DD207029A1

DD207029A1 - SOOTHING BURNER

Info

Publication number: DD207029A1
Application number: DD23871582A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Adolph; Matthias Wild; Harald Bartzack; Helmut Rosenstock
Original assignee: Wolfgang Adolph; Wild Mathias; Harald Bartzack; Helmut Rosenstock
Priority date: 1982-04-05
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1984-02-15

Abstract

Selbstsaugender Brenner mit Niedriggasdruckverlust, welcher fuer die Nutzung von unverdichteten Niederdruckbrennstoffen bei regelbarer Ansaugemenge und Anpassung an unterschiedliche Brennkammern eine intensive Verbrennung ermoeglicht. Erfindungsgemaess erfolgt dies durch die Gestaltung der Einbauten, die Drallgestaltung und die Anordnung der Ansaugeeinrichtung. Die Erfindung umfasst die Verbrennung von gasfoermigen Brennstoffen, insbesondere feststoffbeladene Schwachgase oder brennfaehige Fluide mit hohem Gasanteil, in Brennkammern unterschiedlichster Anwendungsfaelle.Self-priming burner with low gas pressure loss, which allows intensive combustion for the use of uncompressed low-pressure fuels with adjustable intake and adaptation to different combustion chambers. According to the invention this is done by the design of the internals, the twist design and the arrangement of the suction device. The invention encompasses the combustion of gaseous fuels, in particular solid-laden lean gases or combustible fluids with a high proportion of gas, in combustion chambers of a wide variety of applications.

Description

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Titel der Erfindung; Selbstsaugender Brenner Anwendungsgebiet der Erfindung Title of the invention; Self-priming burner Field of application of the invention

Das Anwendungsgebiet der Erfindung umfaßt die Verbrennung gasförmiger Brennstoffe, insbesondere feststoffbeladene Schwachgase oder brennfähige Fluide mit hohem Gasanteil in Brennkammern unterschiedlichster Anwendungsfälle.The field of application of the invention comprises the combustion of gaseous fuels, in particular solids laden lean gases or combustible fluids with a high gas content in combustion chambers of different applications.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt sind 7erfahren und Vorrichtungen zur Verbrennung gasförmiger Brennstoffe, die sich unterscheiden in Verfahren und Vorrichtungen zur intensiven Verbrennung mit kurzen Flammen, welche an einen hohen Gasvordruck gebunden sind und Verfahren und Vorrichtungen, die für niedrige Gasvordrucke geeignet sind und sich durch Diffusionsflammen auszeichnen, was zu langen Brennkammern zwingt. Bei gasförmigen Brennstoffen mit prozeßbedingten niedrigen Gasfließdruck ist zur Erreichung einer intensiven Verbrennung und der damit verbundenen kurzen Brennkammer eine Erhöhung des Gasfließdruckes notwendig. Diese Erhöhung des GasflieSdruckes bedingt eine Druckauslegung des Gaserzeugungsverfahrens auf den notwendigen Gas-There are known methods and devices for the combustion of gaseous fuels, which differ in methods and devices for intensive combustion with short flames, which are bound to a high gas pressure and methods and apparatuses which are suitable for low gas pressure and are characterized by diffusion flames, leading to long combustion chambers forces. For gaseous fuels with process-related low gas flow pressure, an increase in the gas flow pressure is necessary to achieve intensive combustion and the associated short combustion chamber. This increase in the gas flow pressure causes a pressure interpretation of the gas generation process to the necessary gas

fließdruck für den Maximallastfall und/oder eine Gasverdichtung nach dem Gaserzeugungsprozeß mit apparativen und energetischen Aufwand und/oder ein In;j ektorprinzip zur Ansaugung des brennfähigen Gases aus dem Gaserzeugungsprozeß. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen nach dem Ingektorprinzip realisieren eine Gasabsaugung durch die Verbrennungsluft derartig, daß ein hoher Anteil Treibluft einen geringeren Teil Gas fördert. Dieses brennfähige Gemisch wird dann der Brennkammer zugeführt« Weiterhin sind Verfahren bekannt, welche trotz niedriger Gasfließdrucke zur Intensiwerbrennung führen, z.B, Zweist ο ffν erfahr en, deren Fachteil darin besteht, daß ein zweiter hochwertiger Energieträger (z.B. OeI) die intensive Verbrennung stützt.flow pressure for the maximum load case and / or a gas compression after the gas production process with equipment and energy expenditure and / or an injector principle for the intake of the combustible gas from the gas production process. The known methods and devices according to the Ingektorprinzip realize a gas extraction through the combustion air such that a high proportion of blowing air promotes a smaller proportion of gas. This combustible mixture is then fed to the combustor. "Further, methods are known which, despite low gas flow pressures, result in intensive combustion, e.g., experiencing dual effects, whose specialized part is that a second high quality energy source (e.g., OeI) supports intensive combustion.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen Brenner zu entwickeln, der für hohe Brennstoffdurchsätze geeignet ist, bei vorhandenem EFi edriggasvor druck , eine Ansaugung des Brennstoffes aus einer Gaserzeugungsanlage und/oder Gasreservoir und/oder einer anderen Form der Brennstoffbereitstellung mit einem geringen Primärvolumenstrom realisiert, wodurch die Auslegung der Brennstoffbereitstellungsanlage hinsieht l'ich der Gewährleistung eines hohen Gasfließdruckes vermieden und eine intensive Verbrennung in Brennkammern unterschiedlichster Anwendungsfälle ermöglicht wird.The aim of the invention is to develop a burner which is suitable for high fuel throughputs, in the presence of EIF edriggasvor pressure, a suction of the fuel from a gas generating plant and / or gas reservoir and / or another form of fuel supply realized with a low primary volume flow, thereby The design of the fuel supply system I see the guarantee of a high gas flow pressure avoided and an intensive combustion in combustion chambers of different applications is possible.

Explanation of the essence of the invention;

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brenner durch einen Gaskanal mit der Gaserzeugungsanlage und/oder einem Gasreservoir derartig verbunden ist, daß eine Saugwirkung auf diese zustande kommt. Der Gaskanal führt zu einer bekannten Ansaugeinrichtung, die aus einem blendenförmigen Düseneinlauf und einem Düsenkörper besteht, welche gegeneinander verstellbar einen einstellbaren Düsenspalt bilden.According to the invention the object is achieved in that the burner is connected by a gas channel with the gas generating system and / or a gas reservoir such that a suction effect on this comes about. The gas channel leads to a known suction device, which consists of a blinding nozzle inlet and a nozzle body, which mutually adjustable form an adjustable nozzle gap.

Der Druck des Primärvolumenstroms und/oder die einstellbare Düsenspaltbreite werden erfindungsgemäß den Erfordernissen des anzusaugenden Gases und der Gasmenge angepaßt. Lex Düseneinlauf und der Düsenspalt sowie der sich anschließende, konisch erweiterte Düsenkanal sind aerodynamisch dem Ansaugeprozeß des Gases zugeordnet.The pressure of the primary volume flow and / or the adjustable nozzle gap width according to the invention are adapted to the requirements of the gas to be sucked and the amount of gas. Lex nozzle inlet and the nozzle gap and the subsequent, conically widened nozzle channel are aerodynamically associated with the suction process of the gas.

Das Primäroxydationsmittel strömt mit dem angesaugten gasförmigen Brennstoff durch den sich erfindungsgemäß konisch erweiternden Düsenkanal dem Brennervorraum zu. Der Qxydationamittelstrom wird durch einen Eintrittsstutζen und den Oxydationsmittelkanal einer bekannten Dralleinrichtung, die fest und am Ende des Düsenkanals befestigt ist, zugeführt·The primary oxidation agent flows with the aspirated gaseous fuel through the nozzle channel which widens conically in accordance with the invention to the burner pre-chamber. The oxidation agent stream is fed through an inlet tube and the oxidizer channel to a known swirl device fixedly attached to the end of the nozzle channel.

Die Dralleinrichtung erzeugt erfindungsgemäß ein Drallströmungsfeld mit peripherer Torwarts- und axialer Rückströmung aus der Flamme und Zuströmung aus dem Düsenkanal. Durch.: die Wahl des Drallwinkels entsprechend zugeführte Oxydationsmittelmenge wird ein gut durchwirbeltes Gemisch erzeugt, welches eine sichere Zündung gewährleistet. Die Rückwirkung des Unterdruckgebietes infolge der "Verdrallung des Oxydationsmittels dient der Absenkung des Ausströmdruckverlustes. Die separate Zündeinrichtung und/oder Halteflamme bewirkt eine Zündung bzw. stabile fflammenhaltung durch seine Einwirkung in ein bereits gut durchwirbelt es Gasgemisch.According to the invention, the swirl device generates a swirl flow field with peripheral Torwarts and axial return flow from the flame and inflow from the nozzle channel. By .: the choice of the helix angle according to the amount of oxidant supplied is a well-stirred mixture produced, which ensures a reliable ignition. The reaction of the negative pressure area due to the "twisting of the oxidizing agent serves to lower the discharge pressure loss." The separate ignition device and / or holding flame cause ignition or stable fflammenhaltung by its action in an already well stirred it gas mixture.

Ex p ects eispi el

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:In the accompanying drawing shows:

Pig. 1: einen Längsschnitt durch einen selbstsaugenden Brenner für gasförmige BrennstoffePig. 1: a longitudinal section through a self-priming burner for gaseous fuels

Eine mit Austauschgas zu betreibende Brennkammer hat eine, in Pig. 1 angedeutete Stirnwand 3· Auf der Brennkammerseite befindet sich eine sich konisch erweiternde Muffel 14. Das einzusetzende Austauschgas wird z.B. von einem Drehrostgenerator bereitgestellt.A combustion chamber to be operated with replacement gas has one, in Pig. 1 indicated end wall 3 · On the combustion chamber side is a flared muffle 14. The replacement gas to be used is e.g. provided by a rotary grate generator.

Der Brenner 1 ist mit dem Brennerflansch 2 an der Stirnwand 3 befestigt. Durch, den Gaseintrittskanal 4 ist der Brenner 1 mit dem Dreiirostgeneratorausgang derartig verbunden, daß eine Rückwirkung des Ansaugedruckes auf den Drehrostgenerator vorhanden ist. Der Gaseintrittskanal 4 führt zu einem Düseneinlauf 5» der am ^nde des Gaseintritt-skanals 4 befestigt ist. Das Gegenstück des Düseneinlaufes 5 ist ein Düsenkörper 6, dem durch den Primärlufteintritt 8 das Treibmedium Luft zugeführt wird. Der verstellbare Düsenspalt 7 realisiert die Zuführung der Treibluft derartig, daß eine regelbare Mengenänderung möglich ist. Die Ausbildung des Düseneinlaufes 5 erfolgt analog der Blende mit einem Öffnungsverhältnis von 0,55· Die Treibluft hat gegenüber dem Austauschgas einen überdruck von 0,3-0,5 bar. Durch den verstellbaren Düsenspalt 7 von mindestens 0,5 mm wird durch die Treibluft eine um das. 20 - 40-fach größere Brenngasmenge angesaugt.. Das Treibluft-Brenngasgemisch.strömt durch den Düsenkanal 12, der einen öffnungswinkel von 16° besitzt, dem Brennervorraum 13 zu. Die Verbrennungsluft wird durch den Sekundärluft eintritt 3 über den Sekundärluftkanal 10 den Dralleinbauten 11 zugeführt. Die Dralleinbauten 11 sind fest am Ende des £'üsenkanals 12 befestigt. Die in Strömungsrichtung sich überlappenden Drallflügel haben einen Winkel von mindestens 55° zur Brennerachse. Die aus Stampfmasse bestehende Muff el. 1 4 besitzt einen öffnungswinkel zwischen 120°und 160°.The burner 1 is fastened to the burner flange 2 on the end wall 3. Through, the gas inlet channel 4, the burner 1 is connected to the Dreiirostgeneratorausgang such that a reaction of the suction pressure is present on the rotary grate generator. The gas inlet channel 4 leads to a nozzle inlet 5 "which is attached to the hand of the gas inlet-4. The counterpart of the nozzle inlet 5 is a nozzle body 6, through which the blowing medium air is supplied through the primary air inlet 8. The adjustable nozzle gap 7 realizes the supply of the blowing air such that a controllable change in quantity is possible. The formation of the nozzle inlet 5 is analogous to the aperture with an aperture ratio of 0.55 · The blowing air has compared to the replacement gas, an overpressure of 0.3-0.5 bar. By the adjustable nozzle gap 7 of at least 0.5 mm is sucked by the propellant to a. 20 - 40 times larger amount of fuel gas. The propellant Brenngas Brenngasgemisch.strömt through the nozzle channel 12, which has an opening angle of 16 °, the Brennervorraum 13 too. The combustion air is entering through the secondary air 3 via the secondary air duct 10 to the swirl internals 11 supplied. The swirl assemblies 11 are fixedly attached to the end of the oil transfer channel 12. The swirl vanes overlapping in the direction of flow have an angle of at least 55 ° to the burner axis. The muffling compound consisting of muff el. 1 4 has an opening angle between 120 ° and 160 °.

