DD301338A7 - Oelbrenner mit wasserdampfzerstaeubung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner mit Wasserdampfzerstäubung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Öl in Brennern durch die Zugabe von Heißdampf vorwiegend selbst zu entzünden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Düsenkörper als zum Mantelrohr querschnittserweiternder Rücksprungkegel ausgebildet ist und das Mantelrohr von einer eine Rücksprungstufe bildenden Dampfkammer umhüllt ist. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner mit Wasserdampfzerstäubung in einem Dampfkessel eines Wärmekraftwerkes.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Ölbrenner mit Dampfzerstäubung weisen eine Vielzahl unterschiedlichster Düsenkopfausbildungen ai'f, die eine möglichst feine Verteilung und Zerteilung der Öltropfen zum Ziel haben.

Sie besitzen ein Rohr, das einen Brennstoffeinlaß mit einer Zerstäuberdüse verbindet, und ein zweites Rohr, das einen Dampfeinlafl mit der Zerstäuberdüse verbindet, wobei die Rohre koaxial zueinander angeordnet sind (DD-PS 249612, DD-PS 207964).

Die Mischung der Medien darf erst in der Zerstäuberdüse erfolgen, da beim Eintritt von Dampf in den Brennstoffkanal Betriebsstörungen auftreten können.

Die komplizierten Düsenausbildungen verschmutzen schnell, insbesondere bei einem Betrieb ohne Ölfilter. Außerdem wird die Betriebsfähigkeit bei Verschleiß der maßhaltigen Kanäle entscheidend negativ beeinflußt. Für alle Ölbrenner ist eine Fremdzündenergie bzw. ein Zündinitial erforderlich, wodurch die Zündsicherheit für die nachfolgende Verbrennung abnimmt.

Da während des Zündvorganges ein Eintrag vo" fein zerstäubtem Öl in die Brennkammer er'algt, besteht aufgrund von

unverbrannten Ölablagerungeneine Explosions gofährdung. Bei Einsatz von Öl mit hoher Viskosität ist außerhalb des Ölbrenners eine Ölvorwärmung notwendig, die unter Zufuhr größerer Mengen Energie stattfindet, um einen hohen Zerstäubungsgrad zu realisieren.

Weiterhin bekannt ist eine Anordnung zum Zünden von Öl- und Gasbrennern durch den Einsatz von Heißdampf. Der Heißdampf wird im oder am Brennermund zugegeben und bewirkt einen Viskositätssprung des Öls, wodurch eine Zündung des Gemisches erreicht wird.

Die Heißdampfmenge ist insbesondere bei hohen Öldurchsätzen sehr hoch. Die große Heißdampfrrenge wirkt stark inertisierend.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Öle mit hoher Viskosität sicher und einfach zu entzünden und einen stabilen Brennerbetrieb zu gewährleisten.

-2- 301338 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Öl in Brennern durch die Zugabe von Heißii<jmpf vorwiegend selbst zu entzünden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Düsenkörper als zum Mantelrohr querschnittserweiternder Rücksprungkegel ausgebildet und das Mantelrohr von einer eine Rücksprungstufe bildenden Dampfkammer umhüllt ist. Der Rücksprungkegel ragt aus dem Brennormund heraus, ist querschnittserweiternd zum Mantelrohr angeordnet und weist Heißdampfkanäle auf. Der massebehaftete Rücksprungkegel bowirkt einen Viskositätssprung durch seine Aufheizung mittels Heißdampf. Durch das Überstehen des Rücksprungkegels aus dem Brennermund entsteht ein Rückstromwirbel als Ringwirbel, der öich um den Rücksprungkegel ausbildet. Diese Wirbel tragen entscheidend zur Erwärmung des Rücksprungkegels bei, wodurch im Anfahrbetrieb eine sichere Zündung des Öls erreicht wird (Ölzerstäubung im Mikroteilchenbereich, schlagartige Verdampfung, Selbstentzündung).

Ausführungsbolsplel

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt die

Fig.: den Ölbrenner irii Schnitt.

Der Brenner 1 besteht aus einem Ölmantelrohr 2, das durch die Dampfkammer 3 und das Dampfzentralrohr 4 begrenzt wird, und

dem Düsendrallring 5 und Rücksprungkegel 6. Der Düsendrallring 5 weist den Drallkörper 7 und die Intensivheizschräge 8 auf.

Der Abstand der Drallkörper 7 und der Ölaustrittsfläche 9 beträgt zwischen 1,5 bis 3mnl „d" des Durchmessers des Rücksprjngkegels6.

Der Rücksprungkegel 6 weist eine zentrische Bohrung 10 mit dem Absatz 11 =tuf sowie über den Umfang gleichmäßig verteilte bohrungen 12, die unmittelbar vor Ölaustrittsfläche 9 münden.

Der Rücksprungkegel 6 besitzt den Konus 13, der im Zusammenwirken mit der Intensivheizschräge 8 den konischen Ringkanal 14 bildet. Zwischen Ölaustrittsfläche 9 und Drallkörper 7 besteht die ringförmige Kammer 15 und zwischen dem Dampfaustritt 16 und Rücksprungkegelbegrenzung der Ringwirbel 17.

Die Rohrleitungsanschlüsse des Brenners 1 bestehen in dem Dralldampfregelventil 18, dem Kerndampfventil 19, dem Ölregelventil 20 und der Ölausblaseeinrichtung 21.

Wirkungsweise

Vor Inbetriebnahme des Ölbrenners erfolgt ein intensives Vorwärmen des Düsenkopfes. Die Dampfventile 18,19 werden geöffnet. Der Dralldampf 22 und der Kerndampf 23 erwärmen das Ölmantelrohr 2 einschließlich Brennerkopf, insbesondere den Düsendrallring 5, mit einer relativ großen Stahlmasse. Nach Erreichen dei Temperatur θΤ am Brennerkopf (Temperaturfühler 24) wird durch Öffnen des Ventils 20 eine geringe Anfahrölmenge 25 in die Vorwärmkammer 2 geleitet. Die Ölmenge 25 durchströmt den Brenner 1 und tritt über den konischen Ringkanal 14 aus der Ölaustrittsfläche 9 als Schleieröl des Rücksprungkegels 6 aus. Durch den Impulsdampf 26 der Bohrungen 12 gelangt die Ölmenge 25 in den Heißgasstrom 27 des Dralldampfes 22. An der heißen Wandung 8 sowie an der Stirnfläche 28 des Düsondrallringes 5 wird eine Ölmenge verdampft. Die ringförmige Zone 15 wird mit dem Verdampfungsprodukt 29 gefüllt. Das Öl wird durch Kontakt mit dem Heißgasstrom verdampft und zerstäubt und zündet ohne größere fremde Energiezufuhr.

Im Zusammenwirken mit den heißen Wandungen 8,28 sowie der Kegelfläche 30 und dem Heißgas 27 wird die ständige Zündung des Öls 25 aufrechterhalten. Nach erfolgter Zündung wird die Ölmenge 25 so erhöh', bis die erforderliche Wärmeleistung des Ölbrenners erreicht ist. Zur Einregulicrung der Flamme wird der Dralldampf 23 weitgehend gedrosselt bzw. geschlossen. Der Brenner 1 weist keine mechanischen Verstellelemente auf. Über die Schlitzfläche 9 erfolgt (wechselbarer Rücksprungkegel 6) die Grundeinstellung des P^renneis als Leistungsbrenner, Stützbrenner oder Zündbrenner.

Vorteile der Erfindung

- stabiler Brennerbetrieb,

- geringe Zündenergie,

- Beseitigung von Verschmutzungen durch ciampfseitiges Freiblasen des Brennerkopfes,

- intensive Ölvorwärmung innerhalb der Brennerlanze.

Claims (9)

1. Ölbrenner mit Wasserdampfzerstäubung, wobei im Brenner ein Zentralrohr mit Dampfanschluß und ein Mantelrohr mit Brennstoffanschluß angeordnet sind, die in einom einen Düsenkörper aufweisenden Brennermund eingebunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß der Düsenkörper als zum Mantelrohr (2) querschnittserweiternder Rücksprungkegel (6) ausgebildet und das Mantelrohr (2) von einer eine Rücksprungstufe bildenden Dampfkammer (3) umhüllt ist.

2. Ölbrenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Rücksprungkegel (6) aus dem Brennermünd herausragend angeordnet ist.

3. Ölbrenner nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Rücksprungkegel (6) Heißdampfkanäle aufweist.

4. Ölbrenner nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Heißdampfkanal als zentrische Bohrung (10) ausgebildet ist.

5. Ölbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißdampfkanäle (12) winklig und gleichmäßig am Umfang des Rücksprungkegels (6) verteilt angeordnet sind.

6. Ölbrenner nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Heißdampfkanäle (12) winklig zum Austritt des Ölmantelrohres (2) angeordnet sind.

7. Ölbrenner nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Austritt des Ölmantelrohres (2) im Brennermund an den querschnittserweiternden Rücksprungkegel (6) angepaßt und verjüngend ausgeführt ist.

8. Ölbrenner nach Anspruch 5,6 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Heißdampfkanäle und das Ölmantelrohr (2) in eine Ringkammer (15) münden.

9. Ölbrenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Dampfkammer (3) Drallkörper (7) aufweist.