DD216778A1 - Kohlenstaub-drallbrenner - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kohlenstaub-Drallbrenner, insbesondere fuer den Zuend- und Stuetzfeuerbetrieb von Grossdampferzeugern mit einem inneren Primaerrohr fuer die Zufuehrung des Brueden-Staub-Gemisches und einem das Primaerrohr umgebenden Sekundaerrohr fuer die Verbrennungsluft, der zumindest ein Drallgitter fuer das Brueden-Staub-Gemisch aufweist. Es soll eine stabile Zuendung und Verbrennung bei der Verfeuerung ballastreicher Brennstoffe erreicht werden, wenn der Massenstrom des Brueden-Staub-Gemisches dem der Verbrennungsluft gleich ist oder ihn uebersteigt. Dazu ist am Austritt aus dem Primaerrohr ein Drallgitter angeordnet. Durch einen kegelfoermigen Stroemungskoerper, der durch das Drallgitter fixiert ist, wird die Radialkomponente der tangentialen Abstroemung, die im Drallgitter erzeugt wird, noch zusaetzlich erhoeht. Die Zufuehrung der Verbrennungsluft kann dabei verdrallt aber auch unverdrallt erfolgen, da durch die tangentiale Abstroemung des Staub-Buerden-Gemisches nach Brenner eine gute Vermischung mit dem Verbrennungsluftstrom erreicht wird.

Description

Titel der Erfindung ,

Kohlenstaub-Drallbrenner Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Drallbrenner zur Verbrennung von staubförmigen Brennstoffen, insbesondere ballastreicher Rohbraunkohle, mit einem Primärrohr für das Brüden-Staub-Gemisch mit einem Drallgitter und zentralem Verdrängungskörper.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Verbrennung von staubförmigen Brennstoffen in Dampferzeugern sind Strahlbrenner bekannt, bei denen jeweils Über gesonderte rechteckförmige Kanäle der Brennstoff und die Luft zugeführt werden. Weiterhin sind Diffusionsbrenner bekannt, wo bereits im Brenner selbst die Zuführung der Luft über Düsen tangential in den Brüden-Staubgemischstrom erfolgt. Die Brenner arbeiten mit äußerer Rezirkulation, um die notwendige Zündwärme an die arennermündung heranzuführen. Außerdem arbeiten diese mit langen Flammen und benötigen lange Misch- und Ausbrandwege. Deshalb wurden bereits Drall-

bronner entwickelt', die zusätzlich zur äußeren Rezirkulation noch eine innere Rezirkulation erreichen sollen, was durch Vordrallung der Verbrennungsluft und/oder des Brüden-Staub-Gemisches erreicht wird (SU 805001). Bei großen Brüden-Staub-Strömen ist mit der Verdrallung allein die zündstabilisierende Rezirkulation nicht zu erreichen. Deshalb sind für solche großen Brüden-Staub-Volumenströme die bekannten Drallbrenner nicht anwendbar. Es wurde deshalb ein Drallbrenner fur derartige Brennstoffverhältnisse vorgeschlagen, bei dem im Primärrohr ein geschlossenes Kernrohr angeordnet ist, das ein Drallgitter trägt. Mit Machlassen der Wirksamkeit der inneren Versperrung ist diener Brennertyp nicht für kleinere Primärrohrduchmesser anwendbar, wie sie beispielsweise bei Zündbrennern für Großdampferzeugern benötigt Werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine stabile Zündung und Verbrennung bei der Verfeuerung von ballastreichen staub,-förmigen Brennstoffen in Dampferzeugern, vorrangig Rohbraunkohle aus Mahltrocknungsanlagen, zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, einen Drallbrenner mit einera/jPrimärrohr für das ßrüden-Staubge;.tisch und einem Sekundärrohr für die Verbrennungsluft, bei dem der Hassenstrom des Brüden-Staub-Gemisches dem der Verbrennungsluft gleich ist bzw» ihn übersteigt, \so auszubilden und anzuordnen, daß ohne zusätzlichen Stützbrennstoff eine stabile Zündung erreicht wird. «

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Dazu ist erfindungsgemäß am Austritt aus dem Primärrohr ein Drallgitter so angeordnet, daß es zu einer Verwirbelung des Brüden-Staub-Gemisches erst nach dem Verlassen des Primär«

rohres führt. Durch einen vom Drallgitter fixierten an sich bekannten kegelförmigen Strömungskörper wird die Radialkomponente der tangentialen Abströmung, die im Drallgitter erzeugt wird, noch zusätzlich erhöht· Die Zuführung der Verbrennungsluft kann dabei verdrallt aber auch unverdrallt erfolgen, da durch die tangentiale Abströmung des Staub-Brüden-Gemisches nach Brenner eine gute Vermischung mit dem Verbrennungsluftstrom erreicht wird. .

Es ist zwar ein Rundbrenner mit ringförmiger Staubeinführung bekannt, bei dem vor dem Zentralrohr für die Sekundärluft ein Verdrängungskegel angeordnet ist und dieser von Wendeflächen und Wendeleisten distanziert und gehaltert ist, die in der Staub- und Luftzuführung eingebaut sind (DD 4!>28) . Bei dieser Lösung handelt es sich um einen Rundbrenner ohne jeden Dralleffekt. Die auf der Staubseite engeordneten Wendeleisten haben, wie beschrieben, die Aufgabe, eine gleichmäßige Beaufschlagung am Brenneraustritt trotz der einseitigen Staubzuführung zu sichern. Weiterhin läßt der offene Kegelstumpf, der einem Teil der Sekundärluft den geradlinigen Eintritt in das Zentrum des Flammenkörpers ermöglichen soll, in keiner ,Weise die typische innere Rückströmzone eines Drallbrenners entstehen. Im Gegensatz dazu weist der Brenner nach der Erfindung durch das am Austritt angeordnete Schaufelgitter eine starke Drallf^omponente auf. Durch den Verdrängungskörper wird in bekannter Weise die Herausbildung einer starken Rückströmung heißer Gase innerhalb des Flammenkörpers zusätzlich unterstützt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Drallgitters nach den Austrittsquerschnitt und gleichzeitig Nutzung als Tragelement für den Verdrängungskörper, wird dabei ein mini-

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maler Druckverlust in der Staubströmung erzielt und gleichzeitig günstige Mischbedingungen zwischen Brennstoff und Luft erreicht.

Ausführungsbeispiel

Der Drallbrenner besteht imvesentlichen aus dem Primärrohr 1 für das ßrüden-Staub-Gemisch und einem Sekundärrohr 2 für die Verbrennungsluft. Am Austritt aus dem Primärrohr sind die Drallschaufeln 3 so angeordnet, daß sie einen Strömungskegel 4 außerhalb des Primärrohres fixieren. Der Brüden-Staubstrom erhält im Drallgitter 3 eine tangentiale Beschleunigung, die zur Erzeugung einer nach außen «gerichteten Abströmung führt, die keine Begrenzung durch das Primärrohr erfährt, sondern frei wirken kann. Hinzu kommt eine zusätzliche Ablenkung der Strömung nach außen* die durch den Strömungskegel 4 erzeugt wird. Damit wird eine starke radiale Abströmung erreicht, die zu einem großen Unterdruckgebiet unmittelbar hinter dem Brenner führt, mit dem eine starke innere Rezirkulation erzeugt wird, die die Rauchgase mit Verbrennungstemperaturniveau an den Brennermund zurückgeführt und hier die Aufwärmung und Zündung des eingetragenen Staub-Gemisches sichert.¹ Dor außen befindliche Luftschleier trägt dabei zur Wärmeisolation zur Brennkammer bei, wodurch auch bei kalter Umgobung eine stabile Zündung gewährleistet wird. Gleichzeitig führt die starke Ablenkung des Staubgemisches zur intensiven Vermischung mit dem mit geringerem bzw. ohne Drall eingeblasenen Verbrennungsluftstrom, nach bzw. während dieser Aufheizphase, durch die zurückgesaugten Verbrennungsgase. Der Zeitraum zwischen Austritt der Staubteilchen aus dem Primärrohr und ihr Eintritt in den Luftschleier kann vorzugsweise mit Hilfe des Drallgrades der Luft aber auch mit dem prallgrad des Brüden-Staub-Gemisches bzv/. der Kegelform des Strömungskörpers Variiert, d.h* die Aufheizzeit der

der Staubteilchen bis zur Zündung optimiert werden. Die Zündung des Staubes erfolgt einmalig durch ein geeignetes Zündinitial am Brennermund. . Die innere Rezirkulation der heißen Rauchgase gewährleistet die Selbststabilisierung der Kohlenstaubzündung für den weiteren Betrieb.

-t'AttG, 1983*107205.

Claims (3)

1. Erf indungsanspruch ' ·.

   1. Kohlenstaub-Drallbrenner, insbesondere fur den Zündbzw. Stützfeuerbetrieb von GroSdampferzeugern, mit einem inneren Primärrohr für die Zuführung des Brüden-Staub-Gemisches und einem das Primärrohr umgebenden Sekundärrohr für die Verbrennungsluft, der zumindest ein Drallgitter für dae Brüden-Staub-Gemisch aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß das Drallgittar (3) für das Brüden-Staub-Gemisch aus der Mündung des Primärrohres (1) ragend angebracht ist und einen an sich bekannten zentral angeordneten Strömungskörper (4) aufweist, während das Sekundärrohr (2) so ausgebildet ist, daß die Verbrennungsluft mit geringerem oder ohne Drall eingeblasen wird,
2. 2. Brenner nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Strömungskörper (4) die Form eines konkaven Paraboloides aufweist.
3. 3. Brenner nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Querschnitt des Primär- (1) und Sekundärrohres (2) vieleckig, vorzugsweise rechteckig, ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.