DD234714A2 - Sicherungsverfahren eines brenners fuer gasfoermige brennstoffe - Google Patents

Abstract

Sicherungsverfahren eines Brenners fuer gasfoermige Brennstoffe nach WP 204 298, welcher die Nutzung von unverdichteten Niederdruckgase bei regelbarer Flammenlaenge und Anpassung an unterschiedliche Brennkammern eine intensive Verbrennung ermoeglicht. Erfindungsgemaess wird bei unterschiedlichen Sicherheits- und Abschaltzeiten durch einen Fluessigkeitsverschluss der sichere Weiterbetrieb bzw. die sichere Abschaltung von Vorschaltaggregate realisiert. Die Erfindung findet Anwendung bei der Verbrennung von Schwach- oder Biogase als Austauschgase und/oder Teilfeuerungsgase.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung umfaßt ein Sicherheitsverfahren eines Brenners für gasförmige Brennstoffe, insbesondere Schwachgase oder Biogase als Austauschgase und/oder Teilfeuerungsgase, in Brennkammern unterschiedlichster Anwendungsfälle.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen die eine sichere Unterbrechung der Brennstoffzufuhr zu Brennern unterschiedlichster Form gewährleisten, die sich unterscheiden in Verfahren und Vorrichtungen zur sicheren Unterbrechung mit mehreren Absperrarmaturen, welche an einen hohen Gasvordruck gebunden sind und Verfahren und Vorrichtungen, die für niedrige Gasvordrucke geeignet sind und sich durch Verwendung von Flüssigkeiten als Absperrmedium auszeichnen, was zu einer Unterbindung der Gasproduktion bzw. zum Beströmen entsprechender Transportleitungen zwingt. Bei gasförmigen Brennstoffen mit prozeßbedingtem niedrigem Gasfließdruck ist zur Erhaltung der Gasproduktion und/oder der Transportfähigkeit der Gasleitung bei Ausfall des nachfolgenden Brenners eine separate Einrichtung (Fackel und/oder Kleingasproduktionseinrichtung) mit apparativen Aufwand notwendig. Weiterhin sind Verfahren bekannt, welche trotz niedriger Gasfließdrucke eine sichere Unterbrechung und den Weiterbetrieb der Gaserzeugungsanlage und/oder Transportleitung bei Ausfall des Brenners gewährleisten, deren Nachteil darin bestehen, daß mehrere Vorrichtungen nacheinander geschaltet das Verfahren realisieren. Der bekannte Brenner für gasförmige Brennstoffe nach WP 204298 realisiert eine intensive Verbrennung für gasförmige Brennstoffe mit Niedrigstgasdruck. Die vorgeschalteten Sicherungseinrichtungen mit geringen Druckverlsuten sind unter dieser Bedingung auszuwählen.

Bekannt sind als Sicherheitsabsperrvorrichtungen Sicherheits- Schnellschlußventile, Magnetventile und Absperrarmaturen, die auf Grund ihrer Bauart nachweislich die Forderungen nach Einhaltung bekannter Sicherheitsforderungen erfüllen und Flüssigkeitsverschlüsse; diese Einrichtungen gestatten lediglich eine Absperrung der Gaszufuhr innerhalb der Sicherheitszeit für Brenner und Brennkammer.

Eine Entlastung der anstehenden Gasseite ist nicht möglich, was zu Schwierigkeiten bei verfahrensbedingt unterschiedlichen Abschaltzeiten vorgeschalteter Anlagen führt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, daß für einen Brenner, gemäß WP 204298, bei hohen Gasdurchsätzen und vorhandenem Niedrigstgasfließdruck den Verschluß der Gasleitung zum Brenner und die Entlastung der Gasfortleitung und/ oder der Gaszuführung gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gastransportleitung in einem bekannten Primärflüssigkeitsverschiuß mündet, der durch eine bekannte Antriebseinrichtung den Schnellschluß des Gasstromes zum Gasbrenner innerhalb der erforderlichen Sicherheitszeiten für Feuerungsanlagen gewährleistet. Der Verschluß wird durch Schwenken einer Welle um einen bestimmten Winkel dadurch realisiert, daß ein starr auf der Welle befindlicher Verschlußkasten einen Primärkanal, welcher von unten durch die Sperrflüssigkeit ragt und mit einem Gasbrenner verbunden ist, durch überstülpen und hineinragen in die Sperrflüssigkeit gasdicht absperrt. Die Höhe der Sperrflüssigkeit gewährleistet durch die Ausbildung des bekannten Verschlußkastens beim Hineinragen in die Sperrflüssigkeit eine Verschlußhöhe, die den Erfordernissen einer Absperrung des Gasstromes mit den bekannten Sicherheitsanforderungen entspricht. Erfindungsgemäß wird aus dem Primärflüssigkeitsverschiuß ein Sekundärkanal zu einem Sekundärflüssigkeitsverschluß geführt, der durch ein Absperrorgan von der Gaszuführung aus dem Primärflüssigkeitsverschiuß trennbar ist. Der Antrieb des bekannten Sekundärflüssigkeitsverschlusses ist mit der Antriebseinrichtung des Primärflüssigkeitsverschlusses starr verbunden. Erfindungsgemäß wird dadurch gewährleistet, daß bei einer Öffnung des Verschlusses im Primärflüssigkeitsverschiuß der Verschluß des Sekundärflüssigkeitsverschlusses schließt oder umgekehrt eine Gasfortleitung aus dem Primärflüssigkeitsverschiuß durch den Sekundärkanaizum Sekundärflüssigkeitsverschiuß und aus diesem durch einen von unten in die Sperrflüssigkeit hineinragender Gasfortleitungskanal erfolgt. Der Verschluß im Sekundärflüssigkeitsverschluß ist dafür analog des Verschlusses im Primärflüssigkeitsverschiuß gestalltet. Die starre Verbindung der Antriebseinrichtung beider Flüssigkeitsverschlüsse gestattet ein Umschalten der Gasfortleitung vom Gasbrenner in den Gasfortleitungskanal, ohne den Gasproduktionsprozeß, welcher das brennbare Gas zur Verbrennung in einer Brennkammer bereitstellt, wesentlich zu beeinträchtigen. Das Absperrorgan in dem Sekundärkanal gewährleistet eine gasdichte Abtrennung der Gasfortleitung, wie sie zum Beispiel bei Zustandhaitungsmaßnahmen erforderlich ist. Die Zusammenschaltung zweier bekannter Flüssigkeitsverschlüsse zur alternativen Gaszuführung zu einem Gasbrenner oder einer Gasfortleitung gewährleistet den Weiterbetrieb der Gasproduktionseinrichtung und verhindert eine Unterbrechung der Gasproduktion und/oder eine separate Gasspeicherung. Weiterhin wird erfindungsgemäß im Betriebszustand des Gasbrenners nur ein Flüssigkeitsverschluß mit dem Gasstrom beaufschlagt, was zu geringen Druckverlusten für den Gasstrom führt, wobei die Sperrflüssigkeitsmenge klein gehalten wird. Geringe Sperrflüssigkeitsmehgen sind von Bedeutung, wenn die Natur des Gasstromes (Temperatur, Bestandteile) spezielle Flüssigkeiten verlangt. Der Antrieb der Weile wird durch Signalgebung aus dem „Notaus"-System nachgeschalteter Anlagen, dem Flammenaus des Brenners, von Hand, einfach automatisch oder fernsteuerbar betätigt. Die Drehung der Welle und/oder der gekoppelten Dreheinrichtung wird durch einen bekannten Antrieb elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder bekannte Halterung bei vorgespanntem Antrieb bewirkt und gestattet erfindungsgemäß die Einhaltung der bekannter Sicherheitszeit bei Ausfall des Brenners für gasförmige Brennstoffe. Die Höhe der Sperrflüssigkeit wird durch bekannte Verfahren oder Vorrichtungen gewährleistet.

