Kulstøvfyring
Kulstøvfyring er et godt alternativ, når anlæggene bliver så
store, dvs. større end 130 ton damp/time, at vandreriste og
spreaderstoker ikke er velegnede mere.
Det karakteristiske ved denne fyringsmetode er, at kullene formales til
meget finkornet støv. Som eksempel på finkornetheden kan nævnes
formaling til 80 % mindre end 0,1 mm, og 60 % mindre end 0,06 mm. Det
formalede brændsel har altså en "melet" karakter.
Formalingen af brændslet kræver et stort
kraftforbrug, men det opvejes af, at man ved kulstøvsfyring kan fyre med
mindre luftoverskud (dvs. mindre røgtab) end ved fyring på vandrerist.
Grunden hertil er, at det fine kulstøv og forbrændingsluften kan blandes
meget effektivt. Der »smutter« ikke så meget luft uden om brændslet,
som tilfældet ville være, hvis den samme kulmængde i større
stykstørrelser blev forbrændt på en rist.
Kulstøvsfyringen minder meget om oliefyring, og kulstøvsbrænderne
udformes ofte således, at man let kan skifte fra fyring med kulstøv til
fyring med olie eller kan fyre med begge slags brændsel samtidigt.
Kulstøvsfyring er ikke så afhængig af kulsorten som ristefyring. Man
kan bruge kul med højere gasindhold og swellingtal.
På grund af den ringe kulstørrelse vil praktisk taget al asken føres
med røgen som flyveaske.
Kulstøvsfyring har disse fordele:
1. Det er forholdsvis let at blande kulstøvet med luft i det rigtige
mængdeforhold, således at man
kan fyre med meget lille luftoverskud uden tab af uforbrændt brændsel.
2. Forbrændingsluften kan forvarmes til en højere temperatur end ved
ristefyrede dampkedler,
idet der ikke findes nogen rist at tage hensyn til.
3. Fyringen kan startes og standses hurtigt, og den er let at regulere.
4. Kulforsyningsanlægget er mindre sårbart, idet man normalt vil have
flere kulmøller og
tilsvarende sikkerhed med hensyn til transportluft.
Kulstøvsfyring har imidlertid også ulemper:
1. Slitage på kulmøllerne, der fra tid til anden må tages ud af drift
for reparation.
2. Kulstøv er eksplosionsfarligt, og særligt i forbindelse med
mellemlagre kan der være risiko
for eksplosioner eller selvantændelse.
3. Da fyringen sker ved forbrænding af kulpatikler, vil al aske og alle
slagger forlade fyret i form
af flyveaske. Fyringsmetoden kræver derfor store og effektive
flyveaskeudskillere.
Et anlæg for kulstøvfyring kan, som vist bestå af flg. enheder.
Trykluftblæser, der blæser forbrændingsluften gennem luftforvarmeren
til et luftreservoir ved
brænderne.
Kulsilo, hvorfra kullene går til kulvægtene og derfra videre til
kulmøllerne.
Transportluftblæser, der henter forvarmet luft fra luftreservoiret, og
med denne luft blæser
kulstøvet fra kulmøllernes sorterapparat til brænderne.
Transportlufthastighed – mundingshastighed
Transportluften skal have en hastighed, der er så stor, at kulstøvet
ikke lejrer sig i trans- portørerne. Transportluften fører kulstøvet op
til brænderne og kaldes da primærluft, fordi den går ud gennem
branderen sammen med kulstøvet. Den hastighed, som blandingen af luft og
kulstøv har, når den forlader branderen, kaldes mundingshastigheden.
Mundingshastigheden skal være større end tændhastigheden, da flammen i
modsat fald vil slå tilbage og brænde inde i brænderen. For at
forhindre at flammen slår tilbage fra branderen til kulmøllen, skal
også transportluftens hastighed være større end tændhastigheden.
Tændhastighed
Ved tændhastigheden forstås den hastighed, hvormed flammen forplanter
sig gennem luft/ kulstøvblandingen. Tændhastigheden afhænger af flere
forhold, hvor mængden af primærluft spiller en stor rolle. Hvis mængden
af primærluft er meget lille eller meget stor i forhold til kul-
indholdet, bliver tændhastigheden lille. Indimellem disse yderpunkter
findes maksimer for tændhastigheden for forskellige kulsorter, (se fig.
19).
Af diagrammerne fig. 20 og fig. 21 ses, at tændhastigheden vokser med
indholdet af gas og falder med indholdet af aske. Kurverne viser også, at
tændhastigheden ligger mellem 5 og 15 m/sek. Temperaturen af
primærluften spiller ligeledes en rolle, idet tænd- hastigheden forøges
med lufttemperaturen. Da man af økonomiske grunde ønsker så høj en
temperatur på for- brændingsluften som muligt, kan man dæmpe lidt på
tændhastigheden ved at formindske mængden af primærluft. For at opnå
fuldstændig forbrænding må man tilsætte tilsvarende mere
sekundærluft.
Kulmøller
Der findes mange forskellige udførelser af kulmøller, men de kan groft
inddeles i tre typer:
1. Rørmøllen
2.Valsemøllen
3.Slagarmsmøllen
Rørmøllen er en cylindrisk vandretliggende tromle med indvendig
pansring. Den er fyldt ca. en tredjedel op med Ø15-50 mm stålkugler, der
fungerer som maleelementer. Kullene blæses ind gennem tromlens hule aksel
af transportluften, som i den anden ende af tromlen tager kulstøvet med
sig gennem sortereren. Her sorteres det grove fra og går tilbage til
kultilførselsrøret. Kulstøv/luftblandingen tages ud i toppen af
sortereren. Tromlen roterer med 18-20 omdrejninger pr. minut. Rørmøllen
er meget robust, men kraftbehovet er stort på grund af kuglernes store
masse.
Valsemøllen (se fig. 22) har et roterende malebord forneden. Over dette
er anbragt kraftige valser med fledre, der trykker valserne tæt ned mod
målebordet, dog uden at røre dette. Kullene kommer ind ovenfra i midten.
Luften kan ledes ind sammen med kullene eller separat afhængig af
konstruktionen.
Sortereapparatet er anbragt omkring kultilførselsrøret, og luft/kulstøvblandingen
tages ud omkring dette, idet frasorteret kul ledes tilbage sammen med de
friske kul. Malebordet roterer med ca. 36 omdrejninger pr. minut svarende
til ca. 6 m/sek. Valsemøllen arbejder med overtryk.
Slagarmsmøllen (se fig. 23) har en rotor, som består af en aksel med
slagarme. Møllestørrelsen varieres ved anbringelse af flere eller færre
slagarme. Yderst på slagarmen er anbragt et slaghoved af slidfast
materiale. Møllehuset er ligeledes beklædt med slidfast materiale. Under
formalingen kører møllen med et omdrejningstal, der giver slaghovederne
en hastighed på 50-80 m/s.
Kullene kommer ovenfra og går tangentielt ind i slagarmene. Kulstykkerne
bliver dels knust ved slagene fra disse og dels ved at komme i klemme
mellem slaghoveder og hus.
På grund af hjulets store hastighed opstår der en kraftig
blæservirkning, som giver en god tørring af kullene. Transportluften
fører kulstøvet op til en sorterer ved siden af kultilførselsrøret.
Slagarmsmøllen er velegnet til næsten alle kulsorter samt tørv. Mindre
egnet til magre og hårde kulsorter.
Kulstøvbrændere
Kulstøvbrændere kan efter deres funktion opdeles i dysebrændere og
blandingsbrændere.
En dysebrænder er vist på fig. 24. Det er en hjørnebrænder, dvs. at
den er beregnet til at sidde i hjørnet i fyrrummet.
Den kræver en luftforvarmning på 400 °C og er forsynet med vandkøling
til beskyttelse af dyserne. På figuren er angivet mundingshastighederne
for såvel primærluft-kulstøvblandingen som for sekundærluften. Der er
ligeledes angivet den procentvise fordeling af luftmængden. Primærluften
er ved normal drift ca. 25%, og sekundærluften tilsvarende omkring 75%.
Ved ringe belastning kan mængden af primærluft ikke nedsættes, da
mundingshastigheden ikke må komme under 16-20 m/sek. Når man derfor
nedsætter kulstøvmængden, vokser primærluft-procenten og kan komme op
på 50%.
På fig. 25 er vist en blandingbrænder. Inderst i branderen findes et
rør til indføring af en oliebrænderlanse. Uden om dette rør er anbragt
en ringformet kanal for kulstøv-luftblanding. Denne tilføres
tangentielt, hvilket giver kulstøvet en roterende bevægelse, idet det
forlader branderen. Yderst er der endnu en ringformet kanal, hvorigennem
sekundærluften ledes. Dette system har vist sig at give en god
kulstøv-luftblanding inden antændelsen. Bedst bliver blandingen, hvis
primærluften og sekundærluften roterer modsat hinanden.
Brændetiden for en kulstofpartikel ligger mellem 0,5 og 2 sekunder.
mundingshastigheden ligger på 20-80 m/sek., hvorfor kulstøvfyring
kræver et stort fyrrum. Når man vil anvende kulstøvfyring, har man
følgende muligheder for at tilpasse forbrændingen til fyrrummet :
a) Man kan nedsætte brændtiden ved at forøge temperaturen på
forbrændingsluften og ved at
b) male kulpartiklerne mindre.
c) Man kan ved anbringelse af brændere og ved at bringe hvirveldannelse i
luft- og
d) kulstøvstrømmene forlænge kulstøvpartiklernes ophold i
forbrændingsrummet |
