DD231474A3 - Kohlenstaub-zuend-wirbelbrenner - Google Patents

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DD231474A3
DD231474A3 DD25500083A DD25500083A DD231474A3 DD 231474 A3 DD231474 A3 DD 231474A3 DD 25500083 A DD25500083 A DD 25500083A DD 25500083 A DD25500083 A DD 25500083A DD 231474 A3 DD231474 A3 DD 231474A3
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DD
German Democratic Republic
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pitch
burner
pulverized coal
secondary air
coal dust
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Application number
DD25500083A
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English (en)
Inventor
Winfried Woehlte
Hartmut Schettler
Hans-Dieter Tiebel
Peter Bartholomaeus
Original Assignee
Boxberg Kraftwerk Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kohlenstaub-Zuend-Wirbelbrenner mit einem Kernrohr und mit in den Kanaelen fuer das Kohlenstaub-Luft-Gemisch sowie fuer die Sekundaerluft angeordneten Dralleinrichtungen, wobei die Dralleinrichtungen so ausgebildet und angeordnet werden sollen, dass eine stabile Flammenfuehrung erreichbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemaess die Schaufeln der Dralleinrichtung fuer das Kohlenstaub-Luft-Gemisch mit einer Teilung von 30 und einer Anstellung von 15 und fuer die Sekundaerluft mit einer Teilung von 20 und einer Anstellung von 65 angeordnet sind und eine ungleichmaessige Teilung aufweisen, und dass vor dem Brennermund ein Kranz stabfoermiger ungekuehlter Flammenhalter angeordnet ist, dessen Staebe in den freien Bereich der ungleichmaessigen Teilung hineinragen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kohlenstaub-Zünd-Wirbelbrenner Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die Kohlenstaub-Hauptbrenner einer Feuerung, z. B. für Großdampferzeuger in Wärmekraftwerken, werden erst dann zugeschaltet, wenn die Brennkammer der Feuerung für eine Zündung des Kohlenstaub-Trägergas-Gemisches ausreichend vorgewärmt ist. Die Vorwärmung erfolgt in Abhängigkeit von der Kohlenstaubqualität durch öl- oder gasbetriebenen Zündbrenner mit einer großen Betriebszeit, so daß ein sehr hoher Öl- oder Gasverbrauch zu verzeichnen ist. So bestehen vielfältige Bemühungen, diesen hohen Öl- oder Gasverbrauch zu mindern, wesentlich zu reduzieren oder zu vermeiden.
Diese Aufgabenstellung hat eine Vielzahl von Lösungen hervorgebracht. So ist es bekannt, aus dem laufenden Mühlenbetrieb Kohlenstaub zu gewinnen und zu speichern und im Bedarfsfall mit Wärmeträgern über beheizte Zündbrenner in die Feuerung einzublasen. Diese Verfahrensweise erfordert einen hohen Energieaufwand für die Erwärmung des Kohlenstaub-Trägergas-Gemisches und für die Beheizung des Zündbrenners sowie einen hohen anlagentechnischen Aufwand. Außerdem ist es erforderlich, die öl- oder gasbetriebene Initialzündung einen längeren Zeitraum zu betreiben. Weiterhin ist bekannt, den Zündbrenner mit dem Kohlenstaub-Trägergas-Gemisch aus der Mahltrocknung zu betreiben. Diese Fahrweise erfordert jedoch einen sehr hohen Öl-oder Gasverbrauch für den Zünd- und Stützbetrieb des Zündbrenners. Unabhängig von der Betriebsweise der mit einem Kohlenstaub-Trägergas-Gemisch betriebenen Zündbrenner hat sich als günstiger konstruktiver Aufbau des Zündbrenners folgendes Prinzip bewährt:
Zentrisch um ein einen Öl-Brenner aufweisendes Zentralrohr ist ein das Kohlenstaub-Trägergas-Gemisch führendes Innenrohr und ein die Sekundärluft führendes Außenrohr angeordnet, wobei die Zuführung der Medien jeweils tangential erfolgt. Verschiedentlich weisen Innen-und/oder Außenrohr Dralleinrichtungen auf, und der Zündbrenner ist mit einem Diffusoraustritt versehen.
Besteht nun die Aufgabenstellung, einen derart konstruierten Zündbrenner mit einem kalten Kohlenstaub-Trägergas-Gemisch und kalter Sekundärluft zu betreiben, um den Öl- oder Gasverbrauch zu vermeiden, so wurde festgestellt, daß keine Zündung erzielt werden konnte.
Erst durch eine äußerst lange Betriebszeit der öl- oder gasbetriebenen Initialzündung oder durch eine Anwärmung des Zündbrenneraustrittes (Zündmuffel) ist eine sichere Zündung des Kohlenstaub-Trägergas-Gemisches möglich. Es ist schon vorgeschlagen worden, einen Kohlenstaub-Zünd-Wirbelbrenner so zu gestalten, daß eine Zuströmung der Medien über die Kanalquerschnitte so erfolgt, daß eine gleichmäßige und symmetrische Strömung und Staubbeladung erzeugt wird und nach Einleitung der Initialzündung eine durch die austretenden Medien gebildete Rückströmzone eine sichere Zündung der kalten Medien gewährleistet ist.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Innenkanal mit einem einen Spalt und ein Überströmteil sowie eine Prallfläche bildendes exzentrisch angeordnetes Eintrittsgehäuse und der Außenkanal mit einem Spalt und ein Überströmteil bildendes exzentrisch angeordneten weiteren Eintrittsgehäuse versehen ist, so daß durch die mit den Eintrittsgehäusen verbundenen Zuführungskanäle linear sich ändernde Strömungsquerschnitte gebildet sind, in deren kleinstem Querschnittsteil eine Trennwand angeordnet ist.
