DD207966A1 - Brenner fuer staubfoermige brennstoffe - Google Patents

Abstract

BRENNER FUER STAUBFOERMIGE BRENNSTOFFE, WELCHER DURCH EIN PRIMAERDRALLGEBIET IN EINEM ZUENDSTABILISIERUNGSKEGELSTUMPF EINE UNTERSTOECHIOMETRISCHE VERBRENNUNG MIT HOHER TEMPERATUR UND EINEM STARK AUSGEBILDETEN RANKINEWIRBEL REALISIERT, DADURCH SICHERE ZUENDUNG, AUCH ZUENDSCHWIERIGER BRENNSTAEUBE GEWAEHRLEISTET, WEITERHIN DEN INTENSIVEN RESTAUSBRAND IN EIN SEKUNDAERDRALLGEBIET DURCHFUEHRT, WOBEI DER BRENNER MIT EINEM SICH KONISCH ERWEITERNDEN BRENNERMUND ABSCHLIESST U. IN DER NACHFOLGENDEN BRENNKAMMER EINE INTENSIVE VERBRENNUNG BEI KURZER UND DAS ANLIEGEN VERHINDERNDER FLAMME ERFOLGT. ERFINDUNGSGEMAESS ERFOLGT DIES DURCH DIE GESTALTUNG DER EINBAUTEN, DIE DRALLGESTALTUNG U. DIE ANORDNUNG DER MEDIENKANAELE. DER BRENNER WIRD ZUR VERBRENNUNG STAUBFOERMIGER BRENNSTOFFE, AUCH BALLASTREICHER UND ZUENDSCHWIERIGER STAEUBE, EINGESETZT, WOBEI EINE VERBRENNUNG IN BRENNKAMMERN UNTERSCHIEDLICHSTER ANWENDUNGSFAELLE, VORZUGSWEISE BRENNKAMMERN VON WARMWASSER-ODER DAMPFERZEUGERN, ERFOLGT.

Description

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Titel der Erfindung

Brenner für staubförmige Brennstoffe Anwendungsbereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Brenner fur die Verbrennung staubförmiger Brennstoffe, insbesondere zündschwieriger ballastreichen Steinkohlenstäuben, Koksstaub, sowie Braunkohlenbrennstaub und aufbereitetem Braunkohlenbrikettabrieb,in Brennkammern unterschiedlichster Anwendungsfälle , vor allem für den Einsatz an Warmwasser- und Dampferzeugern. '.''":^vy^K':^:

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ^

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Verbrennung aufbereiteter Rohbraunkohle, die sich unterscheiden in Verfahren und Vorrichtungen zur intensiven Verbrennung mit kurzen Flammen, welche an zündfreudige höherkalorische Brennstoffe gebunden sind und Verfahren und Vorrichtungen, die für niederkalorische Brennstoffe geeignet sind und sich durch unsichere Zündeigenschaften auszeichnen, was zum Einsatz von Stützbrennern zwingt* Bei niederkalorischen Brennstoffen nach einer Mahltrocknungsanlage mit prozeßbedingten unsicheren Zündeigenschaften realisiert eine Brüdentrenneinrichtung die Aufteilung in einen zündfreudigen Brennstoffstrom und einen Brüden« und Restgasstrom. .

Die Zuführung beider Teilströme durch einen Brenner in eine Brennkammer erfolgt dabei in einer die intensive Verbrennung gestaltenden Form.

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Bekannt ist eine Vorrichtung nach DE-OS 29o8448 zur Beeinflussung der Verbrennung durch die Aufteilung des Verbrennungsluftstromes in verschiedene Sekundärluftströme und die Einführung desselben an verschiedenen Stellen des Brenners, die Verbrennung derart beeinflussend, daß in einer Primärzone eine stabile Zündung mit Teilverbrennung und in einer Nachverbrennungszone der Restausbrand erfolgt, Danen werden um den Brennerkelch in konzentrischer Anordnung Luftdüsen vorgesehen, die mit dem Hauptluftkanal verbunden sind und über Klappen eine Regelung der Sekundärluftströme ermöglichen«

Im Kernluftrohr befindet sich eine Lanze zur Zündfeuerung bzw. alternativen Leistungsfeuerung. Der Kachteil dieser stufenweisen Verbrennung besteht in der Einblasung des gesamten Brennstoff-Brüden-Restgasstromes in iie Primärζone, wo eine Zündfeuerung zur Stabilisierung des > Teilverbrennungsprozesses notwendig ist«

iüiel der Erfindung

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Die Erfindung hat das Ziel, einen Brenner für staubförmige brennstoffe zu entwickeln, welcher ein sicher zündfähiges lemisch mit dem eingebrachten Brennstoffstrom und dem Oxylationsmittelstrom gewährleistet, eine intensive Verbrennung realisiert und durch eine Verdrallung des Oxydationsmittelstromes eine Drallflamme erzeugt, welche vorzugsweise kleilen Brennkammern angepaßt werden kann© ·

)arlegung des ,Wesens der Erfindung

)er Brenner für staubförmige Brennstoffe besteht aus einem, )is zur Brennstaubaustrittsebene geführten, zentral angeordieten Beobachtungskanal, der koaxial von einem Brennstaubkaial umschlossen wird, der erfindungsgemäß in einen Staubaus- ;rittsdiffusor mündet. Um den Brennstaubkanal ist koaxial ein -rimäroxydationsmittelkanal vorhanden, in dem am Ende des ^rimäroxydationsmittelkanales eine bekannte Primärdrallein -

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richtung starr befestigt ist. In. einem Zündstabilisierungskegelstumpf , in dem das Primärdrallgebiet eine unterstöchiometrische Verbrennung mit einem stark ausgebildeten Hankinewirbel gewährleistet, wird eine der Austrittsgeschwindigkeit des Brennstaubes entgegengerichtete Strömungskomponente erzeugt, ürfindungsgemäß besitzt der Zündstabilisierungskegelstumpf mit einem halben Öffnungswinkel von 15° bis 3o° ein Durchmesser-Längenverhältnis von 1 bis o,5 . Der Zündstabilisierungskegelstumpf wird, durch den konzentrisch um den Brennstaubkanal befindlichen Sekundäroxydationsmittelkanal umschlossen, wodurch eine Kühlung des Zündstabilisierungskegelstumpfes erfolgt. Am Ende des Zündstabilisierungskegelstumpfes befindet sich im Sekundäroxydationsmittelkanal eine starr ausgebildete bekannte Sekundärdralleinrichtung. Durch den Sekundäroxydati onsmit'te !kanal führen erfindungsgemäß in den Zünd«- stabilisierungskegelstumpf drei Hilfskanäle , die die Aufnahme von Hilfseinrichtungen, vorzugsweise Zündeinrichtungen und/ oder Flammenüberwachungseinrichtungen, gestatten. Der Sekundäroxydationsmittelkanal leitet den Sekundäroxydationsmittelstrom in einen konisch erweiterten Brennermund, in dem ein Sekundärdrallgebiet die Verbrennung mit hoher Reaktionsdichte realisiert» Dieser Brennermund besitzt erfindungsgemäß einen halben Öffnungswinkel von 15° bis 35° und ein Durchmesser-Längenverhältnis von 1 bis 2 _β

Der Vorteil der Verbrennung mit einem Primär- und Sekundärdrallgebiet liegt in der hohen Zündstabilität in einem ausgeprägten Zündzentrum hoher Temperatur und reduzierender Atmosphäre sowie in der nahezu verlustfreien Verbrennung in einer geschlossenen Drallflamme, die ein Anliegen an der Brennkammerwand verhindert und einen kurzen axialen Ausbrand realisierte Durch den Zündstabilisierungskegelstumpf wird eine Anwärmung des Sekundäroxydationsmittels realisiert·

üin weiterer Vorteil liegt in der Kompaktheit und der Zwangskühlung aller Baugruppen, die der technologischen Funktionsweise und'der'Instandhaitun^sforderung entsprechen.

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Die Anstellwinkel und die Gestaltung der Drallschaufeln werdenden Erfordernissen der Brennkammer und der Brennkammer-Leistung angepaßt.

Ausführungebeispiel ,

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Pig. 1 einen' Längsschnitt durch einen Brenner für staubför-" mige Brennstoffe«'

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Sin mit Steinkohlenbrennstaub, zu betreibender 6,5 t/h-Dampferzeuger besitzt an der Stirnwand 1 die Kesselwand 6. Mittels Brenner-^ flansch 5 wird der Brenner für staubförmige Brennstoffe an der ECesselwand 6 befestigte Der Steinkohlenbrennstaub wird durch ien Brennstaubeintrittsstutzen 11 dem Brennstaubkanal 12 aufgegeben. Im Inneren des Brennstaubkanales 12 befindet sich der Plammenüberwachungskanal 13«. Der Brennstaubkanal 12 besitzt am Ende einen Brennstaubaustrittsdiffusor 14· Konzentrisch um den Brennstaubkanal 12 befindet sich der Primärluftkanal Io, der die Primärluft durch den Primärlufteintrittsstutzen 15 erhält« Am Ende des Primärluftkanales Io befindet sich die Primärdrällein« richtung 9· Der Brennstaubkanal 12 und der Primärluftkanal Iq, bilden im nachfolgenden Zünästabilisierungskegelstumpf 4 ein Primärdrallgebiet. Der Zündstabilisierungekegelstumpf 4 besitzt einen halben Öffnungswinkel von 3o°. und eir. Durchmesser-Längenverhältnis von OjTSoKonzentrisch um den Primärluftkanal Io und dem Zündstabilisierungskegelstumpf 4 befindet sich der Sekundär« luftkanal 7» an dessen Ende eine Sekundärdra'lleinrichtung 3 vorhanden ist. I-n den nachfolgenden Brennermund 2 mündet der Sekundärluftkanal 7 und der Zündstabilisierungskegelstumpf 4. Der Brennermund 2 wird als Konus mit einem halben Öffnungswinkel von 3o° und einem Durchmesser-Längenverhältnis von 1,3 ausgebildete Durch den Sekundärluftkanal 7 werden zumZündstabilisierungske« gels$umpf 4 drei Kanäle geführt, wobei einer als Zünd^rennerkanal 8 ausgebildet ist« Die anderen Kanäle, in der zugehörigen Zeichnung nicht eingezeichnet, werden zur Beobachtung der Flamme verwendete Die Stirnwand 1 des Dampferzeugers wird aus temperaturbeständiger Stampfmasse realisiert« ,

Claims (7)

1. Erfindungaanspruch '

   1. Brenner für staubförmige Brennstoffe, gekennzeichnet dadurch, daß ein zentral angeordneter Beobachtungskanal koaxial von einem Brennstaubkanal umschlossen wird, der am linde einen Staubaustrittsdiffusor besetzt und der durch einen ßrennstaubeintrittsstutzen mit Brennstoff versorgt wird und -um den der Primäroxydationsmittelkanal vorhanden ist, welcher am Ende eine Primärdralleinrichtung besitzt und in einen Zündstabilisierungskegelstumpf mündet, der durch einen halben öffnungswinkel von 15° bis 35° und einem Durchmesser-Längenverhältnis von 1 ,bis o,5 gekennzeichnet ist, worin in einem Primärdrallgebiet eine unterstöchiometrische Verbrennung realisiert wird, v/obei ein Sekundär- * oxydationsmittelkanal den Brennstaubkanal bis zum Ende des ,Zündstabilisierungskegeletumpfes konzentrisch umschließt und der ara iinde eine Sekundärdrall einrichtung besitzt und dieaen5ekundäroxydationsmittelstrom in einen Brennermund leitet, der ein Sekundärdrallgebiet erzeugt und der durch einen halben öffnungswinkel von 15° bis 35° und Einern Durchmeseer-Längenverhältnis von 1 bis 2 gekennzeichnet wird, wobei durch den Sekundärluftkanal zum Zündstabilisierungskegelstumpf drei Kanäle geführt werden, welche die Zündeinrichtungen und/oder Überwachungseinrichtungen aufnenmen, hierbei die innenliegenden iiinrichtungen durch das oekundäroxydationsmittel gekühlt und dadurch dieses angewärmt wird, weiterhin der Primäroxydationsmittelkanal durch den Primaroxydationsmitteleintrittsstutzen und der Sekundäroxydationsmittelkanal durch den Sekundäroxydationsmitteleintrittsstutzen mit Oxydationsmittel versorgt wird sowie durch die Aufteilung in einem Primärdrallgebiet eine sichere Zündung, auch ballastreicher Brennstäube, gewährleistet und im oekundärdrallgebiet der ^estausbrand.realisiert' wird·
2. 2. Brenner gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Brennstaub Steinkohlen- oder Braunkohlenbrennstaub, Koksstaub oder

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   Brikettabrieb, die auch ballastreich und zündschwierig sein können» sowie auch andere zu verbrennende Stäube eingesetzt werden. ι

   3» Brenner gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Beobachtungskanal auch andere Hilfseinrichtungen aufnehmen kann, wobei die Ausrüstung mit einem Brenner, vor« zugsweise Lanzenbrenner, für einen Zweistoffbetrieb möglich ist oder nuch die Zuführung eines Brenngases oder eines zusätzlichen Oxydationsmittelstromes realisierbar ist.
3. 4. Brenner gemäß Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß : die unter 3. genannten Funktionen auch durch die übrigen drei Kanäle übernommen werden können»
4. 5. Brenner gemäß Punkt 1 bis 4 ,gekennzeichnet dadurch, daß der Primär- und Sekundäroxydationsmittelkanal durch eine Kahalverbindung über eine Regeleinrichtung oder ein Drosselorgan verbunden sein können, wobei dadurch eine regelbare oder feststehende Aufteilung des Oxydationsmittelstromes dem Brenner zuströmt.
5. 6. Brenner gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Brenner mittels Brennerflansch an der Kesselwand befestigt wird·
6. 7. Brenner gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Brennermund aus temperaturbeständigem Material besteht.
7. 8. Brenner gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Primär- und Sekundärdralleinrichtung den Erfordernissen der nachgeschalteten Brennkammer angepaßt werden.

   1 Salto Zeichnung«!»