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Halbgasfeuerung für Dampfkessel mit einem schachtförmigen Gasgenerator
Es ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, Dampfkessel mit einer Halbgasfeuerung
auszurüsten, derart, daß ein Dampferzeuger geschaffen wird, der für möglichst vielseitige
Verwendung fester Brennstoffe geeignet ist, aber auch andererseits die Vorteile
einer Ölfeuerung, wie günstigere Verbrennung mit geringstem Luftüberschuß und rauchfreie
Abgase, besitzt. Alle bisherigen, in dieser Richtung liegenden Versuche führten
jedoch nicht zu dem erhofften Ziele.
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Zur Lösung der neuen Aufgabe wird ein schachtförmiger Gaserzeuger
benutzt, dem die Erstluft durch einen Steilrost zugeführt wird und der mit gegenüber
angeordneten schlitzförmigen Kanälen od. dgl. für den Abzug der erzeugten Gase versehen
ist.
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Hierbei ist die Anordnung des Gasabzuges von besonderer Wichtigkeit.
Erfindungsgemäß werden im unteren Teil des Generatorschachtes die Hauptabzugskanäle
für das Gas angeordnet, die vorteilhaft durch waagerechte Öffnungen oder Schlitze
gebildet werden, welche wie ein umgekehrter Treppenrost angeordnet sind, derart,
daß der Brennstoff nicht nach dem Brennerraum herausfallen kann. Ein solcher Generator
arbeitet dann in der Hauptsache mit absteigender Vergasung. Versuche haben jedoch
gezeigt, daß hiermit allein bei schwer zündlichen Brennstoffen ein gesicherter Betrieb
nicht
möglich ist, und daß es auch bei leicht zündbaren Brennstoffen
unzulässig lange dauert, bis das Glutbett die erforderliche Höhe erreicht. Demgemäß
werden nach der Erfindung an einer hochgelegenen Stelle des Schachtes etwas unterhalb
der noch nicht glühenden Frischkohlenschüttung noch eine oder mehrere Gasabzugsöffnungen
oder Schlitze angeordnet, denen ein Teil der Verbrennungsluft bzw. der erzeugten
Case in aufsteigender Richtung zufließt, so daß im oberen Teil des Schachtes eine
aufsteigende Vergasung vorhanden ist, die die Zündung des Brennstoffes und das Heraufbringen
des Glutbettes sichert und damit eine schnelle Anpassung an Leistungsschwankungen
ermöglicht. Durch die vorgeschlagene neue Anordnung wird eine schnell regelbare
Halbgasfeuerung für Dampfkessel von großer Leistungsfähigkeit geschaffen.
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Vorteilhaft werden die Gasströme der unteren und oberen Durchtrittsöffnungen
getrennt zum Brenner geführt, damit nicht schon auf der Rückseite der Generatorwand
eine vollkommene Verbrennung der Gase stattfindet. Diese soll vielmehr erst in dem
im Feuerraum liegenden Brenner vor sich gehen, so daß möglichst auch noch ein Teil
der strahlenden Wärme der Verbrennungsgase sofort an die Kesselwandung abgegeben
werden kann. Es empfiehlt sich, in dem oberen Abzugskanal eine Regelvorrichtung
einzubauen. Denn bei dem Versuch hat sich gezeigt, daß es bei manchen Brennstoffen
zweckmäßig ist, die oben abzuführenden Gase in ihrer Menge zu verringern, sobald
die Feuerung im vollen Betrieb ist.
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An der Rückwand des Generators entsteht im Betrieb eine sehr hohe
Temperatur. Es hat sich nun in der Praxis herausgestellt, daß dadurch die Wand des
Generatorschachtes leicht zerstört wird. Insbesondere ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten
gerade an den Austrittsschlitzen, weil diese sich entweder mit Schlacke zusetzen
oder zum Reißen und Zerfallen neigen, wenn sie allein aus feuerfestem Baustoff hergestellt
sind. Zur Verbesserung der Haltbarkeit eines solchen Generators werden nun nach
der Erfindung an der Wand mit den Abzugsschlitzen, bei einem viereckigen Schacht
also an der Hinterwand und gegebenenfalls auch an den Seitenwänden, Wasserrohre
angeordnet, die ein zu hohes Ansteigen der Wandtemperatur verhüten, die dann noch
unter der Backtemperatur der Kohle bzw. noch unter der Schmelztemperatur der Schlacke
bleibt, so daß ein Hängenbleiben der Generatorfüllung verhindert wird. An der Rückwand
des Generatorschachtes werden diese Kühlrohre zweckmäßig in Schlangenform ausgebildet
und die einzelnen Windungen in einem solchen Abstand verlegt, daß die Gasdurchtrittsschlitze
durch die Wasserrohre begrenzt werden. Ein Verstopfen oder Ansintern von Schlacke
wird auf diese Weise auch in den Schlitzen vermieden und dadurch die Leistung des
Gasgenerators auch bei längerem Betrieb in voller Höhe aufrechterhalten.
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Die Kühlwasserrohre werden vorteilhafterweise an den Dampferzeugungsteil
des Kessels angeschlossen, damit die abgeführte Wärme für die Dampferzeugung nutzbar
gemacht wird. Als vorteilhaft kommt noch hinzu, daß hierdurch das Anheizen des Kessels
schneller vor sich geht.
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Die Gasaustrittsschlitze bzw. die Gasaustrittsöffnungen können sich
über die ganze Breite der Rückwand des Generators erstrecken oder auch nur auf einem
Teil der Schachtbreite angeordnet werden, je nach der Anordnung der Brenner.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der Kühlrohre besteht darin, daß an den
Gasaustrittsstellen eiserne Rippen, etwa in jalousieartiger Anordnung, unter einer
nach oben gerichteten Schräge an die Wasserrohre in solcher Höhe angeschweißt werden,
daß sich der Brennstoff in den Schlitzen nach dem natürlichen Böschungswinkel lagern
kann. Es ist empfehlenswert, die angeschweißten Rippen auch noch durch Auftragen
eines keramischen Stoffes zu schützen.
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Unterhalb des Generators wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise
ein Abschlackrost angeordnet. Hierzu kann man entweder von Hand verschwenkbare Roststäbe
oder Rostplatten verwenden oder auch einen mechanischen Abschlackrost irgendeiner
Bauart anordnen, auf den sich der im Generatorschacht ruhende Brennstoff stützt.
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Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dar.
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Abb. i zeigt den Gasgenerator der Halbgasfeuerung in einem senkrechten
Schnitt; Abb. z ist ein Schnitt nach Linie II-11 der Abb. i. Der Gasgenerator enthält
einen Steilschacht i, dem der zu vergasende Brennstoff aus einem oberen Bunker z
über eine Zellenradschleuse 3 zugeführt wird. An der Vorderwand des Schachtes i
befindet sich ein Steilrost q., der aus gewöhnlichen Roststäben besteht, aber auch
in anderer Weise, z. B. mit mechanisch bewegten Kettengliedern ausgebildet sein
kann. Die Erstluft wird durch die Spalte der Roststäbe ¢ dem Schacht i durch Vermittlung
an der Vorderwand befindlicher einstellbarer Klappen oder Schieber 5 zugeführt.
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Die Rückwand 6 des Generatorschachtes verläuft etwa parallel zu dem
Steilrost q. und ist oberhalb des Steilrostes und ebenso am unteren Ende des Schachtes
mit Abzugsschlitzen 7 für die erzeugten Gase versehen. Das Gas gelangt zu den Brennern
des (nicht dargestellten) Dampfkessels durch getrennte Kanäle 8 und g. In dem oberen
Kanal 8 befindet sich eine Regelvorrichtung, wie Gasklappe 13 od. dgl.
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Die Gasaustrittsschlitze sind schräg nach oben, etwa unter ,45° gerichtet,
so daß sich der Brennstoff in den Schlitzen nach dem natürlichen Böschungswinkel
des Brennstoffes einstellen und daher nicht in den Brennraum fallen kann. An der
Rückwand 6 des Generatorschachtes sind Kühlrohre io angebracht, die von Wasser od.
dgl. durchflossen werden und vorteilhaft an dem Wasserumlauf des Dampfkessels angeschlossen
sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kühlrohre als Rohrschlangen
ausgebildet und an den Abzugsöffnungen 7 so angebracht, daß sie diese Öffnungen
begrenzen. Nach unten hin wird der Generatorschacht
i durch einen
Abschlackrost ii angeschlossen, der aus verschwenkbaren Roststäben besteht, und
auf dem sich die im Schacht i befindliche Brennstoffsäule abstützt. Unterhalb des
Abschlackrostes i i befindet sich ein von außen bedienbarer Raum 12 zur Aufnahme
und Entfernung der Verbrennungsrückstände.
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Die wasserdurchflossenen Kühlrohre io können an den Gasaustrittsstellen
mit nach oben etwa unter 45° gerichteten Metallrippen 14 versehen sein, die auch
einen Schutzüberzug aus einem geeigneten keramischen oder ähnlichen Baustoff erhalten
können. Über verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Generators und seiner Einzelteile
ist im einleitenden Teil der Beschreibung das Erforderliche gesagt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Generatorschacht
einen viereckigenQuerschnitt. Die Erfindung ist aber mit gleichemVorteil auch beiGene.ratoren
mit rundem Querschnitt zu verwenden.