Obwohl aufgrund der durchgeführten Versuche eine Verbesserung des Zündverhaltens zu erwarten ist, erfolgte eine Realisierung, bedingt durch einen komplizierten Aufbau, noch nicht.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist, einen Kohlenstaub-Zünd-Wirbelbrenner zu entwickeln, mit dem ein kaltes Kohlenstaub-Luft-Gemisch und kalte Sekundärluft stabil gezündet werden können.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kohlenstaub-Zünd-Wirbelbrenner mit einem Kernrohr und mit in den Kanälen für das Primärgemisch sowie für die Sekundärluft angeordneten Dralleinrichtungen so auszubilden, daß eine stabile Flammenführung erreicht ist.
-2- 550 00
Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Schaufeln der Dralleinrichtung für das Kohlenstaub-Luft-Gemisch mit einer Teilung von 30° und einer Anstellung von 15° und für die Sekundärluft mit einer Teilung von 20° und einer Anstellung von 65° angeordnet sind und eine ungleichmäßige Teilung aufweisen und daß vor dem Brennermund ein Kranz stabförmiger ungekühlter Flammenhalter angeordnet ist, dessen Stäbe in den freien Bereich der ungleichmäßigen Teilung hineinragen.
Ausführungsbeispiel
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1: den Längsschnitt des Kohlenstaub-Zünd-Wirbelbrenners,
Fig. 2: die Draufsicht gegen das Brennermaul.
Der Kohlenstaub-Zünd-Wirbelbrenner weist das Kernrohr 1 auf, das im Bedarfsfall als Beobachtungsrohr ausgebildet ist, den Initialzünder (Öl-, Gashilfszündbrenner oder elektrische Zündeinrichtung) aufnimmt oder verschlossen wird. Konzentrisch um das Kernrohr 1 ist der Kanal 2fürdasKohlenstaub-Luft-Gemisch mit dem rechtwinkligen Anschluß 3 und der Kanal 4 für die Sekundärluft mit dem rechtwinkligen Anschluß 5 angeordnet. Die Sekundärluftzufuhr ist durch Klappen regelbar zuführbar (nicht dargestellt).
Die Kanäle 2; 4 sind mit Dralleinrichtungen 6; 7 versehen, wobei die Schaufeln der Dralleinrichtung 6 mit einer Teilung von 30° und die der Dralleinrichtung 7 mit einer Teilung von 20° versehen sind. Die Schaufelnder Dralleinrichtung 6 sind mit einem Winkel von 15° und die der Dralleinrichtung der Sekundärluft mit einem Winkel von 65° angestellt. Die Teilung der Dralleinrichtungen 6; 7 ist außerdem ungleichmäßig, da jeweils zwei oder vier Schaufeln in den Dralleinrichtungen 6; 7 entfallen.
In diese freien Bereiche ragt der Kranz des stabförmigen ungekühlten Flammenhalters 8 hinein, wobei die einzelnen Stäbe 8.1; 8.2; 8.3; 8.4 von der Innenwand 9 des Brennermundes bis in den mittleren Bereich der Dralleinrichtung 6 angeordnet sind.
Zwischen dem Kanal 2 (Kohlenstaub-Luft-Gemisch und Kanal 4 (Sekundärluft) ist der verschlossene Ringspalt 10 angeordnet.
Der gesamte Brenner ist über die Flanschverbindung 11 mit der Dampferzeugerwand 12 verbunden.
Eine besonders günstige Flammenführung und Zündstabilität wird dann erreicht, wenn folgende geometrische Verhältnisse vorgesehen sind:
a) Länge des Kanals 2 von Staubeintritt bis-austritt: 1600mm
b) Durchmesser des Kanals 2: 350 mm
c) Durchmesser des Kanals 4: 630 mm
d) Durchmesser des Kernrohres 1: 80 mm
e) Breite des Ringspaltes 10: 40 mm wobei folgende Mengenverhältnisse erreicht werden sollen:
a) Kohlenstaub-Luft-Gemisch 6 000-7 000 m3/h bei ca. 2Tm/s Fördergeschwindigkeit
b) Sekundärluft 12.000-14.000 m3/h bei einem Druck von ca. 120 mm WS
Die Wirkungsweise ist folgende:
Zur Zündung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches, welches mittels eines Gebläses über den Anschluß 3 durch den Kanal 2 gefördert wird, erfolgt das Einführen eines gezündeten Initialzünders (Öl-, Gas- oder Elektroenergiehilfszündbrenners) in das Kernrohr 1.
Der Zünder wird bis in die Ebene des Flammenhalters 8 vorgeschoben. Nachdem der Öl-oder Gashilfszündbrenner ca. 5 Minuten in Betrieb ist bzw. der elektrische Zündhilf sbrenner auf eine Temperatur von ca. 800—900 °C aufgeheizt ist, erfolgt die Zugabe des Kohlenstaub-Luft-Gemisches durch den Kanal 2. Dieses Gemisch erhält an der Dralleinrichtung 6 einen Drallimpuls und entzündet sich nach Austritt aus dem Kanal 2 am Initialzünder. In dieser Zündphase werden nur etwa 50% der im Normalbetrieb erforderlichen Sekundärluftmenge dem Brenner zugeführt.
Durch die Stäbe 8.1; 8.2; 8.3; 8.4 des Flammenhalters 8 tritt eine punktförmige intensive Verwirbelung des verdrallten Kohlenstaub-Luft-Gemisches und verdrallten Sekundärluftstromes ein, die sich vorteilhaft auf die Zündung des Kohlenstaubes und Stabilisierung der Kohlenstaubflamme auswirkt.
Der verschlossene Ringspalt 10, der sich zwischen den Kanälen 2; 3 befindet, bewirkt zwischen den Förderströmen des Kohlenstaub-Luft-Gemisches und Sekundärluftstromes ein Totgebiet mit Sekundärwirbeln, die sich ebenfalls vorteilhaft für die Flammenstabilität auswirken.
Nachdem die Zündung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches erfolgt ist, wird der Initialzünder aus dem Kernrohr 1 herausgezogen.
Das Kernrohr 1 kann dann als Beobachtungsrohr benutzt oder verschlossen werden.
Nach erfolgter Zündung wird die Sekundärluftmenge auf 100% erhöht, um die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge zu erhalten.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:
1. Einfacher konstruktiver Aufbau und einfache Betriebsführung.
2. Geringer Aufwand für Initialzündung.
3. Ausgezeichnete Stabilität.
4. Große Zündenergie für Vorwärmung der Brennkammer und damit schnelle Zündung der Kohlenstaub-Hauptbrenner.

Claims (4)

  1. -1- 550
    Erfindungsanspruch:
    1. Kohlenstaub-Zünd-Wirbelbrenner mit einem Kernrohrund mit in den Kanälen für das Kohlenstaub-Luft-Gemisch sowie für die Sekundärluft angeordneten Dralleinrichtungen und mit einem Flammenhalter, gekennzeichnet dadurch, daß der Flammenhalter vor dem Brennermund angeordnet und als ein Kranz ungekühler Stäbe ausgebildet ist, die in den freien Bereich einer ungleichmäßigen Teilung der Dralleinrichtungen hineinragen.
  2. 2. Brenner nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Dralleinrichtungen für das Kohlenstaub-Luft-Gemisch mit einer Teilung von 30° und einer Anstellung von 15° sowie für die Sekundärluft mit einer Teilung von 20° und einer Anstellung von 65° angeordnet sind.
  3. 3. Brenner nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Kohlenstaub-Luft-Kanal und dem Sekundärluft-Kanal ein geschlossener Ringspalt angeordnet ist.
  4. 4. Brenner nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß folgende geometrische Verhältnisse vorgesehen sind:
    — Länge Primärkanal von Staubeintritt bis -austritt
    = 1 600 mm
    — Durchmesser Primärkanal = 350mm
    — Durchmesser Sekundärkanal = 630 mm
    — Durchmesser Kernrohr = 80 mm
    — Breite des Ringspaltes = 40 mm,
    wobei folgende Mengenverhältnisse zu erreichen sind:
    — Primärgemisch 7000 bis 8000m3/h
    — Sekundärluft 12000 bis 14000m3/h.
DD25500083A 1983-09-21 1983-09-21 Kohlenstaub-zuend-wirbelbrenner DD231474A3 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015111587A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Gmbh Brenner und Verfahren für eine Zündfeuerung mit staubförmigem Brennstoff

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DE102015111587A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Gmbh Brenner und Verfahren für eine Zündfeuerung mit staubförmigem Brennstoff

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