Die separate Zündeinrichtung 16 ragt durch den Zündeinrichtungskanal 15 und die Muffel 14 in den Brennervorraum 13 hinein. Die hier vorhandene gute Mischung des Gas-Luftgemisches gewährleistet auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten eine sichere Zündung.The separate ignition device 16 projects through the ignition device channel 15 and the muffle 14 into the burner pre-chamber 13. The existing good mixture of the gas-air mixture ensures safe ignition even at low flow velocities.

Der Vorteil des selbstsaugenden Brenners liegt in der Verminderung des notwendigen Vorlaufdruckes der Gaserzeugungsanlage und in der daraus.resultierenden Wirkung auf die Brenngastransportleitung.The advantage of the self-priming burner lies in the reduction of the necessary flow pressure of the gas generating plant and in the resulting effect on the fuel gas transport line.

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Bei Bereitst ellung des Brenngases aus einem Gasreservoir und langen Transportieitungen werden die notwendigen Druckerhöhungsanlagen infolge des Druckverlustes reduziert.Upon provision of the fuel gas from a gas reservoir and long transport lines, the necessary pressure boosting systems are reduced due to the pressure loss.

Weiterhin ist der selbstsaugende Brenner geeignet, Verfahren zu unterstützen, die nur geringe Vorlaufdrucke des Brennstoffes ermöglichen (z.B. Mahltrocknungsanlage). Die aufgeführten Beispiele erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und schränken die Anwendungsbreite des Brenners nicht ein»Furthermore, the self-priming burner is suitable for assisting processes that allow only low flow pressures of the fuel (e.g., grinding drying plant). The examples given do not claim to be exhaustive and do not restrict the applicability of the burner »

Claims

L · 0 0/13 claim

1 «Selfestsaugender burner, characterized in that the gas side is a diaphragm-shaped installation at the end of the fuel inlet is made skanal, followed by an adjustable nozzle gap of a suction followed and sucked by the result of the action of a gaseous primary flow at a higher pressure than the fuel to be sucked the same and flows through this a conically widening nozzle channel and with the Oxydmittelsmittelstrom, which au managed by a Oxydationsmittelkanal a twisting device, abandoned by this twisted the Brennervorraum and formed with the sucked fuel and the primary flow a well'durchmischtes swirl flow field and the negative pressure area reduces the Ausströmdruckverlust reduced ..

2. Self-priming burner, according to item 1 characterized in that., Is used to control the amount of fuel sucked the adjustable nozzle gap and / or the pressure of the primary volume flow.

3. Self-priming burner according to Pkt. 1 and 2 characterized in that the pressure of the primary volume flow and / 'or the nozzle gap for setting dex fuel quantity to be sucked according to the requirements of Eand, is simply automatic or remotely controllable.

4. Self-priming burner according to Pkt. 1 to 3, characterized in that the fuel to be sucked is a gaseous fuel and / or a fluid of solid fuel parts with a high carrier gas content and / or a gaseous fuel with solids content and / or another configuration of an absorbent fuel ,

5. Self-priming burner according to Pkt. 1 to 4, characterized in that the primary volume flow can also be a combustible gas or a secondary oxidation.

6. Self-priming burner according to Pkt. 1 to 5, characterized in that the nozzle inlet, the nozzle gap and the subsequent nozzle channel is aerodynamically associated with the fuel to be sucked.

7. Self-priming burner according to Pkt. 1 to 6, characterized in that the burner can also be executed without Swirlinbaut s or can also have a controllable swirl device.

S. self-priming burner according to Pkt. 1 to 7, characterized in that a separate ignition device and / or holding flame is present or

Autoignition is achieved.

9. Self-priming burner according to Pkt. 1 to 8. Characterized by the fact that the burner can also be performed muffellos.

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