Uaserhitzer mit liohlenstaubieuerung und üüssigem Abzug der Asche. Die Erfindung betrifft einen Gaserhitzer mit Kohlenstaubfeuerung und flüssigem Ab zug der Asche.
Bei solchen, beispielsweise zum Erhitzen von Luft dienenden Gaserhitzern bietet es gewisse Schwierigkeiten, einerseits die Schmelzkammertemperatur so hoch zu wäh len, dass die Asche sicher flüssig abgezogen werden kann, anderseits die durch Strahlung übertragene Wärme sicher aus den Rohren, wegzuführen, ohne dass sich zu hohe Rohr wandtemperaturen ergeben.
Um diesen Forderungen. Rechnung zu tra gen, ist bei dem Gaserhitzer nach der Erfin dung die Brennkammer in eine Schmelzkam mer, eine Mischkammer und eine Strahlungs kammer unterteilt, und es sind ferner Mittel vorgesehen, welche in der Mischkammer den Verbrennungsgasen rückgeführte, verhältnis mässig kalte Rauchgase beizumischen gestat ten.
In einem solchen Gaserhitzer ist es mög lich, trotz der durch den flüssigen, Aschen abzug bedingten hohen Temperaturen, die durch Strahlung übertragene Wärmemenge sicher zu beherrschen, da die Flammenstrah lung durch eine Schicht kälterer Rauchgase hindurchgehen muss, insbesondere wenn dis Rohre schräg von der eigentlichen Flamme angestrahlt werden.
Um auch auf die Temperatur in der Schmelzkammer einwirken zu können, emp fiehlt es sich, weitere Mittel vorzusehen, wel che in dieser Kammer den Verbrennungs gasen ebenfalls rückgeführte, relativ kalte Rauchgase beizumischen gestatten, so dass sich darin jeweils die Temperatur herstellen lässt, die gerade für die Verflüssigung der Asche notwendig ist.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht in vereinfachter Darstellungsweise eine bei spielsweise Ausführungsform des Erfindungs- gegenstandes.
In der Figur bezeichnet A einen Luft erhitzer und B dessen Brennkammer. Diese ist in eine Schmelzkammer 1, eine Misch kammer 2 und eine Strahlungskammer 3 un terteilt. Die Wandung 4 der Schmelzkammer 1 besteht aus hochhitzebeständigem Aus- manerungsmaterial, und im untern Teil die ser Kammer 1 sind Kohlenstaubbrenner 5 an geordnet, denen Primärluft durch eine Lei tung 6 und Sekundärluft durch eine Lei tung 7 zuströmt. Die zwei Leitungen 6 und 7 sind an eine Leitung 8 angeschlossen. 9 be zeichnet eine im Boden der Schmelzkammer 1 vorgesehene Abflussöffnung für die flüssige Asche.
Hinter der Wandung 4 sind senk rechte Rohre 10 angeordnet, die von zu er hitzender Luft durchströmt werden und un ten an einen zum Beispiel ringförmigen Ver teiler 11, oben an einen entsprechenden Sammler 12 angeschlossen sind. Die Rohre 10 sind gegen Wärmeverluste nach aussen durch eine Isolation 13 geschützt. 11 bezeich net eine Leitung, durch die sich aus einem Kamin 15 verhältnismässig kalte Rauchgase in die Schmelzkammer 1 rückführen lassen, wobei sich diese Zufuhr mittels eines ein stellbaren Organes 16 regeln lässt.
Die Wandung 4 aus hochhitzebeständi gem Ausmauerungsmaterial umgibt auch diq Mischkammer 2; der obere Teil der letzteren wird von schräg nach aufwärts gerichteten Flächen 17 jener Wandung 4 begrenzt. Von der Leitung 14 zweigt eine Leitung 18 ab, durch die sich der Mischkammer 2 ebenfalls verhältnismässig kalte Rauchgase, deren Menge mittels eines Einstellorganes 19 regel bar ist, zuführen lassen.
Während die Rohre 10 im untern Teil zur Kühlung der Brennkammer B dienen, sind sie im obern Teil unmittelbar der Strah lungswärme der Strahlungskammer 3 ausge setzt. Letzterer ist eine in einem Zuge 21 untergebrachte Heizfläche 20 nachgeschaltet, in der ebenfalls Luft erhitzt wird. Die zu erhitzende Luft, welche durch eine Leitung 22 zufliesst, durchströmt die Rohre 10 und die Heizfläche 20 in zwei Parallelströmen, und zwar die Rohre 10 im Gleichstrom und die Heizfläche 20 im Gegenstrom zu den Feuergasen.
Zwischen der Strahlungskam mer 3 und der Heizfläche 20 ist eine Stelle 23 vorgesehen, an der sieh weiter kalte, rück geführte Rauchgase den Feuergasen bei mischen lassen, indem jene Stelle 23 über eine Leitung 24 mit eingebautem Einstell organ 25 an die Leitung 14 angeschlossen ist.
