DE102012101465A1

DE102012101465A1 - Pulse detonation device for a coal combustion system

Info

Publication number: DE102012101465A1
Application number: DE102012101465A
Authority: DE
Inventors: Tian Xuan Zhang; David Kelly Moyeda; Robert Warren Taylor; Peter Martin Maly
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: BHA Altair LLC
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2012-08-30
Also published as: GB201203055D0; US20120216728A1; CN102650427A; GB2488426A

Abstract

Ein Impulsdetonations-Kohlebrenner (40) umfasst einen Brennerkörper (44) mit einem Einlass (46) und einem Auslass (47, 92) sowie ein Brennstoffeinführungssystem (54), das mit dem Einlass (46) des Brennerkörpers (44) gekoppelt ist. Das Brennstoffeinführungssystem (54) ist so konfiguriert und angeordnet, dass es mindestens einen Brennstoff in den Brennerkörper (44) einführt. Eine Impulsdetonationsvorrichtung (80) ist betriebsmäßig mit dem Brennerkörper (44) gekoppelt. Die Impulsdetonationsvorrichtung (80) ist so konfiguriert und angeordnet, dass sie eine Impulsdetonationswelle in den Brennerkörper einleitet (44), um mindestens einen Brennstoff zu entzünden.A pulse detonation coal burner (40) comprises a burner body (44) having an inlet (46) and an outlet (47, 92) and a fuel introduction system (54) coupled to the inlet (46) of the burner body (44). The fuel introduction system (54) is configured and arranged to introduce at least one fuel into the burner body (44). A pulse detonation device (80) is operatively coupled to the torch body (44). The pulse detonation device (80) is configured and arranged to initiate (44) a pulse detonation wave into the torch body to ignite at least one fuel.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Gegenstand der hier beschriebene Erfindung ist ein Kohleverbrennungssystem und insbesondere eine Impulsdetonationsvorrichtung für ein Kohleverbrennungssystem.The subject of the invention described herein is a coal combustion system and more particularly a pulse detonation device for a coal combustion system.

