DE19654741A1 - Kesselanlage für eine Wärmeerzeugung - Google Patents
Kesselanlage für eine WärmeerzeugungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kesselanlage gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Flammenstabilisierung von vielen modernen Low-NOx-Bren
ners, wie vorzugsweise aus EP-B1-0 321 809 hervorgeht, beruht
auf der Erzeugung einer Rückströmzone oder Rückströmblase (=
Vortex-Breakdown). Diese Brenner werden oft als Vormischbren
ner bezeichnet, ausgehend von der Tatsache, daß die Vormi
schung des zum Einsatz kommenden Brennstoffes innerhalb einer
zum Brenner gehörenden Strecke vorgenommen wird. Bei ungün
stiger Auslegung des Drallerzeugers eines solchen Vormisch
brenners geht durch die hohe Drallzahl die gewünschte kurze
Rückströmzone durch das Aufplatzen des Wirbels in eine lange
fast zylindrische Rückströmzone über. Beim Betrieb eines sol
chen Vormischbrenners ohne eine anschließende Brennkammer,
oder bei einem zu großen Brennraum, resp. bei einem Brenn
raum, dessen Brennkammerwände relativ kalt sind, was typi
scherweise bei Kesseln der Fall ist, wird den zurückströmen
den Rauchgasen im Kern die Wärme entzogen. Dies führt,
insbesondere beim Start, zu einer ungenügenden Flammenstabi
lisierung, und beim Betrieb des Vormischbrenners mit einem
flüssigen Brennstoff zu einer unzureichenden Vorverdampfung
der Brennstofftropfen. Dieses Verhalten läßt sich auch bei
Brennern für Kesselanlagen mit einer passiven Rauchgasrezir
kulation im Brennraum feststellen. Diese Probleme können zum
Flammenabriß oder zu Schwingungen führen, und machen ein un
erwünschtes besonderes Startprozedere notwendig. Bei Hei
zungsfeuerungen muß außerdem eine sehr lange Startphase
vorgesehen werden, welche zu erhöhten Schadstoff-Emissionen
führt. Dies hängt im wesentlichen damit zusammen, daß der
ganze Kessel mit seiner relativ großen thermischen Trägheit
soweit aufgewärmt werden muß, bis die rückströmenden Abgase
eine ausreichende Temperatur aufweisen.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie
sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe
zugrunde, bei einer Kesselanlage der eingangs genannten Art
Vorkehrungen vorzuschlagen, welche eine zu starke Abkühlung
der reagierten Rückströmgase verhindert.
Dies wird erreicht, indem die vom Vormischbrenner gebildete
Rückströmzone durch eine Vorrichtung, welche in der heißen
Abgaszone angeordnet ist, in axialer Richtung begrenzt wird.
Der wesentliche Vorteil einer solchen Vorrichtung, welche ge
genüber der Ausdehnung der Rückströmzone einen Körper als Li
miter bildet, besteht darin, daß die Flammenstabilisation
extrem verbessert wird, und das Aufheizen des gesamten Brenn
raums während der Startphase entfällt. Somit wird auch mög
lich, ganz auf eine separate und komplizierte Startvorrich
tung oder Startprozedur zu verzichten.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungs
gemäßen Aufgabenlösung sind in der weiteren abhängigen An
sprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Ver
ständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind
fortgelassen worden. Gleiche Elemente sind in den verschie
denen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die
Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen angegeben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Kesselanlage, welche mit einem Vormischbrenner
betrieben wird, mit einer Vorrichtung für die Limi
tierung der Ausdehnung der Rückströmzone,
Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung für die
Limitierung der Ausdehnung der Rückströmzone,
Fig. 3 einen Vormischbrenner zum Betrieb der Kesselanlage,
in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 eine weitere perspektivische Darstellung dieses
Vormischbrenners aus anderer Ansicht in vereinfach
ter Form,
Fig. 5 einen Schnitt durch den Vormischbrenner gemäß Fig.
2 oder 3, mit Injektoren bestückt, wobei die Ein
strömungsebene von Zuführungskanälen parallel zur
Brennerachse verlaufen,
Fig. 6 eine Konfiguration des Injektorsystems in Strö
mungsrichtung,
Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung der Einströmungsebene
von Zuführungskanälen und
Fig. 8 eine weitere Konfiguration des Injektorsystems in
Strömungsrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Kesselanlage 100, wie sie üblicherweise für
Heizungsfeuerungen eingesetzt wird. Diese Kesselanlage 100 be
steht im wesentlichen aus einem aus einem Flammrohr 101 ge
bildeten Brennraum 17, der durch eine wärmebeständige Schot
tung 106 umgeben ist. Die Kesselanlage wird durch einen Vor
mischbrenner betrieben, dessen Beschreibung unter Fig. 3 und
4 näher hervorgeht. In der heißen Abgaszone 102, in einem
Abstand hinter der Frontplatte 18 des Vormischbrenners ist in
der Ausdehnungsebene der Rückströmzone eine Scheibe 103 mit
einer abströmungsseitigen stabförmigen Halterung 104 angeord
net, welche als Begrenzung gegenüber der Ausdehnung ebendie
ser Rückströmzone 24 in Strömungsrichtung wirkt. Diese aus
Scheibe 103 und Halterung 104 bestehende Begrenzung weist
eine geringe Wärmekapazität aus, und besteht vorzugsweise aus
einem wärmebeständigen Material. Hier können beispielsweise
hochlegierte Stähle oder keramische Materialien zum Einsatz
kommen. Bei einer Blechkonstruktion dieser Begrenzung soll
ein aus thermischen Beanspruchungen hervorgerufenes Beulen
oder Verbiegen dadurch verhindert werden, daß die Ränder der
Scheibe 103 geschlitzt oder umgebördelt werden. Durch die
Vorrichtung wird die Flammenstabilisation extrem verbessert,
womit das Aufheizen des gesamten Brennraumes 17 während der
Startphase entfällt. Die Vorteile beim Einsatz dieser Vor
richtung ergeben sich auch daraus, daß der Startvorgang ein
facher zu gestalten ist. Was die nicht dargestellte
Einleitung der rückgeströmten Rauchgase betrifft, so wird auf
die Rauchgas-Rezirkulation unter Fig. 5-8 verwiesen.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zur
Begrenzung der strömungsseitigen Ausdehnung der Rückström
zone. Die Scheibe 103 ist durch einzelne Stützen 105 gehal
ten, welche sich an dem Flammrohr 101 abstützen. Die weiteren
Überlegungen unter Fig. 1 haben auch hier ihre Gültigkeit.
Fig. 3 zeigt einen Vormischbrenner in perspektivischer Dar
stellung. Zum besseren Verständnis des Gegenstandes ist es
vorteilhaft, wenn gleichzeitig bei der Erfassung von Fig. 3
mindestens auch Fig. 4 herangezogen wird. Diese zwei Figuren
haben hauptsächlich den Zweck, die Art und die Funktionsweise
eines solchen Brenners abzustecken.
Der Vormischbrenner gemäß Fig. 3 besteht aus zwei hohlen ke
gelförmigen Teilkörpern 1, 2, die versetzt zueinander inein
andergeschachtelt sind und mit einem gasförmigen und/oder
flüssigen Brennstoff betrieben wird. Unter dem Begriff
"kegelförmig" wird hier nicht nur die gezeigte, durch einen
festen Öffnungswinkel charakterisierte Kegelform verstanden,
sondern er schließt auch andere Konfigurationen der Teilkör
per mit ein, so eine Diffusor- oder diffusorähnliche Form so
wie eine Konfusor- oder konfusorähnliche Form. Diese Formen
sind vorliegend nicht speziell dargestellt, da sie dem Fach
mann ohne weiteres geläufig sind. Die Versetzung der jeweili
gen Mittelachse oder Längssymmetrieachse der Teilkörper 1, 2
zueinander (vgl. Fig. 4, Pos. 3, 4) schafft auf beiden Sei
ten, in spiegelbildlicher Anordnung, jeweils einen tangen
tialen Lufteintrittskanal 5, 6 frei, durch welche die Ver
brennungsluft 7 in Innenraum des Vormischbrenners, d. h. in
den Kegelhohlraum 8 strömt. Die beiden kegeligen Teilkörper
1, 2 weisen je einen zylindrischen Anfangsteil 9, 10, die
ebenfalls, analog den vorgenannten Teilkörpern 1, 2, versetzt
zueinander verlaufen, so daß die tangentialen
Lufteintrittskanäle 5, 6 über die ganze Länge des Vormisch
brenners vorhanden sind. Im Bereich des zylindrischen An
fangsteils ist eine Düse 11 zur vorzugsweise Zerstäubung ei
nes flüssigen Brennstoffes 12 untergebracht, dergestalt daß
deren Eindüsung in etwa mit dem engsten Querschnitt des durch
die Teilkörper 1, 2 gebildeten Kegelhohlraumes 8 zusammen
fällt. Die Eindüsungskapazität und die Betriebsart dieser
Düse 11 richtet sich nach den vorgegebenen Parametern des je
weiligen Vormischbrenners. Der durch die Düse 11 eingedüsten
Brennstoff 12 kann bei Bedarf mit einem rückgeführten Abgas
angereichert werden; sodann ist es auch möglich, durch die
Düse 11 die komplementäre Einspritzung einer Wassermenge zu
bewerkstelligen.
Selbstverständlich kann der Vormischbrenner rein kegelig,
also ohne zylindrische Anfangsteile 9, 10 ausgebildet sein.
Die Teilkörper 1, 2 weisen des weiteren je eine Brennstoff
leitung 13, 14 auf, welche entlang der tangentialen Ein
trittskanäle 5, 6 angeordnet und mit Eindüsungsöffnungen 15
versehen sind, durch welche vorzugsweise ein gasförmiger
Brennstoff 16 in die dort vorbeiströmende Verbrennungsluft 7
eingedüst wird, wie dies durch Pfeile 16 versinnbildlicht
wird, wobei diese Eindüsung zugleich die Brennstoffinjekti
onsebene (vgl. Fig. 4, Pos. 22) des Systems bildet. Diese
Brennstoffleitungen 13, 14 sind vorzugsweise spätestens am
Ende der tangentialen Einströmung, vor Eintritt in den Kegel
hohlraum 8, plaziert, dies um eine optimale Luft/Brenn
stoff-Mischung zu gewährleisten.
Brennraumseitig weist der Vormischbrenner eine als Veranke
rung für die Teilkörper 1, 2 dienende Frontplatte 18 mit ei
ner Anzahl Bohrungen 19 auf, durch welche bei Bedarf eine
Misch- bzw. Kühlluft 20 dem vorderen Teil des Brennraumes 17
bzw. dessen Wand zugeführt wird.
Wird der Vormischbrenner, wie bereits beschrieben, allein
mittels eines flüssigen Brennstoffes 12 betrieben, so ge
schieht dies über die zentrale Düse 11, wobei dieser Brenn
stoff 12 dann unter einem spitzen Winkel in den Kegelhohlraum
8 bzw. in den Brennraum 17 eingespritzt wird. Aus der Düse 11
bildet sich sonach ein kegeliges Brennstoffprofil 23, das von
der tangential einströmenden rotierenden Verbrennungsluft 7
umschlossen wird. In axialer Richtung wird die Konzentration
des eingedüsten Brennstoffes 12 fortlaufend durch die ein
strömenden Verbrennungsluft 7 zu einer optimalen Gemisch ab
gebaut.
Will man den Vormischbrenner mit einem gasförmigen Brennstoff
16 betreiben, so kann dies grundsätzlich auch über die zen
trale Brennstoffdüse 11 geschehen, vorzugsweise soll aber
eine solche Betriebsart über die Eindüsungsöffnungen 15 vor
genommen werden, wobei die Bildung dieses Brennstoff/Luft-Ge
misches direkt am Ende der Lufteintrittskanäle 5, 6 zustande
kommt.
Bei der Eindüsung des flüssigen Brennstoffes 12 über die Düse
11 wird am Ende des Vormischbrenners die optimale, homogene
Brennstoffkonzentration über den Querschnitt erreicht. Ist
die Verbrennungsluft 7 zusätzlich vorgeheizt oder mit einem
rückgeführten Abgas angereichert, so unterstützt dies die
Verdampfung des flüssigen Brennstoffes 12 nachhaltig inner
halb der durch die Länge des Vormischbrenners induzierte Vor
mischstrecke. Was die Zumischung eines rückgeführten Rauch
gas betrifft, so wird auf die Fig. 5-8 verweisen.
Die gleichen Überlegungen gelten auch, wenn über die Brenn
stoffleitungen 13, 14 statt gasförmige nun flüssige Brenn
stoffe zugeführt werden sollten.
Bei der Gestaltung der kegelförmigen Teilkörper 1, 2 hin
sichtlich der Zunahme des Strömungsquerschnittes sowie der
Breite der tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6 sind an sich
enge Grenzen einzuhalten, damit sich das gewünschten Strö
mungsfeld der Verbrennungsluft 7 am Ausgang des Vormischbren
ners einstellen kann. Die kritische Drallzahl stellt sich am
Ausgang des Vormischbrenners ein: Dort bildet sich auch eine
Rückströmzone 24 (Vortex Breakdown) mit einem gegenüber der
dort wirkenden Flammenfront 25 stabilisierenden Effekt ein,
in dem Sinne, daß die Rückströmzone 24 die Funktion eines
körperlosen Flammenhalters übernimmt.
Die optimale Brennstoffkonzentration über den Querschnitt
wird erst im Bereich des Wirbelaufplatzens, also im Bereich
der Rückströmzone 24 erreicht. Erst an dieser Stelle entsteht
sodann eine stabile Flammenfront 25. Die flammenstabilisie
rende Wirkung ergibt sich durch die sich im Kegelhohlraum 8
bildende Drallzahl in Strömungsrichtung entlang der Kegel
achse. Ein Rückschlagen der Flamme in das Innere des Vor
mischbrenners wird damit unterbunden.
Allgemein ist zu sagen, daß eine Minimierung der Durchfluß
öffnung der tangentialen Lufteintrittskanäle 6, 7 prädesti
niert ist, die Rückströmzone 24 ab Ende der Vormischstrecke
zu bilden. Die Konstruktion des Vormischbrenners eignet sich
des weiteren vorzüglich, die Durchflußöffnung der tangen
tialen Lufteintrittskanäle 5, 6 nach Bedarf zu verändern, wo
mit ohne Veränderung der Baulänge des Vormischbrenners eine
relativ große betriebliche Bandbreite erfaßt werden kann.
Selbstverständlich sind die Teilkörper 1, 2 auch in einer an
deren Ebene zueinander verschiebbar, wodurch sogar eine
Überlappung gegenüber der Lufteintrittsebene in den Kegel
hohlraum 8 (Vgl. Fig. 4, Pos. 21) derselben im Bereich der
tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6, wie dies aus Fig. 4
hervorgeht, bewerkstelligt werden kann. Es ist sodann auch
möglich, die Teilkörper 1, 2 durch eine gegenläufige drehende
Bewegung spiralartig ineinander zu verschachteln.
Durch eine in diesem Vormischbrenner erreichbare homogenere
Gemischbildung zwischen den eingedüsten Brennstoffen 11, 12
und der Verbrennungsluft 7 erzielt man tiefere Flammentempe
raturen und damit tiefere Schadstoff-Emissionen, insbesondere
tiefere NOx-Werte. Sodann reduzieren diese tieferen Tempera
turen die thermische Belastung für das Material an der Bren
nerfront und machen beispielweise eine Sonderbehandlung der
Oberfläche nicht zwingend.
Was die Anzahl der Lufteintrittskanäle betrifft, so ist der
Vormischbrenner nicht auf die gezeigte Anzahl beschränkt.
Eine größere Anzahl ist beispielsweise dort angezeigt, wo es
darum geht, die Vorvermischung breiter anzulegen, oder die
Drallzahl und somit die davon abhängige Bildung der Rück
strömzone 24 durch eine größere Anzahl Lufteintrittskanäle
entsprechend zu beeinflussen.
Vormischbrenner der hier beschriebenen Art sind auch solche,
welche zur Erzielung einer Drallströmung von einem zylindri
schen oder quasi-zylindrischen Rohr ausgehen, die Einströmung
der Verbrennungsluft ins Innere des Rohres über ebenfalls
tangential angelegte Lufteintrittskanäle bewerkstelligt wird,
und im Innern des Rohres einen kegelförmigen Körper mit in
Strömungsrichtung abnehmenden Querschnitt angeordnet ist, wo
mit auch mit dieser Konfiguration eine kritische Drallzahl am
Ausgang des Brenners erzielbar ist.
Fig. 4 zeigt den gleichen Vormischbrenner gemäß Fig. 3, je
doch aus einer anderen Perspektive und in vereinfachter Dar
stellung. Diese Fig. 4 soll im wesentlichen dazu dienen, die
Konfiguration dieses Vormischbrenners einwandfrei zu erfas
sen. Insbesondere ist in dieser Fig. 4 die Versetzung der
beiden Teilkörper 1, 2 zueinander, bezogen auf die Hauptmit
telachse 26 (= Brennerachse) des Vormischbrenners, welche der
Hauptachse der zentralen Brennstoffdüse 11 entspricht, recht
gut ersichtlich: Diese Versetzung induziert an sich die
Größe der Durchflußöffnungen der tangentialen Luftein
trittskanäle 5, 6. Die Mittelachse 3, 4 verlaufen hier paral
lel zueinander.
Fig. 5 ist ein Schnitt etwa in der Mitte des Vormischbren
ners. Die spiegelbildlich tangential angeordneten Zufüh
rungskanäle 27, 28 erfüllen die Funktion einer Mischstrecke,
in welchen die Verbrennungsluft 7, gebildet aus Frischluft 29
und rückgeführtem Rauchgas 30 perfektioniert wird. Die Ver
brennungsluft 7 wird in einem Injektorsystem 200 aufbereitet.
Stromauf jedes Zuführungskanals 27, 28, der als tangentiale
Einströmung in den Innenraum 8 des Vormischbrenners dient,
wird die Frischluft 29 auf der ganzen Länge dieses Vormisch
brenners gleichmäßig über Lochplatten 31, 32 verteilt. In
Strömungsrichtung zur tangentialen Eintrittskanäle 5, 6 sind
diese Lochplatten 31, 32 perforiert. Die Perforierungen er
füllen die Funktion einzelner Injektordüsen 31a, 32a, welche
eine Saugwirkung gegenüber dem umliegenden Rauchgas 30 aus
üben, dergestalt, daß jede dieser Injektordüse 31a, 32a je
weils nur einen bestimmten Anteil an Rauchgas 30 ansaugt, wo
rauf über die ganze axiale Länge der Lochplatten 31, 32, die
der Brennerlänge entspricht, eine gleichmäßige Rauchgas-Zu
mischung stattfindet. Diese Konfiguration bewirkt, daß be
reits am Berührungsort der beiden Medien, also der Frischluft
29 und des Rauchgases 30, eine innige Vermischung stattfin
det, so daß die bis zu den tangentialen Lufteintrittsschli
tzen 5, 6 reichende Strömungslänge der Zuführungskanäle 27,
28 für die Gemischbildung minimiert werden kann. Danebst
zeichnet sich die hiesige Injektor-Konfiguration 200 dadurch
aus, daß die Geometrie des Vormischbrenners, insbesondere
was die Form und Größe der tangentialen Lufteintrittskanäle
5, 6 betrifft, formstabil bleibt, d. h. durch die gleichmäßig
dosierte Verteilung der an sich heißen Rauchgase 30 entlang
der ganzen axialen Länge des Vormischbrenners entstehen keine
wärmebedingten Verwerfungen. Die gleiche Injektor-Konfigura
tion, wie die soeben hier beschriebene, kann auch im Bereich
der kopfseitigen Brennstoffdüse 11 für eine axiale Zuführung
einer Verbrennungsluft vorgesehen werden.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des Vormischbrenners
in Strömungsrichtung, worin insbesondere der Verlauf der zum
Injektorsystem gehörenden Lochplatten 31, 32 gegenüber den
Einströmungsebenen 33 der Zuführungskanäle 27, 28 zum Aus
druck kommt. Dieser Verlauf ist parallel, wobei die Einströ
mungsebenen 33 selbst über die ganze Brennerlänge parallel
zur Brennerachse 26 des Vormischbrenners verlaufen. In dieser
Figur ist auch ersichtlich, wie die Injektordüsen 31a, 32a
ihren Einströmungswinkel gegenüber der Brennerachse 26 des
Vormischbrenners in Strömungsrichtung verändern. Von einer
anfänglichen spitzen Winkel im Bereich der Kopfstufe des Vor
mischbrenners richten sie sich allmählich auf, bis sie im Be
reich des Ausganges in etwa senkrecht zur Brennerachse 26
stehen. Durch diese Vorkehrung wird die Mischungsgüte der
Verbrennungsluft gesteigert und die Rückströmzone positions
stabil gehalten.
Fig. 7 und 8 zeigen im wesentlichen die gleiche Konfiguration
gemäß Fig. 5 und 6, wobei die Lochplatten 34, 35 mit den da
zugehörigen Injektordüsen 34a, 35a ebenfalls parallel über
die ganze Brennerlänge zu den Einströmungsebenen 36 der Zu
führungskanäle 27, 28 verlaufen. Indessen, diese Einströ
mungsebenen 36 verlaufen konisch gegenüber der Brennerachse
26 des Vormischbrenners. Der veränderliche Einströmungswinkel
der Injektordüsen 34a, 35a in Strömungsrichtung entspricht
auch hier weitgehend der Konfiguration gemäß Fig. 5 und 6,
wobei sich hier die allmähliche Aufrichtung dieser In
jektordüsen 34a, 35a zu einer senkrechten Einströmung im Be
reich des Ausganges des Vormischbrenners primär gegenüber der
Einströmungsebene 36 des jeweiligen Zuführungskanals richtet.
1,
2
Kegelförmige Teilkörper
3,
4
Mittelachse zu
1
resp.
2
5,
6
Tangentiale Lufteintrittskanäle
7
Verbrennungsluft
8
Kegelhohlraum, Innenraum des Brenners
9,
10
Zylindrische Anfangsteile des Brenners
11
Brennstoffdüse
12
Brennstoff, Flüssiger Brennstoff
13,
14
Brennstoffleitungen
15
Eindüsungsöffnungen der Brennstoffleitung
13
,
14
16
Brennstoff, gasförmiger Brennstoff
17
Brennraum
18
Frontplatte
19
Bohrungen in Frontplatte
20
Luft, Mischluft, Kühlluft
21
Lufteintrittsebene
22
Brennstoffinjektionsebene
23
Brennstoffprofil
24
Rückströmzone, Rückströmblase
25
Flammenfront
26
Hauptmittelachse, Brennerachse
27,
28
Zuführungskanäle
29
Frischluft
30
Rückgeführtes Rauchgas
31,
32
Lochplatten
31
a,
32
a Injektordüsen
33
Einströmungsebene der Zuführungskanäle
27
,
28
34,
35
Lochplatten
34
a,
35
a Injektordüsen
36
Einströmungsebene der Zuführungskanäle
27
,
28
100
Kesselanlage
101
Flammrohr
102
Abgaszone
103
Scheibe
104
Stabförmige Halterung
105
Stützen
106
Schottung
200
Injektorsystem.
Claims (11)
1. Kesselanlage für eine Wärmeerzeugung, im wesentlichen
bestehend aus einem Brennraum und einem kopfseitig der
Kesselanlage wirkenden Vormischbrenner für den Betrieb
mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff, wo
bei eine Verbrennungsluft durch tangentiale Luftein
trittskanäle in eine durch die axiale Erstreckung des
Vormischbrenners gebildete Vormischstrecke einströmt,
und wobei der Vormischbrenner eine Ausgestaltung auf
weist oder Mittel beinhaltet, welche eine kritische
Drallzahl an dessen Ausgang induzieren, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Brennraum (17) der Kesselanlage (100),
abströmungsseitig des Ausganges (18) des Vormischbren
ners, eine Begrenzungsvorrichtung (103, 104, 105) gegen
eine Ausbreitung einer vom Vormischbrenner gebildeten
Rückströmzone (24) angeordnet ist.
2. Kesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Begrenzungsvorrichtung aus einer durch minde
stens einer Abstützung (104, 105) mittig gehaltenen
Scheibe (103) besteht.
3. Kesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vormischbrenner aus mindestens zwei hohlen, ke
gelförmigen, in Strömungsrichtung ineinandergeschachtel
ten Teilkörper (1, 2) besteht, daß die Mittelachsen (3,
4) dieser Teilkörper (1, 2) zueinander versetzt verlau
fen, dergestalt, daß benachbarte Wandungen der Teilkör
per (1, 2) tangentiale Lufteintrittskanäle (5, 6) für
eine Verbrennungsluft (7) bilden, und daß der
Vormischbrenner mit mindestens einer Brennstoffdüse (11,
15) betreibbar ist.
4. Kesselanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffdüse (11) kopfseitig und auf der
Brennerachse (26) angeordnet ist.
5. Kesselanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der tangentialen Lufteintrittskanäle (5,
6) in Längserstreckung des Vormischbrenners eine Anzahl
zueinander beabstandeter Brennstoffdüsen (15) angeordnet
sind.
6. Kesselanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchflußquerschnitt eines von den Teilkörpern
(1, 2) gebildeten Kegelhohlraumes (8) in Strömungsrich
tung gleichförmig zunimmt.
7. Kesselanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchflußquerschnitt eines von den Teilkörpern
(1, 2) gebildeten Kegelhohlraumes (8) einen Diffusor,
einen diffusorähnlichen Verlauf, einen Konfusor, einen
konfusorähnlichen Verlauf bildet.
8. Kesselanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilkörper (1, 2) spiralförmig ineinander ge
schachtelt sind.
9. Kesselanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich in radialer oder quasi-radialer Richtung ge
genüber den Lufteintrittskanäle (5, 6) Zuführungskanäle
(27, 27) erstrecken, welche je mindestens ein Injektor
system (200) für die Bereitstellung einer aus Frischluft
(29) und Rauchgas (30) bestehenden Verbrennungsluft (7)
aufweisen.
10. Kesselanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Injektorsystem gehörige Lochplatten (31, 32;
34, 35) parallel zur jeweiligen Einströmungsebene (33,
36) der Verbrennungsluft (7) in die Zuführungskanäle
(27, 28) verlaufen, daß die Lochplatten im Bereich der
Einströmungsebenen mit Injektordüsen (31a, 32a; 34a,
35a) versehen sind, und daß der Einströmungswinkel der
Injektordüsen in Axialrichtung des Vormischbrenners ge
genüber der Brennerachse (26) fortlaufend veränderbar
ist.
11. Kesselanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchflußebene der Injektordüsen (31a, 32a;
34a, 35a) im Bereich der Kopfstufe des Vormischbrenners
einen spitzen Winkel aufweist, und daß dieser Winkel in
axialer Richtung der Lochplatten (31, 32; 34, 35) all
mählich zunimmt bis dieser im Bereich des Ausganges des
Vormischbrenners weitgehend senkrecht zur Einströmungs
ebenen (33, 36) der Zuführungskanäle (25, 26) und/oder
zur Brennerachse (26) des Vormischbrenners steht.
Priority Applications (2)
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DE1996154741 DE19654741A1 (de) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Kesselanlage für eine Wärmeerzeugung |
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1997
- 1997-11-27 EP EP97810921A patent/EP0851176A3/de not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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