Zusatzfeuerungseinrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusatzfeue- rungseinrichtung zur Erhitzung der aus einer Turbine austretenden Gase und zum Einblasen der erhitzten Austrittgase in den Wärmeaustauscher eines Heizkes sels.
Es sind bereits Einrichtungen zur Erhitzung der aus einer Turbine austretenden Gase bekannt, die mehrere, normalerweise sechs oder sieben relativ grosse Bren ner- oder Erhitzungsköpfe aufweisen, die im von der Turbine zum Heizkessel führenden Kanal angeordnet sind. Heizungssysteme dieser Art ergeben keine opti malen Ergebnisse, da die durch den Erhitzer strömen den Turbinenaustrittsgase nicht genügend mit der im Erhitzer austretenden Flamme gemischt und dieser ausgesetzt werden.
Da die Brennköpfe relativ gross sind, werden die aus ihnen austretenden Flammen, rela tiv lang, so dass die hervorragenden Spitzen eine rela tiv geringe Temperatur aufweisen und dadurch eine unvollständige Verbrennung des Brennstoffes zur Folge haben.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Zu- satzfeuerungssystemes, das diese :Fachteile nicht auf weist.
Das erfindungsgemässe Zusatzfeuerungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Teile auf weist: einen Kanal zur Verbindung des Turbinenaus trittes mit einer Wärmeaustauschkammer des Heizkes sels, einen in der Wandung des im Kanal eingebauten Erhitzers angeordneten Rahmen mit einem Mittel durchgang zur Ergänzung des Durchflussqu,erschnittes des Kanals;
eine Mehrzahl von durch den Rahmen ge haltenen, langgestreckten und über den Mitteldurch gang voneinander distanziert angeordneten Gasleitun gen, von denen jede eine Anzahl von über ihre Länge verteilt angeordneten, gegen den Heizkessel zu gerich teten öffnungen aufweist, und wobei eine Mehrzahl von länglichen Brennköpfen, deren Anzahl der Zahl der Gasleitungen entspricht, durch die letztern gehalten werden und je zwei einander gegenüberliegenden Sei tenwandungen aufweist, die parallel zu den Gasleitun- Zen verlaufen und zur Bildung von aufeinander ausge richteten Ein- und Auslassöffnungen zusammenwirken,
wobei die entsprechenden Einlassöffnungen den Aus trittöffnungen in den zugeordneten Gasleitungen gegen überstehen, die zwei Seitenwandungen zur Bildung eines Durchflussbegrenzungshalses sich von der Ein lassöffnung weg nach innen gegeneinander zu geneigt erstrecken, dann zur Bildung von vorspringenden Kan ten nach aussen verlaufen, dann zur Bildung von ein ander gegenüberstehenden Wandungen einer Verbren nungskammer gegen den Heizkessel zu und parallel zu einander verlaufen und am Ende in Lippen enden, die zur Bildung der Auslassöffnung dienen, und dass die Brennerköpfe mindestens -10 0,o aber höchstens 75 0-o der GasturbinenaustrittsLase aufnehmen.
Eine beispielsweise -Ausführungsform eines erfin- dungsgemässen Zusatzfeuerungssystems ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Schema zur Darstellung der Anordnung des Zusatzfeuerungssystems.
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 in vergrössertem Massstab eine Ansicht des in Fig. 2 strichpunktierten umkreisten Bereiches 3.
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie -1--1 in Fig. 3. Fig.5 in vergrössertem Massstab eine unterbro chene Horizontalansicht längs der Linie 5--5 in Fig. 2, Fig.6 in vergrössertem Massstab eine unterbro chene Horizontalansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 2, Fig. 7 in vergrössertem Massstab einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6,
und Fig. 8 in vergrössertem Massstab eine Darstellung in auseinandergezogener Anordnung, gemäss einer An sicht längs der Linie 8-8 in Fig. 2.@ Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist zu erwähnen, dass es in der Industrie üblich ist, zum Antrieb eines Gene- rators G eine Gasturbine T zu verwenden, wobei der Generator seinerseits zum Antrieb einer Arbeitslast L dient.
Die Austrittsgase der Turbine T enthalten noch eine beträchtliche Wärmemenge, die sich jedoch auf einer nicht genug hohen Temperatur befindet, um zur Erhitzung eines herkömmlichen Heizkessels B verwen det werden zu können. Der Austritt der Turbine T ist über einen Kanal D mit einem erweiterten Abschnitt zur Aufnahme eines Erhitzers H mit der Wärmeaus tauschkammer des Heizkessels B verbunden.
Wie aus Fig.2 ersichtlich, weist der Erhitzer H einen Rahmen 13 auf, welcher einen Mitteldurchgang 15 für den Durchtritt der Turbinenaustrittgase bildet. Eine Mehrzahl von horizontal sich erstreckenden Gas leitungen 17 sind im Durchgang 15 gleich weit vonein ander distanziert und mittels Ummantelungen 19 abge stützt. Jede der Leitungen 17 weist eine Anzahl von Öffnungen 23 auf, die gegen den Heizkessel B zu ge richtet sind.
Eine Mehrzahl von länglichen Brenner köpfen 27, entsprechend der Anzahl der Leitungen 17, sind parallel zu und hinter den zugeordneten Leitungen angeordnet und weisen aufeinander ausgerichtete Ein- und Auslassöffnungen in Strömungsrichtung der Turbi- nenaustrittgase gesehen und den Austritisöffnungen 23 zur Aufnahme der Strömung wie mit den Richtungs pfeilen in Fig. 4 dargestellt, gegenüberstehen.
Zwischen den öffnungen 29 und 31 ist ein Durchflussbegren- zungshals 33 vorgesehen, wobei in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar nach letzterem eine Brennkammer 37 ausgebildet ist, welche zur Bildung der Auslassöff- nung 31 an ihrem hinteren Ende offen ist.
Der Rahmen 13 weist vier mit nach aussen gerich teten Flanschen versehene Stahlträger 41 und her kömmliche Wärmeisolationsschichten 43, die zwischen den Trägern 41 und dem feuerfesten Material 47 ange ordnet sind, auf. Die Ummantelungen 19 weisen eine rohrförmige Form auf und sind an ihren Enden in auf einander ausgerichteten, horizontal sich erstreckenden Bohrungen 51 und 52 im feuerfesten Material 47 und der Wärmeisolationsschicht 43 abgestützt, wobei die Bohrungen 52 am linken Ende in fig. 2 mit Rohrstük- ken 54 versehen sind,
die die Ummantelungen 19 frei bewegbar aufnehmen und eine Axialverschiebung in folge einer axialgerichteten ,äremausdehnung zulas sen. Die Ummantelun < _,en 19 bilden Durchgänge für die Leitunzen 17 und weisen eine Anzahl von sich nach aussen erweiternden öffnunuen 57 auf. die den entspre chenden öffnungen 2-3 zum@Durchlassen des aus ihnen austretenden Gasstrahles gegenüberstehen.
Wie aus den F12.4 und 5 ersichtlich, sind die Brennerköpfe 27 in Abschnitten 58 hergestellt, wobei jeder derselben zwei einander gegenüberliegenden End- wandungen 56 zur Befestigung der Abschnitte mittels Schrauben- und Muttern-Verbindungen 61 mit den zu eeordneten Ummantelungen 19 versehen ist und die Schrauben die letzteren umspannen und mit gebogenen Bügeln 62 versehen sind.
Zwei einander gegenüberlie gende Wandttn,.gen 59 und 60 wirken zur Bildung der Ein- und Auslassöffnungen 29 bz%-. 31 zusammen, wobei sie zur Bildung des Durchflussbegrenzungshalses 3 3 vom Einlass her nach innen gegeneinander zu und dann zur Bildung von vorspringenden Kanten 63 nach aussen verlaufen.
Die Wandungen 59 und 60 erstrek- ken sich von den Kanten 63 aus in Strömungsrichtung und verlaufen zur Bildung der Kammer 37 parallel zu einander und sind an ihren hintersten Enden zur Bil duni von einander gegenüberstehenden Lippen 64 nach innen abeewickelt, wobei die Kanten der Lippen zur Bildtin@g der Atislas@öffnting 31 zusammenwirken.
