DE19505614A1 - Operating method for pre-mixing burner - Google Patents

Operating method for pre-mixing burner

Info

Publication number
DE19505614A1
DE19505614A1 DE1995105614 DE19505614A DE19505614A1 DE 19505614 A1 DE19505614 A1 DE 19505614A1 DE 1995105614 DE1995105614 DE 1995105614 DE 19505614 A DE19505614 A DE 19505614A DE 19505614 A1 DE19505614 A1 DE 19505614A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
burner
combustion air
fuel
combustion chamber
premix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1995105614
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Dr Doebbeling
Juergen Dr Haumann
Hans Peter Knoepfel
Thomas Dr Sattelmayer
Peter Dr Senior
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Management AG
Original Assignee
ABB Management AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Management AG filed Critical ABB Management AG
Priority to DE1995105614 priority Critical patent/DE19505614A1/en
Publication of DE19505614A1 publication Critical patent/DE19505614A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/78Cooling burner parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices

Abstract

The pre-mixing burner front and the flame front are locally adjacent in the combustion chamber. The air (101) flows radially into the burner (100) via a passage (103) at the burner front (102). It, or a mixture of and fuel (101a,101b), are deflected inside the burner to the outlet, where the mixture is deflected along the burner front and flows into the combustion chamber. After a first fuel inlet (106a), the air can be divided into two currents, one at least of which is supplied with further fuel (111a), the flow rate through two passages (107,108) being regulated individually by varying the sizes of their outlet cross-sections (114,115).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Ober­ begriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a method according to Ober Concept of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus EP-0 321 809 ist ein Brenner bekanntgeworden, der eine vormischartige Verbrennung zuläßt, und sonst noch eine Reihe von Vorzügen aufweist, welche in dieser Druckschrift einge­ hend gewürdigt sind. Dieser Brenner besteht im wesentlichen aus mindestens zwei hohlen, kegelförmigen, in Strömungsrich­ tung ineinandergeschachtelten Teilkörpern, deren jeweilige Längssymmetrieachsen zueinander versetzt verlaufen, derge­ stalt, daß die benachbarten Wandungen der Teilkörper in de­ ren Längserstreckung tangentiale Kanäle für den Einlaß eines Verbrennungsluftstromes in den Brenner bilden. Vorzugsweise wird im von den Teilkörpern gebildeten Hohlraum über eine zentrale Düse ein flüssiger Brennstoff eingedüst, während über die im Bereich der tangentialen Kanäle in Längserstreckung vorhandenen weiteren Düsen ein gasförmiger Brennstoff eingebracht wird. Bei diesem Brenner ergibt sich die Flammen­ stabilisation im "Premixmode" durch die Zunahme des Dralles entlang des Kegelkörpers. Dies führt am Brenneraustritt, wo bestimmungsgemäß die kritische Drallzahl vorherrscht, ver­ bunden mit der plötzlichen brennraumbedingten Querschnittser­ weiterung, zu einer Rückströmzone, auch Rückströmblase ge­ nannt, auf der Brennerachse. In deren Staupunkt wird die Zün­ dung eingeleitet. Im Teillastbereich, bei bestimmten Konstel­ lationen, können sich jedoch Unzulänglichkeiten bezüglich der Flammenstabilisation ergeben. Das Auftreten solcher Unzuläng­ lichkeiten wird bei diesem Brenner auf zwei Arten gelöst:From EP-0 321 809 a burner has become known, the one allows premix-like combustion, and otherwise a number of advantages, which are included in this document are appreciated. This burner essentially exists from at least two hollow, conical, in flow direction tion nested partial bodies, their respective Longitudinal axes of symmetry are offset, derge stalt that the adjacent walls of the partial body in de ren longitudinal extension tangential channels for the inlet of a Form the combustion air flow into the burner. Preferably is in the cavity formed by the partial bodies via a central nozzle while a liquid fuel is injected over the longitudinal extent in the area of the tangential channels existing further nozzles a gaseous fuel is introduced. The flames result from this burner Stabilization in "premix mode" due to the increase in swirl along the cone body. This leads to the burner outlet where  as intended, the critical swirl prevails, ver tied to the sudden cross-section of the combustion chamber extension, to a return flow zone, also return flow bubble called, on the burner axis. At their stagnation point, the Zün initiated. In the partial load range, with certain constants lations, but there may be shortcomings in the Flame stabilization result. The appearance of such inadequacies This burner is used in two ways:

  • 1. Indem der Teillastbereich dem tiefsten Premix-Betriebs­ punkt entspricht, was bei atmosphärisch betriebenen Bren­ nern mit Rauchgasrezirkulation der Fall ist;1. By the partial load range the deepest premix operation point corresponds to what with atmospheric operated bren is the case with flue gas recirculation;
  • 2. Indem im Teillastbereich Brennstoff über die Kopfstufe (Brennerachse) beigemischt wird, was bei Gasturbinenbe­ trieb zur Anwendung gelangt.2. By fuel in the partial load range via the head stage (Burner axis) is admixed, which is the case with gas turbines drive applied.

Beide Lösungen vermögen indessen nicht immer zu befriedigen, da entweder bei (1) der Druckabfall über den Brenner mit der Last steigt kann, oder bei (2) die NOx-Emissionen durch den Übergang vom Premix- auf Diffusionsmode ansteigen können. Kommt hinzu, daß beim genannten Brenner noch etwa 2% der Luft für die Kühlung der Brennerfront benötigt werden. Diese Luft wird erst im Bereich der Flamme in den Brennraum oder in die Brennkammer eingeleitet und vermischt sich somit nur un­ vollständigt mit dem vorgängig eingedüsten Brennstoff. Da­ durch steigt die Flammentemperatur um ca. 20°C: Es besteht hier sonach die latente Gefahr, daß die NOx-Emissionen des­ wegen ansteigen.However, both solutions are not always satisfactory, since either at (1) the pressure drop across the burner with the Load increases, or at (2) the NOx emissions from the Transition from premix to diffusion mode can increase. In addition, about 2% of the Air is required to cool the burner front. These Air is only in the area of the flame in the combustion chamber or in the combustion chamber is initiated and thus only mixes un completed with the previously injected fuel. There the flame temperature increases by approx. 20 ° C: there is here is the latent danger that the NOx emissions of the because of rising.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art Maßnahmen zur Stabilisierung der Flamme vorzuschlagen, bei welchen die oben aufgeführten Nachteile beim Betrieb eines solchen Brenners nicht auftreten.The invention seeks to remedy this. The invention how it is characterized in the claims, the task lies on the basis of a procedure of the type mentioned at the beginning  Propose measures to stabilize the flame which the disadvantages listed above when operating a such a burner does not occur.

Beim erfindungsgemäßen Vormischbrenner zur Durchführung des Verfahrens sind jene Maßnahmen von Bedeutung, welche durch Umlenkung des aus dem Vormischbrenner austretenden Verbren­ nungsluftstromes die Stabilisation der Flamme in der Scher­ schicht zwischen der Strömung entlang der Brennerfront und des Mediums innerhalb des Brennraumes bewirken. Die durch die Umlenkung entlang der genannten Front strömende Luft maxi­ miert die Stabilisierung der Flamme, wobei diese Front zugleich Kanalwand der gesamten in den Vormischbrenner ein­ strömenden Verbrennungsluft ist.In the premix burner according to the invention for performing the Procedural are those measures which are important Redirection of the combustion emerging from the premix burner stabilizing the flame in the shear layer between the flow along the burner front and of the medium inside the combustion chamber. The through the Redirection of air flowing along the front mentioned maxi stabilizes the flame, taking this front at the same time channel wall of the entire into the premix burner flowing combustion air.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die gesamte zur Verfügung stehende Luft mit dem jeweils zum Einsatz gelangenden Brennstoff innerhalb des Vormisch­ brenners vermischt wird, was eine optimale Gemischbildung er­ gibt, welche zu einer kräftigen Verminderung der NOx-Emissio­ nen führt.The main advantages of the invention can be seen in that all the available air with the respective fuel used within the premix burner is mixed, what an optimal mixture formation he there, which leads to a sharp reduction in NOx emissions leads.

Durch die bereits gewürdigten Auslegung des Vormischbrenners wird des weiteren erreicht, daß die gesamte in den Brenner einströmende Verbrennungsluft zur Kühlung der Brennerfront benutzt werden kann.Due to the already recognized design of the premix burner it is further achieved that the entire in the burner incoming combustion air for cooling the burner front can be used.

Ein solcherart betriebener Vormischbrenner läßt einen großen Lastbereich zu; der Druckabfall über den Vormischbrenner kann unabhängig der Last gehalten werden. Auch eine Teillast­ flamme ist eine vollwertige Premixflamme, mit allen sich dar­ aus ergeben Vorteilen einer solchen Verbrennung.A premix burner operated in this way leaves a large one Load range too; the pressure drop across the premix burner can be held regardless of the load. Partial load too flame is a full-fledged premix flame, with everyone present derive advantages from such a combustion.

Ferner muß ein weiterer Vorteil der Erfindung darin gesehen werden, daß durch die Umlenkung der Strömung neben der Sta­ bilisation in der Scherschicht zwischen der Strömung entlang der Brennerfront und des Mediums innerhalb des Brennraumes durch die Umlenkung der Strömung eine starke Rezirkulations­ zone ohne Inanspruchnahme resp. Erzeugung eines Dralles auf der Achse des Brenners erzielt wird, welche als weitere Sta­ bilisationszone dient.Another advantage of the invention must be seen therein be that by redirecting the flow next to the Sta bilization in the shear layer between the flow along  the burner front and the medium inside the combustion chamber a strong recirculation by redirecting the flow zone without use or Generation of a swirl the axis of the burner is achieved, which as another Sta bilization zone serves.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungs­ gemäßen Aufgabenlösung sind in den weiteren abhängigen An­ sprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient developments of the Invention Appropriate task solutions are in the other dependent appendix sayings marked.

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbei­ spiele der Erfindung näher erläutert. Alle für das unmittel­ bare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Strö­ mungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen angegeben.In the following, with reference to the drawings games of the invention explained in more detail. All for the immediate bare understanding of the invention not necessary elements are omitted. The same elements are in the different Figures with the same reference numerals. The currents The direction of the media is indicated by arrows.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen rotationssymmetrischen Vormischbrenner, mit radialer Umlenkung eines axialen Luftstromes entlang der Brennerfront, Fig. 1 is a rotationally symmetric premix burner, with radial deflection of an axial air flow along the burner face,

Fig. 2 einen weiteren Vormischbrenner, der gegenüber dem­ jenigen nach Fig. 1 mit einer radial angeordneten Flammumlenkung entlang der Brennerfront versehen ist und Fig. 2 shows another premix burner, which is provided with a radially arranged flame deflection along the burner front compared to that of FIG. 1 and

Fig. 3 einen weiteren Vormischbrenner, im wesentlichen nach Fig. 1, wobei dieser mit einer Rauchgasrezirkulation betrieben wird. Fig. 3 shows another premix burner, essentially according to Fig. 1, which is operated with a flue gas recirculation.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche AnwendbarkeitWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION, INDUSTRIAL APPLICABILITY

Fig. 1 zeigt einen rotationsymmetrischen Vormischbrenner 100, wie dies aus der Mittelachse 117 hervorgeht. Dieser Vormisch­ brenner 100 ist durch einen radial und in Umfangsrichtung verlaufenden Einströmungskanal 104 charakterisiert, dessen radial verlaufende Wand brennraumseitig 118 die Brennerfront 102 bildet. Der in Umfangsrichtung rotationssymmetrische Ein­ strömungskanal 104 kann unterteilt werden, dergestalt, daß einzelne in sich abgeschlossene Zellen entstehen, welche sich bis über die ganze Durchströmung des Vormischbrenners 100 er­ strecken. Diese Ausführungsart ist nicht dargestellt, da sie sich ohne weiteres nachempfinden läßt. Entlang der radialer Öffnung des Einströmungskanals 104 strömt eine Verbrennungs­ luft 101 in den Vormischbrenner 100 ein. Bei dieser Verbren­ nungsluft 101 kann es sich um Frischluft oder um ein mit rückgeführtem Rauchgas gebildetes Gemisch handeln, wobei sowohl die Frischluft als auch das Gemisch wahlweise mit ei­ nem Brennstoff angereichert sein können. Die Verbrennungsluft 101 kann je nach Betreibungsart auch kalorisch vorbehandelt sein. Nach dem Einlauf durch den Einströmungskanal 103 voll­ führt die Verbrennungsluft 101 eine 90° Umlenkung und strömt sodann axial in entgegensetzter Richtung gegenüber der Lage des Brennraumes 118 durch einen ersten ringförmigen Kanal 104. Am Ende dieses ersten ringförmigen Kanals 104 wird die Verbrennungsluft 101 um 180° umgelenkt und strömt sodann durch einen zweiten ringförmigen Kanal 105, der sich koaxial zum ersten Kanal 104 erstreckt, Richtung Brennraum 118. In­ nerhalb dieses zweiten ringförmigen Kanals 105 wirkt eine Brennstoff-Hauptstufe 106, welche so ausgelegt ist, daß der Brennstoff 106a radial oder quasi-radial zur axial strömenden Verbrennungsluft 101 eingedüst wird, was einen sehr hohen Vermischungsgrad ergibt. Stromab dieser Brennstoffeindüsung teilt sich die mit Brennstoff gemischte Verbrennungsluft 101 in zwei Gemischströme 101a, 101b auf, welche durch separate, ebenfalls ringförmig verlaufende Kanäle 107, 108 zum Austritt des Vormischbrenners 100 strömen. Während der äußere ring­ förmige Kanal 107 ohne eine weitere Brennstoffeindüsungen auskommt, steht der innenseitige, ringförmige Kanal 108 in Wirkverbindung mit einer Brennstoff-Teillaststufe 111, welche wiederum so ausgelegt ist, daß der Brennstoff 111a radial oder quasi-radial in das Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch 108 eingedüst wird. Beide Gemischströme 107, 108 weisen so­ nach eine unterschiedliche Brennstoffanreicherung auf, welche eine gestufte Verbrennung ermöglicht. Beide Gemischströme 107, 108 strömen parallel zum Ausgang des Vormischbrenners 100, wobei die Mündung des Vormischbrenners 100 im Bereich der Austrittsquerschnitte 114, 115 je eine Umlenkung im we­ sentlichen in die Radiale aufweist. Durch diese Umlenkung wird die Brennerfront 102 des Einströmungskanals 103 durch die sich dort bildende Flamme zwar unmittelbar belastet, da aber diese Brennerfront 102 inwendig durch die dort einströ­ mende Verbrennungsluft 101 fortlaufend optimal gekühlt wird, besteht keine Gefahr, daß diese Wand durchbrennt wird. Durch die beschriebene Umlenkung ergibt sich des weiteren, daß der aus den Austrittsquerschnitten 114 und 115 jeweils auströ­ mende Strahl an der Stirnfläche der Brennerfront 102 anlegt, so daß eine solche Strömungsführung ohne Drallbildung eine starke Rezirkulationszone 116 im Brennraum 118 ergibt, womit die Flamme solcherart ausgezeichnet stabilisiert wird. Die Konfiguration des Vormischbrenners 100 beinhaltet die Mö­ glichkeit, den Teillastbetrieb auf zwei verschiedene Arten zu bewerkstelligen: Fig. 1 shows a rotationally symmetrical premix burner 100, as seen from the central shaft 117. This premix burner 100 is characterized by a radial and circumferential inflow channel 104 , the radially extending wall 118 of which forms the burner front 102 on the combustion chamber side. The circumferentially rotationally symmetrical flow channel 104 can be subdivided in such a way that individual self-contained cells are formed which extend over the entire flow of the premix burner 100 . This embodiment is not shown because it can be easily understood. Combustion air 101 flows into the premix burner 100 along the radial opening of the inflow channel 104 . This combustion air 101 may be fresh air or a mixture formed with recirculated flue gas, both the fresh air and the mixture optionally being enriched with a fuel. Depending on the type of operation, the combustion air 101 can also be pretreated by calories. After the inlet through the inflow channel 103 fully, the combustion air 101 deflects 90 ° and then flows axially in the opposite direction to the position of the combustion chamber 118 through a first annular channel 104 . At the end of this first annular channel 104 , the combustion air 101 is deflected by 180 ° and then flows through a second annular channel 105 , which extends coaxially to the first channel 104 , towards the combustion chamber 118 . In this second annular channel 105 acts a fuel main stage 106 , which is designed so that the fuel 106 a is injected radially or quasi-radially to the axially flowing combustion air 101 , which results in a very high degree of mixing. Downstream of this fuel injection, the combustion air 101 mixed with fuel is divided into two mixture streams 101 a, 101 b, which flow through separate, also annular channels 107 , 108 to the outlet of the premix burner 100 . While the outer ring-shaped channel 107 manages without any further fuel injections, the inside, annular channel 108 is operatively connected to a partial fuel load stage 111 , which in turn is designed so that the fuel 111 a radially or quasi-radially into the fuel / combustion air Mixture 108 is injected. Both mixture flows 107 , 108 thus have a different fuel enrichment, which enables staged combustion. Both mixture flows 107 , 108 flow parallel to the outlet of the premix burner 100 , the mouth of the premix burner 100 in the region of the outlet cross sections 114 , 115 each having a deflection essentially in the radial direction. By this deflection, the burner face is indeed directly charged 102 of the inflow passage 103 by the forming there flame, but since this burner face 102 is inwardly optimal continuously cooled by there einströ Mende combustion air 101, there is no risk, that this wall is blowing. The described deflection further results in the fact that the jet emerging from the outlet cross sections 114 and 115 applies to the end face of the burner front 102 , so that such flow guidance without swirling results in a strong recirculation zone 116 in the combustion chamber 118 , which makes the flame so excellent is stabilized. The configuration of the premix burner 100 includes the ability to accomplish part load operation in two different ways:

  • a) Indem bei konstantem Verbrennungsluftstrom 101 auf die verschiedenen Brennstoff-Eindüsungen eingewirkt wird. Brennstoff wird vorliegend nur über die Teillaststufe 111 eingedüst, womit nur die Verbrennungsluft 101b durch den innenseitigen, ringförmigen Kanal 108 im Normalfall ein brennfähiges Gemisch bereitstellt. a) By acting on the various fuel injections at constant combustion air flow 101 . In the present case, fuel is only injected via the partial load stage 111 , with the result that only the combustion air 101 b normally provides a combustible mixture through the annular annular duct 108 on the inside.
  • b) Indem zunächst eine entsprechende Brennstoffeindüsung sowohl über die Hauptstufe als auch über die Teillast­ stufe vorgenommen wird. Die Austrittsquerschnitte 114, 115 der beiden koaxialen Kanäle 107, 108 werden jedoch der jeweiligen Last angepaßt, indem die mittlere Wand 112 und der innere Stößel 113 individuell in beiden axialen Richtung verschiebbar sind, dergestalt, daß die Austrittsquerschnitte 114, 115 der beiden ringförmigen Kanäle 107, 108 beliebig veränderbar sind.b) By first carrying out a corresponding fuel injection both over the main stage and over the partial load stage. However, the outlet cross sections 114 , 115 of the two coaxial channels 107 , 108 are adapted to the respective load by the middle wall 112 and the inner tappet 113 being individually displaceable in both axial directions, such that the outlet cross sections 114 , 115 of the two annular channels 107 , 108 can be changed as desired.

Wie vorne dargelegt, kann die Strömungsführung bei den Aus­ trittsquerschnitten 114, 115 so gehandhabt werden, daß im Brennraum 118 eine starke Rezirkulationszone 116 ohne Drall­ bildung entsteht: Dies ist dann der Fall, wenn das Verhältnis zwischen dem jeweiligen Umlenkradius 119 resp. 120 der Kanäle 107, 108 und der Spalthöhe des entsprechenden Austrittsquer­ schnittes 114 resp. 115 größer Faktor 3 ausgelegt ist. Wird eine kompaktere Bauweise angestrebt, so kann der Strömung in­ nerhalb des zweiten Kanals 105, oder den Teilströmungen 101a, 101b innerhalb der Kanäle 107, 108, wahlweise ein Drall auf­ gesetzt werden. Somit kann das obengenannte Verhältnis ent­ sprechend verkleinert werden.As explained above, the flow guidance at the outlet cross-sections 114 , 115 can be handled in such a way that a strong recirculation zone 116 without swirl is formed in the combustion chamber 118 : this is the case when the ratio between the respective deflection radius 119 or. 120 of the channels 107 , 108 and the gap height of the corresponding exit cross section 114 and . 115 greater factor 3 is designed. If a more compact design is desired, the flow in the second channel 105 , or the partial flows 101 a, 101 b within the channels 107 , 108 , can optionally be set to a swirl. Thus, the above ratio can be reduced accordingly.

Fig. 2 zeigt einen Vormischbrenner 200 mit ebenfalls einer zweistufigen Auslegung der Verbrennung. Gegenüber Fig. 1 weist sie den Unterschied auf, daß die Brennerfront 102 mit einer radial angeordneten Umlenkung 201 erweitert ist, welche die Flamme axial zu richten vermag, falls in radialer Rich­ tung, aufgrund einer dort vorhandenen Kesselwand, nicht genü­ gend Platz vorhanden ist, und falls die Größe und die In­ tensität der Rezirkulationszone 216 beeinflußt werden soll. Die Vergrößerung dieser Rezirkulationszone 216 ist in der Figur schematisch entsprechend dargelegt. Fig. 2 shows a premix burner 200 with a two-stage combustion design. Compared to Fig. 1, it has the difference that the burner front 102 is extended with a radially arranged deflection 201 , which is able to direct the flame axially, if there is not enough space in the radial direction due to a boiler wall present there, and if the size and intensity of the recirculation zone 216 is to be affected. The enlargement of this recirculation zone 216 is shown schematically accordingly in the figure.

Fig. 3 knüpft wiederum an Fig. 1, mit dem Unterschied, daß der Vormischbrenner 300 eine dort dargestellte Rauchgasrezir­ kulation 301 aufweist. Diese wird im Bereich des Einströ­ mungskanals 103 anhand eines dort eingeführten Rauchgaskanals 302 der Verbrennungsluft 101 beigegeben. Ansonsten gelten die in Fig. 1 beschriebenen Abläufe. Fig. 3 is in turn linked to Fig. 1, with the difference that the premix burner 300 has a flue gas recirculation 301 shown there. This is added to the combustion air 101 in the area of the inflow duct 103 by means of a flue gas duct 302 introduced there. Otherwise, the procedures described in Fig. 1 apply.

Bei allen dargestellten Beispielen ist die zweistufige Vari­ ante dargestellt worden; indessen, einstufige oder mehrstu­ fige Varianten sind nach der gezeigten Technik ohne weiteres ausführbar.In all of the examples shown, the two-stage variant is ante has been shown; meanwhile, single-stage or multi-stage Different variants are easy according to the technology shown executable.

Des weiteren ist noch hinzuzufügen, daß die dargestellten Varianten, wegen der kühlenden Wirkung der in den Vormisch­ brenner 100, 200, 300 entlang der Brennerfront 102 einströ­ menden Verbrennungsluft 101, vorzugsweise bei Gasturbogruppen zum Einsatz gelangen werden. Ist eine kühlende Wirkung nicht vonnöten, so kann auf die radiale Einströmung der Verbren­ nungsluft 101 verzichtet werden. Die Verbrennungsluft kann dann axial einströmen, entlang der Mischstrecke innerhalb des zweiten Kanals 105 mit Brennstoff gemischt und durch die Aus­ trittsquerschnitte 114, 115 in den Brennraum 118 geleitet werden. Vorzugsweise wird eine solche Auslegung bei atmosphä­ rischen Kesselanlagen zum Einsatz gelangen.Furthermore, it should also be added that the variants shown, because of the cooling effect of the premix burner 100 , 200 , 300 flowing in along the burner front 102 flowing combustion air 101 , are preferably used in gas turbine groups. If a cooling effect is not required, the radial inflow of the combustion air 101 can be dispensed with. The combustion air can then flow in axially, mixed with fuel along the mixing section within the second channel 105 and passed through the outlet cross sections 114 , 115 into the combustion chamber 118 . Such a design will preferably be used in atmospheric boiler systems.

BezugszeichenlisteReference list

100 Vormischbrenner
101 Verbrennungsluft
101a Gemischstrom
101b Gemischstrom
102 Brennerfront
103 Einströmungskanal
104 Erster ringförmiger Kanal
105 Zweiter ringförmiger Kanal
106 Brennstoff-Hauptstufe
106a Brennstoff der Hauptstufe
107 Ringförmiger Kanal
108 Ringförmiger Kanal
109 Durchflußquerschnitt des Kanals 108
110 Durchflußquerschnitt des Kanals 107
111 Brennstoff-Teillaststufe
111a Brennstoff der Teillaststufe
112 Mittlere Wand
113 Innerer Stößel
114 Austrittsquerschnitt des Kanals 107
115 Austrittsquerschnitt des Kanals 108
116 Rezirkulationszone
117 Mittelachse
118 Brennraum
119 Umlenkradius
120 Umlenkradius
200 Vormischbrenner
201 Umlenkung
202 Rezirkulationszone
300 Vormischbrenner
301 Rauchgas
302 Rauchgaskanal
100 premix burners
101 combustion air
101 a mixture flow
101 b mixture flow
102 burner front
103 inflow channel
104 First annular channel
105 Second annular channel
106 main fuel stage
106 a Main stage fuel
107 Annular channel
108 Annular channel
109 flow cross section of channel 108
110 flow cross section of channel 107
111 Fuel partial load level
111 a Partial load fuel
112 Middle wall
113 Inner plunger
114 outlet cross section of channel 107
115 outlet cross section of channel 108
116 recirculation zone
117 central axis
118 combustion chamber
119 deflection radius
120 deflection radius
200 premix burners
201 redirection
202 recirculation zone
300 premix burners
301 flue gas
302 flue gas duct

Claims (6)

1. Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners, wobei innerhalb des Vormischbrenners eine Verbrennungsluft mindestens mit ei­ ner Brennstoffzuführung vermischt wird, und wobei die Bren­ nerfront des Vormischbrenners und die Flammenfront im Brenn­ raum örtlich aneinander angrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft (101) radial über einen Einströ­ mungskanal (103) im Bereich der Brennerfront (102) in den Vormischbrenner (100) einströmt, daß die Verbrennungsluft (101) oder ein Verbrennungsluft/Brennstoff-Gemisch (101a, 101b) innerhalb des Vormischbrenners (100) über mindestens eine Umlenkung der Strömungsrichtung zum Ausgang des Vor­ mischbrenners (100) geführt wird, und daß das Verbrennungs­ luft/Brennstoff-Gemisch (101a, 101b) am Ausgang des Vormisch­ brenners (100) durch radial oder quasi-radial gerichtete Aus­ trittsquerschnitte (114, 115) entlang der Brennerfront (102) umgelenkt wird und in den Brennraum (118) strömt.1. A method of operating a premix burner, wherein combustion air is mixed at least with a fuel supply within the premix burner, and wherein the burner front of the premix burner and the flame front in the combustion chamber adjoin one another, characterized in that the combustion air ( 101 ) radially over an inflow channel ( 103 ) in the area of the burner front ( 102 ) flows into the premix burner ( 100 ) that the combustion air ( 101 ) or a combustion air / fuel mixture ( 101 a, 101 b) within the premix burner ( 100 ) via at least one Deflection of the direction of flow to the outlet of the pre-mixing burner ( 100 ) and that the combustion air / fuel mixture ( 101 a, 101 b) at the outlet of the pre-mixing burner ( 100 ) through radially or quasi-radially directed outlet cross sections ( 114 , 115 ) is deflected along the burner front ( 102 ) and flows into the combustion chamber ( 118 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft (101) nach einer ersten Brennstoffzuführung (106a) in zwei Teilströme (101a, 101b) aufgeteilt wird, daß mindestens ein Teilstrom eine weitere Brennstoffzuführung (111a) erfährt, und daß die Menge der beiden separat durch einen Kanal (107, 108) geführten Teilströme (101a, 101b) durch eine auf die Größe der Austrittsquerschnitte (114, 115) dieser Kanäle (107, 108) in den Brennraum (118) gerich­ tete Steuerung individuell verändert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the combustion air ( 101 ) after a first fuel supply ( 106 a) is divided into two partial flows ( 101 a, 101 b), that at least one partial flow experiences a further fuel supply ( 111 a), and that the quantity of the two partial streams ( 101 a, 101 b) routed separately through a channel ( 107 , 108 ) is directed into the combustion chamber ( 118 ) by the size of the outlet cross sections ( 114 , 115 ) of these channels ( 107 , 108 ) control is changed individually. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Brennstoffzuführung (106a) die ganze Verbrennungsluft erfaßt, daß eine zweite Brennstoffzuführung (111a) nur einen Teilstrom (101b) erfaßt.3. The method according to claim 2, characterized in that a first fuel supply ( 106 a) detects all the combustion air, that a second fuel supply ( 111 a) only detects a partial flow ( 101 b). 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verhältnis zwischen Umlenkradien (119, 120) der Kanäle (107, 108) und Ringspalthöhe des jeweiligen Austrittsquer­ schnittes (114, 115) größer 3 im Brennraum (118) eine drall­ frei Rezirkulationszone (116) entsteht.4. The method according to claim 2, characterized in that with a ratio between deflection radii ( 119 , 120 ) of the channels ( 107 , 108 ) and annular gap height of the respective outlet cross-section ( 114 , 115 ) greater than 3 in the combustion chamber ( 118 ) a swirl free recirculation zone ( 116 ) arises. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft (101) vor oder im Bereich deren Einströmung in den Vormischbrenner (100) mit einem Brennstoff und/oder mit einem rückgeführten Rauchgas (301) vermischt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the combustion air ( 101 ) is mixed before or in the region of its inflow into the premix burner ( 100 ) with a fuel and / or with a recirculated flue gas ( 301 ). 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial einströmende Verbrennungsluft (101) die Brennerfront (102) fortlaufend von der kalorischen Belastung aus dem nach­ geschalteten Brennraum (118) kühlt.6. The method according to claim 1, characterized in that the radially inflowing combustion air ( 101 ) continuously cools the burner front ( 102 ) from the calorific load from the downstream combustion chamber ( 118 ).
DE1995105614 1995-02-18 1995-02-18 Operating method for pre-mixing burner Withdrawn DE19505614A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995105614 DE19505614A1 (en) 1995-02-18 1995-02-18 Operating method for pre-mixing burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995105614 DE19505614A1 (en) 1995-02-18 1995-02-18 Operating method for pre-mixing burner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19505614A1 true DE19505614A1 (en) 1996-08-22

Family

ID=7754397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1995105614 Withdrawn DE19505614A1 (en) 1995-02-18 1995-02-18 Operating method for pre-mixing burner

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19505614A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1017021C2 (en) * 2001-01-03 2002-07-05 Nefit Buderus B V Combustion device comprising a cooling.
DE10103643A1 (en) * 2001-01-27 2002-08-01 Fischer Artur Werke Gmbh Drinks holder for use in vehicle has central aperture, into which e.g. can is inserted which is held in position by loop of spring wire mounted on bearings with parallel or angular offset
WO2011015549A1 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Siemens Aktiengesellschaft Stabilizing the flame of a burner
US8172568B2 (en) * 2007-08-10 2012-05-08 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Combustor
DE102006036471B4 (en) 2005-08-12 2023-10-05 Vaillant Gmbh Intake pipe of a closed combustion system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1551797A1 (en) * 1951-01-28 1971-12-16 Inst Gasa Akademii Nauk Uk Ssr Flat gas burner
DE2727795A1 (en) * 1977-06-21 1979-01-18 Daimler Benz Ag COMBUSTION CHAMBER FOR A GAS TURBINE
DE3033988A1 (en) * 1980-09-10 1982-03-18 Karl-Friedrich Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dipl.-Ing. 5650 Solingen Schmid Variable temp. heating-gas producing gas burner - uses cooling air subsequently as combustion air and uses axially injected air to vary temp.
DE3902601C2 (en) * 1989-01-28 1991-01-03 Buderus Heiztechnik Gmbh, 6330 Wetzlar, De
DE3017034C2 (en) * 1979-05-30 1992-05-07 United Technologies Corp., Hartford, Conn., Us
US5311742A (en) * 1991-11-29 1994-05-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine combustor with nozzle pressure ratio control

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1551797A1 (en) * 1951-01-28 1971-12-16 Inst Gasa Akademii Nauk Uk Ssr Flat gas burner
DE2727795A1 (en) * 1977-06-21 1979-01-18 Daimler Benz Ag COMBUSTION CHAMBER FOR A GAS TURBINE
DE3017034C2 (en) * 1979-05-30 1992-05-07 United Technologies Corp., Hartford, Conn., Us
DE3033988A1 (en) * 1980-09-10 1982-03-18 Karl-Friedrich Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dipl.-Ing. 5650 Solingen Schmid Variable temp. heating-gas producing gas burner - uses cooling air subsequently as combustion air and uses axially injected air to vary temp.
DE3902601C2 (en) * 1989-01-28 1991-01-03 Buderus Heiztechnik Gmbh, 6330 Wetzlar, De
US5311742A (en) * 1991-11-29 1994-05-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine combustor with nozzle pressure ratio control

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1017021C2 (en) * 2001-01-03 2002-07-05 Nefit Buderus B V Combustion device comprising a cooling.
EP1221571A1 (en) * 2001-01-03 2002-07-10 Nefit Buderus B.V. Cooled combustion apparatus
DE10103643A1 (en) * 2001-01-27 2002-08-01 Fischer Artur Werke Gmbh Drinks holder for use in vehicle has central aperture, into which e.g. can is inserted which is held in position by loop of spring wire mounted on bearings with parallel or angular offset
DE10103643B4 (en) * 2001-01-27 2010-04-08 Fischerwerke Gmbh & Co. Kg Cup holder
DE102006036471B4 (en) 2005-08-12 2023-10-05 Vaillant Gmbh Intake pipe of a closed combustion system
US8172568B2 (en) * 2007-08-10 2012-05-08 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Combustor
WO2011015549A1 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Siemens Aktiengesellschaft Stabilizing the flame of a burner
EP2295858A1 (en) * 2009-08-03 2011-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Stabilising of the flame of a burner
CN102472485A (en) * 2009-08-03 2012-05-23 西门子公司 Stabilizing the flame of a burner
RU2533609C2 (en) * 2009-08-03 2014-11-20 Сименс Акциенгезелльшафт Burner flame stabilisation
CN102472485B (en) * 2009-08-03 2015-02-18 西门子公司 Stabilizing the flame of a burner
US9074762B2 (en) 2009-08-03 2015-07-07 Siemens Aktiengesellschaft Stabilizing the flame of a burner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0794383B1 (en) Method of operating a pressurised atomising nozzle
EP0321809B1 (en) Process for combustion of liquid fuel in a burner
EP1802915B1 (en) Gas turbine burner
EP0902233B1 (en) Combined pressurised atomising nozzle
EP0571782B1 (en) Gasturbine combustor and operating method
EP0777081B1 (en) Premix burner
EP0401529B1 (en) Gas turbine combustion chamber
CH680467A5 (en)
WO2006069861A1 (en) Premix burner comprising a mixing section
EP0481111B1 (en) Gas-turbine combustion chamber
DE10104695B4 (en) Premix burner for a gas turbine
EP0641971B1 (en) Method for operating a premix burner and premix burner for execution of the method
DE4424599A1 (en) Method and device for operating a combined burner for liquid and gaseous fuels
EP0718561A2 (en) Combustor
EP0394800B1 (en) Premix burner for generating a hot gas
EP0347834A2 (en) Burner head for a forced-draft gas burner
EP0994300A1 (en) Burner for operating a heat generator
EP0483554B1 (en) Method for minimising the NOx emissions from a combustion
DE4412315A1 (en) Method of operating gas turbine combustion chamber
DE19505614A1 (en) Operating method for pre-mixing burner
DE19515082A1 (en) burner
EP0730121A2 (en) Premix burner
DE19704802A1 (en) Device and method for burning fuel
EP0866269B1 (en) Boiler for heat generation
EP0866268A1 (en) Method of operating a vortex stabilised burner and burner applying the method

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee