DD234714A2

DD234714A2 - FUSE PROCEDURE OF A BURNER FOR GASOFUL FUELS

Info

Publication number: DD234714A2
Application number: DD23927982A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Adolph; Harald Bartzack; Helmut Rosenstock
Original assignee: Wolfgang Adolph; Harald Bartzack; Helmut Rosenstock
Priority date: 1982-04-26
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1986-04-09

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.Safety procedure of a burner for gaseous fuels according to WP 204 298, which allows the use of uncompressed low-pressure gases with adjustable flame length and adaptation to different combustion chambers intensive combustion. According to the invention, secure operation or the safe disconnection of ballast units is achieved by means of a liquid closure at different safety and switch-off times. The invention finds application in the combustion of weak or biogas as exchange gases and / or partial combustion gases.

Description

Field of application of the invention

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.The field of application of the invention comprises a safety method of a burner for gaseous fuels, in particular lean gases or biogas as exchange gases and / or partial combustion gases, in combustion chambers of different applications.

Characteristic of the known technical solutions

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.Are known methods and devices which ensure a safe interruption of the fuel supply to burners of various forms, which differ in methods and devices for safe interruption with multiple shut-off valves, which are bound to a high gas pressure and methods and apparatus that are suitable for low gas pressure and be characterized by the use of liquids as Absperrmedium, which forces an inhibition of the gas production or for flow of appropriate transport lines. In the case of gaseous fuels with a process-dependent low gas flow pressure, a separate device (torch and / or small gas production device) is necessary to maintain the gas production and / or the transportability of the gas line in the event of failure of the subsequent burner. Furthermore, methods are known which ensure despite low gas flow pressures safe interruption and continued operation of the gas generating system and / or transport line in case of failure of the burner, the disadvantage is that several devices connected in succession realize the method. The known burner for gaseous fuels according to WP 204298 realizes an intensive combustion for gaseous fuels with low gas pressure. The upstream safety devices with low pressure losses are to be selected under this condition.

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.Are known as Sicherheitsabsperrvorrichtungen safety quick-closing valves, solenoid valves and shut-off valves that meet due to their design, the requirements for compliance with known safety requirements and fluid closures; these devices allow only a shut-off of the gas supply within the safety time for burner and combustion chamber.

Eine Entlastung der anstehenden Gasseite ist nicht möglich, was zu Schwierigkeiten bei verfahrensbedingt unterschiedlichen Abschaltzeiten vorgeschalteter Anlagen führt.Relief of the upcoming gas side is not possible, which leads to difficulties in process-related different shutdown times upstream systems.

Object of the invention

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.The aim of the invention is to develop a method that ensures the closure of the gas line to the burner and the discharge of the gas transfer and / or the gas supply for a burner, according to WP 204298, at high gas flow rates and existing Niedrigstgasfließdruck.

Explanation of the essence of the invention

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.According to the invention the object is achieved in that the gas transport line opens into a known Primärflüssigkeitsverschiuß, which ensures the rapid closure of the gas flow to the gas burner within the required safety times for furnaces by a known drive means. The closure is realized by pivoting a shaft by a certain angle, characterized in that a rigidly located on the shaft closure box a primary channel, which projects from below through the barrier fluid and is connected to a gas burner, by slipping over and protrude gas-tight in the barrier liquid. The height of the barrier liquid ensured by the formation of the known closure box when intruding into the barrier liquid a closure height, which corresponds to the requirements of a shut-off of the gas flow with the known safety requirements. According to the invention, a secondary channel is led from the Primärflüssigkeitsverschiuß to a secondary liquid closure, which is separable by a shut-off of the gas supply from the Primärflüssigkeitsverschiuß. The drive of the known secondary liquid closure is rigidly connected to the drive means of the primary liquid closure. In accordance with the invention, this ensures that the closure of the secondary liquid closure closes when the closure is closed in the primary liquid closure or, conversely, gas is passed from the primary liquid container through the secondary secondary container and out of this through a gas diffusion channel projecting from below into the blocking liquid. The closure in the secondary liquid closure is analogous to the shutter gestalltet in Primärflüssigkeitsverschiuß. The rigid connection of the drive means of both liquid closures allows a switching of the gas transfer from the gas burner into the gas transfer channel, without significantly affecting the gas production process, which provides the combustible gas for combustion in a combustion chamber. The obturator in the secondary channel ensures a gas-tight separation of the gas transfer, as required, for example, in state maintenance measures. The interconnection of two known fluid closures for alternative gas supply to a gas burner or a gas transfer ensures the continued operation of the gas production facility and prevents interruption of gas production and / or separate gas storage. Furthermore, according to the invention, in the operating state of the gas burner, only one liquid closure is acted upon by the gas stream, which leads to low pressure losses for the gas stream, wherein the barrier liquid quantity is kept small. Low barrier fluids are important if the nature of the gas flow (temperature, constituents) requires special fluids. The drive of the moment is actuated by signaling from the "emergency stop" system downstream of the burner, by hand, simply automatically or remotely controllable.The rotation of the shaft and / or the coupled rotating device by a known drive electrically, pneumatically, Hydraulic or known support with biased drive causes and allows the invention to comply with the known safety time in case of failure of the burner for gaseous fuels.The height of the barrier liquid is ensured by known methods or devices.