Ge\;enüberden öffnttn=eii 23 sind Turbulenzstäbe 65 an den Wandungen 59- und<B>60</B> befestigt um den aus den Öffnungen 23 austretenden Gasstrom zu unterbre chen und eine Vermischung des keine Luft enthalten den Gases mit den eintretenden, Luft enthaltenden Turbinenaustrittsgasen zu bewirken. Da das den Lei tungen 17 zugeführte Gas normalerweise keine Luft enthält, ist die Einlassöffnung 29 derart bemessen, dass genügend Sauerstoff enthaltende Austrittsgase zuge führt werden, um während dem stabilen Betriebszu stand ein optimales Verhältnis von Sauerstoff zu Gas in der Kammer 37 zu bilden.
Ein spezieller Vorteil der Erhitzers H ist, dass die Gasleitungen 17 zur Reinigung aus den Ummantelun gen 19 herausgezogen werden können ohne den Be trieb des Erhitzers unterbrechen zu müssen. Zu diesem Zweck erstreckt sich jede Leitung 17 durch ein Gehäu seventil 66 und steht in Verbindung mit einer Sammel- teitung 67, die sich längs der einen Seite des Rahmens 13 erstreckt. Eine Mehrzahl von Bohrungen 69, ent sprechend der Anzahl der Leitungen 17, sind längs der Wandung der Sammelleitung 67 voneinander distan ziert angeordnet und in jede derselben ein Nippel 79 eingeschweisst. Am einen Ende jedes Nippels 79 ist ein herkömmliches Kugelventil 81 angeordnet, das am ge genüberliegenden Ende mit einem Nippel 83 versehen ist.
In jedem der Nippel 83 ist ein Verbindungsstück 85 eingeschraubt, das über einen weiteren Nippel 87 mit einem T-Stück 89 verbunden ist. Der vertikale Steg des in Figur 2 rechten Trägers 41 weist eine An zahl von horizontal verlaufenden Bohrungen 93 für den Durchtritt der Leitungen 17 auf. Wie aus Figur 6 ersichtlich, sind Flansche 97 mit dem Steg des U-Trä- gers 41 verschweisst und mit Mittelbohrungen verse hen, in welche die Nippel 99 eingeschraubt und an ihren dem Ventil gegenüberliegenden Enden mit hoh len Einstellfittings 107 versehen.
Die Fittings 107 wei sen nach aussen gerichtete, ringförmige Einstellflächen 111 innerhalb ihrem Durchtritt auf, wobei diese Flä chen an Einstellflächen 115 am inneren Ende von an den Leitungen 17 angeschweissten Anschlagringen 117 anliegen. Wie aus Figur 7 ersichtlich, weist der Ring 117 eine Längsnut 121 zur Aufnahme eines zusam menwirkenden Keiles 12-1 des Fittings 107 auf.
Mit dieser Anordnune werden die Leitungen 17 innerhalb der Ummantelung 19 in Längsrichtung und radialer Richtung derart eingestellt. dass die Bohrungen 23 auf die Öffnungen 57 ausgerichtet sind. Ringförmige Ab- schlusschrauben 129 sind auf den Leituneen 17 ver schiebbar angeordnet und zum Andrücken einer Stopf dichtung 131 gegen den Ring<B>117</B> in den Fitting 107 eingeschraubt. Die herausstehenden Enden der Leitun- een 17 sind je mit einem Gewinde versehen und über ein Verbindungsstück 135 und einen Nippel 137 mit dem T-Stück 89 verschraubt.
Das freie Ende des T-Stückes 89 ist mittels einer Abschlusschraube 141 verschlossen und das gegenüberliegende Ende der Lei tung 17 ist ebenfalls mittels einer ähnlichen Abschluss- schraube 142 verschlossen.
In der Mitte des Durchganges 15 hinter den Um mantelungen 19 und von diesen abgestützt ist ein verti kal sich erstreckender Starter 149 aneeordnet. Der Starter 149 ist gleich wie die weiter oben beschriebe nen Leitungen 17 und Brennerköpfe 27 ausgebildet, mit der Ausnahme, dass sie sich vertikal statt horizon tal erstrecken. Wie aus der Fig.8 ersichtlich, ist die Ummantelung 19 des Starters 149 mittels Klemmen 153 an jeder der horizontal sich erstreckenden Um mantelung 19 festgeklemmt.
