Feuereng mit in Eeken einer Brennkammer angeordneten Brennern. Die Erfindung betrifft eine Feuerung mit in Ecken einer Brennkammer angeordneten Brennern und Rückführung abgekühlter Rauchgase, insbesondere für Gaserhitzer von Wärmekraftanlagen, in denen mindestens der grössere Teil eines gasförmigen Arbeitsmit tels, vorzugsweise Luft, einen Kreislauf be schreibt und durch äussere Wärmezufuhr mit telbar erhitzt wird.
Bei Gaserhitzern für sol che Anlagen bietet es gewisse Schwierigkei ten, bei hohen Feuertemperaturen die Wärme wegzuführen, welche in die eine Brennkäm- merauskleidung bildenden Erhitzerrohre ein gestrahlt ist. Es muss daher eine Herabsetzung der Feuerraumtemperatur derart erfolgen, dass die Verbrennung möglichst wenig beein trächtigt wird und dass trotzdem die in die Rohre eingestrahlte Wärmemenge nicht zu gross ausfällt.
Um die Feuerraumtemperatur herabzu setzen, ist schon vorgeschlagen worden, abge kühlte Rauchgase in den Feuerraum zurück zuführen. Zweck der Erfindung ist nun, eine Feue rung der eingangs erwähnten Art zu schaf fen, bei welcher sich die Feuerraumtempera- tur in beträchtlicherem Masse als bisher her absetzen lässt, ohne dass,die Verbrennung ver schlechtert wird.
Zu diesem Behufe strömen bei einer Feuerung nach der Erfindung auch die rückgeführten Rauchgase durch in Ecken der Brennkammer vorgesehene Zuführungs mittel in die Brennkammer ein.
In der beiliegenden Zeichnung sind ver schiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellungsweise veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Brennkammer, bei der die Zufuhr eines Kohlenstaub-Luft-Gemisches und von kalten Rauchgasen auf gleicher Höhe erfolgen, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Brennkammer, bei welcher Rauchgase in einer Ebene zugeführt werden, welche höher liegt als die Ebene,
in der die Zuführstellen eines Kohlenstaub-Luft-Ge- misches angeordnet sind, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3.
Fig. 6 zeigt eine Brennkammer. bei der die Zufuhr eines Kohlenstaub-Luft-Ge- misches über der Zufuhr kalter Rauchgase liegt.
Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 und Fig. 8 ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 6.
Fig. 9 zeigt .schliesslich eine Brennkam- mer, bei der Rauchgase sowohl über einer Kohlenstaubzuführung als auch unterhalb einer solchen eingeblasen werden.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 eine Brennkammer von rechteckigem Querschnitt, in welche durch in gegenüberliegenden Ecken angeordnete Brenner 3 ein Kohlenstaub-Luft- Gemisch derart eingeblasen wird, dass die Achsen der aus diesen Brennern austretenden Strahlen 4 Tangenten an einem gedachten Kreis vom Radius r bilden. In die Brenn hammer I. werden ferner durch in den andern zwei Ecken der Kammer 1 angeordnete Off- nungen 5 relativ kalte, riickgefiihrte Rauch gase eingeblasen.
Die Achsen der aus den Öffnungen 5 ausströmenden Strahlen bilden ebenfalls Tangenten an jenen gedachten Kreis mit dem Radius r. Durch diese Zufüh rungsart des Kohlenstaub-Luft-Gemisches und der rückgeführten kalten Rauchgase wird eine rasche Durehmischung der Flamme mit den Rauchgasen erzielt und damit er reicht, dass die Flammentemperatur sofort herabgesetzt wird.
In Fig. 3, 4 und 5 ist eine Brennkammer 1' dargestellt, bei der die Rauchgase durch in einer Ebene liegende Öffnungen 7 zuge führt -werden, wobei diese Ebene über der Ebene liegt, in der die Brenner 8 angeord net sind, durch die ein Kohlenstaub-Luft- Gemisch zugeführt wird. Sowohl die Öffnun gen 7 als auch die Brenner 8 sind in Ecken der Brennkammer 1' angeordnet. Die Achse 9 der aus den Kohlenstaubbrennern 8 austre tenden Strahlen bilden auch in diesem Falle Tangenten an einen gedachten Kreis 10 mit dem Radius r (Fig. 4).