In vielen Stromerzeugungssystemen wird pulverisierte Kohle als Brennstoff eingesetzt. Ein mit pulverisierter Kohle befeuerter Kessel erzeugt Wärmeenergie durch Verbrennung der pulverisierten Kohle (Kohlepulver, Kohlenstaub). Die Wärmeenergie dient zur Erwärmung eines Fluids und zur Erzeugung von Dampf, mit dem eine Turbine angetrieben wird. Bei herkömmlichen Kohleverbrennungssystemen wird pulverisierte Kohle in einen oder mehrere Brenner eingeführt. Die Kohle verbrennt und setzt Wärmeenergie frei. Pulverisierte Kohle wird typischerweise mittels eines mechanischen Einspeisesystems, welches Rohkohle in eine Mühle und dann in den (die) Brenner leitet, in den Brenner eingeführt. In solchen Systemen wird die pulverisierte Kohle in Kohlerohre eingespeist/verteilt, die sich innerhalb der (des) Brenner(s) befinden. In einem typischen System wird eine Reihe von Einspeisevorrichtungen und Mühlen eingesetzt, um für eine gleichmäßige Verteilung der pulverisierten Kohle auf die Brenner zu sorgen. Die Effizienz des Einspeisesystems, d.h. die Fähigkeit, die Kohleverteilung zu steuern und die richtige Teilchengröße der pulverisierten Kohle aufrecht zu erhalten, ist hinsichtlich der Emissionswerte und des Verbrennungswirkungsgrads in einem Kohleverbrennungssystem ein wichtiger Faktor.In many power generation systems, pulverized coal is used as the fuel. A pulverized coal fired boiler generates heat energy by burning the pulverized coal (coal powder, coal dust). The heat energy is used to heat a fluid and to generate steam, with which a turbine is driven. In conventional coal combustion systems, pulverized coal is introduced into one or more burners. The coal burns and releases heat energy. Pulverized coal is typically introduced into the burner by means of a mechanical feed system which directs raw coal into a mill and then into the burner (s). In such systems, the pulverized coal is fed / distributed into carbon tubes located within the burner (s). In a typical system, a series of feeders and mills are used to provide even distribution of the pulverized coal on the burners. The efficiency of the feed system, i. the ability to control coal distribution and maintain the correct particle size of the pulverized coal is an important factor in terms of emissions and combustion efficiency in a coal combustion system.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Gemäß einem Gesichtspunkt eines exemplarischen Ausführungsbeispiels umfasst ein Impulsdetonations-Kohlebrenner einen Brennerkörper mit einem Einlass und einem Auslass sowie ein Brennstoffeinführungssystem, das mit dem Einlass des Brennerkörpers gekoppelt ist. Das Brennstoffeinführungssystem ist so konfiguriert und angeordnet, dass es mindestens einen Brennstoff in den Brennerkörper einführt. Eine Impulsdetonationsvorrichtung ist betriebsmäßig mit dem Brennerkörper gekoppelt. Die Impulsdetonationsvorrichtung ist so konfiguriert und angeordnet, dass sie eine Impulsdetonationswelle in den Brennerkörper einleitet, um mindestens einen Brennstoff zu entzünden.In one aspect of an exemplary embodiment, a pulse detonation coal burner includes a burner body having an inlet and an outlet and a fuel introduction system coupled to the inlet of the burner body. The fuel introduction system is configured and arranged to introduce at least one fuel into the burner body. A pulse detonation device is operably coupled to the burner body. The pulse detonation device is configured and arranged to introduce a pulse detonation wave into the torch body to ignite at least one fuel.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt des exemplarischen Ausführungsbeispiels umfasst ein Kohleverbrennungs-Ofensystem einen Kohlebrennofen mit einem Ofenkörper, der ein Wärmeaustauschsystem enthält, und ein Energieumwandlungssystem, das betriebsmäßig mit dem Wärmeaustauschsystem verbunden ist. Das Energieumwandlungssystem ist so konfiguriert und angeordnet, dass es Wärmeenergie vom Wärmeaustauschsystem in mechanische Energie umwandelt. Ein Impulsdetonations-Kohlebrenner ist strömungsmäßig mit dem Kohlebrennofen verbunden. Der Impulsdetonations-Kohlebrenner umfasst einen Brennerkörper mit einem Einlass und einem Auslass sowie ein Brennstoffeinführungssystem, das mit dem Einlass des Brennerkörpers gekoppelt ist. Das Brennstoffeinführungssystem ist so konfiguriert und angeordnet, dass es mindestens einen Brennstoff in den Brennerkörper einführt. Eine Impulsdetonationsvorrichtung ist betriebsmäßig mit dem Brennerkörper gekoppelt. Die Impulsdetonationsvorrichtung ist so konfiguriert und angeordnet, dass sie eine Impulsdetonationswelle in den Brennerkörper einleitet, um mindestens einen Brennstoff zu entzünden.In another aspect of the exemplary embodiment, a coal combustion furnace system includes a coal furnace having a furnace body containing a heat exchange system and an energy conversion system operatively connected to the heat exchange system. The energy conversion system is configured and arranged to convert thermal energy from the heat exchange system to mechanical energy. A pulse detonation coal burner is fluidly connected to the coal burning furnace. The pulse detonation coal burner includes a burner body having an inlet and an outlet and a fuel introduction system coupled to the inlet of the burner body. The fuel introduction system is configured and arranged to introduce at least one fuel into the burner body. A pulse detonation device is operably coupled to the burner body. The pulse detonation device is configured and arranged to introduce a pulse detonation wave into the torch body to ignite at least one fuel.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt des exemplarischen Ausführungsbeispiels umfasst ein Verfahren zur Verbrennung von pulverisierter Kohle für ein Kohleverbrennungssystem die Einführung einer Kohlemenge in einen Brennerkörper, das Führen einer Luftmenge in den Brennerkörper, das Mischen der Kohlemenge und der Luftmenge, um ein brennbares Brennstoffgemisch zu bilden, und die Entzündung des brennbaren Brennstoffgemischs durch eine Impulsdetonationswelle, die von einer Impulsdetonationsvorrichtung erzeugt wird. In another aspect of the exemplary embodiment, a method of burning pulverized coal for a coal combustion system includes introducing a quantity of coal into a burner body, directing an amount of air into the burner body, mixing the amount of coal and the amount of air to form a combustible fuel mixture, and the ignition of the combustible fuel mixture by a pulse detonation wave generated by a pulse detonation device.

Diese und andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden besser erkennbar anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.These and other advantages and features of the invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Der als Erfindung betrachtete Gegenstand wird in den Ansprüchen am Ende der Patentbeschreibung besonders hervorgehoben und beansprucht. Die vorgenannten und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, in welchen:The subject of the invention is particularly emphasized and claimed in the claims at the end of the specification. The foregoing and other features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 eine schematische Darstellung eines Kohleverbrennungssystems ist, mit einem Kohleverbrennungsofen, der von einem Impulsdetonations-Kohleverbrennungssystem gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel befeuert wird; 1 1 is a schematic illustration of a coal combustion system having a coal combustion furnace fired by a pulse detonation coal combustion system according to an exemplary embodiment;

2 eine perspektivische Ansicht eines Impulsdetonations-Kohlebrennersystems ist, das gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel an einen Kohleverbrennungsofen gekoppelt ist; und 2 Figure 4 is a perspective view of a pulse detonation coal burner system coupled to a coal burning furnace according to an exemplary embodiment; and

3 ein schematischer Querschnitt des Impulsdetonations-Kohlebrennersystems aus 2 ist. 3 a schematic cross section of the pulse detonation coal burner system 2 is.

Die ausführliche Beschreibung erläutert Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Vorteilen und Merkmalen mit Hilfe eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. The detailed description explains embodiments of the invention with advantages and features by way of example and with reference to the drawings.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Bezugnehmend auf die 1–3, ein Kohleverbrennungssystem gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird allgemein bei 2 gezeigt. Das Kohleverbrennungssystem 2 umfasst einen Kohleverbrennungsofen/Kessel 4 mit einem Wärmeaustauschersystem oder Brenner 8. Der Brenner 8 überträgt Wärme an ein Arbeitsfluid, das an ein Energieumwandlungssystem (nicht gezeigt) weitergegeben wird. Das Energieumwandlungssystem ist typischerweise mit einem angetriebenen Element gekoppelt, beispielsweise einem Generator, einer Pumpe oder ähnlichem. Das Energieumwandlungssystem wandelt Wärmeenergie von einem Arbeitsfluid, das in einem Kessel 4 produziert wird, in mechanische Rotationsenergie um, die zur Betätigung des angetriebenen Elements verwendet wird. Verbrennungsprodukte aus dem Brenner 8 gelangen zu einem Lufterhitzer 10, fließen zu einer Abgasreinigungsanlage 12 und werden von einem Gebläse 16 in den Kamin 14 geleitet. Referring to the 1 - 3 A coal combustion system according to an exemplary embodiment is generally included 2 shown. The coal combustion system 2 includes a coal combustion furnace / boiler 4 with a heat exchanger system or burner 8th , The burner 8th transfers heat to a working fluid which is transferred to an energy conversion system (not shown). The energy conversion system is typically coupled to a driven element, such as a generator, a pump, or the like. The energy conversion system converts heat energy from a working fluid into a boiler 4 is converted into mechanical rotational energy, which is used to actuate the driven element. Combustion products from the burner 8th arrive at an air heater 10 , flow to an emission control system 12 and be from a blower 16 in the fireplace 14 directed.

Wärmeenergie, die durch die Verbrennung von pulverisierter Kohle oder Kohlestaub entsteht, gelangt durch einen Wärmestrom in das Arbeitsfluid, der zu dem Brenner 8 geführt wird. Gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Kessel 4 mit einem Impulsdetonations-Kohlebrennersystem 40 gekoppelt. Das Impulsdetonations-Kohlebrennersystem 40 umfasst einen Brennerkörper 44 mit einem Einlass 46, der strömungsmäßig mit einem Auslass 47 gekoppelt ist. Der Auslass 47 ist strömungsmäßig mit einem Kohleverbrennungsofen 4 verbunden. Brennstoff in Form von Kohlestaub und Luft wird über ein Brennstoffeinführungssystem 54 in den Einlass 46 eingeführt. Das Brennstoffeinführungssystem 54 umfasst eine Brennstoffzufuhrleitung 56 mit einem ersten Ende oder einem Einlassabschnitt 58, der sich über einen Zwischenabschnitt 60, der einen Brennstoffdurchtritt 62 definiert, bis zu einem zweiten Ende oder einem Auslassabschnitt 59 erstreckt. Die Brennstoffzufuhrleitung 56 führt pulverisierte Kohle von einer Kohlemühle 70 zu, die mit einem Kohlesilo 72 gekoppelt ist. Pulverisierte Kohle und Luft werden in den Einlassabschnitt 58 eingeleitet und über den Brennstoffdurchtritt 62 zu dem Auslassabschnitt 59 geführt. Verbrennungsluft wird in den Einlass 46 außerhalb des Brennstoffdurchtritts 62 eingeleitet. Um die Verbrennung des pulverisierten Brennstoff- und Luftgemischs zu verbessern, ist in dem Brennerkörper 44 typischerweise eine Vielzahl von Drallschaufeln angeordnet, von denen zwei bei 65 und 66 angegeben sind. Die Drallschaufeln 65 und 66 bewirken eine Verwirbelung des pulverisierten Brennstoff- und Luftgemischs, das in den Kessel 4 eintritt. Die pulverisierte Kohle vermischt sich mit der Luft und bildet eine brennbare Mischung, die von einer Impulsdetonationsvorrichtung 80 entzündet wird und eine Flammenfront bildet, welche durch den Auslass 47 des Brennerkörpers 44 in den Kohlebrennofen 4 geleitet wird.Heat energy generated by the combustion of pulverized coal or coal dust passes through a heat flow in the working fluid, which leads to the burner 8th to be led. According to the exemplary embodiment, the boiler is 4 with a pulse detonation coal burner system 40 coupled. The pulse detonation coal burner system 40 includes a burner body 44 with an inlet 46 which is fluidly with an outlet 47 is coupled. The outlet 47 is fluid with a coal combustion furnace 4 connected. Fuel in the form of coal dust and air is supplied via a fuel introduction system 54 in the inlet 46 introduced. The fuel introduction system 54 includes a fuel supply line 56 with a first end or inlet section 58 that is about an intermediate section 60 passing a fuel 62 defined, to a second end or an outlet section 59 extends. The fuel supply line 56 carries pulverized coal from a coal mill 70 to that with a coal silo 72 is coupled. Powdered coal and air are added to the inlet section 58 initiated and over the fuel passage 62 to the outlet section 59 guided. Combustion air is in the inlet 46 outside the fuel passage 62 initiated. In order to improve the combustion of the pulverized fuel and air mixture is in the burner body 44 typically arranged a plurality of swirl vanes, two of which at 65 and 66 are indicated. The swirl blades 65 and 66 cause a turbulence of the pulverized fuel and air mixture, which in the boiler 4 entry. The pulverized coal mixes with the air to form a combustible mixture that is emitted by a pulse detonator 80 is ignited and forms a flame front, which through the outlet 47 of the burner body 44 in the coal kiln 4 is directed.

Die Impulsdetonationsvorrichtung 80 umfasst ein Hauptelement 83 mit einem ersten End- oder Einlassabschnitt 86, der sich über einen Zwischenabschnitt 89 bis zu einem zweiten End- oder Auslassabschnitt 87 erstreckt. In dem gezeigten exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst eine Impulsdetonationsvorrichtung 80 ein Auslassrohr 91, welches an dem Auslassabschnitt 87 betriebsmäßig mit dem Hauptelement 83 gekoppelt ist. Gemäß einem Aspekt des exemplarischen Ausführungsbeispiels reicht das Auslassrohr 91 bis in die Brennstoffzuleitung 56 und endet an dem Auslass 92. Bei dieser Anordnung ist der Auslass in bestimmter Weise in Bezug zu dem Auslassabschnitt 59 positioniert, um eine gewünschte Verbrennung der pulverisierten Kohle und der Luft zu erreichen. An diesem Punkt sollte verstanden werden, dass, obwohl es innerhalb der Brennstoffzuleitung 56 positioniert dargestellt ist, das Auslassrohr 91 direkt in den Brennerkörper 44 hineinragen kann. Außerdem sollte, obwohl die Darstellung nur eine einzige an den Brennerkörper 44 gekoppelte Impulsdetonationsvorrichtung zeigt, verstanden werden, dass die jeweilige Ausrichtung und Zahl der Impulsdetonationsvorrichtungen variieren kann. Das heißt, es könnten mehrere Impulsdetonationsvorrichtungen in dem oder um den Brennerkörper 44 angeordnet sein, um die gewünschten Verbrennungseigenschaften zu erzielen. Es sollte außerdem verstanden werden, dass der Durchmesser des Auslassrohrs 91 abhängig von den gewünschten Verbrennungseigenschaften variieren kann.The pulse detonation device 80 includes a main element 83 with a first end or inlet section 86 that is about an intermediate section 89 to a second end or outlet section 87 extends. In the exemplary embodiment shown includes a pulse detonation device 80 an outlet pipe 91 , which at the outlet section 87 operational with the main element 83 is coupled. In one aspect of the exemplary embodiment, the outlet tube is sufficient 91 into the fuel supply line 56 and ends at the outlet 92 , In this arrangement, the outlet is in a certain way with respect to the outlet section 59 positioned to achieve a desired combustion of the pulverized coal and the air. At this point, it should be understood that, although it is within the fuel supply line 56 is shown positioned, the outlet pipe 91 directly into the burner body 44 can protrude. In addition, although the illustration should only be a single to the burner body 44 coupled pulse detonation device, it will be understood that the particular orientation and number of pulse detonation devices may vary. That is, there could be multiple pulse detonation devices in or around the torch body 44 be arranged to achieve the desired combustion properties. It should also be understood that the diameter of the outlet tube 91 can vary depending on the desired combustion characteristics.

In weiterer Übereinstimmung mit dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Impulsdetonationsvorrichtung 80 strömungsmäßig mit einem Impulsdetonations-Brennstoffsystem 94 gekoppelt. Das Impulsdetonations-Brennstoffsystem 94 umfasst eine Impulsdetonations-Brennstoffzufuhr 96, die über ein Impulsdetonations-Brennstoffzufuhrrohr 97 strömungsmäßig mit dem Einlassabschnitt 86 gekoppelt ist. Die Impulsdetonations-Brennstoffversorgung 96 ist mit einem Druckregler 98 dargestellt, welcher den Druck des der Impulsdetonationsvorrichtung 80 zugeführten Brennstoffs regelt. Außerdem ist das Impulsdetonations-Brennstoffsystem 94 mit einem Luftzufuhrsystem 100 dargestellt, welches Druckluft aus einem Kompressor oder Gebläse 102 erhält. Das Luftzufuhrsystem 100 ist durch ein Luftzufuhrrohr 104 strömungsmäßig mit dem Einlassabschnitt 86 gekoppelt. Das Luftzufuhrrohr 104 ist mit einem Lufttrockner 107, einem Druckregler oder Regelventil 109 sowie mit einem Service-Ventilpaar 111 und 112 dargestellt. Das Luftzufuhrrohr 104 ist ebenfalls mit einem elektronischen Regelventil 114 dargestellt, welches betriebsmäßig mit einem Regelgerät 117 gekoppelt ist. Das Regelgerät 117 ist ebenfalls betriebsmäßig mit einem Brennstoffregelventil 120 gekoppelt, das an einem Einlassabschnitt 86 angeordnet ist. In further accordance with the exemplary embodiment, the pulse detonation device is 80 fluidly with a pulse detonation fuel system 94 coupled. The pulse detonation fuel system 94 includes a pulse detonation fuel supply 96 via a pulse detonation fuel delivery tube 97 fluidly with the inlet section 86 is coupled. The pulse detonation fuel supply 96 is with a pressure regulator 98 which shows the pressure of the pulse detonation device 80 supplied fuel controls. In addition, the pulse detonation fuel system 94 with an air supply system 100 shown what compressed air from a compressor or blower 102 receives. The air supply system 100 is through an air supply pipe 104 fluidly with the inlet section 86 coupled. The air supply pipe 104 is with an air dryer 107 , a pressure regulator or control valve 109 as well as with a service valve pair 111 and 112 shown. The air supply pipe 104 is also equipped with an electronic control valve 114 shown, which is operational with a control device 117 is coupled. The control device 117 is also operational with a fuel control valve 120 coupled, which at an inlet portion 86 is arranged.

Bei dieser Anordnung sorgt das Regelgerät 117 für ein gewünschtes Brennstoff-/Luftgemisch, das zu der Impulsdetonationsvorrichtung 80 geleitet wird. Das Brennstoff-/Luftgemisch wird gezündet und bildet eine Impulsdetonationswelle, welche auf die pulverisierte Kohle und die Luft gerichtet wird, die durch die Brennstoffzufuhrleitung 56 strömen, um eine stabile Flammenfront aufzubauen, die aus dem Brennerkörper 44 austritt. Das Regelgerät 117 ist außerdem so konfiguriert, dass es eine gewünschte Frequenz der Impulsdetonationswelle einstellt, die aus der Impulsdetonationsvorrichtung 80 austritt. Das Regelgerät 117 kann eine gewünschte Frequenz für die Impulsdetonationswelle einstellen. Die Frequenz der Impulsdetonationswelle kann so geregelt werden, dass sie die Vermischung der pulverisierten Kohle und der Luft unterstützt. Die Impulsdetonationswelle kann Temperaturen bis etwa 2500° F (1371,1° C) oder mehr erreichen. Die hohen Temperaturen, die durch Einsatz einer Impulsdetonationsvorrichtung erzielbar sind, sowie die zusätzliche Vermischung von Kohle und Luft durch die Impulsdetonationswelle können einen Betrieb des Brenners unter Bedingungen ermöglichen, welche die Emissionswerte senken, die während des Betriebs des Kohleverbrennungssystems entstehen. Das heißt, durch den Einsatz der Impulsdetonationsvorrichtung werden CO-Emissionen sowie andere Produkte einer unvollständigen Verbrennung, beispielsweise der in Asche enthaltene Kohlenstoff, reduziert. Die zusätzliche Vermischung durch die Impulsdetonationswelle könnte auch zu einer niedrigeren Verbrennungsstöchiometrie führen, woraus sich reduzierte NOx-Emissionen ergeben würden. In this arrangement, the controller provides 117 for a desired fuel / air mixture that belongs to the pulse detonation device 80 is directed. The fuel / air mixture is ignited and forms a pulse detonation wave which is directed to the pulverized coal and the air passing through the fuel supply line 56 flow to build a stable flame front out of the torch body 44 exit. The control device 117 is also configured to set a desired frequency of the pulse detonation wave resulting from the pulse detonation device 80 exit. The control device 117 can set a desired frequency for the pulse detonation wave. The frequency of the pulse detonation wave can be controlled to assist mixing of the pulverized coal and the air. The pulse detonation wave can reach temperatures up to about 2500 ° F (1371.1 ° C) or more. The high temperatures achievable by employing a pulse detonation device, as well as the additional mixing of coal and air through the pulse detonation wave, can enable operation of the combustor under conditions which lower the emissions produced during operation of the coal combustion system. That is, the use of the pulse detonation device reduces CO emissions as well as other incomplete combustion products, such as the carbon contained in ash. The additional mixing by the pulse detonation wave could also result in a lower combustion stoichiometry, which would result in reduced NOx emissions.

Zwar wurde die Erfindung hier in Zusammenhang mit nur einer eingeschränkten Zahl von Ausführungsbeispielen ausführlich beschrieben, doch dürfte ohne Weiteres nachvollziehbar sein, dass die Erfindung nicht auf diese beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung mit einer Reihe von Varianten, Veränderungen, Ersetzungen oder gleichwertigen Anordnungen abgewandelt werden, die bisher nicht beschriebenen wurden, die jedoch mit dem Gedanken und Umfang der Erfindung im Einklang stehen. Außerdem ist nachvollziehbar, dass, obwohl verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, Gesichtspunkte der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsbeispiele enthalten können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorangehende Beschreibung begrenzt zu betrachten, sondern nur durch den Umfang der anhängenden Ansprüche.While the invention has been described in detail herein in connection with only a limited number of embodiments, it should be readily understood that the invention is not limited to these described embodiments. Rather, the invention may be modified with a number of variations, alterations, substitutions, or equivalent arrangements not heretofore described, which, however, are consistent with the spirit and scope of the invention. In addition, it will be understood that while various embodiments of the invention have been described, aspects of the invention may include only a few of the described embodiments. Accordingly, the invention is not to be considered limited by the foregoing description, but only by the scope of the appended claims.

Ein Impulsdetonations-Kohlebrenner 40 umfasst einen Brennerkörper 44 mit einem Einlass 46 und einem Auslass 47, 92 sowie ein Brennstoffeinführungssystem 54, das mit dem Einlass 46 des Brennerkörpers 44 gekoppelt ist. Das Brennstoffeinführungssystem 54 ist so konfiguriert und angeordnet, dass es mindestens einen Brennstoff in den Brennerkörper 44 einführt. Eine Impulsdetonationsvorrichtung 80 ist betriebsmäßig mit dem Brennerkörper 44 gekoppelt. Die Impulsdetonationsvorrichtung 80 ist so konfiguriert und angeordnet, dass sie eine Impulsdetonationswelle in den Brennerkörper einleitet 44, um mindestens einen Brennstoff zu entzünden.A pulse detonation coal burner 40 includes a burner body 44 with an inlet 46 and an outlet 47 . 92 and a fuel introduction system 54 that with the inlet 46 of the burner body 44 is coupled. The fuel introduction system 54 is configured and arranged so that there is at least one fuel in the burner body 44 introduces. A pulse detonation device 80 is operational with the torch body 44 coupled. The pulse detonation device 80 is configured and arranged to initiate a pulse detonation wave into the torch body 44 to ignite at least one fuel.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Kohleverbrennungs-OfensystemCoal Burning Furnace System
44: Kohleverbrennungs-OfenkesselCoal burning furnace boiler
88th: Wärmeaustauschersystem oder BrennerHeat exchanger system or burner
1010: LufterhitzerAir heaters
1212: Abgasreinigungsvorrichtungexhaust gas purification device
1414: Energieumwandlungssystem; KaminEnergy conversion system; fireplace
1616: Kompressor oder GebläseCompressor or blower
1818: Turbineturbine
2020: Angetriebenes ElementPowered element
4040: Impulsdetonations-KohlebrennersystemPulse detonation coal burner system
4444: Brennerkörpertorch body
4646: Einlassinlet
47, 9247, 92: Auslassoutlet
5454: BrennstoffeinführungssystemFuel delivery system
5656: BrennstoffzufuhrleitungFuel supply line
5858: Erster Endabschnitt/EinlassFirst end section / inlet
5959: Zweiter Endabschnitt AuslassSecond end section outlet
6060: Zwischenabschnittintermediate section
6262: BrennstoffdurchtrittFuel passage
65, 6665, 66: Drallschaufeln swirl blades
7070: KohlepulverisieranlageKohlepulverisieranlage
7272: Kohlesilocoal silo
8080: ImpulsdetonationsvorrichtungPulse detonation device
8383: Körperelementbody member
8686: Erster End- oder EinlassabschnittFirst end or inlet section
8787: Zweiter End- oder Auslassabschnitt Second end or outlet section
8989: Zwischenabschnitt intermediate section
9191: Auslassrohroutlet pipe
9494: Impulsdetonations-BrennstoffsystemPulse detonation fuel system
9696: Brennstoffzufuhr fuel supply
9797: BrennstoffzufuhrrohrFuel supply pipe
9898: Druckreglerpressure regulator
100100: Luftzufuhrsystem Air supply system
102102: Kompressor oder GebläseCompressor or blower
104104: LuftzufuhrrohrAir supply pipe
107107: Lufttrocknerair dryer
109109: DruckregelventilPressure control valve
111, 112111, 112: Service-VentileService valves
114114: Regelventilcontrol valve
117117: Regelgerätregulator
120120: BrennstoffregelventilFuel control valve
130130: ImpulsentwicklungssystemPulse development system
133133: Innere Leitung Inner pipe
135135: Äußere LeitungOutside line

Claims

A pulse detonation coal burner system ( 40 ) comprising: a burner body ( 44 ) with an inlet ( 46 ) and an outlet ( 47 . 92 ); a fuel introduction system ( 54 ), coupled to the inlet ( 46 ) of the burner body ( 44 ), the fuel introduction system ( 54 ) is configured and arranged so that at least one fuel in the burner body ( 44 ) is introduced; and a pulse detonation device ( 80 ), which are functional to the burner body ( 44 ), wherein the pulse detonation device ( 80 ) is configured and arranged to introduce a pulse detonation wave into the burner body ( 44 ) to ignite the at least one fuel.

Pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to claim 1, wherein the fuel introduction system ( 54 ) is configured so that coal in the burner body ( 44 ).

Pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to one of the preceding claims, in which the fuel introduction system ( 54 ) is configured so that pulverized coal in the burner body ( 44 ).

Pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to one of the preceding claims, in which the fuel introduction system ( 54 ) a fuel supply line ( 56 ) with a first end section ( 58 ), which extends to a second end section ( 59 ), via a fuel passage ( 62 ), wherein the first end section ( 58 ) a fuel inlet ( 46 ) and the second end section ( 59 ) a fuel outlet ( 47 . 92 ), wherein the fuel outlet ( 47 . 92 ) within the burner body ( 44 ) is arranged.

Pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to one of the preceding claims, in which the pulse detonation device ( 80 ) a body element ( 83 ), with a first end portion ( 86 ), which extends over an intermediate section ( 89 ) to a second end section ( 87 ), wherein the first end portion ( 86 ) an inlet section ( 86 ) and the second end section ( 87 ) an outlet section ( 87 ) Are defined.

Pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to one of the preceding claims, in which the pulse detonation device ( 80 ) an outlet pipe ( 91 ), which is in fluid communication with the body element ( 83 ), wherein the outlet tube ( 91 ) within the fuel supply line ( 56 ) is arranged.

The pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to one of the preceding claims, further comprising: an impulse detonation fuel system ( 94 ) fluidly connected to the inlet section (FIG. 86 ) of the body element ( 83 ), wherein the pulse detonation fuel system ( 94 ) a fuel supply ( 96 ) and an air supply ( 100 ).

The pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to one of the preceding claims, in which both the fuel supply ( 96 ) as well as the air supply ( 100 ) functional with a control device ( 117 ), which controls the supply of air and fuel to the body element ( 83 ) regulates.

The pulse detonation coal burner system ( 40 ) according to one of the preceding claims, further comprising: a plurality of swirl vanes ( 65 . 66 ), which are radially around the fuel introduction system ( 54 ) are arranged.