Diese Klemmen<B>153</B> wei- sen zwei einander gegenüberstehende Bügel 157 auf, die auf ihren sich kreuzenden Rückseiten zusammenge- schweisst und zwischen sich kreuzenden Ummantelun gen 19 angeordnet sind. Eine Sattelplatte 159 ist an ihren Ecken mit vier herausragenden. Gewindebolzen 161 versehen, welche die durch die einander kreuzen den Ummantelungen 19 gebildete Kreuzungsstelle überragen. Zwei Rohrbügel 163 sind mit zwei Bohrun gen 165 zur Aufnahme der Gewindebolzen. 161 und zur Befestigung mittels der Muttern 167 ausgebildet.
Eine normale Sparflamme 171 mit einer Zündelek- trode (nicht dargestellt) ist am unteren Ende des Star ters 149 angeordnet und erhält das Gas von einer zu sätzlichen Gasleitung (nicht dargestellt).
Ein üblicher Flammenstab 175 ist über das Ge häuse der Sparflamme 171 gebogen und wirkt mit einer elektrischen Schaltung (nicht dargestellt) zusam men, um ein spulenbetätigtes Ventil (nicht dargestellt) zu öffnen, das den Zufluss von Gas zum Starter 149 steuert. Ein Flammenstab 177, ähnlich dem Stab 175, ist über das obere Ende des Starters 149 gebogen und wirkt mit einem elektrischen Schaltkreis (nicht darge stellt) zur Öffnung eines spulenbetätigten Ventils (nicht dargestellt), welches den Gaszufluss zur Sammelleitung 67 steuert. Der Zweck der Stäbe 175 und 177 wird weiter unten noch näher beschrieben.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist es ersicht lich, dass beim Betrieb der Turbine T die in den Kanal D strömenden Austrittsgase, die eine Temperatur von beispielsweise 425 C aufweisen, beim Durchgang durch den Erhitzer H aufgeheizt werden, z. B. auf 700 C, und dass diese auf eine relativ hohe Tempera tur aufgeheizten Gase ausserordentlich wirkungsvoll in der Erhitzung des Heizkessels B sind. Da die Turbi- nenaustrittgase eine relativ hohe Geschwindigkeit auf weisen, z.
B. 1083 m pro Minute, ist es erwünscht, einen Teil davon zu verzögern und einen Niederdruck verbrennun2sbereich zu erzeugen, wo eine Verbren nung zu jeder Zeit gesichert ist, unabhängig von unre- gelmässigen Geschwindigkeitszunahmen die ein Aus blasen der Flamme bewirken können.
Wie aus den Figuren 2 und a ersichtlich, wird in Abhängigkeit von der Grösse der Einlassöffnungen 29 und der Anzahl der Brennerköpfe 27 ein beträchtlicher Teil der Turbi- nenaustrittgase die durch den Durchgang 15 strömen, durch die Einlassöffnungen 29 aufgefangen und durch die Brennerköpfe 27 geleitet.
Um eine optimale Erhit zung der Turbinenaustrittgase und eine gleichmässige Temperatur, erteilung über den Querschnitt des Kanals D kurz nach den Brennerköpfen 27 zu erzielen, wurde gefunden, dass die Gesamtfläche der Einlassöffnungen 29 zwischen 40 und 75 !o der Gesamtfläche des Durchganges 15 sein sollte.
Eine Drosselung der rasch strömenden Austrittgase im Durchflussbegrenzungshals 33 und die Expansion in der Brennkammer 37 erzeugt eine Venturiwirkung zur Erzielung eines Druckabfalles in der Brennkammer, und durch die Lippen 64 wird ebenfalls ein Druckabfall bewirkt. Der aus den öffnun- gen 23 austretende Gasstrahl trifft auf die Turbulenz- stäbe 65 auf. wodurch eine Turbulenz in der Kammer 37 und dadurch eine Mischung dus Gases mit Luft stattfindet.
