DD294329A5 - BURNERS FOR BURNING LIQUID FUELS - Google Patents

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DD294329A5
DD294329A5 DD34051390A DD34051390A DD294329A5 DD 294329 A5 DD294329 A5 DD 294329A5 DD 34051390 A DD34051390 A DD 34051390A DD 34051390 A DD34051390 A DD 34051390A DD 294329 A5 DD294329 A5 DD 294329A5
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DD
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burner
steam
fuel
circumference
intermediate ring
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DD34051390A
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German (de)
Inventor
Mieczyslaw Zembrzuski
Henryk Karcz
Stanislaw Wanatowicz
Helmut Effenberger
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Technische Hochschule Zittau,De
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Der Brenner zur Verbrennung fluessiger Brennstoffe ist einsetzbar als Anfahr- oder Stuetzbrenner fuer Dampf- und Heiszwassererzeuger, die mit festen Brennstoffen betrieben werden. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brenner zu entwickeln mit dem zugleich die Zuendstabilitaet erhoeht wird, die Menge an Zerstaeubermedium wesentlich abgesenkt wird und der Regelbereich extrem erweitert wird. Die erfindungswesentlichen Merkmale sind dadurch charakterisiert, dasz die Dampf-Brennstoff-Duesen 8 Dampfeintrittsoeffnungen 10 besitzen, die am Umfang mindestens gegenueber liegen, gleichmaeszig am Umfang angeordnet sind und senkrecht zur Achse der Dampf-Brennstoff-Duese 8 liegen. Mittels Brenner wird erreicht{Brenner; Zuend- und Stuetzbrenner; OElbrenner; Anfahrbrenner; Zuendstabilitaet; Brennstoffzerstaeubung; Brennerkopf; Zerstaeubermedium}The burner for the combustion of liquid fuels can be used as start-up or support burner for steam and Heiszwassererzeuger that are operated with solid fuels. The object of the invention is to develop a burner with which the Zuendstabilitaet is increased at the same time, the amount of Zerstaeubermedium is significantly lowered and the control range is greatly expanded. The features essential to the invention are characterized in that the steam-fuel nozzles 8 have steam inlet openings 10 which are at least opposite the circumference, are arranged uniformly around the circumference and are perpendicular to the axis of the steam-fuel duct 8. By means of burner is reached {burner; Ignition and support burner; Oelbrenner; start-up burner; ignition stability; fuel atomization; Burner head; atomizing}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist in allen energetischen Anlagen anwendbar, in denen Heizöl zur Dampf- oder Wärmeerzeugung eingesetzt wird. Besonders ist der Ölbrenner als Anfahr- oder Stützbrenner für Dampf- und Heißwassererzeuger, die mit festen Brennstoffen betrieben werden, geeignet.The invention is applicable in all energy systems in which heating oil is used for steam or heat generation. In particular, the oil burner is suitable as start-up or support burner for steam and hot water generators, which are operated with solid fuels.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Die als Anfahr- und Stützbrenner eingesetzten Ölbrenner bei Kesseln mit Staubfeuerung haben eine Anzahl von Nachteilen:The oil burners used as start-up and support burners for boilers with dust firing have a number of disadvantages:

- Die Verbrennungsgüte hängt von der Vermischung der Reaktionspartner ab, die vom Zuführungsdruck des Öles, der Luft oder des Dampfes bestimmt wird. Druckänderungen verschlechtern die Güte der Verbrennung.- The quality of combustion depends on the mixing of the reactants, which is determined by the supply pressure of the oil, the air or the steam. Pressure changes worsen the quality of the combustion.

- Der Regelbereich bekannter Brenner reicht von 100 bis 70% Belastung.- The control range of known burners ranges from 100 to 70% load.

- Der Verbrennungswirkungsgrad, vor allem beim Anfahren von Kesseln aus dem kalten Zustand liegt bei 80%.- The combustion efficiency, especially when starting up boilers from the cold state is 80%.

- Die Menge an Zerstäubermedium liegt mit über 0,25kg Dampf/kg Öl sehr hoch.- The amount of Zerstäubermedium is very high with over 0.25kg steam / kg of oil.

