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Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für Grossfeuerungen, insbesondere Drehrohröfen, mit einer Brennerdüse mit wenigstens einem Brennstoffkanal für feste oder gasförmige Haupt- brennstoffe, wenigstens einem Brennstoffkanal für feste Sekundärbrennstoffe und wenigstens einem radial ausserhalb des Sekundärbrennstoffkanales angeordneten Kanal für Verbrennungsluft.
Brenner der eingangs genannten Art werden mit Kohlenstaub, Erdgas oder Heizöl als Haupt- brennstoff betrieben, wobei in zunehmendem Ausmass auch minderwertige feste Brennstoffe wie etwa Müll oder brennbare Abfallprodukte eingesetzt werden. Derartige Sekundärbrennstoffe kön- nen beispielsweise aus Papierschlamm, Kunststoffabfällen, Klärschlamm, Holzresten, Torf, Kohle- resten oder Shredder-Leichtfraktionen bestehen und können Heizwerte zwischen 200 und
10000 KCal/kg aufweisen. Trockene Sekundärbrennstoffe der eingangs genannten Art werden in
Shreddermühlen zerkleinert und eignen sich bei hinreichender guter Zerkleinerung für eine pneu- matische Förderung. Der Aufwand für pneumatische Förderungen ist allerdings relativ hoch.
Die zerkleinerten Sekundärbrennstoffe mit Stückgrössen zwischen 1 mm und 10 cm werden hiebei in der Regel in einem Silo gelagert und mittels einer Dosieranlage in eine pneumatische Förderan- lage eingeschleust und mit Förderluft entweder durch den Brenner oder unmittelbar in Grossfeue- rungen oder Drehrohröfen eingespeist. Pneumatische Förderanlagen inklusive der hiefür erforderli- chen Dosiereinrichtungen sind nicht nur kostenintensiv, sondern in der Regel nur für bestimmte
Qualitäten von Sekundärbrennstoffen ohne umfangreiche Adaptierungsarbeiten einsetzbar. Derar- tige pneumatische Förderanlagen können aber für klebrige und nasse Brennstoffe nicht ohne weiteres verwendet werden, und es ist für unterschiedliche Typen von Sekundärbrennstoffen jeweils eine gesonderte spezielle Dosiereinrichtung erforderlich.
Für die Verbrennung in Grossfeuerungen ist es bekannt, Schneckenförderer zum Eintrag des
Brennstoffes in den Ofen einzusetzen. Derartige Schneckenförderer sind beispielsweise aus der
DE 37 27 006 A1 und der WO 94/17331 A1 bekannt geworden. Derartige Schneckenförderer sind überlichweise wassergekühlt ausgeführt und beschicken in einer Grossfeuerung unmittelbar den Verbrennungsrost. Die Sekundärbrennstoffe fallen hiebei auf den Verbrennungsrost und verbren- nen punktuell bei ihrem Auftreffen auf den Verbrennungsrost. In einem Drehrohrofen lassen sich derartige Ofeneintragsschneckenförderer nicht ohne weiteres verwenden, da eine homogene Verbrennung in keiner Weise sichergestellt werden kann.
Eine Mantelwasserkühlung für einen
Rohrschneckenförderer zum Eintragen von Sekundärbrennstoffen in Drehrohröfen ist auf Grund der relativ hohen Ofenraumtemperaturen auch nicht verwendbar.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen Brenner der eingangs genannten Art zu schaffen, mit weichem ohne aufwendige Dosieranlagen und ohne aufwendige Adaptierungsarbeiten Sekundärbrennstoffe beliebiger Provenienz genützt werden können und eine sichere homogene Verbrennung dieser Brennstoffe in der Flamme gewährleistet wird. Weiters zielt die Erfindung darauf ab, bei der Verbrennung derartiger Sekundärbrennstoffe jeweils ein gewünschtes Flammenbild bzw. eine gewünschte Flammenform einstellen zu können, sodass die Möglichkeit geschaffen wird, insbesondere beim Einsatz derartiger Brenner in Drehrohröfen wahlweise mit unterschiedlichen Brennstoffen bzw. unterschiedlichen Anteilen zusätzlicher Brennstoffe das gewünschte Verbrennungsziel zu erreichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht der erfindungsgemässe Brenner im wesentlichen darin, dass in dem wenigstens einen Sekundärbrennstoffkanal ein Rohrschneckenförderer angeordnet ist und dass Verbrennungs- oder Zerstäubungsluft an die Mündung des Rohrschneckenförderers geführt ist.