Wenn die Sparflamme 171 in Betrieb ist, wird die Flammenstange <B>175</B> in der Flamme erhitzt und erzeugt einen geringen elektrischen Strom, welcher eine Öffnung des dem Starter 149 zugeordneten Ventils (nicht dargestellt) bewirkt, wonach die Flamme sich vertikal iiber die Mitten der horizontalen Brennerköpfe 27 ausbreitet. Wenn die Flamme das obere Ende des Starters 149 erreicht, wird der Flammenstab 177 in der Flamme erhitzt und erzeugt einen geringen Strom um das der Sammelleitung 67 zugeordnete Ventil (nicht dargestellt) zu öffnen, wonach die horizontal sich erstreckenden Brennerköpfe 27 gezündet werden.
Der oben erwähnte niedrige Druck des in den Kam mern 37 vollständig mit den Turbinenaustrittsgasen durcheinander gemischten Gases ergibt optimale Be dingungen für eine rasche Verbrennung, was eine rela tiv hohe Temperatur in den Brennkammern ergibt.
Solch hohe Temperaturen, verbunden mit einer genü genden Belüftung des Gases bewirken eine vollständige Verbrennung des Gases innerhalb einer kurzen Strecke nach der Hochtemperaturkammer 37 und erhöhen den Verbrennungwirkungsgrad. Wenn das erhitzte Gemisch aus den Auslassöffnungen 31 austritt, wird es unmittel bar dem umgebenden Turbinenaustrittsgas ausgesetzt, und die durch die Brennerköpfe 27 bewirkte Turbulenz ergibt eine vollständige Mischung mit den Turbinen austrittgasen und damit eine gleichmässige Tempera turverteilung über den Strömungsquerschnitt.
Bei industriellen Anwendungen ist es üblich, bei verschiedenen Verfahren bereits benützte Gase wieder zurückzugewinnen und als Brennstoff für Erhitzer wie z. B. den Erhitzer H zu verwenden. Solche Gase wei sen normalerweise einen relativ hohen Gehalt an darin suspendierten Verunreinigungen auf, und wenn es bei vergleichsweise hohen Temperaturen dem Sauerstoff ausgesetzt wird, oxydieren die Verunreinigungen sofort und haften an den umgebenden Oberflächen an. Wenn nun das Gas aus der Öffnung 23 austritt, tritt eine Oxy dation ein und Schlacke baut sich auf den die öffnun- gen umgebenden Wandungen auf und neigt dazu, die Öffnungen zu verstopfen. Daher ist es notwendig, die Leitungen periodisch zu entfernen und die Öffnungen 23 zu reinigen.
Ein grosser Vorteil der beschriebenen Anordnung ist, dass die einzelnen Leitungen 17 ent fernt werden können, ohne dass der Betrieb des Erhit- zers H unterbrochen werden muss. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass man das der betreffenden zu ent fernenden Leitung zugeordnete Gasventil 81 schliesst und die Verbindungen 85 und 135 löst. Das ringför mige Abschlusstück 129 wird dann zur Freigabe der Leitung 17 entfernt und die letztere aus der Ummante lung 19 herausgezogen. Das Ventil 66 wird darauf ge schlossen, um zu verhindern, dass Flammen und heisse Auspuffgase, die durch die Oeffnungen in der Umman telung 19 eintreten, durch das offene Ende des Fittings 107 herausgeblasen werden.
Auf diese Weise kann die Leitung 17 gereinigt und zur erneuten Installation vor bereitet werden, ohne den kontinuierlichen Betrieb des Erhitzers H zu unterbrechen.
Es ist somit ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Zusatzfeuerungssystem billie in der Herstellung und 'dem Betrieb ist, und dass der Erhitzer H ein richtiges Brenn-Stoff-Luft-Gemisch erzeugt und eine vollstän dige Verbrennung des Brennstoffes bei relativ hohen Temperaturen ergibt. Der Erhitzer bewirkt auch eine gute Mischung der erhitzten Gase, so dass der Heiz kessel B mit gleichmässiger Wärme beaufschlagt wird.
Additional firing device The present invention relates to an additional firing device for heating the gases emerging from a turbine and for blowing the heated exhaust gases into the heat exchanger of a boiler.
