Patentanmeldung

Babcock Borsig Service GmbH, Duisburger Strasse 375, D-46049 Duisburg

Mühlenanordnung mit gleichmäßiger Staubverteilung und Verfahren zum Betrieb einer Mühlenanordnung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Mühlenanordnung zur Erzeugung von Kohlestaub, enthaltend

(a) eine Mühle,

(b) eine Mehrzahl von Staubleitungen, welche Kohlestaub von der Mühle zu einem Brenner leiten, (c) einen Staubverteiler zur Verteilung des Kohlestaubs auf die Staubleitungen, und

(d) Mittel zur Beeinflussung der Staubströmung in den Staubleitungen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Beeinflussung der Staubverteilung in einer Mühlenanordnung. Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur gleichmäßigen Verteilung von in einer Mühle erzeugten Kohlestaub auf eine Mehrzahl von Staubleitungen mittels eines Staub Verteilers.

Eine solche Mühlenanordnung dient dazu, Kohle zu Kohlestaub zu vermählen. Dieser Kohlestaub wird über eine oder mehrere Staubleitungen einem Brenner zugeführt. In dem Brenner wird der Kohlestaub verbrannt und die erzeugte Wärme kann zum Beispiel bei der Stromerzeugung oder dergleichen nutzbar gemacht werden.

Durch Optimierung des Verhältnisses von Brennstoff zu Luft in dem Brenner kann die Wärmegewinnung effizient gestaltet werden. Auch der Schadstoffausstoß, insbesondere von Stickoxiden (NO _x ), kann minimiert werden. Zu diesem Zweck ist die Staubmenge im Brenner zu kontrollieren.

In einer Mühle bilden sich zum Beispiel durch die Maschine und verschiedene Einbauten unterschiedliche Strömungsverhältnisse aus. Auch Sperrluft mit zu geringer Temperatur oder Wasserdampfbildung beeinflussen die Strömungsverhältnisse. Dabei können sich Strähnen aus Kohlestaub bilden, die sich nicht auflösen. Die Strähnenbildung ist nicht steuerbar und es können keine Voraussagen über ihre Bildung gemacht werden. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Staubverteilung auf die Staubleitungen. Den aus den Staubleitungen versorgten Brennern werden daher unterschiedliche Mengen an Brennstoff zugeführt. Das ist unerwünscht.

Stand der Technik

Es ist bekannt, Blenden in den Staubleitungen anzuordnen. Mit den Blenden wird ein Widerstand eingesetzt, der die geförderte Staubmenge in der Staubleitung reduzieren soll. Diese Blenden liefern jedoch keine befriedigenden Ergebnisse.

Offenbarung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine gleichmäßige Staubverteilung in den Staubleitungen und damit in den Brennern erreicht wird.

Erfmdungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mittel zur Beeinflussung der Staubströmung querschnittsverändernd ausgebildet sind und in der Mühle vor den Staubleitungen angeordnet sind. Eine solche Veränderung des wirksamen Strömungsquerschnitts kann zum Beispiel mit Blenden, Klappen oder dergleichen erreicht werden. Vorzugsweise weist die Mühle einen Sichter zur Trennung von groben und feinen Partikeln auf und die Mittel zur Beeinflussung der Staubströmung sind

zwischen dem Sichter und dem Staubverteiler angeordnet. Im Gegensatz zu bekannten Maßnahmen wird die Strömung bereits vor der Verteilung auf die Staubleitungen beeinflusst. Es hat sich gezeigt, dass sich an dieser Stelle aufgrund der Sogwirkung die geförderte Staubmenge erhöht, wenn der Strömungsquerschnitt verringert wird. Umgekehrt kann die geförderte Staubmenge erniedrigt werden, wenn der

Strömungsquerschnitt vergrößert wird. Die Veränderung muß also entgegengesetzt zu einer Veränderung mit bekannten Blenden in der Staubleitung vorgenommen werden.

Bestehende Anlagen können mit dieser Anordnung aufgerüstet werden, der zur Beeinflussung der Staubströmung ausgestaltet ist. Ein solcher Flansch kann einen

Fallrohrteil und einen koaxial um den Fallrohrteil herum angeordneten Gehäuseteil aufweisen, wodurch ein Ringraum gebildet wird, und der Ringraum kann mittels in radialer Richtung verlaufender Trennwände entsprechend der Aufteilung des

Staubverteilers und der Anzahl der Staubleitungen segmentiert sein, wobei in jedem Segment zumindest eine Klappe vorgesehen ist, die von außen zwischen einer Stellung mit maximalem Querschnitt in Strömungsrichtung und einer Stellung mit minimalem

Querschnitt in Strömungsrichtung einstellbar ist. Wird die Klappe eines Segments quer zur Strömungsrichtung gestellt, verringert sich der wirksame Strömungsquerschnitt. Die

Strömungsgeschwindigkeit wird entsprechend in diesem Segment höher. Durch die so erzeugte Sogwirkung strömt mehr Staub in die Staubleitung. Umgekehrt kann die Klappe eines Segments parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet werden. Dann ist die

Strömungsgeschwindigkeit niedriger und die geförderte Staubmenge ist geringer.

