DE112009000291T5 - Brenner für pulverisierten Brennstoff - Google Patents

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008Flow control devices

Abstract

Brenner für pulverisierten Brennstoff, der einen Düsenkörper (6), der zu einem Ofen (1) offen ist, um pulverisierten Brennstoff zusammen mit Primärverbrennungsluft (14) zu injizieren, Strömungsdurchgänge für Sekundärverbrennungsluft (26), die koaxial um den Düsenkörper (6) ausgebildet sind, und Klappen, die umfänglich längs der Strömungsdurchgänge angeordnet und in spezifizierten Intervallen voneinander beabstandet sind, umfasst, wobei durch die Klappen für die Strömungsdurchgänge nicht durchströmte Abschnitte gebildet sind, um eine Rückströmung von heißem Rauchgas zustande zu bringen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für pulverisierten Brennstoff für einen Ofen wie etwa einen kohlegeheizten Kessel, der pulverisiertes Material als Brennstoff verwendet.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei manchen Öfen, die pulverisiertes Material verwenden, z. B. bei einem Ofen, der Kohle als Brennstoff verwendet, wird Grobkohle durch eine Kohlemühle zu pulverisierter Kohle bzw. Kohlenstaub pulverisiert, der seinerseits mit Primärluft vermischt und mit dieser in einen Kohlenstaubbrenner eingespeist wird, wo der Kohlenstaub in den Ofen injiziert und in Suspension verbrannt wird.
  • Dem Strom der mit dem Kohlenstaub vermischten Primärluft wird ferner Sekundärverbrennungsluft zugeführt, die auf eine geforderte Temperatur (von beispielsweise 250°C bis 300°C) erhitzt wurde. Der Kohlenstaub im Mischstrom wird durch die Sekundärluft und durch Strahlungswärme vom Ofen erhitzt, um flüchtige Bestandteile abzuführen und zu entzünden und dadurch Flammen zu bilden.
  • Ein herkömmlicher Kohlenstaubbrenner wird in 1 beschrieben.
  • In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Ofen und das Bezugszeichen 2 eine Ofenwand des Ofens 1.
  • An der Ofenwand 2 ist ein Hals bzw. eine Gicht 3 eingerichtet, die an einer dem Ofen 1 abgewandten Seite einen Windkasten 4 besitzt. Im Windkasten 4 ist koaxial mit der Gicht 3 ein Kohlenstaubbrenner 5 angeordnet.
  • Der Kohlenstaubbrenner 5 umfasst einen Düsenkörper 6 und eine Sekundärlufteinstellvorrichtung 7, die ein vorderes Ende des Düsenkörpers 6 umgibt.
  • Der Düsenkörper 6 umfasst eine Außenrohrdüse 8, eine mit der Düse 8 koaxiale Innenrohrdüse 9 und einen an einer Achse de der Düse 9 angeordneten Ölbrenner 11.
  • Die Außenrohrdüse 8 umfasst eine Basis (ein dem Ofen 1 abgewandtes Ende) 8a, einen an die Basis 8a angrenzenden Zwischenabschnitt 8b und ein an den Zwischenabschnitt 8b angrenzendes vorderes Ende 8c. Die Basis 8a ist ein Zylinder mit einem konstanten Querschnittsradius; der Zwischenabschnitt 8b und das vordere Ende 8c sind konische Zylinder mit Querschnittsradien, die jeweils zum Ofen 1 hin verkleinert sind. Das vordere Ende 8c besitzt einen Konuswinkel, der größer als jener des Zwischenabschnitts 8b ist, und besitzt daher Radien, die stärker verkleinert sind als jene des Zwischenabschnitts 8b.
  • Die Innenrohrdüse 9 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 9a und ein an den zylindrischen Abschnitt 9a angrenzendes vorderes Ende 9c. Der zylindrische Abschnitt 9a ist ein Zylinder mit einem konstanten Querschnittsradius, der sich zu einer Vorderseite des Zwischenabschnitts 8b des Außenrohrs benachbart erstreckt, während das vordere Ende 9c konisch ist mit einem Konuswinkel, der jenem des vorderen Endes 8c des Außenrohrs gleicht. Zwischen der Innenrohrdüse 8 und der Außenrohrdüse 9 befindet sich ein hohler, zylindrischer Brennstoffleitungsraum 10 mit einem zum Ofen 1 offenen Ende.
  • Die Basis (das dem Ofen 1 abgewandte Ende) der Außenrohrdüse 8 kommuniziert mit einer Primärluftspeiseleitung 12, durch die Primärluft 14 und der durch die Luft 14 beförderte Kohlenstaub tangential in den Raum 10 strömen und in diesem verwirbeln und durch das vordere Ende des Raums injiziert werden. Zur Basis der Innenrohrdüse 9 offen ist ein Ende einer Tertiärluftspeiseleitung 13, deren anderes Ende zum Windkasten 4 offen ist, so dass dem Windkasten 4 zugeführte Verbrennungsluft als Zusatzverbrennungsluft, d. h. Tertiärverbrennungsluft, aufgenommen und zur Innenrohrdüse 9 geleitet wird.
  • Die Sekundärlufteinstellvorrichtung 7 umfasst einen Zusatzlufteinstellmechanismus 15, der das vordere Ende des Düsenkörpers 6 aufnimmt, und einen Hauptlufteinstellmechanismus 16, der koaxial mit dem Mechanismus 15 und in Bezug zu diesem außen liegend angeordnet ist.
  • Der Zusatzlufteinstellmechanismus 15 umfasst einen ersten Luftleitkanal 18 mit Durchmessern, die zu einem vorderen Ende des Kanals hin verkleinert sind, und Luftverwirbelungsverstellschaufeln 19, die umfänglich in gleichem Abstand in einer Basis des Kanals 18 angeordnet sind, wobei die Schaufeln 19 synchron um Drehachsen 21 drehbar sind.
  • Der Hauptlufteinstellmechanismus 16 umfasst einen zweiten Luftleitkanal 22 mit Durchmessern, die zu seinem vorderen Ende hin verkleinert sind, und Luftverwirbelungsverstellschaufeln 23, die umfänglich in gleichem Abstand in einer Basis des Kanals 22 angeordnet sind, wobei die Schaufeln 23 synchron um Drehachsen 24 drehbar sind.
  • Das vordere Ende des zweiten Luftleitkanals 22 grenzt an die Gicht 3 an. Das vordere Ende des ersten Luftleitkanals 18 ist von einer inneren Wandoberfläche der Ofenwand 2 zurückgesetzt. Die vorderen Enden der Düsen 8 und 9 sind vom vorderen Ende des Leitkanals 18 weiter zurückgesetzt.
  • Die Verbrennung am oben erwähnten Kohlenstaubbrenner 5 wird nun kurz beschrieben. Der Kohlenstaub wird zusammen mit der Primärluft 14 durch die Primärluftspeiseleitung 12 in die Basis des Brennstoffleitungsraums 10 eingespeist. Die Primärluft 14 verwirbelt im Raum 10 zum Ofen 1 hin, wird, während sie sich durch den Raum 10 bewegt, strömungsreduziert und wird durch das vordere Ende der Außenrohrdüse 8 injiziert. Der Windkasten 4 wird mit der Sekundärluft 26 als auf eine geforderte Temperatur angehobene Zusatzverbrennungsluft gespeist. Die Sekundärluft 26 wird in der Luftverwirbelung durch die Schaufeln 23 eingestellt und zusammen mit der Primärluft 14 und dem Kohlenstaub über den zweiten Luftleitkanal 22 in den Ofen 1 injiziert.
  • Der Kohlenstaub wird durch die Sekundärluft 26 bei der Injektion in den Ofen 1 erhitzt und durch Strahlungswärme vom Ofen 1 erhitzt. Durch das Erhitzen setzt der Kohlenstaub die flüchtigen Bestandteile frei, die sich entzünden und die Flammen ununterbrochen erhalten.
  • Ein Teil der in den zweiten Luftleitkanal 22 aufgenommenen Sekundärluft 26 wird durch die Luftverwirbelungseinstellschaufeln 19 in den ersten Luftleitkanal 18 aufgenommen und als Sekundärzusatzluft injiziert. Zum Abstimmen der Verbrennungsbedingung des Kohlenstaubs verändern Luftvolumeneinstellungen durch die Schaufeln 23 und 19 die Speiseflussbedingung der Sekundärluft 26.
  • Ein Teil der Sekundärluft 26 wird als Tertiärluft 27 durch die Tertiärluftspeiseleitung in die Innenrohrdüse 9 geleitet und von dieser injiziert. Die Injektion der Tertiärluft 27 stimmt die Verbrennungsbedingung des Kohlenstaubs ab. Somit wird durch Einstellung beispielsweise der Sekundärluft 26 und der Tertiärluft 27 die Verbrennungsbedingung des Kohlenstaubs optimal abgestimmt.
  • Die Ölbrenner 11 wird dazu verwendet, den Kohlenstaub zu entzünden.
  • Für den oben erwähnten herkömmlichen Kohlenstaubbrenner 5 wird Kohlenstaub wie etwa Fettkohle mit einer vorgegebenen Menge von etwa 20% flüchtiger Bestandteile verwendet.
  • Jedoch ist in jüngster Zeit Brennstoff minderer Qualität verlangt worden; beispielsweise wird Ölkuchen verwendet, der ein Rückstand bei der Erdölraffinerie ist und der flüchtige Bestandteile von nur etwa 10% besitzt. Die Verwendung von Ölkuchen beim oben erwähnten herkömmlichen Kohlenstaubbrenner 5 kann insofern Probleme bereiten, als die Temperatur des über den Kohlenstaubbrenner 5 injizierten pulverisierten Brennstoffs niedrig ist und die freigesetzten flüchtigen Bestandteile nicht ausreichen, um die Flammen zu erhalten. Wenn die Flammen nicht erhalten werden, nimmt das erzeugte NOX spürbar ab.
  • Technologie im Stand der Technik für den oben erwähnten Kohlenstaubbrenner ist beispielsweise in der Patentliteratur 1 erwähnt.
    • [Patentliteratur 1] JP 8-145320 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Probleme
  • Die Erfindung entstand angesichts des Obigen, wobei ihre Aufgabe darin besteht, einen Brenner für pulverisierten Brennstoff zu schaffen, bei dem pulverisierter Brennstoff mit einem geringeren Anteil an flüchtigen Bestandteilen verwendet wird, um das Zündverhalten zu verbessern und Flammen ununterbrochen stabil zu erhalten.
  • Lösung der Probleme
  • Die Erfindung ist auf einen Brenner für pulverisierten Brennstoff gerichtet, der einen Düsenkörper, der zu einem Ofen offen ist, um pulverisierten Brennstoff zusammen mit Primärverbrennungsluft zu injizieren, Strömungsdurchgänge für Sekundärverbrennungsluft, die koaxial um den Düsenkörper ausgebildet sind, und Verschlüsse bzw. Klappen, die umfänglich längs der Strömungsdurchgänge angeordnet und in spezifizierten Intervallen voneinander beabstandet sind, umfasst, wobei durch die Klappen für die Strömungsdurchgänge nicht durchströmte Abschnitte gebildet sind, um eine Rückströmung von heißem Rauchgas zustande zu bringen.
  • Die Erfindung ist ferner auf einen Brenner für pulverisierten Brennstoff gerichtet, bei dem beaufschlagte Flächen der Klappen für die Strömungsdurchgänge veränderlich sind.
  • Die Erfindung ist ferner auf einen Brenner für pulverisierten Brennstoff gerichtet, bei dem koaxial mit einem vorderen Ende des Düsenkörpers ein beweglicher Ring drehbar angeordnet ist, wobei der bewegliche Ring bewegliche Leitschaufeln besitzt, wobei am vorderen Ende des Düsenkörpers feste Leitschaufeln angeordnet sind, wobei jede der beweglichen und der festen Leitschaufeln eine Klappe senkrecht zu einer Achse der Düse besitzt, wobei der Überlappungszustand der zwei Klappen durch Drehen des beweglichen Rings verändert wird.
  • Die Erfindung ist ferner auf einen Brenner für pulverisierten Brennstoff gerichtet, bei dem der Düsenkörper in einem Windkasten aufgenommen ist, wobei im Windkasten koaxial mit einem vorderen Ende des Düsenkörpers ein Luftleitkanal angeordnet ist, wobei am vorderen Ende des Düsenkörpers ein beweglicher Ring drehbar angeordnet ist, wobei der bewegliche Ring bewegliche Leitschaufeln besitzt, wobei der Luftleitkanal feste Leitschaufeln besitzt, wobei jede der beweglichen und der festen Leitschaufeln eine Klappe senkrecht zu einer Achse der Düse besitzt, wobei der Überlappungszustand der zwei Klappen durch Drehen des beweglichen Rings verändert wird.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung, die einen Düsenkörper, der zu einem Ofen offen ist, um pulverisierten Brennstoff zusammen mit Primärverbrennungsluft zu injizieren, Strömungsdurchgänge für Sekundärverbrennungsluft, die koaxial um den Düsenkörper angeordnet sind, und Klappen, die umfänglich längs der Strömungsdurchgänge angeordnet und in spezifizierten Intervallen voneinander beabstandet sind, umfasst, wobei durch die Klappen für die Strömungsdurchgänge nicht durchströmte Abschnitte gebildet sind, um eine Rückströmung von heißem Rauchgas zustande zu bringen, so dass heißes Rauchgas daran beteiligt ist, den pulverisierten Brennstoff zu erhitzen, ist auch mit pulverisiertem Brennstoff, der einen geringeren Anteil an flüchtigen Bestandteilen besitzt, das Zündverhalten verbessert, wobei die Entzündung stabil und zuverlässig gemacht ist und die Flammen erhalten werden.
  • Gemäß der Erfindung sind beaufschlagte Flächen der Klappen für die Strömungsdurchgänge veränderlich, so dass ein Grad der Rückströmung des heißen Rauchgases eingestellt werden kann und pulverisierte Brennstoffe mit unterschiedlichem Anteil an flüchtigen Bestandteilen unter korrekten Bedingungen verbrannt werden können.
  • Gemäß der Erfindung ist koaxial mit einem vorderen Ende des Düsenkörpers ein beweglicher Ring drehbar angeordnet ist, wobei der bewegliche Ring bewegliche Leitschaufeln besitzt, wobei am vorderen Ende des Düsenkörpers feste Leitschaufeln angeordnet sind, wobei jede der beweglichen und der festen Leitschaufeln eine Klappe senkrecht zu einer Achse der Düse besitzt, wobei der Überlappungszustand der zwei Klappen durch Drehen des beweglichen Rings verändert wird, so dass die beaufschlagte Fläche der Klappen für die Strömungsdurchgänge variieren kann, um einen Grad der Rückströmung von heißem Rauchgas einzustellen, und pulverisierte Brennstoffe mit unterschiedlichem Anteil an flüchtigen Bestandteilen unter korrekten Bedingungen verbrannt werden können.
  • Gemäß der Erfindung ist der Düsenkörper in einem Windkasten aufgenommen, wobei im Windkasten koaxial mit einem vorderen Ende des Düsenkörpers ein Luftleitkanal angeordnet ist, wobei am vorderen Ende des Düsenkörpers ein beweglicher Ring drehbar angeordnet ist, wobei der bewegliche Ring bewegliche Leitschaufeln besitzt, wobei der Luftleitkanal feste Leitschaufeln besitzt, wobei jede der beweglichen und der festen Leitschaufeln eine Klappe senkrecht zu einer Achse der Düse besitzt, wobei der Überlappungszustand der zwei Klappen durch Drehen des beweglichen Rings verändert wird, so dass die beaufschlagte Fläche der Klappen für die Strömungsdurchgänge variieren kann, um einen Grad der Rückströmung von heißem Rauchgas einzustellen, und pulverisierte Brennstoffe mit unterschiedlichem Anteil an flüchtigen Bestandteilen unter korrekten Bedingungen verbrannt werden können.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen Kohlenstaubbrenner zeigt;
  • 2 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform eines Kohlenstaubbrenners gemäß der Erfindung zeigt;
  • 3 ist eine Ansicht, die in die Richtung des Pfeils A in 2 weist;
  • 4A ist eine Ansicht zur Erläuterung einer Funktionsweise von veränderlichen Klappen, die bei einem Kohlenstaubbrenner gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei bewegliche und feste Leitschaufeln sich in einem Zustand befinden, in dem sie sich am nächsten sind;
  • 4B ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der veränderlichen Klappen, die bei einem Kohlenstaubbrenner gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei die beweglichen und die festen Leitschaufeln sich in einem Zustand befinden, in dem sie am weitesten voneinander weg sind;
  • 5A ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der veränderlichen Klappen, die bei einem Kohlenstaubbrenner gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei die beweglichen und die festen Leitschaufeln sich in einem Zustand befinden, in dem sie sich am nächsten sind;
  • 5B ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der veränderlichen Klappen, die bei einem Kohlenstaubbrenner gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei die beweglichen und die festen Leitschaufeln sich in einem Zustand befinden, in dem sie am weitesten voneinander weg sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ofen
    4
    Windkasten
    5
    Kohlenstaubbrenner
    6
    Düsenkörper
    8
    Außenrohrdüse
    14
    Primärluft
    26
    Sekundärluft
    32
    Luftleitkanal
    33
    beweglicher Ring
    34
    bewegliche Leitschaufel
    36
    Strömungsklappe
    37
    feste Leitschaufel
    39
    Strömungsklappe
    43
    Hohlrad
    44
    Antriebsrad
    47
    Motor
  • Beschreibung einer Ausführungsform
  • In Verbindung mit den Zeichnungen wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Die 2 und 3 zeigen die Ausführungsform eines Kohlenstaubbrenners gemäß der Erfindung. In 2 sind die Teile, die zu jenen in 1 ähnlich sind, durch dieselben Bezugszeichen dargestellt, womit deren Erläuterungen entfallen.
  • Ein Kohlenstaubbrenner 5 umfasst einen Düsenkörper 6 und eine Sekundärlufteinstellvorrichtung 31. Der Brenner 5 ist koaxial mit einer Gicht 3 offen zur Ofenwand 2 angeordnet. Der Brenner 5 ist in einem Windkasten 4 aufgenommen.
  • Durch ein Druckgebläse (nicht gezeigt) wird dem Windkasten 4 Sekundärluft 26 zugeführt. Das Luftvolumen der Sekundärluft 26 wird durch das Druckgebläse gesteuert, um den Luftdruck für das für die Verbrennung geforderte Luftvolumen zu steuern.
  • Der Düsenkörper 6 umfasst eine Außenrohrdüse 8 und koaxial mit der Düse 8 eine Innenrohrdüse 9. Zwischen den Düsen 8 und 9 ist ein hohler, zylindrischer Brennstoffleitungsraum 10 gebildet.
  • Der Düsenkörper 6 besitzt eine Basis, die sich aus dem Windkasten 4 heraus erstreckt. Eine Außenrohrbasis 8a kommuniziert mit einer Primärluftspeiseleitung 12. Ein Ende der Innenrohrdüse 9 kommuniziert mit einem stromabwärtigen Ende einer Tertiärluftspeiseleitung 13, und ein stromaufwärtiges Ende der Leitung 13 kommuniziert mit dem Windkasten 4. Die Primärluftspeiseleitung 12 ist durch eine Kohlemühle (nicht gezeigt) mit dem Druckgebläse (nicht gezeigt) verbunden. Durch die Speiseleitung 12 wird Primärluft 14, die den Kohlenstaub befördert, in den Brennstoffleitungsraum 10 eingeleitet. Die Tertiärluftspeiseleitung 13 nimmt einen Teil der Sekundärluft 26 auf und speist diesen in die Innenrohrdüse 9 ein.
  • Der Windkasten 4 ist an seiner zum Ofen 1 benachbarten Seite koaxial mit dem vorderen Ende des Kohlenstaubbrenners 5 mit einer Sekundärlufteinstellvorrichtung 31 versehen.
  • Die Sekundärlufteinstellvorrichtung 31 wird nun beschrieben.
  • An einer dem Ofen 1 zugewandten Oberfläche ist koaxial mit der Außenrohrdüse 8 ein Luftleitkanal 32 angeordnet. Der Luftleitkanal 32 ist im Wesentlichen konisch mit Radien, die zum Ofen 1 hin verkleinert sind, und an seinem vorderen Ende mit der Gicht 3 verbunden.
  • Koaxial mit dem Luftleitkanal 32 ist ein beweglicher Ring 33 drehbar angeordnet, der an seiner inneren Oberfläche mit einer geforderten Anzahl in gleichem Abstand von etwa 90° angeordneter beweglicher Leitschaufeln 34 ausgebildet.
  • Jede der beweglichen Leitschaufeln 34 umfasst eine sich zu einer Achse des Kohlenstaubbrenners 5 hin erstreckende und in einer Strömungsrichtung der Sekundärluft 26 angeordnete Strömungsführung 35 (siehe 4A) und an einem stromaufwärtigen Ende der Strömungsführung 35 (senkrecht zur Achse des Kohlenstaubbrenners 5) einen Strömungsverschluss bzw. eine Strömungsklappe 36, wobei die beweglichen Leitschaufeln einheitlich mit dem beweglichen Ring 33 drehbar sind.
  • Die Strömungsführung 35 umfasst einen ersten Strömungsgleichrichter 35a (siehe 4A) parallel zur Achse des Kohlenstaubbrenners 5 und einen zweiten Strömungsgleichrichter 35b (siehe 4A) schräg zur Achse, um eine Verwirbelung der Sekundärluft 26 herbeizuführen.
  • Die Außenrohrdüse 8 ist an ihrem vorderen Ende mit festen Leitschaufeln 37 versehen, die in derselben Anzahl wie die beweglichen Leitschaufeln 34 vorhanden und in gleichem Abstand von etwa 90° angeordnet sind.
  • Die festen Leitschaufeln 37 gleichen in der Form im Wesentlichen den beweglichen Leitschaufeln 34 und erstrecken sich radial von der Achse des Kohlenstaubbrenners 5. Jede der festen Leitschaufeln 37 umfasst in Strömungsrichtung der Sekundärluft 26 eine Strömungsführung 38 (siehe 4A) und an einem stromaufwärtigen Ende der Strömungsführung 38 senkrecht zur Strömungsführung 38 (senkrecht zur Achse des Kohlenstaubbrenners 5) eine Strömungsklappe 39. Um die Drehung des beweglichen Rings 33 nicht zu behindern, sind die äußeren Umfangsenden der festen Leitschaufeln 37 von der inneren Oberfläche des beweglichen Rings 33 beabstandet und die Strömungsklappen 39 in Bezug auf die Strömungsklappen 36 axial versetzt.
  • Wie die bewegliche Leitschaufel 34 umfasst die Strömungsführung 38 den ersten und den zweiten Strömungsgleichrichter 35a und 35b.
  • Die beweglichen Leitschaufeln 34 sind mit den festen Leitschaufeln 37 gepaart, um veränderliche Klappen 41 zu schaffen (siehe die 4A, 4B, 5A und 5B); die bewegliche Leitschaufel 34 und die feste Leitschaufel 37 der benachbarten veränderlichen Klappe 41 schaffen jeweils einen Strömungsdurchgang 42 (siehe die 4A, 4B, 5A und 5B).
  • An einem stromaufwärtigen Ende des beweglichen Rings 33 ist ein Hohlrad 43 angeordnet, das mit einem Antriebsrad 44 in Eingriff steht. Das Antriebsrad 44 ist mit einer Antriebswelle 45 verbunden, die ihrerseits an einer vorderen Platte 46 des Antriebsrads 44 mit einem Motor 47 verbunden ist.
  • Die Drehung des Motors 47 bewirkt, dass sich das Hohlrad 43 über die Antriebswelle und das Antriebsrad 44 dreht, so dass der bewegliche Ring 33 einheitlich mit dem Hohlrad 43 gedreht wird.
  • Somit werden die beweglichen Leitschaufeln 34 und die festen Leitschaufeln 37 in Bezug zueinander normal/rückwärts gedreht, um sich zueinander hin/voneinander weg zu bewegen.
  • Die 4A, 4B, 5A und 5B zeigen eine Beziehung zwischen den beweglichen Leitschaufeln 34 und den festen Leitschaufeln 37; die 4A und 5A zeigen die beweglichen Leitschaufeln 34 und die festen Leitschaufeln 37 in dem Zustand, in dem sie am nächsten zueinander sind, während die 4B und 5B die beweglichen Leitschaufeln 34 und die festen Leitschaufeln 37 in dem Zustand zeigen, in dem sie am weitesten weg voneinander sind.
  • In dem Zustand der Schaufeln, in dem sie am nächsten zueinander sind, besitzt jeder der Strömungsdurchgänge 42 einen maximalen Querschnitt und ist durch die veränderlichen Klappen 41 minimal verschlossen. In dem Zustand der Schaufeln, in dem sie am weitesten weg voneinander sind, besitzt jeder der Strömungsdurchgänge 42 einen minimalen Querschnitt und ist durch die veränderlichen Klappen 41 maximal verschlossen.
  • Bei gleicher zugeführter Menge an Sekundärluft ist die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft 26 im Zustand, in dem die Schaufeln am nächsten zueinander sind, niedrig und im Zustand, in dem die Schaufeln am weitesten weg voneinander sind, hoch.
  • Als Nächstes wird eine Betriebsweise der Sekundärlufteinstellvorrichtung 31 beschrieben.
  • Bei pulverisiertem Brennstoff wie etwa Kohlenstaub mit relativ wenigen flüchtigen Bestandteilen dreht der Motor 47 den beweglichen Ring 33, um die beweglichen Leitschaufeln 34 und die festen Leitschaufeln 37 nahe zusammenzubringen.
  • Dies vergrößert die Querschnitte der Strömungsdurchgänge 42, verringert die Strömungsgeschwindigkeit der sich durch die Strömungsdurchgänge 42 bewegenden Sekundärluft 26 und verkleinert die Verschlussflächen der Strömungsdurchgänge durch die veränderlichen Klappen 41. Ein stromabwärtiger Abschnitt der veränderlichen Klappe 41 schafft einen nicht durchströmten Abschnitt für die Sekundärluft 26, an dessen gegenüberliegenden Seiten die Sekundärluft 26 strömt, um Wirbelströme zu erzeugen, die ihrerseits eine Rückströmung von heißem Rauchgas verursachen, so dass das Feuerungsgas bzw. Gichtgas vom Ofen 1 beteiligt wird.
  • Das Feuerungsgas, das heiß ist, erhitzt den zusammen mit der Primärluft 14 injizierten Kohlenstaub, so dass auch Brennstoff mit einem geringeren Anteil an flüchtigen Bestandteilen zuverlässig entzündet wird. Somit ist auch mit dem pulverisierten Brennstoff, der einen geringeren Anteil an flüchtigen Bestandteilen besitzt, zum stabilen Erhalten der Flammen die Entzündung zuverlässig sichergestellt. Die Verschlussflächen durch die veränderlichen Klappen 41 sind klein, so dass die Wirbelströme klein sind und eine Menge an Feuerungsgas, das vom Ofen 1 beteiligt ist, ebenfalls gering ist.
  • Wenn pulverisierter Brennstoff mit einem extrem geringen Anteil an flüchtigen Bestandteilen zugeführt wird, wird der bewegliche Ring 33 durch den Motor 47 über das Hohlrad 43 gedreht, so dass die beweglichen Leitschaufeln 34 maximal von den festen Leitschaufeln 37 getrennt sind.
  • In dieser Weise werden durch die veränderlichen Klappen 41 die Strömungsdurchgänge 42 verengt und die Verschlussflächen der Strömungsdurchgänge vergrößert. Die Strömungsgeschwindigkeit der sich durch die Strömungsdurchgänge 42 bewegenden Sekundärluft 26 erhöht sich, so dass sich die Wirbelströme, die in der Sekundärluft 26, die sich an den gegenüberliegenden Seiten der veränderlichen Klappen 41 bewegt, entstehen, verstärken und das Phänomen der Rückströmung von heißem Rauchgas beachtlich wird. Folglich erhöht sich die Menge an vom Ofen 1 beteiligtem Feuerungsgas, so dass sich der pulverisierte Brennstoff durch das Feuerungsgas auf eine höhere Temperatur erwärmt, was die Entzündung des pulverisierten Brennstoffs mit geringerem Anteil an flüchtigen Bestandteilen und das Erhalten der Flammen nach der Entzündung ermöglicht.
  • Somit kann durch Einstellen des Trennwertes zwischen den beweglichen Leitschaufeln 34 und den festen Leitschaufeln 37 hinsichtlich der veränderlichen Klappen 41 ein optimaler Verbrennungszustand bezüglich verschiedener pulverisierter Brennstoffe mit geringerem Anteil an flüchtigen Bestandteilen erhalten werden.
  • In einem Fall, in dem die zugeführten pulverisierten Brennstoffe keinen Schwankungen hinsichtlich der flüchtigen Bestandteile unterliegen, können strömungsversperrende Platten (die den Strömungsklappen 36 und 39 entsprechen), jede mit einer geforderten Fläche, in geforderten Intervallen umfänglich zwischen der Außenrohrdüse 8 und dem Luftleitkanal 32 angeordnet sein.
  • Mittel zum Drehen des beweglichen Rings 33 oder der beweglichen Leitschaufel 34 können überall verschieden sein. Beispielsweise kann ein Zylinder verwendet werden oder die Positionsänderung per Hand ausgeführt werden.
  • Der bewegliche Ring 33 ist als im Luftleitkanal 32 drehbar angeordnet beschrieben worden; alternativ kann er am vorderen Ende der Außenrohrdüse 8 drehbar angeordnet sein, wobei die festen Leitschaufeln 37 am Luftleitkanal 32 angebracht sind.
  • Zusammenfassung
  • Die Erfindung schafft einen Brenner für pulverisierten Brennstoff, der einen Düsenkörper 6, der zu einem Ofen 1 offen ist, um pulverisierten Brennstoff zusammen mit Primärverbrennungsluft zu injizieren, Strömungsdurchgänge für Sekundärverbrennungsluft, die koaxial um den Düsenkörper angeordnet sind, und Klappen, die umfänglich längs der Strömungsdurchgänge angeordnet und in spezifizierten Intervallen voneinander beabstandet sind, umfasst. Durch die Klappen für die Strömungsdurchgänge für die Sekundärverbrennungsluft sind nicht durchströmte Abschnitte gebildet, um eine Rückströmung von heißem Rauchgas zustande zu bringen. Folglich kann mit pulverisiertem Brennstoff, der einen geringeren Anteil an flüchtigen Bestandteilen enthält, das Zündverhalten verbessert und die Flamme ununterbrochen stabil erhalten werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 8-145320 A [0023]

Claims (4)

  1. Brenner für pulverisierten Brennstoff, der einen Düsenkörper (6), der zu einem Ofen (1) offen ist, um pulverisierten Brennstoff zusammen mit Primärverbrennungsluft (14) zu injizieren, Strömungsdurchgänge für Sekundärverbrennungsluft (26), die koaxial um den Düsenkörper (6) ausgebildet sind, und Klappen, die umfänglich längs der Strömungsdurchgänge angeordnet und in spezifizierten Intervallen voneinander beabstandet sind, umfasst, wobei durch die Klappen für die Strömungsdurchgänge nicht durchströmte Abschnitte gebildet sind, um eine Rückströmung von heißem Rauchgas zustande zu bringen.
  2. Brenner für pulverisierten Brennstoff nach Anspruch 1, bei dem beaufschlagte Flächen der Klappen für die Strömungsdurchgänge veränderlich sind.
  3. Brenner für pulverisierten Brennstoff nach Anspruch 1, bei dem koaxial mit einem vorderen Ende des Düsenkörpers ein beweglicher Ring (33) drehbar angeordnet ist, wobei der bewegliche Ring (33) bewegliche Leitschaufeln (34) besitzt, wobei am vorderen Ende des Düsenkörpers feste Leitschaufeln (37) angeordnet sind, wobei jede der beweglichen und der festen Leitschaufeln (24, 37) eine Klappe senkrecht zu einer Achse der Düse besitzt, wobei der Überlappungszustand der zwei Klappen durch Drehen des beweglichen Rings (33) verändert wird.
  4. Brenner für pulverisierten Brennstoff nach Anspruch 1, bei dem der Düsenkörper in einem Windkasten (4) aufgenommen ist, wobei im Windkasten (4) koaxial mit einem vorderen Ende des Düsenkörpers (6) ein Luftleitkanal angeordnet ist, wobei am vorderen Ende des Düsenkörpers ein beweglicher Ring (33) drehbar angeordnet ist, wobei der bewegliche Ring (33) bewegliche Leitschaufeln (34) besitzt, wobei jede der beweglichen und der festen Leitschaufeln eine Klappe senkrecht zu einer Achse der Düse besitzt, wobei der Überlappungszustand der zwei Klappen durch Drehen des beweglichen Rings (33) verändert wird.
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