DD270576A1 - Kohlenstaubzuendbrennkammer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kohlenstaubzuendbrennkammer zur Verwendung an Brennraeumen, vorzugsweise an Dampferzeugern, die mit geringer elektrischer Energie gezuendet wird. Dazu ist vorgesehen, dass ein Heizstab durch den aeusseren Bereich des Brennrohres vorzugsweise quer zur Einblasrichtung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches gefuehrt ist, der von einem Stuetzrohr umschlossen wird, das eine zur Achse der Kohlenstaubzuendbrennkammer gerichtete Fensteroeffnung aufweist. Dadurch ist nicht nur eine grosse Zuendoberflaeche gegeben, sondern es wurde zugleich ein Schutz gegen Entmischungs- und Kuehlungswirkungen der Sekundaerluft im hierzu unerwuenschten Bereich geschaffen. Ausserdem bewirkt das Stuetzrohr Verwirbelungen, die die Kohlenstaubpartikel laenger im Zuendbereich verweilen lassen. Dadurch werden auch qualitativ minderwertige Kohlenstaeube sicher zur Zuendung gebracht.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kohlenstaubzündbrennkammer und findet für die Zündung und/oder Stützfeuerung an Brennräumen, insbesondere bei Dampferzeugern, Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine hierzu bekannte Lösung (DD-PS 209246) sieht vor, daß bei einer Brennkammer zentral in das Brennrohr ein Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch eingeblasen wird, während in einen darum angebrachten Ringraum tagential Sekundärluft zunächst im Gegenstrom zugeführt wird, die dem Brennrohr dann verdrallt durch Einströmungsbauten im Brennrohr, am Brennrohranfang oder am Brennrohrende zuströmt. Die Brennkammer ist entsprechend eines Längen-Durchmesser-Verhältnisses verkürzt ausgebildet und umfaßt nur die erste Phase der Verbrennung, während der überwiegende Teil des Ausbrandes erst nach Brennkammeraustritt erfolgt. Damit ergibt sich eine geringe Brennraumbelastung und es stellen sich günstige Rezirkuiotionsbedingungen in der Brennkammer ein, so daß nur eine geringe Energie zum Zünden des Kohlenstaub-Luft-Gemisches erforderlich wird. Hierdurch wird die Möglichkeit erschlossen, wie es in einer noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Lösung (DD-PS WP F 23C/31Ü 127.2) beschrieben ist, daß eine Glühkerze zum Zünden des Kohlenstaub-Luft-Gemisches in der Brennkammer genügt. Jedoch hat sich dabei gezeigt, daß für qualitativ minderwertigen Kohlenstaub, insbesondere mit hohem Salzgehalt, infolge der dadurch notwendigen höheren Zündtemperatur nicht in jedem Falle die erforderliche Zündsicherheit gewährleistet werden kann.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezweckt eine Erhöhung der Zündsicherheit für solche Kohlenstaubzündbrenner, die mit geringer elektrischer Zündenergib und ausschließlich unter Verwendung von Brennstaub, insbesondere Kohlenstaub, betrieben werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kohlenstaubzündbrennkarrmer, in der ein Brennstaub-Luft-Gemisch ausschließlich elektrisch gezündet wird, so auszuführen, daß auch bei Verwendung von schwer zündbarem Brennstaub, insbesondere Kohlenstaub mit erhöhtem Salzgehalt, noch eine zuverlässige Zündung gewährleistet wird. Zur erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß durch das Brennrohr der Kohlenstaubzündbrennkammer ein Heizstab geführt ist, der von einem Stützrohr umschlossen wird, wobsi das Stützrohr innerhalb des Brennrohres eine zur Achse der Kohlenstaubzündbrennkammer gerichtete Fensteröffnung aufweist. In der zweckmäßigsten Ausführung der Erfindung ist der Heizstab im äußeren Bereich des Brennrohres und quer 711; Einblasrichtung des Brennstaub-Luft-Gemisches, also in seiner Längsachse als Sekante zum Brennrohrquerschnitt, angeordnet. Weiterhin ist es günstig, wenn ein Silizium-Karbid-Heizstab verwendet wird, der an den Enden mit Anschlußklemmen für die elektrischen Verbindungsleitungen versehen ist. Dabei wird das Stützrohr in angeflanschten Stützen an der Außenwand der Kohlenstai'bzündbrennkammer gelagert und es weist keine feste Verbindung zum Brennrohr auf. Außerdem ist es sinnvoll, daß der Heizstab in Schaltverbindung mit einer Flammenüberwachungseinrichtung s :eht und von dieser in Abhängigkeit von der Funktion der V«;.· brennung automatisch ein- oder ausgeschaltet werden kann.

Aus diesen Merkmalen leiten sich mehrere technische Effekte ab. Zum einen weist der Glühstab bzw. sein im Brennrohr frei liegender Bereich gegenüber Glühkerzen eine vielfach größere Oberfläche auf, so daß schon aus der Verteilung über diese größere glühende Flache auch ein mageres Gemisch zündfähig bleibt. Zum anderen bildet das Stützrohr einen Schutz gegen die durch die Einströmeinbauten des Brennrohres eindringende Sekundärluft und schwächt sowohl eine Kühlung an der dafür unzweckmäßigsten Stelle als auch eine Entmischung des Brennstaub-Luft-Gemisches weitgehend ab, indem es die Sekundärluft davor aufhält. Schließlich bewirkt das Stützrohr uucli noch eine Verwirbelung des Brennstaub-Luft-Gemisches, was dazu beiträgt, daß der Brennstaub länger in der Glühkerze des Hebstabes verweilt und sich somit die Zündfähigkeit weiter erhöht. Daraus resultiert insgesamt eine wesentlich höhere Zündsicherheit, wodurch auch bei schwer zündbarem Brennstaub noch die Bereitschaft zum Zünden des Brennstaub-Luft-Gemisches mit einem geringem Maß an elektrischer Energie gewährleistet werden kann.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles näher dargestellt und beschrieben. Aus der Zeichnung ist eine Schnittdarstellung entnehmbar, aus der die erfindungswesentlichen Merkmale in der Kohlenstaubzündbrennkammer deutlich werden. Wie daraus hervorgeht, weist eine Kohlenstaubzündbrennkammer 1 zwischen dem äußeren Mantel und dem Brennrohr 3 einen Ringraum 2 auf. In diesen Ringraum 2 sind, wie nicht näher geisigt, nahe dem Brennkammeraustritt tangential angeordnete Einleitungsstutzen für Sekundärluft gerichtet, wobei die Sekundärluft im Ringraum 2 zum Brennkammereintritt hin geführt wird. Dort befindet sich zentral die Düse 4 für die Einleitung des Primärluft-Kohlenstaub-Gemisches und konzentrisch darum eine Ringdüse 5, die noch mit Verdralleinrichtungen versehen ist und durch welche die Sekundärluft aus dem Ringraum 2 in das Brennrohr 3 einfließen kann.

Wie auch nicht näher gezeigt, sind im Mantel des Brennrohres 2 noch Ringspalte mit Einströmeinbauten schräg zur Brennkammerachse für die Sekundärluft vorgesehen. An dem Außenmantel der Kohlenzündbrennkammer 1 sind Stutzen 9 angeflanscht, in denen ein Stützrohr 7 gelagert ist, das quer zur Einströmrichtung des Primär-Kohlenstaub-Gemisches angeordnet ist und das Brennrohr 3 in dessen äußeren Bereich durchdringt, ohne eine feste Verbindung mit dem Brennrohr 3 aufzuweisen, um keine problematischen Verspannungen während des Betriebes hervorzurufen. Das Stützrohr 7 umschließt im Bereich des Inneren der Kohlenstaubbrennkammer 1 einen Heizstab 6, der als Silizium Karbid-Heizelement an den Enden auf nicht näher gezeigte Weise in einen elektrischen Versorgungsstromkreis eingebunden ist und mit einer Flammenüberwachungseinrichtung in Schaltverbindung steht. Im Inneren des Brennrohres 3 weist das Stützrohr 7 eine zur Achse der Kohlenstaubzündbrennkammer 1 gerichtete Fensteröffnung 8 auf, durch die der Heizstab β direkt dem Brennrohrinneren zugängig ist. Zwischen Heizstab 6 und Stützrohr 7 sind zweckmäßigerweise noch ringförmige Isolationselemente außerhalb des Bereiches der Fensteröffnung 8 angebracht, auf die hier auch nicht näher eingegangen wird. Die Kohlenstaubzündbrennkammer 1 ist entsprechend eines Längen-Durchmesser-Verhältnisses in Abhängigkeit von der Kohlenstaubbeladung kurz ausgebildet und der Heizstab 6 befindet sich im ersten Drittel bezogen auf die Länge des Brennrohres 3.

Die Erfindung funktioniert wie folgt:

Durch die Düse 4 wird ein Primärluft-Kohlenstaub-Gemisch axial in das Innere des Brennrohres 3 der Kohlenstaubzündbrennkammer 1 eingeblasen. Außerdem fließt dem Brennrohr 3 aus dem Ringraum 2 Sekundärluft verdrallt durch die Ringdüse 5 und die Ringspalte des Mantels des Brennrohres 3 zu. Dieses Gemisch strömt nun den unter elektrischer Energiezuführung zum Glühen gebrachten Heizstab β an, auf den es im Bereich der Fensteröffnung 8 trifft, und entzündet sich dort. Dabei verhindert das schützende Stützrohr 7 eine unzweckmäßige Kühlung der Glühzone und Entmischung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches durch die besonders im Bereich des Mantels des Brennrohres 3 und an den Durchgangsstellen des Stützrohres 7 durch das Brennrohr 3 eindringende Sekundärluft. Außerdem führt das Stützrohr 7 zu einer Verwirbelung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches, wodurch sich die Kohlenstaub-Partikel länger in diesem Bereich aufhalten und damit um so sicherer gezündet werden. Damit wird in der Kohlenstaubzündbrennkammer 1 ein Verbrennungsprozeß entfacht, dessen überwiegender Teil des Ausbrandes jedoch erst nach Brennkammeraustritt erfolgt. Zur Energiesparung kann die Zündung durch den Heizstab 6 automatisch abgeschalten werden, wenn eine Eigenzündung des Kohlenstaubes erfolgt, was mittels einer Flammenüberwachungseinrichtung steuerbar ist.

Die Anwendung bezieht sich auf die vorrangige Betriebsweise von Kohlenstaub, ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern auch für andere Brennstäube wie Holzmehl usw. geeignet.

Claims (5)

1. Kohlenstaubzündbrennkammer, in dei ein Brennstaub-Luft-Gemisch ausschließlich elektrisch gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Brennrohr (3) der Kohlenstaubzündbrennkammer (1) em Heizstab (6) geführt ist, der von einem Stützrohr (7) umschiossen wird, wobei das Stützrohr (7) innerhalb des Brennrohres (3) eine zur Achse der Kohlenstaubzündbrennkammer (1) gerichtete Fensteröffnung (8) aufweist.

2. Kohlenst'ubzündbrennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (6) im äußeren Bereich des Brennrohres (3) quer zur Einblasrichtung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches angeordnet ist.

3. Kohlenstaubzündbrennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gokennzeichnet, daß ein Silizium-Karbid-Heizstab (6) verwendet wird.

4. Kohlenstaubzündbrennkammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (7) in angeflanschten Stutzen (9) der Außenwand der Kohlenstaubzündbrennkammer (1) gelagert ist und keine feste Verbindung zum Brennrohr (3) aufweist.

5. Kohlenstaubzündbrennkammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (6) in Schaltverbindung mit einer Flammenüberwachungseinrichtung steht und von dieser automatisch ein- und ausschaltbar ist.