CH659515A5

CH659515A5 - METHOD FOR BURNING GAS WITH A LOW HEATING VALUE AND BURNER FOR CARRYING OUT THE METHOD.

Info

Publication number: CH659515A5
Application number: CH199383A
Authority: CH
Inventors: Satoshi Enamito
Original assignee: Mitsui Shipbuilding Eng
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1987-01-30
Also published as: FR2530318B1; GB2123945A; FR2530318A1; GB8301082D0; GB2123945B; JPS5913822A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Gas, das einen geringen Heizwert besitzt gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1, sowie einen Brenner zur Ausübung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4. Weil das Gichtgas als Gas mit geringem Heizwert eine schlechte Brennbarkeit hat, wurde es als schwer angesehen, dieses Gas mit geringem Heizwert zu verwenden, wenn Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad verlangt wurde und darüberhinaus noch eine stabile Flamme über einen breiten Bereich von Betriebsbedingungen wie beispielsweise bei Gasturbinenbrennern verlangt wurde. Als Folge davon wurde üblicherweise Brennstoff mit hohem Heizwert als Zugabe zum Gas mit geringem Heizwert verwendet. Jedoch die Zugabe von Brennstoff mit hohem Heizwert zum Verbrennen von Gas mit niederem Heizwert ist nachteilig, in dem die Kosten steigen und der Ersatz von Brennstoff mit hohem Heizwert nur zum Teil ermöglicht ist. Deshalb ergab sich der Wunsch, ein Verfahren zu schaffen, um eine genügende und stabile Verbrennung von Gas mit geringem Heizwert zu ermöglichen, ohne dass Brennstoff mit hohem Heizwert benötigt wird. The present invention relates to a method for burning gas which has a low calorific value according to the preamble of independent claim 1, and to a burner for carrying out the method according to the preamble of claim 4 , it was considered difficult to use this low calorific gas when high efficiency combustion was required and, moreover, a stable flame was required over a wide range of operating conditions such as gas turbine burners. As a result, high calorific fuel has been commonly used as an addition to the low calorific gas. However, the addition of high calorific fuel to burn low calorific gas is disadvantageous in that the cost increases and the replacement of high calorific fuel is only partially possible. Therefore, there was a desire to create a process to enable sufficient and stable combustion of gas with a low calorific value without the need for fuel with a high calorific value.

Erfindungsgemäss wird dies mit einem Verfahren gemäss den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. Ein Brenner zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 4 gekennzeichnet. According to the invention, this is achieved with a method according to the features in the characterizing part of independent patent claim 1. A burner for performing the method is characterized in claim 4.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen: The invention is explained below using an exemplary embodiment. The drawing shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Brenner zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, 1 is a plan view of a burner for carrying out the method according to the invention,

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäss der Schnittlinie II-II in Fig. 1, und Fig. 2 is a sectional view according to section line II-II in Fig. 1, and

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Luftgasmischung im Verhältnis zur Flammentemperatur. Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the air gas mixture in relation to the flame temperature.

Im Zentrum eines Brenners ist gemäss Fig. 1 und 2 ein Flüssigbrennstoffzerstäuber 1 und ausserhalb dieses Flüssigbrennstoffzerstäubers 1 in Richtung zur Peripherie des Brenners hin sind nacheinander ein Luftzuführwirbler 2 für die Zündflamme, Gaszuführöffnungen für die Zündflamme, ein Gaszuführverwirbler 4 für den Hauptbrenner und ein Luft-zuführverwirbler 5 für den Hauptbrenner angeordnet. Der Luftzuführverwirbler 2 für die Zündflamme besteht aus einer Anzahl Flügel 2 A zum Verwirbeln des Luftstroms und die Gaszufuhröffnungen für die Zündflamme besteht aus Löchern 3 A in regelmässigen Abständen auf dem Umfang eines Kreises. Der Gaszuführverwirbler 4 besitzt Flügel 4A, um den Gasstrom zu verwirbeln und der Luftzuführverwirbler 5 besitzt Flügel 5 A zum Verwirbeln des Luftstroms. Der flüssige Brennstoff gelangt durch eine Flüssigbrennstoffleitung 6 ins Zentrum des Brenners und wird vom Flüssigbrennstoffzerstäuber 1 aus eingespritzt. Die Luft für die Zündflamme gelangt durch eine Luftleitung 9 zwischen einem Innenrohr 7 und Brennergehäuse 8 durch Luftleitungen 10 und 11 und wird dann durch Schlitze zwischen den Flügeln 2 A verwirbelt zugeführt. Das Gas mit niedrigem Heizwert für die Zündflamme gelangt durch Gasleitungen 12 und 13 und wird dann durch die Löcher 3 A injiziert. 1 and 2 there is a liquid fuel atomizer 1 in the center of a burner and outside of this liquid fuel atomizer 1 in the direction toward the periphery of the burner there are in succession an air supply swirler 2 for the pilot flame, gas supply openings for the pilot flame, a gas supply swirler 4 for the main burner and an air feed swirler 5 arranged for the main burner. The Luftzuführverwirbler 2 for the pilot flame consists of a number of wings 2 A for swirling the air flow and the gas supply openings for the pilot flame consists of holes 3 A at regular intervals on the circumference of a circle. The gas supply swirler 4 has vanes 4A to swirl the gas flow and the air supply swirler 5 has vanes 5A to swirl the air flow. The liquid fuel reaches the center of the burner through a liquid fuel line 6 and is injected from the liquid fuel atomizer 1. The air for the pilot flame passes through an air line 9 between an inner tube 7 and burner housing 8 through air lines 10 and 11 and is then supplied swirled through slots between the wings 2A. The low calorific gas for the pilot flame passes through gas lines 12 and 13 and is then injected through holes 3A.

Das Gas für den Hauptbrenner gelangt durch Leitungen 14,15 und 16, bevor es durch Schlitze zwischen den Flügeln 4A verwirbelt injiziert wird. Die Luft für den Hauptbrenner gelangt durch die Luftleitungen 9 und 17 und wird dann durch Schlitze zwischen den Flügeln 5 A verwirbelt injiziert. The gas for the main burner passes through lines 14, 15 and 16 before it is injected swirled through slots between wings 4A. The air for the main burner passes through the air lines 9 and 17 and is then injected swirled through slots between the wings 5 A.

Wie beschrieben, wird das Gas mit niedrigem Heizwert aus einem Gaserzeuger, wie einem Hochofen in einem Eisenwerk, erzeugt und wird in zwei Teile aufgeteilt, von denen ein kleiner Teil für die Zündflamme und der restliche Teil für den Hauptbrenner verwendet sind. Jeder Teil wird aus Injektionsöffnungen injiziert. Das angeschlossene Gas mit niedrigem Heizwert für die Zündflamme wird dann für die Zündflamme mit Luft gemischt und zwar in einem optimalen Mischverhältnis wie in Fig. 3 dargestellt ist, um eine genügende Verbrennung für eine stabile Zündflamme zu erhalten. Das Gas mit niedrigem Heizwert für den Hauptbrenner verwendet die abgegebene Hitze aus der Zündflamme und kann dann stabil verbrannt werden. Wenn Änderungen in den Betriebsbedingungen entstehen (Änderungen in der Gasmenge des zugeführten Brenngases), werden sie durch Einstellen der Durchflussmenge des Gases für den Hauptbrenner mittels eines Durchflussregelventils in der Leitung geregelt, das vor dem Gasanschluss 14 angeordnet ist. Das Gas für die Zündflamme wird mit vorbestimmter Durchflussmenge konstant zugeführt, so dass eine stabile Zündflamme bei optimaler Luft-Gas-Mischung in der Nähe des theoretischen Mischverhältnisses aufrechterhalten werden kann. Wie beschrieben, wird also ein Teil des Gases mit geringem Heizwert konstant angeschlossen und mit vorbestimmter Durchflussmenge zugeführt, um eine stabile Zündflamme zu erhalten. Die Verbrennung des Gases für den Hauptbrenner wird durch die abgegebene Hitze der Zündflamme aufrechterhalten und Änderungen in der Betriebsbedingung des Brenners werden durch Regelung der As described, the low calorific gas is generated from a gas generator, such as a blast furnace in an ironworks, and is divided into two parts, a small part of which is used for the pilot light and the remainder for the main burner. Each part is injected from injection ports. The connected gas with a low calorific value for the pilot flame is then mixed with air for the pilot flame and in an optimum mixing ratio as shown in FIG. 3 in order to obtain sufficient combustion for a stable pilot flame. The low calorific gas for the main burner uses the heat emitted from the pilot flame and can then be burned stably. If there are changes in the operating conditions (changes in the gas quantity of the fuel gas supplied), they are regulated by adjusting the flow quantity of the gas for the main burner by means of a flow control valve in the line, which is arranged in front of the gas connection 14. The gas for the pilot flame is constantly supplied with a predetermined flow rate, so that a stable pilot flame with an optimal air-gas mixture can be maintained in the vicinity of the theoretical mixing ratio. As described, part of the gas with a low calorific value is constantly connected and supplied with a predetermined flow rate in order to obtain a stable pilot flame. The combustion of the gas for the main burner is maintained by the heat emitted by the pilot flame and changes in the operating condition of the burner are controlled by regulating the

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

659 515 659 515

Durchflussmenge für den Hauptbrenner geregelt, so dass Spektrum von Betriebsbedingungen aufrechterhalten eine stabile Flamme bei hoher Heizleistung über ein breites werden können. Flow rate for the main burner is regulated so that spectrum of operating conditions can be maintained to maintain a stable flame with high heating power over a wide range.

B B

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

659 515

1. A method for burning gas which has a low calorific value, characterized in that the gas is conducted in two parts, one part of which is mixed with air for supplying an ignition flame, and that the remaining part by means of one of the changes in regulation to compensate for the operating conditions is used to supply the main burner.

2. The method according to claim 1, characterized in that both parts are injected from injection openings, and that the part of the gas for the pilot flame is mixed in a constant ratio with air, which ratio is set as the optimal mixing ratio to achieve a stable pilot flame.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 2, characterized in that the flow rate of the gas for the main burner is controlled by means of a flow control valve for mixing the gas with air.

4. Burner for performing the method according to claim 1, characterized in that viewed from the center to the periphery of the burner, first an air supply opening for the pilot flame, then a gas supply opening for the pilot flame, then a gas supply opening for the main burner and finally an air supply opening for the Main burners are arranged.

5. Burner according to claim 4, characterized in that the air supply opening for the pilot flame, the gas supply opening for the pilot flame, the gas supply opening for the main burner and the air supply opening for the main burner are arranged on concentric parts.

6. Burner according to claim 4, characterized in that guide vanes for swirling in the air supply opening for the pilot flame, in the gas supply opening for the pilot flame, in the gas supply opening for the main burner and in the air supply opening for the main burner, and that the gas supply opening for the Pilot light is formed by a number of round holes.