Die sich bildende Flamme steigt allmählich in die Höhe. Durch die Öffnungen 7 werden kalte Rauchgase zu- -eführt; die Achsen 11 der aus diesen Off- nun-en 7 austretenden Strahlen bilden Tan genten an einen gedachten Kreis 12 mit ,dem Radius R (Fig. 5). Der Radius R ist grösser als der Radius r; dadurch wird erreicht, dass die heisse Kohlenstaubflamme von kalten Rauchgasen eingehüllt wird.
Bei der zweiten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, die Brennstoff-Luft- bezw. die Rauchgasstrahlen so einzublasen, dass gleich gerichtete oder entgegengesetzt gerich tete Wirbelungen entstehen. Im ersten Falle wird eine allmähliche Mischung, im letztern Falle eine raschere Mischung der beiden Strahlenarten erzielt.
Es besteht ferner die Möglichkeit, die Strahlen mit verschiedenen Geschwindigkei ten eintreten zu lassen, so dass ein verschie den starker Drall entsteht.
In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine Brenn- kammer - 15 von rechteckigem Querschnitt dargestellt, bei der unterhalb von in den Ecken der Kammer 15 in einer Ebene ange ordneten Kohlenstaubbrennern 13 Rauchgase zugeführt werden.
Unterhalb der Kohlen- staubbrenner 13 befinden sich nämlich eben falls in den Ecken der Brennkammer 15 an- geordnete, in einer Ebene liegende . Öffnun gen 14, durch die Rauchgase in flachen, fächerförmigen Strahlen so eingeblasen wer den, dass sie einen untern, möglichst dichten Kaltgasabschluss gegen einen Schlackentrich ter hin bilden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die nach unten fallenden, flüssigen Schlacken kalte Gase durchqueren müssen, wobei sie abgekühlt und granuliert werden.
In Fig. 9 ist schliesslich eine Brennkam- mer 16 gezeigt, in welcher in den Ecken die ser Kammer sowohl über den in einer Ebene angeordneten Brennern als auch unter den Brennern Rauchgase mittels je in einer Ebene angeordneten Öffnungen zugeführt werden.
Es wird dadurch erreicht, .dass der heisse Flammenkern a von einer Kaltgasschicht b' eingehüllt und dadurch,die Strahlung herab gesetzt wird, und dass ferner eine kalte untere Abschlussschicht bz entsteht, welche eine Granulierung der nach unten fallenden Asche bewirkt. c bezeichnet Mischgebiete der beiden Gasarten.
Falls gewünscht, kann sowohl in der hori zontalen Ebene der in den Ecken der Brenn- kammer angeordneten Brenner als auch dar über Rauchgas zugeführt werden. In einem solchen Falle lässt sich die Flammentempe ratur sofort um einen bestimmten Betrag herabsetzen und gleichzeitig die relativ im mer noch heisse Flamme mit kalten Rauch gasen einhüllen.
Durch Verändern der eingeblasenen rück geführten Rauchgasmengen lässt sich der Ausbrand der Flamme und die Flammentem peratur weitgehend einstellen.
Feuereng with burners arranged in eeken of a combustion chamber. The invention relates to a furnace with burners arranged in the corners of a combustion chamber and recirculation of cooled flue gases, in particular for gas heaters of thermal power plants, in which at least the greater part of a gaseous Arbeitsmit means, preferably air, writes a circuit and is heated indirectly by external heat supply.
In the case of gas heaters for such systems, there are certain difficulties in carrying away the heat at high fire temperatures which is radiated into the heater tubes which form a combustion chamber lining. The combustion chamber temperature must therefore be reduced in such a way that the combustion is impaired as little as possible and that the amount of heat radiated into the tubes is nevertheless not too great.
In order to lower the furnace temperature, it has already been proposed that cooled flue gases be fed back into the furnace. The purpose of the invention is now to create a furnace of the type mentioned at the outset in which the furnace temperature can be reduced to a greater extent than before without the combustion being impaired.
For this purpose, in a furnace according to the invention, the recirculated flue gases also flow into the combustion chamber through supply means provided in corners of the combustion chamber.
In the accompanying drawings, various exemplary embodiments of the subject invention are illustrated in a simplified representation, namely: Fig. 1 shows a combustion chamber in which the supply of a coal dust-air mixture and cold flue gases take place at the same level, Fig. 2 is a section according to the line II-II of Fig. 1, Fig. 3, a combustion chamber in which flue gases are supplied in a plane which is higher than the plane,
in which the feed points of a coal dust-air mixture are arranged, FIG. 4 a section along the line IV-IV in FIG. 3 and FIG. 5 a section along the line V-V in FIG. 3.
Fig. 6 shows a combustion chamber. in which the supply of a coal dust-air mixture is higher than the supply of cold flue gases.
FIG. 7 is a section along the line VII-VII in FIG. 6 and FIG. 8 is a section along the line VIII-VIII in FIG. 6.
FIG. 9 finally shows a combustion chamber in which flue gases are blown in both above and below a coal dust supply.
In Figs. 1 and 2, 1 denotes a combustion chamber of rectangular cross-section, into which a coal dust-air mixture is blown through burners 3 arranged in opposite corners in such a way that the axes of the beams 4 emerging from these burners are tangent to an imaginary circle from Form radius r. Relatively cold, recirculated smoke gases are also blown into the combustion hammer I. through openings 5 arranged in the other two corners of the chamber 1.
The axes of the rays flowing out of the openings 5 also form tangents to that imaginary circle with the radius r. Through this supply of the coal dust-air mixture and the recirculated cold flue gases, a rapid mixture of the flame with the flue gases is achieved and so it is enough that the flame temperature is reduced immediately.
In Fig. 3, 4 and 5, a combustion chamber 1 'is shown in which the flue gases through openings 7 lying in one plane leads -will be, this level is above the plane in which the burners 8 are angeord net through the a coal dust-air mixture is supplied. Both the openings 7 and the burner 8 are arranged in corners of the combustion chamber 1 '. The axis 9 of the rays from the pulverized coal burner 8 austre border also in this case form tangents to an imaginary circle 10 with the radius r (Fig. 4).
The flame that forms gradually rises in the air. Cold flue gases are supplied through the openings 7; the axes 11 of the rays emerging from these openings 7 form tangents to an imaginary circle 12, the radius R (FIG. 5). The radius R is larger than the radius r; this ensures that the hot pulverized coal flame is enveloped by cold flue gases.
In the second embodiment there is the possibility of the fuel-air respectively. to blow in the flue gas jets in such a way that eddies that are directed in the same direction or in opposite directions arise. In the first case a gradual mixture, in the latter case a more rapid mixture of the two types of radiation is achieved.
There is also the option of letting the jets enter at different speeds so that a different swirl is created.
6, 7 and 8 show a combustion chamber 15 of rectangular cross-section, in which flue gases are fed in below of pulverized coal burners 13 arranged in one plane in the corners of the chamber 15.
This is because below the pulverized coal burners 13 there are also arranged in the corners of the combustion chamber 15 and lying in one plane. Openings 14 through which flue gases are blown in in flat, fan-shaped jets in such a way that they form a lower, as dense as possible cold gas seal against a slag funnel. In this way it is achieved that the falling, liquid slag has to pass through cold gases, where they are cooled and granulated.
Finally, FIG. 9 shows a combustion chamber 16 in which flue gases are supplied in the corners of this chamber both above the burners arranged in one plane and under the burners by means of openings each arranged in one plane.
It is achieved by the fact that the hot flame core a is enveloped by a cold gas layer b 'and the radiation is thereby reduced, and that a cold lower sealing layer b is also created, which granulates the ash falling down. c designates mixed areas of the two types of gas.
If desired, flue gas can be supplied both in the horizontal plane of the burner arranged in the corners of the combustion chamber and above it. In such a case, the flame temperature can be reduced immediately by a certain amount and at the same time the flame, which is still relatively hot, can be enveloped with cold smoke gases.
The burnout of the flame and the flame temperature can be largely adjusted by changing the blown and recirculated flue gas quantities.