Vorzugsweise sind die querschnittsbeeinflussenden Mittel von außen einstellbar. Eine weitere Möglichkeit der Einstellung der querschnittsbeeinflussenden Mittel ist, die

Staubmenge mittels gebräuchlicher online - Meßverfahren in den Staubleitungen zu messen und die querschnittsbeeinflussenden Mittel automatisch zu regeln. Dann kann die

Verteilung auch bei Veränderung der Strömungsverhältnisse angepasst werden. In einer

Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel auswechselbar. Statt bestehende Anlagen mit einem Flansch nachzurösten können die querschnittsverändernden Mittel auch in den

Staubverteiler integriert werden.

Die Mühle wird nach einem Verfahren mit folgenden Schritten betrieben:

(i) Anordnen von querschnittsverändernden Elementen im Bereich des Staub Verteilers, (ii) Verringern des Strömungsquerschnitts für Strömungen, bei denen zuwenig Staub in eine Staubleitung gelangt, und

(iii) Vergrößern des Strömungsquerschnitts für Strömungen, bei denen zuviel Staub in eine Staubleitung gelangt.

Es versteht sich, dass die Erfindung bei allen Arten von Mühlen verwirklicht werden kann, unabhängig davon, ob es sich um eine Vertikal- oder eine Rohrmühle handelt und unabhängig davon, ob ein statischer oder rotierender Sichter verwendet wird. Auch kann die Mahlgutaufgabe seitlich oder zentrisch vorgesehen sein.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein

Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig.l ist eine schematische Darstellung einer Vertikalmühlenanordnung mit

Kugelringmühle

Fig.2 zeigt eine Strömungsleitanordnung im Detail

Fig.3 ist eine Draufsicht auf ein einzelnes Strömungsleitelement aus einer

Strömungsleitanordnung aus Fig.2

Fig.4 ist ein Querschnitt durch das Strömungsleitelement aus Fig.2

Fig.5 zeigt einen Strömungskörper im Detail ^λ

Fig.6 ist eine perspektivische Ansicht des Strömungsleitelements aus Fig. 2

Fig.7 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Strömungsleitelements aus

Fig.2

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig.l ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Mühlenanordnung dargestellt. Die Mühlenanordnung ist als Vertikalmühle mit zentrischer Mahlgutaufgabe 12 ausgebildet. Das Mahlgut gelangt durch ein Fallrohr in eine Kugelringmühle 14. Dies ist durch Pfeile

16 und 18 repräsentiert. In der Kugelringmühle 14 wird das Mahlgut radial nach aussen befördert und durch Kugeln 20 vermählen. Dies ist durch Pfeile 22 und 24 repräsentiert.

An einem seitlichen Gasanschluß 26 wird ein Traggas durch einen Düsenring oder Düsenspalt in die Mühle geströmt. Dies ist durch einen Pfeil 28 repräsentiert. Das Gas strömt in einen Ringraum um die Kugelringmühle 14. Dort wird das Mahlgut von dem Gasstrom erfasst. Der Gasstrom fördert das Mahlgut aussen nach oben in Richtung des mit 30 bezeichneten Pfeils. Mit dem Gas wird der erzeugte Mahlstaub getrocknet und gefördert.

Der Mahlstaub wird zu einem statischen oder rotierenden Sichter 32 und den daran angeschlossenen Staubleitungen 34 gefördert. In dem Sichter fallen Grobpartikel über einen Grießrücklaufkonus 44 zum Zentrum hin nach unten auf den Mahlteller 46. Dies ist durch einen Pfeil 36 repräsentiert. Mahlgut, das in ausreichendem Maß zu Feinstaub zermahlen wurde, strömt in Richtung des Pfeils 38 nach oben. In einem Staubverteiler 40 wird der Feinstaub auf die Staubleitungen verteilt.

Zwischen dem Staubverteiler 40 und dem Sichter 32 ist eine Strömungsleitanordnung 42 angeordnet.

Die Strömungsleitanordnung 42 ist in Fig.2 im Detail dargestellt. Die Strömungsleitanordnung 42 ist als Flansch ausgebildet und wird fest oberhalb des

Sichters 32 mit dem Staubverteiler 40 verschraubt. Zu diesem Zweck sind Bohrungen 48 vorgesehen. Auf diese Weise können bestehende Mühlen mit einer solchen Strömungsleitanordnung 42 nachgerüstet werden. Ansonsten kann die Strömungsleitanordnung 42 in den Staubverteiler 40 integriert werden. Die Strömungsleitanordnung 42 umfasst einen innen liegenden, zylindrischen Teil 50 des

Fallrohrs 12. Konzentrisch zu dem Fallrohr 12 ist ein zylindrisches Außengehäuse 52 vorgesehen. Zwischen dem Fallrohrteil 50 und dem Außengehäuse 52 ist ein Ringraum 54 gebildet. Durch radial verlaufende Wandungen 56, 58, 60 und 62 wird der Ringraum in vier Segmente 64, 66, 68 und 70 aufgeteilt. In eingebautem Zustand sind die Segmente 64, 66, 68 und 70 strömungsmäßig vollständig voneinander getrennt. Staub, der durch eines dieser Segmente gelangt, wird durch den Staubverteiler 40 einer definierten Staubleitung zugeführt.

Der wirksame Querschnitt für die durch z.B. das Segment 64 strömende Staubströmung ist in Fig.2 fett dargestellt. Er wird durch die Wandungen 56 und 58, sowie die entsprechenden Teile des Fallrohrs 50 und des Gehäuses begrenzt.

In Fig.2 sind schematisch Strömungsleitelemente 72 gezeigt, mit denen der Strömungsquerschnitt beeinflusst werden kann. Zu diesem Zweck sind außen Betätigungselemente 74 vorgesehen. In jedem der Segmente 64, 66, 68 und 70 sind zwei solcher Strömungsleitelemente 72 vorgesehen. Die Strömungsleitelemente 72 sind so ausgebildet, dass mit ihnen eine Verringerung des Querschnitts um einen vorgegebenen Prozentsatz erreicht werden kann.

Fig. 3 und 4 zeigen ein Strömungsleitelement 72 im Detail. Das Strömungsleitelement umfasst eine Welle 76. Die Welle 76 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Sie erstreckt sich durch einen Einsatz 78 hindurch vom Außenraum des Gehäuses 52 in den Strömungskanal im Ringraum 54. Der Einsatz 78 ist quadratisch ausgebildet und mit Schrauben 82 in einem korrespondierenden Fenster im Gehäuse 52 eingesetzt und verschraubt. Dabei ist die Anordnung so ausgebildet, daß keine Vorsprünge oder Kanten im Strömungskanal entstehen. Am innenliegenden Ende 84 der Welle ist ein Strömungskörper 86 aufgesteckt. Die dafür vorgesehene Bohrung 94 im

Strömungskörper 86 ist mit einer Nut 92 (Fig.5) versehen, in die eine an der Welle vorgesehene Paßfeder eingreift. In axialer Richtung wird der Strömungskörper 86 mit einer Schraube 88 an die Spindel geschraubt. Das Strömungelement erstreckt sich bis an den Fallrohrteil 50, jedoch ohne diesen zu berühren.

Am entgegengesetzten Ende 90 der Spindel ist ein Mehrkant 96 vorgesehen. Mit einem geeigneten Werkzeug kann die Spindel an dem Mehrkant 96 um eine Achse 98 (Fig.3) rotiert werden. Dabei wird der Strömungskörper 86 ebenfalls rotiert. Je nach Lage hat der Strömungskörper eine größere Ausdehnung quer zur Strömungsrichtung oder nicht. Die Welle 76 ist in einem Gehäuse 100 gelagert. Das Gehäuse 100 weist eine Anzeige mit einer Skala 102 auf. Ein fest mit der Welle 76 verbundener Zeiger 104 zeigt so die Stellung des Strömungskörpers 80 an.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Strömungskörper 86 den Querschnitt einer abgerundeten Raute. Es versteht sich, dass auch andere Formen sinnvoll sein können. Bei

Abnutzung des Strömungselements können die Schrauben an dem Einsatz gelöst werden. Dann kann die Spindel mit dem Strömungskörper 86 entnommen werden. Der Strömungskörper 86 kann ausgetauscht und zusammen mit der Spindel wieder eingesetzt werden. Auf diese Weise braucht nicht der gesamte Flansch ausgebaut werden.