There are already devices for heating the gases emerging from a turbine are known which have several, normally six or seven relatively large burner or heating heads, which are arranged in the channel leading from the turbine to the boiler. Heating systems of this type do not give optimal results because the turbine outlet gases flowing through the heater are not sufficiently mixed with and exposed to the flame emerging in the heater.
Since the combustion heads are relatively large, the flames emerging from them are rela tively long, so that the excellent tips have a rela tively low temperature and thus result in incomplete combustion of the fuel.
The purpose of the invention is to create an additional firing system that does not have these: specialist parts.
The additional firing system according to the invention is characterized in that it has the following parts: a channel for connecting the turbine outlet with a heat exchange chamber of the heating boiler, a frame arranged in the wall of the heater built into the channel with a central passage to supplement the flow cross section of the Channel;
a plurality of elongated gas ducts held by the frame and spaced apart from one another via the central passage, each of which has a number of openings distributed over its length and directed towards the boiler, and wherein a plurality of elongated combustion heads, the number of which corresponds to the number of gas lines through which the latter are held and each has two opposing side walls that run parallel to the gas lines and cooperate to form inlet and outlet openings aligned with one another,
the corresponding inlet openings facing the outlet openings in the associated gas lines, the two side walls to form a flow restriction neck extending away from the inlet opening at an incline towards one another, then extending outward to form projecting edges, then to form a on the other opposite walls of a combustion chamber run towards the boiler and parallel to each other and end in lips that serve to form the outlet opening, and that the burner heads accommodate at least -10 0, but no more than 75 0 -o of the gas turbine outlet.
An example of an embodiment of an additional firing system according to the invention is shown in the drawing. 1 shows a diagram to illustrate the arrangement of the additional firing system.
FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 shows, on an enlarged scale, a view of the circled area 3 in FIG.
Fig. 4 shows a section along the line -1--1 in Fig. 3. Fig. 5, on an enlarged scale, an interrupted horizontal view along the line 5-5 in Fig. 2; Fig. 6, on an enlarged scale, an interrupted horizontal view along the line 6-6 in FIG. 2, FIG. 7, on an enlarged scale, a section along the line 7-7 in FIG. 6,
and FIG. 8 shows, on an enlarged scale, an exploded view, according to a view along the line 8-8 in FIG. 2. With reference to FIG. 1, it should be mentioned that it is common in the industry to drive a Generator G to use a gas turbine T, the generator in turn serving to drive a work load L.
The exhaust gases from the turbine T still contain a considerable amount of heat, but the temperature is not high enough to be used for heating a conventional boiler B can. The outlet of the turbine T is connected to the exchange chamber of the boiler B via a channel D with an enlarged section for receiving a heater H with the heat exchange chamber.
As can be seen from FIG. 2, the heater H has a frame 13 which forms a central passage 15 for the turbine outlet gases to pass through. A plurality of horizontally extending gas lines 17 are equally far from one another in the passage 15 and supported by sheaths 19 abge. Each of the lines 17 has a number of openings 23 which are directed against the boiler B to ge.
A plurality of elongated burner heads 27, corresponding to the number of lines 17, are arranged parallel to and behind the associated lines and have mutually aligned inlet and outlet openings seen in the flow direction of the turbine outlet gases and the outlet openings 23 for receiving the flow as with the Directional arrows shown in Fig. 4 face each other.
A flow restriction neck 33 is provided between the openings 29 and 31, with a combustion chamber 37 being formed immediately after the latter, viewed in the direction of flow, which is open at its rear end to form the outlet opening 31.
The frame 13 has four outwardly directed flanges provided with steel girders 41 and conventional thermal insulation layers 43, which are arranged between the girders 41 and the refractory material 47 is on. The sheaths 19 have a tubular shape and are supported at their ends in aligned, horizontally extending bores 51 and 52 in the refractory material 47 and the heat insulation layer 43, the bores 52 at the left end in FIG. 2 are provided with pipe pieces 54,
which accommodate the sheaths 19 freely movable and allow an axial displacement as a result of an axially directed, arem expansion sen. The jackets 19 form passages for the lead ounces 17 and have a number of outwardly widening openings 57. which face the corresponding openings 2-3 to allow the gas jet emerging from them to pass through.
As can be seen from FIGS. F12.4 and 5, the burner heads 27 are produced in sections 58, each of which is provided with two opposing end walls 56 for fastening the sections by means of screw and nut connections 61 with the casings 19 to be arranged and the screws encircle the latter and are provided with curved brackets 62.
Two opposing wall tins, .gen 59 and 60 act to form the inlet and outlet openings 29 or% -. 31 together, whereby they run towards one another from the inlet inward to form the flow restriction neck 3 3 and then run outward to form protruding edges 63.
The walls 59 and 60 extend from the edges 63 in the direction of flow and run parallel to one another to form the chamber 37 and are inwardly wound at their rearmost ends to form opposite lips 64, with the edges of the lips facing Bildtin @ g of Atislas @ opening 31 work together.
Over the opening 23, turbulence bars 65 are attached to the walls 59 and 60 in order to interrupt the gas flow exiting the openings 23 and the gas containing no air to mix with the entering, To effect air containing turbine exhaust gases. Since the gas supplied to the lines 17 does not normally contain air, the inlet opening 29 is dimensioned in such a way that sufficient oxygen-containing outlet gases are supplied to form an optimal ratio of oxygen to gas in the chamber 37 during the stable operating state.
A special advantage of the heater H is that the gas lines 17 can be pulled out of the jackets 19 for cleaning without having to interrupt operation of the heater. For this purpose, each line 17 extends through a housing valve 66 and is in communication with a collecting line 67, which extends along one side of the frame 13. A plurality of bores 69, corresponding to the number of lines 17, are arranged along the wall of the collecting line 67 from one another distan and a nipple 79 is welded into each of the same. At one end of each nipple 79 a conventional ball valve 81 is arranged, which is provided with a nipple 83 at the opposite end.
A connecting piece 85 is screwed into each of the nipples 83 and is connected to a T-piece 89 via a further nipple 87. The vertical web of the carrier 41 on the right in FIG. 2 has a number of horizontally extending bores 93 for the lines 17 to pass through. As can be seen from FIG. 6, the flanges 97 are welded to the web of the U-beam 41 and provided with central bores into which the nipples 99 are screwed and are provided with hollow adjustment fittings 107 at their ends opposite the valve.
The fittings 107 have outwardly directed, annular adjustment surfaces 111 within their passage, these surfaces resting on adjustment surfaces 115 at the inner end of stop rings 117 welded to the lines 17. As can be seen from FIG. 7, the ring 117 has a longitudinal groove 121 for receiving an interacting wedge 12 - 1 of the fitting 107.
With this arrangement, the lines 17 are adjusted within the casing 19 in the longitudinal direction and radial direction. that the bores 23 are aligned with the openings 57. Annular end screws 129 are arranged so as to be displaceable on the ducts 17 and are screwed into the fitting 107 in order to press a stuffing seal 131 against the ring 117. The protruding ends of the lines 17 are each provided with a thread and screwed to the T-piece 89 via a connecting piece 135 and a nipple 137.
The free end of the T-piece 89 is closed by means of an end screw 141 and the opposite end of the line 17 is also closed by means of a similar end screw 142.
In the middle of the passage 15 behind the sheaths in order 19 and supported by these, a verti cally extending starter 149 is arranged. The starter 149 is designed the same as the lines 17 and burner heads 27 described above, with the exception that they extend vertically instead of horizontally. As can be seen from Figure 8, the casing 19 of the starter 149 is clamped by means of clamps 153 to each of the horizontally extending order casing 19.
These clamps 153 have two brackets 157 opposite one another, which are welded together on their intersecting rear sides and are arranged between intersecting sheaths 19. A saddle plate 159 has four protruding at its corners. Threaded bolts 161 provided which protrude beyond the intersection formed by the sheaths 19 that cross each other. Two tubular brackets 163 have two bores 165 for receiving the threaded bolts. 161 and designed for fastening by means of nuts 167.
A normal pilot flame 171 with an ignition electrode (not shown) is arranged at the lower end of the starter 149 and receives the gas from an additional gas line (not shown).