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.Open and / or closable openings can be provided in the container, observing known safety requirements. The fulfillment of known requirements when releasing gas releases the gas supply to the burner for gaseous fuels via the primary means channel and realizes the combustion of the gaseous fuel in combustion chambers of different applications.

embodiment

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.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing: FIG. 1: A gaseous fuel burner safety method in the diagram A combustion chamber to be operated with gaseous fuel has the burner 11, which receives the gaseous fuel from a gas generating plant 1. The gas generating plant 1 produces fuel gas, which is characterized by low pressure and entrained solid particles. Through the transport line 2, the gas generating plant 1 is connected by the burner 11 of a combustion chamber.

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 imThe location-related distances between gas generation and combustion cause such pressure losses in the transport line 2, the additional high pressure losses of conventional shut-off and quick-closing devices are available before gas burners under the conditions of Feststoffanteiies in the fuel gas. In order to make otherwise complicated pressure increases by compression unnecessary, a loss of fluid with a technical design is used as a quick-closing as a backup process. Further, since an interruption of the gas production in the gas generating plant 1 leads to complicated start-up operations, a gas transfer is applied by the gas transfer channel 8 to a Havarieabfallverbrennungseinrichtung. The transport line 2 leads into the Primärflüssigkeitsverschiuß 3, which is used as a quick closure for the burner 11. By the barrier liquid in Primärflüssigkeitsverschiuß 3 protrudes from below the primary channel 4, which is a direct connection with the burner 11. The closure box in Primärflüssigkeitsverschiuß 3 is rigidly connected to the shaft 9, which rotates in the case of rapid closure by the hydraulic drive TO by 90 ° and inverts the closure box on the primary channel 4 and realized by the liquid level of the barrier liquid shut off the gas supply to the burner 11. The liquid level in Primärflüssigkeitsverschiuß 3 is present according to the safety requirements for gas barriers by means of barrier liquids. The burner 11 receives from the combustion air duct 12, the required combustion air, which supplies a partial flow through a SekundärluftkanaJ 13 and the control device 14 to the core tube 15. By the amount of combustion air flowing through the core tube 15, an adjustment of the flame length is guaranteed to be operated combustion chamber. From the Primärflüssigkeitsverschiuß 3 performs a secondary channel 5 to the secondary liquid closure?. The obturator 6 in the secondary channel 5 ensures repair work interrupting the gas transfer to the gas transfer channel 8. The closure box in

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.Secondary fluid shutter 7 is rigidly mounted on the shaft 9, and realized in cooperation with the closure box in the primary fluid closure 3, an alternative gas transmission at closing the primary channel 4 through the gas diffusion channel 8 or vice versa a closure of the gas diffusion channel 8 during operation of the burner 11. The rigid connection of the closure boxes in the primary fluid shutter 3 and secondary fluid shutter 7 through the shaft 9, realizes a simultaneity of the alternative gas guidance. The gas diffusion channel 8 protrudes from below through the barrier liquid of Sekundärflüssigkeitsverschiusses 7 and is gas-tight shut off by the closure box due to slipping over and existing height of the barrier liquid.

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.The backup process ensures in case of failure of the burner 11 and / or other "emergency" signals the hydraulic drive 10 and by a rotation of the shaft 9 by 90 ° closes the Verschiußkasten in primary liquid seal 3, the primary channel 4 and opens by means of the closure box in the secondary liquid seal 7 the gas transfer channel 8. The gas generating plant 1 undergoes no interruption of gas production.

Claims

Claim:

1. A safety method of a burner for gaseous fuels, characterized in that two liquid closures realize an alternative supply to a burner for gaseous fuels according to WP 204298 and a shut-off of the gas transfer or vice versa a gas transfer through a gas transfer channel and a shut-off to a burner, wherein a transport line directs the gas stream in a primary liquid closure, this is designed as a quick-closing device of the burner and by a primary channel, which projects from below through the barrier liquid, with the burner directly and through a secondary channel, which contains a shut-off, with a secondary fluid lock on the gas side, continue to be the two fluid closures drive side connected to a shaft on which the lock boxes are fixed rigidly, which by turning by a certain angle the blocking of the primary line in the P rimärflüssigkeitsverschluß and the opening of the gas transfer channel in the secondary liquid closure, which protrudes from below through the barrier liquid, or vice versa by liquid height, which meet the safety requirements, with primary liquid seal and secondary liquid seal are characterized by small barrier liquid quantities, have a similar design and by the common shaft a simultaneous Realize circuit according to the requirements of closing times of a quick closing for gas firing systems.

Securing method according to item 1, characterized in that the drive for realizing the rotational movement of the locking boxes fixed rigidly to each other at fixed angles to the alternative opening or closing of the primary or secondary channel is manually or simply automatically or remotely controllable according to the requirements.

3. safety method according to item 1 and 2, characterized in that the primary channel leads to a burner for gaseous fuels and in the event of failure of the combustion via signaling to the drive, a closure of the primary channel is ensured within required safety times.

4. safety method according to item 1,2 and 3, characterized in that when closing the primary channel of the secondary channel is open and a gas transfer is ensured.

5. A safety method according to item 1, 2, 3 and 4, characterized in that as signaling, other signals can act to ward off hazards to the drive. -

6. safety method according to item 1,2,3,4 and 5, characterized in that the gas passage through the secondary channel ensures the maintenance of the operability of upstream systems.

7. safety method according to item 1,2,3,4,5 and 6, characterized in that also burners of other embodiments can be connected to the primary channel.

8. safety method according to item 1 to 7, characterized in that find such liquid liquids as barrier liquid, which ensure according to their state and substance sizes a secure closure of the coming for use gaseous fuels.

9. safety method according to item 1 to 8, characterized in that the shut-off valve in the secondary channel and a control element which by hand, simply automatically or remotely controllable effect.

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