Der Vollständigkeit halber sei noch er wähnt, dass 26 einen im letzten Rauchgaszug 27 angeordneten Wärmeaustauscher bezeich net, in welchem die durch eine Leitung 28 zufliessende, für die Brenner 5 benötigte Frischluft erwärmt wird und an welchen dio oben erwähnte Leitung 8 angeschlossen ist.
Von der in der Schmelzkammer 1 vorhan denen Flamme la wird Strahlungswärme (siehe die strichpunktierten Linien) an den freiliegenden Teil der Rohre 10 übertragen, und zwar Strahlungswärme von der leuchten den Flamme und Gasstrahlungswärme von dem im Strahlungsraum befindlichen Gas. Dadurch, dass die Flammenstrahlung in der Mischkammer '.),eine Schicht kälterer Rauch gase zu -durchqueren hat und der der Strah lung ausgesetzte Teil der Rohre 10 schräg angestrahlt wird, lässt sich die durch Strah lung übertragene Wärme auch bei hohen Schmelzkammertemperaturen beherrschen.
Dabei lässt sich allerdings nur auf die durch Gasstrahlung übertragene Wärme menge einwirken, nicht dagegen auf die von der Flammenstrahlung herrührende Wärme menge, da die notwendige Flammentempera tur durch die Eigenschaften der Asche be stimmt wird, was jedoch bei richtiger Bemes sung der Heizflächen vollkommen genügt.
Indem den Feuergasen sowohl in der Mischkammer 2 als allenfalls auch an der Stelle 23 verhältnismässig kalte, rückgeführte Rauchgase beigemischt werden, lässt sich fer ner erreichen, dass die Rauchgase, wenn sie mit der der Strahlungskammer 3 nachge schalteten Heizfläche 20 in Berührung kom men, bereits eine so tiefe Temperatur auf weisen, dass an dieser Heizfläche 20 keines falls Verschlackungen eintreten. Auch ist es dadurch möglich, in der Strahlungskammer 3 eine wesentlich höhere Temperatur aufrecht zuerhalten als die, welche beim Eintritt in die nachgeschaltete Heizfläche 20 mit Rück sicht auf die Verschlackungsgefahr noch zu lässig ist.
Durch Regeln der in die Schmelzkammer 1 rückgeführten Rauchgasmenge lässt sich die Temperatur in dieser Kammer auch bei Teil lasten auf konstanter Höhe halten, wodurch sich die Schwierigkeiten, die sich sonst beim Teillastbetrieb im Zusammenhange mit der Wegfuhr flüssiger Asche einstellen, vermei den lassen.
Dadurch, dass die durch die Wandung 4 aus hochhitzebeständigem Material hindurch gehende Wärmemenge durch das durch die Rohre 10 strömende, zu erhitzende Gas auf genommen wird, lässt sich die Wärmeisola tion 13 verhältnismässig dünn bemessen. Zu folge des Umstandes, dass nur der obere Teil der Rohre 10 abgedeckt ist, die Schmelzkam mer 1 innen dagegen nicht mit Kühlrohren 0 ausgekleidet ist, wird die mittlere Flammen temperatur in dieser Kammer nicht durch Kühlrohre allzustark herabgedrückt. Dies ist insofern wichtig, als die Verbrennung um so rascher vor sich geht, je höher die Tempera tur ist.
Bei hohen Feuerraumtemperaturen können daher hohe Feuerraumbelastungen an gewendet werden, das heisst bei einer gege benen Wärmeleistung werden die Feuer räume um so kleiner, je höher die Feuer raumtemperatur ist.
Die Entnahme von relativ kalten Rauch gasen kann anstatt aus dem Kamin 15 auch an irgendeiner andern Stelle, z. B. zwischen der Berührungsheizfläche 20 und dem Ver- brennungsluftvorwärmer 26, erfolgen.
Uaserheater with drainage dust and liquid extraction of the ashes. The invention relates to a gas heater with pulverized coal firing and liquid from train the ash.
In the case of such gas heaters, which are used, for example, to heat air, there are certain difficulties, on the one hand, to select the melting chamber temperature so high that the ash can be safely withdrawn in liquid form and, on the other hand, to safely carry away the heat transferred by radiation from the pipes without causing it to result in high pipe wall temperatures.
To these demands. To take into account, according to the invention, the combustion chamber of the gas heater is divided into a melting chamber, a mixing chamber and a radiation chamber, and means are also provided which allow relatively cold flue gases to be mixed in with the combustion gases returned to the mixing chamber .
In such a gas heater, it is possible, please include, despite the high temperatures caused by the liquid, ash deduction, to safely control the amount of heat transferred by radiation, since the flame radiation must pass through a layer of colder smoke gases, especially if the pipes are inclined from the actual Flame are illuminated.
In order to be able to act on the temperature in the melting chamber, it is advisable to provide further means which allow the combustion gases also recirculated, relatively cold flue gases to be mixed in with the combustion gases, so that the temperature can be established therein is necessary for the liquefaction of the ash.
The accompanying drawing illustrates in a simplified representation an embodiment of the subject matter of the invention, for example.
In the figure, A denotes an air heater and B its combustion chamber. This is divided into a melting chamber 1, a mixing chamber 2 and a radiation chamber 3 un. The wall 4 of the melting chamber 1 consists of highly heat-resistant exfoliation material, and in the lower part of the water chamber 1, pulverized coal burners 5 are arranged, to which primary air flows through a line 6 and secondary air through a line 7. The two lines 6 and 7 are connected to a line 8. 9 be characterized a provided in the bottom of the melting chamber 1 drain opening for the liquid ash.
Behind the wall 4 perpendicular tubes 10 are arranged, which are flowed through by air to he heated and un th to a, for example, annular Ver divider 11, connected to a corresponding collector 12 above. The tubes 10 are protected against heat losses to the outside by an insulation 13. 11 denotes a line through which relatively cold flue gases can be returned from a chimney 15 into the melting chamber 1, this supply being able to be regulated by means of an adjustable element 16.
The wall 4 made of hochhitzebeständi gem lining material also surrounds the mixing chamber 2; the upper part of the latter is delimited by surfaces 17 of that wall 4, which face obliquely upwards. A line 18 branches off from the line 14, through which the mixing chamber 2 can likewise be supplied with relatively cold smoke gases, the amount of which can be regulated by means of an adjusting element 19.
While the tubes 10 are used in the lower part to cool the combustion chamber B, they are in the upper part immediately of the radiation heat of the radiation chamber 3 is set. The latter is followed by a heating surface 20 accommodated in a train 21, in which air is also heated. The air to be heated, which flows through a line 22, flows through the pipes 10 and the heating surface 20 in two parallel flows, namely the pipes 10 in cocurrent and the heating surface 20 in countercurrent to the flue gases.
Between the Strahlungskam mer 3 and the heating surface 20, a point 23 is provided at which see further cold, returned flue gases can mix the fire gases by that point 23 is connected to the line 14 via a line 24 with built-in adjustment organ 25.
For the sake of completeness, it should be mentioned that 26 is a heat exchanger arranged in the last flue gas flue 27, in which the fresh air flowing in through a line 28, required for the burner 5, is heated and to which the above-mentioned line 8 is connected.
From the existing flame la in the melting chamber 1, radiant heat (see the dash-dotted lines) is transferred to the exposed part of the tubes 10, namely radiant heat from the glowing flame and radiant gas heat from the gas in the radiant room. Because the flame radiation in the mixing chamber '.) Has to cross a layer of colder flue gases and the part of the tubes 10 exposed to the radiation is irradiated at an angle, the heat transferred by radiation can be controlled even at high melting chamber temperatures.
However, only the amount of heat transferred by gas radiation can be influenced, but not the amount of heat resulting from the flame radiation, since the necessary flame temperature is determined by the properties of the ash, which is sufficient if the heating surfaces are correctly dimensioned.
By adding relatively cold, recirculated flue gases to the flue gases both in the mixing chamber 2 and, if necessary, also at the point 23, it can also be achieved that the flue gases already come into contact with the heating surface 20 connected downstream of the radiation chamber 3 have such a low temperature that no slagging occurs on this heating surface 20. It is also possible in this way to maintain a significantly higher temperature in the radiation chamber 3 than that which is still permissible when entering the downstream heating surface 20 with regard to the risk of slagging.
By regulating the amount of flue gas returned to the melting chamber 1, the temperature in this chamber can be kept at a constant level even with partial loads, which avoids the difficulties that otherwise arise during partial load operation in connection with the removal of liquid ash.
Because the amount of heat passing through the wall 4 made of highly heat-resistant material is absorbed by the gas to be heated flowing through the tubes 10, the heat insulation 13 can be made relatively thin. Due to the fact that only the upper part of the tubes 10 is covered, the Schmelzkam mer 1 inside, however, is not lined with cooling tubes 0, the average flame temperature in this chamber is not too much depressed by cooling tubes. This is important in that the higher the temperature, the faster the combustion takes place.
In the case of high combustion chamber temperatures, high combustion chamber loads can therefore be applied, i.e. with a given thermal output, the higher the combustion chamber temperature, the smaller the combustion chambers.
The removal of relatively cold smoke gases can instead of from the chimney 15 at any other point, for. B. between the contact heating surface 20 and the combustion air preheater 26 take place.