Dadurch, dass in einem Brennstoffkanal ein Rohrschneckenförderer angeordnet ist, gelingt es, die Anordnung so zu treffen, dass der Sekundärbrennstoff über den Rohrschneckenförderer innerhalb des dem Schneckenförderer zugeordneten Rohres, welches den Brennstoffkanal ausbildet, an eine bestimmte Stelle in einem Brenner geführt wird, an welcher, gegebenenfalls gemeinsam mit über weitere Brennstoffzuführungsleitungen zugeführtem Brennstoff, ein vollständiges Verbrennen der Sekundärbrennstoffe ohne weiteres gelingt und weiters die gewünschte Flammenform je nach gewählter Brennerkonstruktion auch bei unterschiedlichen Sekundärbrennstoffen aufrechterhalten werden kann.
Prinzipiell eignet sich eine derartige Anordnung für Brenner mit einer Mehrzahl von ringförmigen Kanälen, wobei der Rohrschneckenförderer bevorzugt in einem zentralen Kanal angeordnet ist und über periphere aussenliegende Kanäle Primärbrennstoffe bzw. weitere Brennstoffe und Verbrennungsluft, gegebenenfalls verdrallt, zugeführt werden kann, um das Flammenbild in weiten Grenzen beeinflussen zu können. Der Rohrschneckenförderer muss hiebei lediglich
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so angeordnet sein, dass er in den Bereich der Flamme des Brenners den Sekundärbrennstoff zuführen kann, wobei durch entsprechende Verbrennungs- und Zerstäubungsluftzufuhr auch sichergestellt werden kann, dass die Düse eines derartigen Brenners keinesfalls verstopft wird.
Zu diesem Zweck ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass der Rohrschneckenförderer exzen- trisch in einem rohrförmigen Kanal für Verbrennungs- bzw. Zerstäubungsluft angeordnet ist, wobei die Achse des Rohrschneckenförderers oberhalb der Achse des Verbrennungs- oder Zerstäu- bungsluftkanales angeordnet ist. Durch die exzentrische Anordnung, bei welcher die Achse des
Rohrschneckenförderers oberhalb der Achse des Verbrennungs- oder Zerstäubungsluftkanals angeordnet ist, gelingt es, mit der Verbrennungs- und Zerstäubungsluft den Sekundärbrennstoff von den Wänden der den Rohrschneckenförderer umgebenden Kanäle fernzuhalten und ein Ein- blasen der Sekundärbrennstoffe auf einen Verbrennungs- oder Zerstäubungsluftpolster in die
Flamme zu gewährleisten.
Die Verbrennungs- oder Zerstäubungsluft kann hiebei durch entspre- chende Leiteinrichtungen gegebenenfalls verdrallt sein, wobei über weitere aussenliegenden Kanä- le zusätzliche Brennstoffe und insbesondere der Hauptbrennstoff wie Kohlenstoff oder Erdgas und
Primärluft zugeführt werden können. Die Verbrennungs- oder Zerstäubungsluft kann als Teilmenge der Primärluft von dieser abgezweigt eingeblasen werden, wobei durch die gesonderte Führung der Primärluft und der Verbrennungs- oder Zerstäubungsluft für den im Rohrschneckenförderer geförderten Brennstoffe jeweils in gesonderten Kanälen gleiche oder unterschiedliche Druck- und
Geschwindigkeitsverhältnisse der strömenden Gasmengen eingestellt werden können und auf diese Weise das Flammenbild optimiert werden kann.
Prinzipiell weist ein Rohrschneckenförderer neben der Förderschnecke ein die Förderschnecke konzentrisch umgebendes Rohr auf, wobei der
Rohrschneckenförderer selbst wiederum in Rohren gelagert sein kann, welche als Brennstoffzufüh- rungskanäle ausgebildet sind, wobei jeweils zwischen in radialer Richtung benachbarten Brenn- stoffkanälen Sekundärluft oder Primärluft eingeblasen werden kann.