A conventional flame rod 175 is bent over the housing of the pilot flame 171 and cooperates with an electrical circuit (not shown) to open a solenoid operated valve (not shown) that controls the flow of gas to the starter 149. A flame rod 177, similar to rod 175, is bent over the top end of starter 149 and acts with an electrical circuit (not shown) to open a solenoid operated valve (not shown) which controls gas flow to manifold 67. The purpose of the bars 175 and 177 is described in more detail below.
From the foregoing description it is evident that, when the turbine T is operating, the outlet gases flowing into the channel D, which have a temperature of, for example, 425 ° C., are heated when passing through the heater H, e.g. B. to 700 C, and that these gases heated to a relatively high tempera ture extremely effective in heating the boiler B are. Since the turbine outlet gases have a relatively high speed, e.g.
B. 1083 m per minute, it is desirable to delay part of it and to create a low pressure combustion area where combustion is guaranteed at all times, regardless of irregular speed increases that can cause the flame to blow out.
As can be seen from FIGS. 2 and a, depending on the size of the inlet openings 29 and the number of burner heads 27, a considerable part of the turbine outlet gases flowing through the passage 15 are captured by the inlet openings 29 and passed through the burner heads 27.
In order to achieve optimal heating of the turbine outlet gases and a uniform temperature distribution over the cross-section of the channel D shortly after the burner heads 27, it was found that the total area of the inlet openings 29 should be between 40 and 75% of the total area of the passage 15.
A throttling of the rapidly flowing outlet gases in the flow restriction neck 33 and the expansion in the combustion chamber 37 produces a Venturi effect to achieve a pressure drop in the combustion chamber, and a pressure drop is also caused by the lips 64. The gas jet emerging from the openings 23 impinges on the turbulence rods 65. whereby there is turbulence in the chamber 37 and thereby a mixture of the gas with air.
When the pilot flame 171 is in operation, the flame rod 175 is heated in the flame and generates a small electrical current which causes the valve (not shown) associated with the starter 149 to open, after which the flame moves vertically spreads over the centers of the horizontal burner heads 27. When the flame reaches the top of the starter 149, the flame rod 177 is heated in the flame and generates a small current to open the valve (not shown) associated with the manifold 67, after which the horizontally extending burner heads 27 are ignited.
The above-mentioned low pressure of the completely mixed gas in the chambers 37 with the turbine outlet gases results in optimal conditions for rapid combustion, which results in a rela tively high temperature in the combustion chambers.
Such high temperatures combined with sufficient ventilation of the gas cause complete combustion of the gas within a short distance after the high temperature chamber 37 and increase the combustion efficiency. When the heated mixture exits the outlet openings 31, it is immediately exposed to the surrounding turbine outlet gas, and the turbulence caused by the burner heads 27 results in a complete mixture with the turbine outlet gases and thus a uniform temperature distribution over the flow cross-section.
In industrial applications it is common to recover gases that have already been used in various processes and use them as fuel for heaters such as B. to use the heater H. Such gases usually have a relatively high level of impurities suspended therein, and when exposed to oxygen at comparatively high temperatures, the impurities immediately oxidize and adhere to the surrounding surfaces. If the gas now emerges from the opening 23, oxidation occurs and slag builds up on the walls surrounding the openings and tends to block the openings. It is therefore necessary to periodically remove the lines and clean the openings 23.
A great advantage of the arrangement described is that the individual lines 17 can be removed without the operation of the heater H having to be interrupted. This is accomplished by closing the gas valve 81 associated with the relevant line to be removed and releasing the connections 85 and 135. The ringför shaped end piece 129 is then removed to release the line 17 and the latter from the Ummante treatment 19 is pulled out. The valve 66 is then closed to prevent flames and hot exhaust gases entering through the openings in the casing 19 from being blown out through the open end of the fitting 107.
In this way, the line 17 can be cleaned and prepared for reinstallation without interrupting the continuous operation of the heater H.
It can thus be seen that the additional firing system according to the invention is cheap to manufacture and operate, and that the heater H generates a correct fuel-air mixture and results in complete combustion of the fuel at relatively high temperatures. The heater also effects a good mixture of the heated gases, so that the boiler B is supplied with even heat.