DE1224096B

DE1224096B - Brennerkopf fuer einen gasfoermigen und einen fluessigen Brennstoff

Info

Publication number: DE1224096B
Application number: DEP29896A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Balos; Jan Dugat; Jiri Jemelka
Original assignee: Prvni Brnenska Strojirna Zavody Klementa Gottwalda
Current assignee: Prvni Brnenska Strojirna Zavody Klementa Gottwalda
Priority date: 1962-07-25
Filing date: 1962-07-25
Publication date: 1966-09-01

Description

Brennerkopf für einen gasförmigen und einen flüssigen Brennstoff Die Erfindung betrifft einen Brennerkopf für einen gasförmigen und für einen flüssigen Brennstoff, insbesondere für Gasturbinen, welcher folgende Teile aufweist, nämlich eine Wirbelungseinrichtung mit Schaufeln, welche der eintretenden Luft eine rotierende Bewegung erteilen, sowie eine Einspritzdüse für den flüssigen Brennstoff, welche in die Wirbelungseinrichtung mündet.
In den Verbrennungskammern der Gasturbinen wird entweder gasförmiger oder flüssiger Brennstoff verbrannt. Falls während der Verbrennung von einem Brennstoff auf den anderen übergegangen werden muß oder wenn beide Brennstoffe gleichzeitig verbrannt werden sollen, treten bei den bisher bekannten konstruktiven Anordnungen der Brenner beträchtliche Schwierigkeiten auf. Die Verbrennungsbedingungen für gasförmige und flüssige Brennstoffe sind sehr unterschiedlich, und für eine vollkommene Verbrennung ist für jede Komponente in dem Gemisch eine andere Luftmenge erforderlich. Trotzdem werden die Brenner in der Regel konstruktiv nur einem der beiden Brennstoffe, und zwar für denjenigen Brennstoff, dessen Anteil in dem Gemisch überwiegend ist, angepaßt. Bei einer anderen bekannten Anordnung werden zwei oder mehrere selbständige Brenner verwendet, und beim Übergang von einem Brennstoff auf den anderen muß das Aggrgat zwecks Austauschens der Brenner außer Betrieb gesetzt werden. Solch ein Verfahren ist in jedem Fall mit beträchtlichen Zeitverlusten verbunden und verschlechtert die Betriebsbereitschaft des Maschinensatzes.
Ferner ist ein kombinierter Brennerkopf bekannt, bei dem der Brennerkopf für den flüssigen Brennstoff oben liegt und eine flache Verwirbelungseinrichtung mit einer zylinderförmigen Regeldrosselblende aufweist, die den Zufluß der Primärluft vor der Verwirbelungseinrichtung drosselt. Die Verwirbelungseinrichtung mündet in eine selbständige Brennkammer für den flüssigen Brennstoff. Die Brennkammer für den gasförmigen Brennstoff schließt sich unten an die Brennkammer für den flüssigen Brennstoff an und ist mit einem selbständigen Gasbrenner bekannter Bauart ausgestattet. Bei dieser bekannten Anordnung wird der Verwirbelungseinrichtung der Brennstoff tangential zugeführt, wobei die Regelblende die Ausströmfläche aus der Verwirbelungseinrichtung regelt. Da die Verwirbelungseinrichtung die Primärluft auch für den Gasbrenner verwirbelt, wirkt sie sowohl auf den Gasbrenner als auch auf den Ölbrenner. Da, wie oben geschildert, die Misch- und Brennbedingungen bei gasförmigen und flüssigen Brennstoffen sehr unterschiedlich sind, wird auch hier nur bei einer der beiden Betriebsarten der volle Wirkungsgrad erreicht.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen Brennerkopf zu schaffen, bei dem ohne wesentliche Betriebsumstellung beide Betriebsarten wahlweise oder kombiniert anwendbar sind und für jede der Betriebsarten der bestmögliche Wirkungsgrad erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß auf dem Umfang des Brennerkopfes außerhalb der Wirbelungseinrichtung für die zur Verbrennung des flüssigen Brennstoffes notwendige Luft nebeneinander Führungsrohre für die axiale Zuführung der zur Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes erforderlichen Luft angeordnet und jeweils rund um die Führungsrohre Öffnungen für die Zuführung des gasförmigen Brennstoffes vorgesehen sind.
Das Wesen der Erfindung besteht also darin, daß auf dem Umfang der Wirbelvorrichtung Öffnungen oder Führungsrohre für die Zufuhr der für die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes nötigen Luft derart angeordnet sind, daß die in den Verbrennungsraum geführte Luft im Brenner in zwei Komponenten, und zwar in diejenige Luft, die mit Hilfe der Wirbelvorrichtung eine Rotation ausübt, und die Luft, die durch die Führungsrohre in die Verbrennungszone ohne Rotation strömt, aufgeteilt wird, wobei die Führungsrohre in den Öffnungen für die Zufuhr des gasförmigen Brennstoffes dienen.
Der erfindungsgemäße Brennerkopf sorgt für richtige Mischungsbedingungen beider Brennstoffarten. Zugleich erhöht er die Stabilität und den Wirkungsgrad des Verbrennungsprozesses. Seine Verwendung bietet die Möglichkeit eines stetigen überganges von einem Brennstoff zum anderen und der gleichzeitigen Verbrennung beider Brennstoffarten mit den besten Bedingungen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brennerkopf entlang der Linie A-A in Fig.2, F i g. 2 einen Querschnitt durch den Brennerkopf entlang der Linie B-B in F i g. 1.
Der erfindungsgemäße Brennexkopf für gasförmigen und flüssigen Brennstoff besteht aus der Wirbelvorrichtung 7 und aus der Einspritzdüse 1 für den flüssigen Brennstoff, welche in die Wirbelvorrichtung 7 mündet. Die Wirbelvorrichtung 7 ist mit den Schaufeln 11 versehen, die ein tangentiales Einströmen der Luft in die Verbrennungszone 2 bei 13 bewirken und so der Luft eine Rotation erteilen. Auf dem Umfang der Wirbelvorrichtung 7 sind in der Wand 10 die Führungsrohre 8 angebracht, die für die Zufuhr der zur Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes nötigen Luft dienen. Dabei sind die Führungsrohre 8 derart angeordnet, daß die in den Verbrennungsraum 2 strömende Luft in dem Brenner in zwei Komponenten, und zwar in die Luft, der mittels der Wirbelvorrichtung 7 eine Rotaion erteilt wird, und in die Luft, die durch die Führungsrohre 8 direkt in den Verbrennungsraum ohne Rotation strömt, aufgeteilt wird. Die Führungsrohre 8 gehen durch die öffnungen 6 hindurch, die in der unteren Platte der Kammer 4 angeordnet sind und für die Zufuhr des gasförmigen Brennstoffes in den Stabilisierungsraum 5 dienen. Der gasförmige Brennstoff strömt in die Kammer 4 durch den Stutzen 3. Der innere Umfang 12 der Wirbelvorrichtung 7 ist mit der ringförmigen Regelungsblende 9 ausgerüstet, deren Aufwärts- und Abwärtsbewegung den Durchflußquerschnitt des tangentialen Einströmens der Luft bei 13 in an sich bekannter Art vergrößert oder verkleinert. Die Wand 10 der Kammer 4 des Gasbrenners liegt in Form eines Kegels am unteren Teil der Wirbelvorrichtung 7.

Claims

Patentanspruch: Brennerkopf für einen gasförmigen und für einen flüssigen Brennstoff, insbesondere für Gasturbinen, welcher folgende Teile aufweist, nämlich eine Wirbelungseinrichtung mit Schaufeln, welche der eintretenden Luft eine rotierende Bewegung erteilen, sowie eine Einspritzdüse für den flüssigen Brennstoff, welche in die Wirbelungseinrichtung mündet, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß auf dem Umfang des Brennerkopfes außerhalb der Wirbelungseinrichtung (7) für die zur Verbrennung des flüssigen Brennstoffes notwendige Luft nebeneinander Führungsrohre (8) für die axiale Zuführung der zur Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes erforderlichen Luft angeordnet und jeweils rund um die Führungsrohre (8) Öffnungen (6) für die Zuführung des gasförmigen Brennstoffes vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1039 785.