In besonders vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemässe Ausbildung so getroffen, dass der
Rohrschneckenförderer im Sekundärbrennstoffkanal und/oder dem Kanal für Verbrennungs- bzw. Zerstäubungsluft axial verschiebbar angeordnet ist. In der maximal vorgeschobenen Position des
Rohrschneckenförderers kann dieser an der Mündung des Hauptbrenners unmittelbar anschlie- ssend Sekundärbrennstoff ausstossen. Die maximal zurückgezogene Position des axial verschiebbaren Rohrschneckenförderers ist in der Regel eine Position, welche kleiner ist als das 4- bis 5fache der lichten Weite der Brennerdüse, sodass gemeinsam mit der Verbrennungs- und Zerstäubungsluft ein Transport des Sekundärbrennstoffes in die Flamme gewährleistet ist und eine Kollision mit umgebenden Wänden benachbarter Kanäle vermieden werden kann.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung hiebei so getroffen, dass der Rohrschneckenförderer und der Verbrennungsluft- bzw. Zerstäubungsluftkanal von wenigstens einem weiteren Kanal mit ringförmigem Querschnitt für Brennstoffe und/oder Verbrennungsluft umgeben ist, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, ohne Adaptierungsarbeiten jeweils die gewünschte Flammentemperatur und Flammenform sicherzustellen und durch entsprechende Wahl der Mengen der einzelnen Brennstoffe auch eine sichere Verbrennung von schlecht brennbaren oder nur geringen Heizwert aufweisenden Sekundärbrennstoffen gelingt.
Zur Ausbildung eines stabilen Flammenbildes und insbesondere für die Verwendung in Drehrohröfen ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, dass der oder die weiteren Kanäle für Brennstoff und/oder Verbrennungsluft koaxial zur Achse des Kanales für Verbrennungs- oder Zerstäubungsluft, in welchem der Rohrschneckenförderer aufgenommen ist, angeordnet isVsind.
Neben der Möglichkeit, den Rohrschneckenförderer mit einer Vollwelle auszubilden, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Ausbildung so getroffen ist, dass der Rohrschneckenförderer mit einer Hohlwelle ausgebildet ist, über deren axialen Hohlraum weiterer Brennstoff und/oder Verbrennungsluft zugeführt und/oder eine Brennerlanze eingeführt ist. Besonders bevorzugt ist bei Verwendung einer derartigen Hohlwelle die Verwendung einer zentralen Brennerlanze, welche als Heizöllanze oder als Zündbrenner ausgebildet sein kann, wobei sich hier der Vorteil ergibt, dass die Hohlwelle des Rohrschneckenförderers an einer Brennerlanze gelagert sein kann.
Insbesondere bei einer exzentrischen Anordnung des Rohrschneckenförderers im zentralen Kanal für die Verbrennungs- und Zerstäubungsluft wird in diesem Kanal ein hinreichender Freiraum geschaffen, welcher eine besonders vorteilhafte Ausbildung ermöglicht, bei welcher in dem den Rohrschneckenförderer umgebenden Kanal wenigstens eine Brennerlanze, insbesondere eine
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Zündbrennerlanze, angeordnet ist.
Die über den Kanal für Verbrennungs- oder Zerstäubungsluft zugeführte Luft dient gleichzeitig als Kühlmedium für den Mantel des Rohrschneckenförderers und gewährleistet, dass das ausge- brachte Material beim Austritt zerstäubt und homogenisiert wird und in den Ofenraum ausgeblasen werden kann. Die Flammenform kann hiebei durch Einstellung der Zerstäubungsluftmenge und der
Luftaustrittsgeschwindigkeit beeinflusst werden, wobei zusätzlich durch die axiale Verschiebbarkeit des Rohrschneckenförderers auch die Zerstäubungsposition des Brennstoffes entsprechend ver- schoben und optimal eingestellt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist naturgemäss eine Ausbil- dung mit einer Mehrzahl von jeweils einen Ringquerschnitt aufweisenden Kanälen, über welche verschiedene Brennstoffe gemeinsam mit Verbrennungs-, Zerstäubungs- oder Austragsluft zuge- führt werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Figur 1 eine Seitenansicht des erfindung- gemässen Brenners, Figur 2 die Brennermündung bzw. -düse in vergrösserter Darstellung, teilweise im Schnitt, Figur 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Figur 2 und Figur 4 eine abgewandelte
Ausbildung des Rohrschneckenförderers für die Verwendung in einem Brenner nach Figur 1.
In Figur 1 ist ein Brenner 1 dargestellt, dessen Brennermündung bzw. Düsenkopf mit 2 be- zeichnet ist. Der Brenner weist eine Mehrzahl von Kanälen auf, welche zumindest teilweise mit ringförmigem Querschnitt ausgebildet sind. In Figur 1 ist ein zentraler Kanal 3 ersichtlich, über weichen Brennstoffe ausgestossen werden können und an der Mündung 2 verbrannt werden. Mit 4 ist der Anschlussstutzen für die Primärluft bezeichnet. Über die Leitung 5 wird der Hauptbrennstoff und insbesondere Kohlenstaub oder Erdgas zugeführt. Sekundärluft, wie sie für die Brennstoff Zerstäubung der Sekundärbrennstoffe erforderlich ist, wird über den Anschluss 6 zugeführt. Mit 7 sind Kompensatoren bezeichnet, mit weichen die Ausströmgeschwindigkeit durch axiale Verschie- bung der kanalbegrenzenden Rohre entsprechend eingestellt werden kann.
Im Inneren des zentra- len Kanales ist ein Rohrschneckenförderer 8 angeordnet, wobei die Anordnung dieses Rohrschneckenförderers 8 so erfolgt, dass im Inneren des zentralen Kanales ein Kanal 9 mit im wesentlichen sicheiförmigem Querschnitt ausgebildet wird, über weichen die Sekundärluft bzw. Zerstäubungsluft zugeführt wird, wobei dieser Kanal für die Sekundärbrennstoffzerstäubung in Figur 2 und 3 deutlich ersichtlich ist.
In Figur 1 ist noch der Aufgabetrichter für den Sekundärbrennstoff ersichtlich, welcher mit 10 bezeichnet ist. Der Antrieb des Rohrschneckenförderers ist schematisch mit 11 angedeutet. Über die Anschlüsse 12 kann eine Heizöllanze oder ein Zündbrenner mit Brennstoff bzw. Verbrennungsluft versorgt werden. Alternativ kann bei Ausbildung des Rohrschneckenförderers mit einer Hohlwelle die entsprechende Zuführung von Heizöl zur Lanze oder zum Zündbrenner über die Anschlüsse 13 erfolgen, wobei in der Regel nur Anschlüsse 12 oder Anschlüsse 13 vorgesehen sind.
Bei entsprechend multifunktionaler Ausbildung können jedoch auch beide Anschlüsse 12 und 13 vorgesehen sein.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Achse der Schnecke 14 des Rohrschneckenförderers 8 oberhalb der Achse 15 des Kanales 9 für die Verbrennungs- bzw. Zerstäubungsluft angeordnet, sodass die Anordnung des Rohrschneckenförderers 8 im zentralen Kanal 3 bzw. 9 exzentrisch vorgesehen ist. Über aussenliegende Ringkanäle 16 kann hiebei Hauptbrennstoff in Form von Kohlenstaub und Erdgas und über aussenliegende Ringkanäle 17 Primärluft zugeführt werden. Die exzentrische Anordnung des Rohrschneckenförderers ist in Figur 3 noch deutlicher ersichtlich. Die Achse der Welle der Schnecke ist hierbei wiederum mit 14 bezeichnet, wobei der über den Rohrschneckenförderer 8 zugeförderte Sekundärbrennstoff von der über den im wesentlichen sichelförmigen Kanal 9 zugeführten Zerstäubungs- bzw.
Verbrennungsluft getragen wird, sodass Kollisionen mit benachbarten Wänden und insbesondere der Innenwand 18 des benachbarten ringförmigen Kanales für den Hauptbrennstoff mit Sicherheit vermieden werden. Auf Grund des durch die exzentrische Anordnung vergrösserten Freiraumes gelingt es hier auch einen Zündbrenner oder eine Heizlanze 19 in diesem Freiraum unterzubringen.
Bei der Ausbildung nach Figur 4 wird nun anstelle der vollen Welle eine Hohlwelle 20 für den Rohrschneckenförderer verwendet. Die Hohlwelle 20 ist über Lager 21 an einer zentralen Brennerlanze 22 abgestützt, wobei der Rohrschneckenförderer ebenso wie bei der Ausbildung nach den Figuren 1 bis 3 in Richtung des Doppelpfeiles 23 axial verschieblich im Brenner angeordnet ist. Der
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Antrieb 11 weist hiebei einen Elektromotor 24 auf. Die Brennerlanze 22 verfügt wiederum über die entsprechenden Anschlüsse 12 bzw. 13, über welche die Brennerlanze mit Heizöl oder Verbrennungsluft versorgt wird, wobei die zentrale Brennerlanze als Zündbrenner eingesetzt werden kann oder auch als Stützbrenner Verwendung finden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brenner für Grossfeuerungen, insbesondere Drehrohröfen, mit einer Brennerdüse mit wenigstens einem Brennstoffkanal für feste oder gasförmige Hauptbrennstoffe, wenigstens einem Brennstoffkanal für feste Sekundärbrennstoffe und wenigstens einem radial ausser- halb des Sekundärbrennstoffkanales angeordneten Kanal für Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Sekundärbrennstoffkanal ein Rohr- schneckenförderer (8) angeordnet ist und dass Verbrennungs- oder Zerstäubungsluft an die
Mündung des Rohrschneckenförderers geführt ist.