DD212786A1 - DEVICE FOR COMBUSING DUST-FUSED FUELS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbrennung von staubfoermigen Brennstoffen, die insbesondere an Kesseln, aber auch an mit feuerfesten Baustoffen ausgekleideten Brennraeumen zum Einsatz kommen kann. Infolge der damit erzielbaren hohen Waermedichte u. guten Automatisierbarkeit ist sie vorzugsweise als Ersatz f. bisher mit Heizoel oder Gas betriebene Brenner geeignet. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Sekundaerluftstrom mit einer dem Auslegungsquerschnitt des Einlaufkanals entsprechenden und durch eine im Einlaufkanal angeordnete spezielle Stellklappe variierbare Geschwindigkeit tangential so in das Gehaeuse eintritt, dass sich eine stabile Drallstroemung mit innerer Rezirkulationszone, auch ohne aufwendigen Luftleitapparat mit vergleichsweise kompliziertem inneren Aufbau insbesondere bei Drallverstellbarkeit, aufbaut.The invention relates to a device for the combustion of Staubfoermigen fuels, which can be used in particular on boilers, but also on lined with refractory materials Brennraeumen. As a result of the achievable high heat density u. good automatability, it is preferably as a substitute f. previously used with fuel oil or gas burner suitable. The essence of the invention is that the secondary air flow with a the design cross section of the inlet channel corresponding and variable by a valve disposed in the inlet channel variable speed tangentially enters the housing so that a stable swirl flow with inner recirculation zone, even without complex spoiler with comparatively complicated internal structure especially in twist adjustability, builds.
Description
Λ. ·Λ. ·
Titel der Erfindung -Title of the invention -
Vorrichtung zur Verbrennung staubförmiger BrennstoffeApparatus for burning pulverulent fuels
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbrennung staubförmiger Brennstoffe mit der auch in engen und stark gekühlten Brennräumen, wie sie insbesondere die Flammrohre in Kesseln darstellen, eine homogene rotierende Flamme erzeugt werden kann« Die Vorrichtung ist auch in Brennräumen, die mit feuerfesten Baustoffen ausgekleidet sind, einsetzbar. Infolge ihrer hohen Automatisierbarkeit und Wärmedichte ist die Vorrichtung insbesondere als Ersatz für bisher mit Heizöl oder Gas betriebene Brenner verwendbar.The invention relates to a device for the combustion of pulverulent fuels with the even in narrow and highly cooled combustion chambers, as they represent in particular the flame tubes in boilers, a homogeneous rotating flame can be generated. The device is also in combustion chambers, which are lined with refractory materials, used. As a result of their high degree of automation and heat density, the device can be used in particular as a replacement for burners previously operated with fuel oil or gas.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
In Kesseln und Brennräumen industrieller Wärraeanwendungsanlagen werden sowohl zur Leistungserhöhung gegenüber herkömmlichen Rostfeuerungen als auch zur Substitution von Heizöl bzw. Gas zunehmend Vorrichtungen zur Verbrennung staubförmiger Brennstoffe eingesetzt, die rotierende Flämmen mit hoher Wärmedichte erzeugen und technisch mehrfach gelöst sind..In boilers and combustion chambers of industrial heat application systems are increasingly used both to increase performance over conventional grate firing as well as the substitution of fuel oil or gas devices for burning pulverulent fuels that produce rotating flames with high heat density and technically solved several times.
So auch in einem Brenner nach WP 0153 911, in dem der Drallimpuls des Sekundärluftstromes durch einen axial fest um das Brennstaub-Rohr angeordneten Drallschaufelkranz erzeugt wird,So also in a burner according to WP 0153 911, in which the swirl momentum of the secondary air flow is generated by an axially fixedly arranged around the fuel dust tube swirl vane ring,
Im Patent DE-AS 29 33 060 ist ein solcher Drallschäufelkrans verstellbar angeord.net.In patent DE-AS 29 33 060 such a swirl trough crane is adjustable angeord.net.
Gemäß Patent DE-PS 31 06 824 wird der Drallimpuls durch die Kombination einer Wirbeleinrichtung am Brennermund mit fest eingestellten Flügeln, die im Winkel von 25° bis 35° zur Brennerachse angeordnet sind, erzielt·According to patent DE-PS 31 06 824, the swirl momentum is achieved by the combination of a swirl device on the burner mouth with fixed blades, which are arranged at an angle of 25 ° to 35 ° to the burner axis.
Als Mangel in vorstehend genannten Lösungen wird erkannt, daß sie zur Erzielung des notwendigen Drallimpulses einen aufwendigen Luftleitapparat benötigen, der ein relativ großes Bauvolumen und einen damit verbundenen erhöhten Materialaufwand für den Brenner verursacht sowie einen vergleichsweise komplizierten inneren Aufbau des Luftleitapparates insbesondere bei Drallverstellbarkeit erfordert.As a deficiency in the aforementioned solutions is recognized that they require to achieve the necessary swirl impulse consuming louvers, which causes a relatively large volume and an associated increased cost of materials for the burner and a relatively complicated internal structure of the spoiler requires in particular with swirl adjustability.
Weiterhin wird erkannt, daß die Brenner mit Drallschaufelkranz bzw, Luftleitapparat bei gleicher Nennleistung einen vergleichsweise hohen Druck für den Sekundärluftstrom benötigen.Furthermore, it is recognized that the burner with swirl vane or, air guide at the same power rating require a relatively high pressure for the secondary air flow.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die -Erfindung hat das Ziel, eine Vorrichtung bereitzustellen, die bei vergleichsweise geringem Bauvolumen und Materialaufwand sowie bei einfachstem Aufbau und Fertigungsaufwand günstige Voraussetzungen zur optimalen Verbrennung unterschiedlicher staubförmiger Brennstoffe bietet. Gegenüber vergleichbaren Vorrichtungen soll der sekundärluftseitige Druckbedarf im Nennlastbereich gesenkt sowie die Unempfindlichkeit gegen Stelleingriffe in den Brennstoff- und/oder Verbrennungsluftstrom erhöht werden. Damit werden Voraussetzungen für eine verbesserte Automatisierbarkeit bei häufigem Ein-/Ausbetrieb und hohen Laständerungsgeschwindigkeiten geschaffen.The invention has the aim of providing a device that offers favorable conditions for optimal combustion of different pulverulent fuels with a comparatively small volume and material expenditure as well as with the simplest construction and production costs. Compared with comparable devices, the secondary air-side pressure requirement in the nominal load range is to be lowered, and the insensitivity to control interventions in the fuel and / or combustion air flow is to be increased. This creates the prerequisites for improved automation with frequent on / off operation and high load change speeds.
Λ. .Λ. ,
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Sekunddärverbrennungsluft durch einen entsprechend ausgebildeten Einlaufkanal (2) tangential in das Gehäuse (4) eingeleitet wird. Die Einleitung erfolgt dabei einseitig in den durch das Gehäuse (4) und das Zentralrohr (5) gebildeten Ringkanal (6), wodurch die Sekundärverbrennungsluft einen Drallimpuls erhält, dessen Stärke von der durch die Abmessungen des Einlaufkanals (2) abhängigen Eintrittsgeschwindigkeit bestimmt wird« Die zur Anpassung der Flamme an vorgegebene Brennraumgeometrien bzw. Einsatzzwecke oder unterschiedliche Brennstoffe erforderliche Regulierung des Drallgrades erfolgt durch die erfindungsgeraäße Stellklappe (?) im Einlaufkanal (2).The essence of the invention is that the secondary combustion air is introduced tangentially into the housing (4) through a correspondingly formed inlet channel (2). The introduction takes place on one side in the through the housing (4) and the central tube (5) formed annular channel (6), whereby the secondary combustion air receives a swirl pulse, the strength of which by the dimensions of the inlet channel (2) dependent entry velocity is determined To adjust the flame to predetermined combustion chamber geometries or applications or different fuels required regulation of the degree of swirl is carried out by the erfindungsgeraäße valve (?) in the inlet channel (2).
Durch die gefundene Lösung zur Drallerzeugung kann auf den aufwendigen Luftleitapparat und ggf. notwendige Verstelleinrichtungen verzichtet werden, was zu einer material- und platzsparenden sowie kostengünstigen.Bauweise führt und einen geringeren Druck des Sekundärluftstromes bedingt.Due to the found solution for swirl generation can be dispensed with the elaborate spoiler and possibly necessary adjustment, which leads to a material and space-saving and cost-effective. Design and requires a lower pressure of the secondary air flow.
Zur Regulierung des für eine optimale Verbrennung, entsprechend der zugeführten Brennstoffmenge, notwendigen Sekundärluftstromes wird dem Brenner eine an sich bekannte Drosselklappe (8) vorgeschaltet.To regulate the necessary for optimal combustion, according to the amount of fuel supplied, secondary air flow to the burner a per se known throttle valve (8) is connected upstream.
Erfindungsgemäß wird im Gehäuse (4) ein Vormischraura dadurch ausgebildet, daß das zur Einleitung des Brennstaub-Primärluft-Gemisches (9) dienende Zentralrohr (5) erheblioh vor dem Diffusor (7) endet. Die tangential mit hoher Geschwindigkeit eintretende Sekundärluft bewirkt eine rotierende Strömung mit stark ausgeprägter innerer, unmittelbar bis in den Vormischraum herangeführter Rezirkulationszone, die.zu einer guten Vormischung des Brennstaub-Primärluft-Gemisches mit der Sekundärluft vor Eintritt in den Diffusor (7), und einer damit gleichmäßigeren Verteilung des Brennstaubes in der Verbrennungsluft führt, wodurch sichAccording to the invention, a premix traction is formed in the housing (4) in that the central tube (5) serving to introduce the pulverized fuel / primary air mixture (9) terminates before the diffuser (7). The tangentially entering at high speed secondary air causes a rotating flow with a strong inner, brought directly into the premixing chamber recirculation, die.zu a good premix of the fuel dust-primary air mixture with the secondary air before entering the diffuser (7), and a thus more uniform distribution of the fuel dust in the combustion air leads, resulting in
die charakteristische kurze rotationssymmetrische Flamme ausbildet. the characteristic short rotationally symmetric flame is formed.
Bedingt dadurch, daß die gesamte zugeführte Verbrennungsluft unmittelbar an der Verbrennung beteiligt ist, lassen sich vergleichsweise höhere feuerungstechnisehe Wirkungsgrade ,r erzielen.Due to the fact that the entire supplied combustion air is directly involved in the combustion, comparatively higher combustion technology efficiencies, r can be achieved.
Die der gefundenen Lösung entsprechende, gegenüber anderen' . Lösungen vergleichsweise flachere Leistungskennlinie bedingt zwar einerseits eine exakte Leistungsanpassung, führt aber andererseits zu einer größeren Unempfindlichkeit gegen schnelle Laständerungen, wie sie beim Einsatz schnellwirkender Stellglieder auftreten, und gestattet damit eine bessere Automatisierbarkeit.The solution found, compared to others'. Although comparatively shallower performance characteristics require an exact power adjustment, on the other hand they lead to a greater insensitivity to rapid load changes, as they occur when using fast-acting actuators, and thus allows better automation.
Ausführungsbeispiel ;Embodiment;
Die Vorrichtung wird im nachfolgenden Ausführungsbeispiel anhand der Figuren 1 und 2 erläutert. .The device will be explained in the following embodiment with reference to Figures 1 and 2. ,
Der Einsatz von festen Brennstoffen anstelle von Heizöl oder Gas in Wärmeerzeugungsanlagen bzw· Industrieöfen erfordert die Anwendung verbesserter oder neuer Brennersysteme. Dabei stehen Drall- oder Wirbelbrenner, in denen staubförmige Brennstoffe zum Einsatz kommen, im Vordergrund, weil mit ihnen vergleichbare Wärmestromdichten erzielt werden können. Die erfindungsgemäße Lösung stellt einen solchen ,Brenner dar, der auf Grund seiner teohnisch einfachen Lösung sehr material-, kosten- und platzsparend-ist.The use of solid fuels instead of fuel oil or gas in heat generation plants or industrial furnaces requires the use of improved or new burner systems. Here, swirl or vortex burners in which dusty fuels are used, in the foreground because comparable heat flux densities can be achieved with them. The solution according to the invention represents such a burner, which is due to its teohnisch simple solution very material, cost and space-saving.
Als Einsatzgebiet für diese Vorrichtung sind insbesondere solche Kessel anzusehen, die ursprünglich für feste Brennstoffe mittels Rostfeuerung ausgelegt waren, später auf den Einsatz flüssiger Brennstoffe umgerüstet oder auch als Neuanlagen auf Heizöl- oder Gasbasis aufgebaut wurden. Die dabei zum Einsatz gebrachten Ölbrenneranlagen mit geringemAs a field of application for this device, in particular, those boilers are to be considered, which were originally designed for solid fuels by means of grate firing, later converted to the use of liquid fuels or were built up as new systems based on fuel oil or gas. The thereby used oil burner systems with low
Bauvolumen erfordern "bei ihrer Umstellung auf Kohlenstaub solche Brenner, die sich infolge geringer äußerer Abmessungen gut in vorhandene Anlagenkonfigurationen einpassen und einen geringen Ums teilaufwand verursachen.Construction volume require "when you switch to coal dust such burners that fit well due to small external dimensions in existing plant configurations and cause a small Ums partial expenditure.
An einem solchermaßen auf Braunkohlenbrikettstaubfeuerung umgerüsteten Dampferzeuger mit einer Leistung von 5,2 t/h kam die erfindungsgemäße lösung zur Verbrennung des Brennstaubes zum Einsatz.At a thus converted to lignite briquette dust boiler steam generator with a capacity of 5.2 t / h, the inventive solution for burning the fuel dust was used.
r-.% Der Brennstaub wird mittels Trägerluft, die gleichzeitig Bestandteil der insgesamt erforderlichen Verbrennungsluft ist, als Brennstaub-Primärluft-Gemisch (9) dem Brenner in entsprechend ausgelegten Rohrleitungen mit sicherheitstechnisch bedingten !.lindestgeschwindigkeiten zugeführt und im Zentralrohr (5) zum Vormischraum geleitet. Die notwendige Sekundärluft (1) wird als sogenannte Zwangsluft mit einer dem Auslegungsquerschnitt des Einlaufkanals (2) entspre-,. ohenden Geschwindigkeit, tangential in den vom Gehäuse (4) und vom Zentralrohr (5) gebildeten Ringkanal (6) geführt, wodurch die Sekundärluft (1) einen starken Drällimpuls erhält. Der Drallgrad läßt sich dabei durch eine im Einlaufkanal (2) angeordnete Stellklappe (3) an erforder- r -. % The fuel dust is supplied by carrier air, which is also part of the total required combustion air as fuel dust-primary air mixture (9) the burner in accordance with laid out pipelines with safety-related! .Lindestgeschwindigkeiten and passed in the central tube (5) to the premixing chamber. The necessary secondary air (1) is as so-called forced air with a design the cross section of the inlet channel (2) entspre-.,. ohenden speed, tangentially into the annular channel (6) formed by the housing (4) and the central tube (5), whereby the secondary air (1) receives a strong pressure pulse. The degree of swirl can thereby be adjusted by a control flap (3) arranged in the inlet channel (2).
( ) liehe Bedingungen, die durch die Anpassung der Flamme an vorgegebene Brennraumgeometrien und Einsatzzwecke oder 'Brennstoffe bestimmt werden, angleichen. Die Regulierung des für die optimale Verbrennungsführung notwendigen Sekundär luft stromes erfolgt mit einer an sich bekannten, vor dem Einlaufkanal (2) angeordneten, Drosselklappe (8). Die Sekundärluft vermischt sich im Vormischraum mit dem Brennstaub-Primärluft-Gemiseh sowohl durch den Brall der Sekundärluft als auch durch die sieh dadurch .aufbauende Rezirkulation in der Flamme, so daß eine sehr homogene Verteilung des Kohlenstaubes in der Verbrennungsluft eintritt.() match conditions determined by adapting the flame to given combustion chamber geometries and uses or fuels. The regulation of the necessary for the optimal combustion management secondary air flow takes place with a known, before the inlet channel (2) arranged throttle valve (8). The secondary air mixes in the pre-mixing chamber with the Brennstaub-Primärluft Gemiseh both by the Brall of the secondary air as well as by sieh see .aufbauende recirculation in the flame, so that a very homogeneous distribution of coal dust enters the combustion air.
Die Zündung des Brennstaub-Luft-Gemisches erfolgt im Brennraum (10) beispielsweise mittels bekannter, mit Die—The ignition of the fuel-air mixture takes place in the combustion chamber (10), for example by means of known, with Die-
selkraftstoff oder Propan betriebener Zündbrenner. Infolge des hohen Drallimpulses und der guten Durchmischung des Brennstaub-Luft-Gemisches bildet sich eine für die gefundene 'Lösung charakteristische kurze rotationssymmetrische Flamme aus, die soweit geregelt und automatisch gesteuert wird, daß'ein gleicher Automatisierungsgrad wie bei ölbeheizten Anlagen eintritt.self-fuel or propane fueled pilot burner. As a result of the high swirl momentum and the good mixing of the pulverized fuel and air mixture, a short rotationally symmetric flame characteristic of the solution is formed, which is regulated and automatically controlled to the extent that the same degree of automation occurs as in oil-fired plants.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD24672982A DD212786A1 (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | DEVICE FOR COMBUSING DUST-FUSED FUELS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD24672982A DD212786A1 (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | DEVICE FOR COMBUSING DUST-FUSED FUELS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD212786A1 true DD212786A1 (en) | 1984-08-22 |
Family
ID=5543970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD24672982A DD212786A1 (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | DEVICE FOR COMBUSING DUST-FUSED FUELS |
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Country | Link |
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DD (1) | DD212786A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936105A1 (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-02 | Leuna Werke Veb | Swirl generator for burner - has rotationally symmetric swirl chamber with tangential inlet ducts |
-
1982
- 1982-12-29 DD DD24672982A patent/DD212786A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936105A1 (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-02 | Leuna Werke Veb | Swirl generator for burner - has rotationally symmetric swirl chamber with tangential inlet ducts |
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Legal Events
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