Der gasdynamische Brenner, Typ WKZ (Patent PL 263904 vom 30 1.87), basiert auf der Zerstäubung einer Teilölmenge mitThe gas-dynamic burner, type WKZ (patent PL 263904 of 30 1.87), based on the atomization of a partial amount of oil with Dampf, die als Gasgemisch in den Hauptbrennstoffstrom geführt vird. Die Effektivität der Ölverbrennung beim Anfahr- undSteam, which is guided as a gas mixture in the main fuel stream vird. The effectiveness of oil combustion at start-up and Stützbetrieb wurde damit erheblich verbessert. Die Betriebserfahrungen in polnischen Kraftwerken sind positiv.Support operation was thus significantly improved. The operating experience in Polish power plants is positive. Andere Brennerkonstruktionen wie DD-PS 239253 sind aufgrund andersartiger Einsatzbereiche (Glasschmelzöfen) nachOther burner designs such as DD-PS 239253 are due to different applications (glass furnaces) after

dortigen technologischen Anforderungen aufgebaut.built there technological requirements.

Brenner wie EP 0160769 orientierten auf die Verbesserung von Einzeleffekten wie z. B. einer günstigeren BrennstoffvergasungBurners such as EP 0160769 oriented to the improvement of individual effects such. B. a cheaper fuel gasification

mittels hoher Turbulenzen.by means of high turbulence.

Es ist deshalb ein Ölbrenner notwendig, der bei extremen Betriebsbedingungen (kalte Brennkammer) eine schnelle und stabileIt is therefore necessary an oil burner, which in extreme operating conditions (cold combustion chamber) a fast and stable Zündung erreicht, eine vollständige Verbrennung sichert, betriebssicher und in einem großen Bereich regelfähig ist.Ignition achieved, a complete combustion ensures, reliable and in a wide range is regulatable. Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen Ölbrenner zu gestalten, der die Zündstabilität auch bei schlechteren Ölqualitäten verbessert, die Brennstoffzerstäubung in der vorgelagerten Brennstoffdüse intensiviert und die Fertigung des Zuführungsringes vereinfacht.The aim of the invention is to design an oil burner, which improves the ignition stability even with poorer oil qualities, intensifies the fuel atomization in the upstream fuel nozzle and simplifies the production of the feed ring.

Wesen der ErfindungEssence of the invention Gegenstand der Erfindung ist ein Brenner zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe, vorwiegend in energetischen Kesselanlagen.The invention relates to a burner for the combustion of liquid fuels, mainly in energy boiler systems. Charakteristisch für den bekannten Stand der Technik ist der Brenner nach dem Patent PL 263904, der aus der Brennerlanze, demCharacteristic of the known prior art is the burner according to the patent PL 263904, from the burner lance, the Brennerkopf und einem dazwischen liegenden Zwischenring besteht. Der Zwischenring besitzt eine ringförmigeBurner head and an intermediate intermediate ring exists. The intermediate ring has an annular Brennstoffkammer und Ansaugdüsen, die axiai vor den Dampf-Brennstoff-Düsen liegen. Zwischen dem Auslauf der AnsaugdüseFuel chamber and intake nozzles lying axiai in front of the steam-fuel nozzles. Between the outlet of the suction nozzle

und dem Einlauf der Dampf-Brennstoff-Düse befindet sich ein ringförmiger Spalt, aus dem angesaugt wird. Der Brennerkopf besitzt Zerstäuber- und Dampf-Brennstoff-Düsen.and the inlet of the steam-fuel nozzle is an annular gap, is sucked from the. The burner head has atomizer and vapor fuel nozzles.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei weiterer technischer Vereinfachung und Reduzierung der Herstellungskosten des Brenners undThe object of the invention is, in further technical simplification and reduction of the manufacturing cost of the burner and

bei Einsatz minderer Ölqualitäten als bisher, die Zündstabilität insgesamt wesentlich zu verbessern und den Mengenverbrauch an Zorstäubermedium ökonomisch meßbar zu senken.when using inferior oil qualities than before, to improve the overall ignition stability significantly and reduce the consumption of Zorstäubermedium economically measurable.

Jine Verbilligung der Bronnerkonstruktion ist in der Regel stets mit einer Minderung oder Einschränkung vonJine cheapening the Bronner construction is usually always with a reduction or limitation of Gebrauchseigenschaften verbunden.Use properties associated. Die bisher erreichte Verbilligung nimmt in Kauf, daßThe previously achieved cheapening takes into account that

- Druckänderungen die Verbrennungsgüte verschlechtern,- Pressure changes worsen the quality of combustion,

- der Mengenverbrauch an Zerstäubermedium sehr hoch liagt (0,25kg Dampf/kg Öl) und- The amount consumption of Zerstäubermedium very high liagt (0.25kg steam / kg oil) and

- der Verbrennungswirkungsgrad im Kaltstart 80% ist.- the combustion efficiency in the cold start is 80%.

Der Erfindung gelingt es, mit an sich bekannten Details einen überraschend hohen wirtschaftlichen Vorteil zu erreichen. Erfindungsgemäß wird mit einem neuen Zwischenring und neuen Dampf-Brennstoff-Düsen eine wesentlich höhere Bronnstoffzerstäubung erreicht.The invention succeeds in achieving a surprisingly high economic advantage with details known per se. According to the invention, a significantly higher Bronnstoffzerstäubung is achieved with a new intermediate ring and new steam-fuel nozzles.

Der Zwischenring besitzt radial-axiale Bohrungen, durch die der flüssige Brennstoff aus dem zentralen Brennstoff-Zuführungskanal der Dampf-Brennstoff-Düse zugeführt wird. Die Dampfkammer des Kopfes hat eine günstige, ringförmige Gestalt, in welche die Dampf-Brennstoff-Düsen hineinragen. Der Dampf aus der Kammer wird durch radiale Bohrungen in die Dampf-Brennstoff-Düse geführt, während axial aus dem Zwischenring der Brennstoff strömt. Die axiale Bohrung im Zwischenring liegt in Achse zur axialen Bohrung der Dampf-Brennstoff-Düse. Die richtige Lage des Kopfes im Zwischenring sichert ein Paßstift. Die Verbindung Lanze, Zwischenring und Brennerkopf wird durch eine Preßmutter hergestellt. Die erfindungswesentlichen Merkmale (s. Figur 1) sind dadurch charakterisiert, daß die Dampf-Brennstoff-Düsen 8 Dampfeintrittsöffnungen 10 besitzen, die am Umfang mindestens gegenüber liegen und diese Dampfeintrittsöffnungen 10 senkrecht zur Achse der Dampf-Brennstoff-Düse 8 und gleichmäßig am Umfang der Dampf-Brennstoff-Düse 8 angeordnet sind. Paßstift 17 und Preßmutter 16 sichern, daß Brennerkopf 5 und Zwischenring 11 mit der Brennerlanze verbunden sind und somit zueinander lokal richtig fixiert sind.The intermediate ring has radial-axial bores through which the liquid fuel from the central fuel supply channel of the steam-fuel nozzle is supplied. The steam chamber of the head has a favorable, annular shape, in which protrude the steam-fuel nozzles. The vapor from the chamber is passed through radial bores in the steam-fuel nozzle, while axially flows from the intermediate ring of the fuel. The axial bore in the intermediate ring is in axis to the axial bore of the steam-fuel nozzle. The correct position of the head in the intermediate ring secures a dowel. The connection lance, intermediate ring and burner head is made by a compression nut. The features essential to the invention (see Figure 1) are characterized in that the steam-fuel nozzles 8 have steam inlet openings 10 which are at least opposite to the circumference and these steam inlet openings 10 perpendicular to the axis of the steam-fuel nozzle 8 and evenly on the circumference of Steam fuel nozzle 8 are arranged. Secure dowel 17 and 16 press nut that burner head 5 and intermediate ring 11 are connected to the burner lance and thus are fixed correctly to each other locally.

Die konstruktive Einfachheit der Brennergestaltung ermöglicht es dennoch eine hohe technische Fortschrittlichkeit zu erreichen, die sich in folgendem dokumentiert:The constructive simplicity of the burner design nevertheless makes it possible to achieve a high level of technical progress, which is documented in the following:

- bessere Zerstäubung der Teilbrennstoffmenge durch senkrechtes Aufeinandertreffen des Brennstoff- und Dampfstahles,better atomization of the partial fuel quantity by vertical meeting of the fuel and steam steel,

- Einsatz von Brennstoff mit höherer Viskosität,Use of higher viscosity fuel,

- einfache und billige Fertigung der Konstruktionsteile.- simple and cheap production of the structural parts.

Ausführungsbeispielembodiment Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel, dargestellt in Figur 1, näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in FIG. Der Brenner besteht aus der Lanze 1 mit dem Endstück 2, welches Dampfzuführungskanäle 3 und den Brennstoff-Zentralkanal 4The burner consists of the lance 1 with the end piece 2, which steam supply channels 3 and the fuel central channel. 4

besitzt.has.

Der Brennerkopf 5 besitzt Dampf-Brennstoff-Düsen 8 und Brennstoffzerstäuberdüsen 7 sowie eine ringförmigeThe burner head 5 has steam-fuel nozzles 8 and Brennstoffzerstäuberdüsen 7 and an annular Dampfkammer 6. Das Lanzenende 2 der Lanze 1 und der Brennerkopf 5 werden mit einer Preßmutter 16miteinandervorbunden.Steam chamber 6. The lance end 2 of the lance 1 and the burner head 5 are pre-connected with a press nut 16. Jede der Dampf-Brennstoff-Düsen 8 hat eine axiale Bohrung 9 für das Brennstoff-Dampf-Gemisch sowie radiale, in 2 EbenenEach of the steam-fuel nozzles 8 has an axial bore 9 for the fuel-vapor mixture and radial, in 2 levels

übereinander liegende, gleichmäßig über den Düsenumfang verteilte Bohrung 10 für die Dampfzufuhr.superimposed, evenly distributed over the nozzle circumference bore 10 for the steam supply.

Zwischen Brennerkopf 5 und dem Lanzenende 2 ist ein Zwischenring 11 angeordnet, welcher Bohrungen 12 für Dampf undBetween the burner head 5 and the lance end 2, an intermediate ring 11 is arranged, which holes 12 for steam and

radial-axiale Bohrungen 13 für den flüssigen Brennstoff besitzt. Die Durchtrittsöffpungen für den Brennstoff haben einen radialen 14 und axialen 15 Teil, wobei letzterer in Achse zur Dampf-Brennstoff-Düse 8 liegt.has radial-axial bores 13 for the liquid fuel. The passage openings for the fuel have a radial 14 and axial 15 part, the latter being in axis to the steam-fuel nozzle 8.

Die richtige Lage des Zwischenringes 11 zum Brennerkopf 5 wird von Paßstift 17 übernommen.The correct position of the intermediate ring 11 to the burner head 5 is taken over by dowel 17.

Claims (4)

1. Brenner zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe, wobei der Brennerkopf Brennstoff-Zerstäuberdüsen und Dampf-Brennstoff-Düsen besitzt und sich oberhalb des Zwischenringes befindet, gekennzeichnet dadurch, daß die Dampf-Brennstoff-Düsen (8) Dampfeintrittsöffnungen (10) besitzen, die am Umfang mindestens gegenüber liegen.1. Burner for the combustion of liquid fuels, wherein the burner head has fuel atomizing nozzles and steam-fuel nozzles and is located above the intermediate ring, characterized in that the steam-fuel nozzles (8) have steam inlet openings (10) on the circumference at least opposite. 2. Brenner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfeintrittsöffnungen (10) senkrecht zur Achse der Dampf-Brennstoff-Düse (8) angeordnet sind.2. Burner according to claim 1, characterized in that the steam inlet openings (10) are arranged perpendicular to the axis of the steam-fuel nozzle (8). 3. Brenner gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfeintrittsöffnungen (10) gleichmäßig am Umfang der Dampf-Brennstoff-Düse (8) angeordnet sind.3. Burner according to claim 1 and 2, characterized in that the steam inlet openings (10) are arranged uniformly on the circumference of the steam-fuel nozzle (8). 4. Branner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Brennerkopf (5) und Zwischenring (11) mittels einer Preßmutter (16) mit der Brennerlanze verbunden sind und so die richtige Lage des Brennerkopfes zum Zwischer ring fixiert ist.4. Branner according to claim 1, characterized in that the burner head (5) and intermediate ring (11) by means of a compression nut (16) are connected to the burner lance and so the correct position of the burner head to the intermediate ring is fixed.
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