the clear diameter of the afterburning chamber is smaller than -is the one who grudges fire. Publications considered: German patent specification No. 397 548; British Patent Nos. 338 108, 552 747; U.S. Patents No. 901232, 1313 779, 2,573,910; "Energie" magazine, 1950, p. 4344.