Im Behälter können unter Beachtung bekannter Sicherheitserfordernisse offene und/oder verschließbare Öffnungen vorgesehen werden. Die Erfüllung bekannter Erfordernisse bei Freigabe Gas gibt über den Primärmittelkanal die Gaszuführung zum Brenner für gasförmige Brennstoffe frei und realisiert die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes in Brennkammern unterschiedlichster Anwendungsfälle.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt: Fig. 1: Sicherungsverfahren eines Brenners für gasförmige Brennstoffe im Schema Eine mit gasförmigen Brennstoff zu betreibende Brennkammer besitzt den Brenner 11, welcher den gasförmigen Brennstoff aus einer Gaserzeugungsanlage 1 erhält. Dei Gaserzeugungsanlage 1 produziert Brenngas, welches durch geringen Druck und mitgeführten Feststoffteilchen gekennzeichnet ist. Durch die Transportleitung 2 ist die Gaserzeugungsanlage 1 vom Brenner 11 einer Brennkammer verbunden.

Die standortbedingten Entfernungen zwischen Gaserzeugung und Verbrennung verursachen derartige Druckverluste in der Transportleitung 2, das zusätzliche hohe Druckverluste üblicher Absperr- und Schnellschlußeinrichtungen vor Gasbrennern unter den Bedingungen des Feststoffanteiies im Brenngas nichtzur Verfügung stehen. Um sonst aufwendige Druckerhöhungen durch Verdichtung unnötig zu machen, wird als Sicherungsverfahren ein Flüssigkeitsverlust mit einer technischen Gestaltung als Schnellschluß angewendet. Da weiterhin eine Unterbrechung der Gasproduktion in der Gaserzeugungsanlage 1 zu aufwendigen Anfahrvorgängen führt, wird eine Gasfortleitung durch den Gasfortleitungskanal 8 zu einer Havarieabfallverbrennungseinrichtung angewendet. Die Transportleitung 2 führt in den Primärflüssigkeitsverschiuß 3, welcher als Schnellschluß für den Brenner 11 verwendet wird. Durch die Sperrflüssigkeit im Primärflüssigkeitsverschiuß 3 ragt von unten der Primärkanal 4, der eine direkte Verbindung mit dem Brenner 11 darstellt. Der Verschlußkasten im Primärflüssigkeitsverschiuß 3 ist starr mit der Welle 9 verbunden, die im Schnellschlußfall durch den Hydraulikantrieb TO um 90° dreht und den Verschlußkasten über dem Primärkanal 4 stülpt und durch die Flüssigkeitshöhe der Sperrflüssigkeit eine Absperrung der Gaszufuhr zum Brenner 11 realisiert. Die Flüssigkeitshöhe im Primärflüssigkeitsverschiuß 3 ist entsprechend den Sicherheitsanforderungen für Gasabsperrungen mittels Sperrflüssigkeiten vorhanden. Der Brenner 11 erhält aus dem Verbrennungsluftkanal 12 die erforderliche Verbrennungsluft, die einen Teilstrom durch einen SekundärluftkanaJ 13 und der Regeleinrichtung 14 dem Kernrohr 15 zuführt. Durch die Verbrennungsluftmenge, welche durch das Kernrohr 15 strömt, ist eine Anpassung der Flammenlänge an die zu betreibende Brennkammer gewährleistet. Aus dem Primärflüssigkeitsverschiuß 3 führt ein Sekundärkanal 5 zum Sekundärflüssigkeitsverschluß?. Das Absperrorgan 6 im Sekundärkanal 5 gewährleistet für Instandsetzungsarbeiten eine Unterbrechung der Gasfortleitung zum Gasfortleitungskanal 8. Der Verschlußkasten im

Sekundärflüssigkeitsverschluß 7 ist starr auf der Welle 9 befestigt, und realisiert im Zusammenwirken mit dem Verschlußkasten im Primärflüssigkeitsverschluß 3 eine alternative Gasfortleitung bei Absperrung des Primärkanals 4 durch den Gasfortleitungskanal 8 oder umgekehrt einen Verschluß des Gasfortleitungskanals 8 bei Betrieb des Brenners 11. Die starre Verbindung der Verschlußkästen im Primärflüssigkeitsverschluß 3 und Sekundärflüssigkeitsverschluß 7 durch die Welle 9, realisiert eine Gleichzeitigkeit der alternativen Gasführung. Der Gasfortleitungskanal 8 ragt von unten durch die Sperrflüssigkeit des Sekundärflüssigkeitsverschiusses 7 hindurch und ist durch den Verschlußkasten infolge Überstülpen und vorhandener Höhe der Sperrflüssigkeit gasdicht absperrbar.

Das Sicherungsverfahren gewährleistet bei Ausfall des Brenners 11 und/oder anderer „Notaus"-Signale den Hydraulikantrieb 10 ein und durch eine Drehung der Welle 9 um 90° verschließt der Verschiußkasten im Primärflüssigkeitsverschluß 3 den Primärkanal 4 und öffnet mittels dem Verschlußkasten im Sekundärflüssigkeitsverschluß 7 den Gasfortleitungskanal 8. Die Gaserzeugungsanlage 1 erfährt keine Unterbrechung der Gasproduktion.

Claims (9)

1. Patentanspruch:

   1. Sicherungsverfahren eines Brenners für gasförmige Brennstoffe, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Flüssigkeitsverschlüsse eine alternative Zuleitung zu einem Brenner für gasförmige Brennstoffe nach WP 204298 und eine Absperrung der Gasfortleitung oder umgekehrt eine Gasfortleitung durch einen Gasfortleitungskanal und eine Absperrung zu einem Brenner realisieren, wobei eine Transportleitung den Gasstrom in einen Primärflüssigkeitsverschluß leitet, dieser als Schnellschlußeinrichtung des Brenners ausgebildet ist und durch einen Primärkanal, welcher von unten durch die Sperrflüssigkeit ragt, mit dem Brenner direkt und durch einen Sekundärkanal, welcher ein Absperrorgan enthält, mit einem Sekundärflüssigkeitsverschluß gasseitig verbunden ist, weiterhin sind die beiden Flüssigkeitsverschlüsse antriebsseitig mit einer Welle verbunden, auf der starr die Verschlußkästen befestigt sind, welche durch Drehung um einen bestimmten Winkel die Absperrung der Primärleitung im Primärflüssigkeitsverschluß und die Öffnung des Gasfortleitungskanals im Sekundärflüssigkeitsverschlusses, der von unten durch die Sperrflüssigkeit ragt, oder umgekehrt durch Flüssigkeitshöhe, die den Sicherheitsanforderungen entspricht, gewährleisten, wobei Primärflüssigkeitsverschluß und Sekundärflüssigkeitsverschluß sich durch geringe Sperrflüssigkeitsmengen auszeichnen, eine ähnliche Bauform besitzen und durch die gemeinsame Welle eine zeitgleiche Schaltung entsprechend den Anforderungen an Schließzeiten eines Schnellschlusses für Gasfeuerungsanlagen realisieren.
2. 2. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Antrieb zur Realisierung der Drehbewegung der auf derWelle im feststehenden Winkel zueinander starr befestigten Verschlußkästen zur alternativen Öffnung oder Verschließung des Primär-oder Sekundärkanals entsprechend den Erfordernissen von Hand, einfach automatisch oder fernsteuerbar wirksam ist.
3. 3. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Primärkanal zu einem Brenner für gasförmige Brennstoffe führt und bei Ausfall der Verbrennung über Signalgebung an den Antrieb ein Verschluß des Primärkanals innerhalb erforderliche Sicherheitszeiten gewährleistet wird.
4. 4. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1,2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß bei Verschluß des Primärkanals der Sekundärkanal geöffnet ist und eine Gasfortleitung gewährleistet wird.
5. 5. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1,2,3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß als Signalgebung auch andere Signale zur Abwehrvon Gefährdungen auf den Antrieb wirken können. —
6. 6. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1,2,3,4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Gasfortleitung durch den Sekundärkanal die Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit vorgeschalteter Anlagen gewährleistet.
7. 7. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1,2,3,4,5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß auch Brenner anderer Ausführungsformen am Primärkanal angeschlossen werden können.
8. 8. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß als Sperrflüssigkeit derartige Flüssigkeiten Anwendung finden, die entsprechend ihren Zustands- und Stoffgrößen einen sicheren Verschluß der zur Verwendung kommenden gasförmigen Brennstoffe gewährleisten.
9. 9. Sicherungsverfahren gemäß Punkt 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Absperrarmatur im Sekundärkanal auch ein Regelorgan, welches von Hand, einfach automatisch oder fernsteuerbar wirksam ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung