DD214426A1 - Brenner fuer stark aschehaltigen brennstaub - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner fuer stark aschehaltigen Brennstaub. Er gewaehrleistet die Verbrennung stark aschehaltiger Brennstaeube, wobei der Aschegehalt, insbesondere koerniger Sand, bis zu 50% betragen kann. Die Mindestlast des Brenners betraegt 50%. Erfindungsgemaess erfolgt dies durch die Gestaltung der Einbauten, insbesondere durch die Beschleunigung der Verbrennungsluft in einem Duesenkanal und einem Verdraenger im zentral angeordneten Brennstaubkanal.

Description

der Erfindung

Brenner für stark aschehaltigen Brennstaub

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet umfaßt einen Brenner für Brennstaub mit einem hohen Aschegehalt, insbesondere Brennstaub aus Rohbraunkohle mit hohem Sandgehalt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Verbrennung von Brennstäuben, die sich unterscheiden in Verfahren und Vorrichtungen zur intensiven Verbrennung zündschwieriger Brennstäube, die bei höherkalorischem Brennstoff an ein erstes Drallströmungsfeld als Zündgebiet mit hoher Temperatur gebunden sind und Verfahren und Vorrichtungen, die für niederkalorischen Brennstoff 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 konzentrierten Brennstaubstrom und einen Brüden- und Restgasstrom. Zur Abscheidung von nichtbrennbaren

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Komponenten aus dem Brennstaubstrom sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche durch hohe apparate- und schaltungstechnische Aufwendungen gekennzeichnet sind. Die Verbrennung von stark aschehaltigen Brennstäuben führt durch das Zündverhalten in Anlagen mit einem Brenner zur unsicheren Verfahrensdurchführung, da durch die Flammenüberwachung bei Verlöschen der Flamme in der Regel das Not-Aus-System aktiviert wird. Bei Brennräumen mit mehreren Brennern hält zumeist ein Brenner die Flammenbildung aufrecht. Zur Aufrechterhaltung des Betriebes der Brennkammer bei Einsatz zündschwieriger Brennstoffe führt die Rückstellung der Schaltung durch die Flammenüberwachung zur Verpuffung, was bei kleinen Brennkammern eine Gefährdung darstellt.

Bekannt ist DD-PS 153911 als ein Verfahren und Brenner zur Erzeugung einer rotierenden Kohlenstaub-Flamme, wobei der Kohlenstaub-Brenner aus einem inneren Rohr ohne Einbauten für ein Primärluft-ßrennstaub-Gemisch und einem dieser umschließenden Ringkanal mit einer Verjüngung und einem Luftleitapparat für Sekundärluft, dem sich zur Brennkammer ein Diffusor anschließt Nachteil des Brenners ist das einbaulose innere Rohr, wodurch kein stark ausgebildeter Rankine-Wirbel entsteht und der Wärme· rücktransport aus der Flamme gering ist. Der Brenner ist da- ι durch nicht für zündschwierige Brennstaube geeignet. Ein Zündgebiet mit hoher Temperatur durch die Wärmerückführung zwingt zu einem nicht durch Anströmung aus dem inneren Rohr beströmten Kern im Drallströmungsfeld.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Brenner zu schaffen, welcher für stark aschehaltigen Brennstaub, insbesondere für Brennstaub aus Rohbraunkohle mit einem hohen Sandanteil, eine sichere Zündung realisiert, wodurch eine verpuffungsfreie intensive Verbrennung in Brennkammern gewährleistet wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die sichere Zündung von stark sandhaltigen Braunkohlenbrennstaub zu gewährleisten, wobei der Sandanteil bis zu 50 % beträgt und die Mindestlast bei 50 % liegt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Brennstaubkanal ein Diffusor angeordnet wird, mit Beginn des Diffusors konzentrisch im Brennstaubkanal ein Verdränger angeordnet ist, welcher mit einem spitzen Kegel beginnt und die Innenseite eines Ringkanals bildet, der Diffusor den Brennstaubkanal zum Ringkanal erweitert, konzentrisch um den Brennstaubkanal ein Luftkanal angeordnet ist, dieser Luftkanal in einen Düsenkanal übergeht und in diesem Düsenkanal eine Dralleinrichtung zur Verdrallung der Luft vorhanden ist. Der Diffusor besitzt einen halben öffnungswinkel bis zu 30°. Der Kegel des Verdrängers besitzt einen halben Kegelwinkel von 45° und eine Länge, welche im Verhältnis zum äußeren Durchmesser am Ende der Dralleinrichtung von 1 steht. Der Durchmesser des Verdrängers steht im Verhältnis zum äu&eren Durchmesser am Ende der Dralleinrichtung von 0,67. Der Düsenkanal besitzt auf der Außenseite einen halben Düsenwinkel von 45 und beschleunigt erfindungsgemäß die Verbrennungsluft,

wobei die Dralleinrichtung eine Drallzahl zwischen 0,9 und 1,5 realisiert. Erfindungsgemäß beträgt der Abströmwinkel der urallschaufeln 45°, wobei eine Abströmgeschwindigkeit der Luft von 19 m/s bis 32 m/s die Bildung des Drallströmungsfeldes mit einem stark ausgebildeten Rankine-Wirbel im Erennervorraum realisiert. Der Brennstaub-Trägergasstrom tritt mit 11 m/s aus dem Ringkanal in den Brennervorraum ein. üer Verdränger wird durch Halter im Ringkanal starr befestigt und gestattet die Herausnahme des Brennstaubkanals aus dem Brenner, üer Brennstaubkanal wird mittels Brennstaubkanalflansch am Luftkasten befestigt. Der Brenner wird mittels Brennerflansch an die Stirnwand der Brennkammer befestigt. Der Düsenkanal ist zur Verringerung der Wärmebelastung auf der Brennervorraumseite mit einer Muffel versehen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Brenners liegt in der Beschleunigung der Verbrennungsluft im Düsenkanal und in der Ausströmung des Brennstaub-Trägergasstromes aus dem Ringkanal, wodurch eine intensive Verbrennung mit einer kurzen Flamme gewährleistet wird. Erfindungsgemäß wird eine stabile Flammenbildung für Brennstaub mit einem Ascheanteil bis zu 50 % realisiert, wobei der Ascheanteil körniger Sand ist und eine Mindestlast von 50 % gewährleistet wird.

Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist der Brenner im Schnitt dargestellt.

Ein Stützbrenner für einen Kohlenstaubbrenner eines Dampferzeugers wird vom Brennstoff Heizöl auf Braunkohlenbrennstaub umgestellt. Der Braunkohlenbrennstaub 1 ist erzeuyungsbedingt

mit Sandanteilen versetzt und hat einen Ascheanteil von bis zu 50 %. Der Brenner als Stützbrenner muß verpuffungsfrei arbeiten und eine stabile Flamme auch bei Anfall hoher Sandanteile im Braunkohlenbrennstaub 1 sicher bilden. Der Braunkohlenbrennstaub 1 wird pneumatisch dem Brennstaubkanal 2 zugeführt, üer Eirennstaubkanal 2 wird mittels ßrennstaubkanalflansch 12 am Luftkasten 17 befestigt, wodurch ein Ausbau gewährleistet wird. In Strömungsrichtung des Brennstaub-Trägergasstromes folgt im Brennstaubkanal 2 ein Diffusor 3. Der Diffusor 3 hat"einen halben öffnungswinkel von 30 und führt den Brennstaubkanal 2

^v"~" in den Ringkanal 4. Im Brennstaubkanal 2 ist konzentrisch ein Verdränger 5 angeordnet, welcher mit einem spitzen Kegel bei einem halben Kegelwinkel von 45° beginnt, weiterhin dann die innere Wandung des Ringkanals 4 bildet und derartig angeordnet ist, daß die Spitze bei Beginn des Uiffusors 3 vorhanden ist. Am Ende des Ringkanals 4 tritt der Brennstaub-Trägergasstrom mit einer Geschwindigkeit von 11 m/s aus. Der Verdränger 5 wird durch die Halter 6 im Brennstaubkanal 2 gehalten, üie Verbrennungsluft 7 tritt durch den Eintrittskanal 8 in den Luftkasten 17 ein. Der Luftkanal 9 leitet die Verbrennungsluft 7 in den Düsenkanal 11, welcher auf der Außenseite einen halben Düsenwinkel von 45° hat und in dem eine Dralleinrich-

_w tung 10 angeordnet ist. Die Dralleinrichtung 10 ist starr am Düsenkanal 11 befestigt, wobei der Brennstaubkanal 2 auswechselbar ist und die Oralleinrichtung 10 im Düsenkanal 11 verbleibt. Die Dralleinrichtung 10 realisiert eine Drallzahl von 1,2 und führt die verdrallte und beschleunigte Verbrennungsluft 7 am Schaufelende mit einer Geschwindigkeit von 19 m/s bis 32 m/s dem Brennervorraum 16 zu. Der Abströmwinkel am Schaufelende der Dralleinrichtung 10 beträgt 45°. Die Verdrallung der Verbrennungsluft 7 bildet mit dpm Srennstaub-Trägergasstrom aus dem Ringkanal 4 ein ürallströmungs-

feld im Brennervorraum 16. Der Brenner wird mittels Brennerflansch 13 an der Stirnwand 14 der Brennkammer befestigt. Die Muffel 15 umgibt den Düsenkanal 11 und verhindert die erhöhte Wärmebelastung des Materials vom Düsenkanal 11. Die Zündung und Flammenüberwachung erfolgt durch bekannte Verfahren und Vorrichtungen, welche durch die Muffel 15 hindurch zum Brennervorraum 16 ragen. Die Länge des Verdrängers 5 wird im Verhältnis zum äußeren Durchmesser am Ende der Dralleinrichtung IO von 1 ausgeführt. Der Durchmesser des Verdrängers 5 steht zum äußeren Durchmesser am Ende der Dralleinrichtung im Verhältnis von 0,67.

Der Brenner besitzt für Braunkohlenbrenrtstaub mit einem Aschegehalt bis zu 50 % ein stabiles Zündverhalten ab einer Mindestlast von 50 %. Der Sand im Braunkohlenbrennstaub kann in körniger Konfiguration vorhanden sein. Der Brenner gewährleistet gute Kaltstarteigenschaften und realisiert mit zunehmender Vorwärmung der Verbrennungsluft 7 auch die Verbrennung bei einer weiteren Erhöhung der Ascheanteile auf 60 %, wobei die Lufttemperatur bei 200° C liegt.

Claims (1)

1. J^r?!lyj3j9^{s a}nspruch

   Brenner für stark aschehaltigen Brennstaub, insbesondere Brennsiaub mit einem Aschegehalt bis zu 50 % aus Rohbraunkohle₉ Brikettabfall oder Steinkohle, wobei körniger Sand als Asche im Brennstaub vorhanden ist, mit einem ßrennstaubkanal und einem diesen konisch umgebenden Luftkanal, wobei im Brennstaubkanal ein Verdränger zur Bildung eines Ringkanals sowie ein Diffusor vorhanden ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Luftkanal in einen üüsenkanal mündet, der Düsenkanal einen halben Düsenwinkel von 45° besitzt, im Düsenkanal eine Dralleinrichtung mit einem Abströmwinkel von 45 angeordnet ist uno diese an der Wandung des Düsenkanals starr befestigt ist und auf den Brennstaubkanal aufliegt, dabei die Herausnahme des Brennstaubkanals gewährleistet wird, die Dralleinrichtung zur Lagerung des Brennstaubkanals mindestens einen Gleitring enthält, der Verdränger in Strömungsrichtung des Brennstaub-Trägergasstromes mit einem spitzen Kegel beginnt, der halbe Kegelwinkel 45 beträgt, der Brennstaubkanal konzentrisch um den Kegel des Verdrängers einen Diffusor mit einem halben Öffnungswinkel bis zu 30° bildet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen