DE202007018716U1 - Coal dust combination burner - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/005—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or pulverulent fuel
Abstract
Brenner für die Oxydationsmittel-Vergasung von staubförmigen Brennstoffen aufweisend
einen zentral angeordneten Pilotbrennerteil (1), einen konzentrischen Ringkanal (2) zur Zuführung des Oxydationsmittels,
einen konzentrisch um den Ringkanal (2) angeordneten Ringraum, in dem mehrere Staubzuführungselemente (4) angeordnet sind
dadurch gekennzeichnet, dass
im Brenner die einzelnen Staubzuführungselemente so ausgeführt sind, dass unter Beibehaltung der Eingangs-Rohrquerschnittsfläche, der Querschnitt systematisch in einen dem Ringraum angepassten, gekrümmten, flächengleichen Rechteckkanal (6) übergeht.Burner for oxidizing gasification of dust-like fuels
a centrally arranged pilot burner part (1), a concentric annular channel (2) for supplying the oxidant,
a concentrically around the annular channel (2) arranged annular space in which a plurality of dust-feeding elements (4) are arranged
characterized in that
in the burner, the individual dust supply elements are designed so that, while maintaining the input pipe cross-sectional area, the cross-section systematically merges into an annular space adapted, curved, surface-parallel rectangular channel (6).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kohlenstaubkombinationsbrenner, der für die Sauerstoff-Vergasung von staubförmigen Brennstoffen (Braunkohle und/oder Steinkohle oder ähnliche staubförmige Brennstoffe) unter hohen Drücken und Temperaturen in Reaktoren mit flüssigen Schlackeabzügen eingesetzt wird.The The invention relates to a combination pulverized coal burner which for the oxygen gasification of dusty Fuels (lignite and / or hard coal or similar dusty fuels) under high pressures and temperatures in liquid slag withdrawal reactors is used.
Die Erfindung betrifft einen Brenner für die Oxydationsmittel-Vergasung von staubförmigen Brennstoffen.The The invention relates to a burner for oxidizing gasification of dusty fuels.
Bekannt sind Kohlenstaubkombinationsbrenner für die Partialoxydation staubförmiger Brennstoffe mit einem zylindrischen wassergekühltem Gehäuse und innen liegenden koaxial angeordneten Ringräumen für die Zuführung des staubförmigen Brennstoffes und des Oxydationsmittels.Known are coal dust combination burners for the partial oxidation dust-like fuels with a cylindrical water-cooled Housing and inner coaxially arranged annular spaces for the supply of dusty fuel and the oxidizing agent.
Im
Zentrum dieses Brenners befindet sich ein weiterer kleiner Gas-/Sauerstoffbrenner,
der als Zünd-, oder Pilotbrenner dient und mit einer optischen
Flammenüberwachung und Hochspannungszündeinrichtung
ausgerüstet ist. Er dient zur Inbetriebnahme des o. g Kohlenstaubbrenners,
wie in den Dokumenten
Die Zuführung des staubförmigen Brennstoffes erfolgt außerhalb und innerhalb des Brenners durch ein oder mehrere Rohre. Im Inneren des Brenners ist/sind das/die Zuführungsrohre zum Brenneraustritt so geführt, dass sie mindestens ein volle Umdrehung um die Achse ausführen und dann in der Nähe des Brenneraustritts tangential angestellt enden. Am Ende des/der Staubrohre(s) tritt der Staub tangential in einen zylindrischen Ringraum ein.The Feeding the dusty fuel takes place outside and inside the burner by one or more Tube. Inside the burner is / are the feed tube (s) led to the burner exit so that they at least one make a full turn around the axle and then close the torch outlet tangent hired end. At the end of the Dust pipes (s), the dust enters tangentially into a cylindrical Annular space.
Bei dem Übergang von der Rohrfläche in den Ringraum kommt schlagartig zu einer Flächenvergrößerung und damit zum Absinken der Staubgeschwindigkeit. Durch Erhöhung der Anzahl der Staubrohre innerhalb des Ringraumes kann zwar der Flächen sprung verringert, aber nicht aufgehoben werden. Im Ergebnis dieser Tatsache kommt es zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Staubstromes innerhalb des Ringraumes. Hierdurch kann es zu einer unsymmetrischen Flammenausbildung mit einseitiger Reaktionsraumbelastung kommen.at the transition from the pipe surface into the annulus comes abruptly to an area enlargement and thus the fall in the dust velocity. By increase Although the number of dust tubes within the annulus of the Area jump reduced, but not canceled. As a result of this fact, there is an uneven Distribution of the dust flow within the annulus. hereby it can lead to an asymmetrical flame formation with one-sided reaction space load come.
Der bekannte Brenner hat folgende Nachteile:
- 1. komplizierte Ausführung der Rohre innerhalb des zylindrischen Ringraumes im Brenner
- 2. nach dem Austritt des Kohlenstaubes erfolgt ein unvermeidbarer Flächensprung der zum Absinken der Staubgeschwindigkeit führt.
- 3. durch diesen Flächensprung wird der nachfolgende Ringraum ungleichmäßig mit Kohlenstaub gefüllt, sodass die Mischung mit dem Oxydationsmittel unterschiedlich ist.
- 1. complicated design of the tubes within the cylindrical annulus in the burner
- 2. after the exit of the coal dust an unavoidable skip occurs which leads to a decrease of the dust velocity.
- 3. by this surface jump, the subsequent annulus is unevenly filled with coal dust, so that the mixture with the oxidant is different.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kohlenstaubbrenners, der unter den Bedingungen der Kohlenstaubvergasung unter Druck zuverlässig arbeitet. Der Kohlenstaubkombinationsbrenner soll durch konstruktive Maßnahmen so ausgebildet werden, dass auch bei der Druckvergasung von staubförmigen Produkten ein sicherer Betrieb mit gleichmäßiger Flammenausbildung gewährleistet ist.task The invention is the creation of a pulverized coal burner under the conditions of coal dust gasification under pressure reliably is working. The coal dust combination burner is designed by constructive Measures should be designed so that even at the pressure gasification of dusty products safe operation with uniform Flame formation is guaranteed.
Die
Aufgabe wird bei einem durch die Merkmale des Oberbegriffs umrissenen
Gegenstand dadurch gelöst, dass im Brenner die einzelnen
Staubzuführungselemente so ausgeführt sind, dass
unter Beibehaltung der im Wesentlichen kreisförmigen Eingangs-Rohrquerschnittsfläche,
der Querschnitt systematisch (kontinuierlich in Förderrichtung)
in einen dem Ringraum angepassten, gekrümmten, flächengleichen
Rechteckkanal (
Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung der Zuführungselemente für die staubförmigen Brennstoffe wird erreicht, dass die Brennstoffzuführung unmittelbar neben dem Oxydationsmit telkanal endet und die im Zuführungselement vorgesehene Fördergeschwindigkeit bis zum Austritt beibehalten wird. Diese Maßnahme sichert eine störungsfreie Förderung des staubförmigen Brennstoffes und vermindert bei Nichtbetrieb, die zur Spülung des Zuführungselementes, notwendige Inertgasmenge.By this inventive design of the feed elements for the dust-like fuels is achieved that the fuel supply ends immediately adjacent to the Oxydationsmit telkanal and the conveying speed provided in the feeding element is maintained until exit. This measure secures a trouble-free promotion of the dust-like Fuel and reduced during non-operation, the flushing the feed element, necessary inert gas.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are in the subclaims specified.
Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The Invention will be described below as an exemplary embodiment to an extent necessary for understanding on the basis of Figures explained in more detail. Showing:
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente.In the same designations denote the same elements.
Der
erfindungsgemäße Kohlenstaubkombinationsbrenner
weist einen zentral angeordneten Pilotbrennerteil
Die Zuführung des staubförmigen Brennstoffes erfolgt außerhalb und innerhalb des Brenners durch ein oder mehrere Rohre, im Ausführungsbeispiel drei. Im Brenner sind die einzelnen Rohre so ausgeführt, dass unter Beibehaltung der im Wesentlichen kreisförmigen Eingangs-Rohrquerschnittsfläche, der Querschnitt systematisch (kontinuierlich in Förderrichtung) in einen dem Ringkanal angepassten, gekrümmten, flächengleichen Rechteckkanal übergeht. Der Rechteckkanal am Brennermund ist also durch zwei beabstandete, z. B. 25 mm Kreisbogenabschnitte mit gleichem Winkel α (alpha), z. B. 80 Grad um die Zentralachse gegeben.The Feeding the dusty fuel takes place outside and inside the burner by one or more Tubes, in the embodiment three. In the burner are the individual pipes designed so that while retaining the substantially circular inlet tube cross-sectional area, the cross-section systematically (continuously in conveying direction) in a ring channel adapted, curved, surface-identical Rectangular channel passes. The rectangular channel at the burner mouth So is by two spaced, z. B. 25 mm arc sections with the same angle α (alpha), z. B. 80 degrees around the central axis where.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis Rechteckbreite zu Rechteck- bzw. Kreisbogenabschnittslänge im Verhältnis von ca. 1:5,3 ausgeführt wird. Zur Vermeidung von Stockungen in der Staubstromförderung soll die Rechteckbreite nicht kleiner als 25 mm bemessen werden. Der Übergang der Rohrquerschnittsfläche zur endgültigen Rechteckfläche ist innerhalb des Ringkanals (innerhalb des Brenners in Richtung zum Brennermund) so zu gestalten, dass die endgültige Rechteckfläche am Brenneraustritt erreicht ist.in this connection it is advantageous if the ratio rectangle width to rectangular or circular arc section length in proportion of about 1: 5,3 is executed. To avoid stagnation in the dust flow promotion, the rectangle width should not be dimensioned smaller than 25 mm. The transition of the pipe cross-sectional area to the final rectangular area is within the Ring channel (inside the burner towards the burner mouth) so shape the final rectangular area reached at the burner outlet.
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung schneiden die Verlängerungsstrahlen
der Wandungen des Ringraumes (
Die je nach Anzahl der vorgesehenen Zuführungselemente zwischen der Rechteckaustritten verbleibenden nicht benötigten Räume können unmittelbar am Austritt verschlossen und in den Kühlkreislauf einbezogen werden.The depending on the number of provided feed elements between the rectangle exits remaining unneeded spaces can be closed immediately at the exit and in the Cooling circuit to be included.
Durch
die Ausführung der Oxydationsmittelzuführung mit
Drallschaufeln
Durch
die Ausformung der Staubzuführungselemente bis zum Brennermund
und dem sofortigen Eintritt in den rotierenden Sauerstoffstrom gibt
es keinen Flächensprung mit unterschiedlichen Staubgeschwindigkeiten
am Staubaustritt mehr. Dadurch wird eine gleichmäßige
Flammenausbildung und -stabilisierung erreicht. Gleichzeitig kann
durch eine unterschiedliche Anstellung der Drallschaufeln
Die
Erfindung umfasst einen Kohlenstaubkombinationsbrenner für
die Vergasung von staubförmigen Brennstoffen unter hohen
Drücken von beispielsweise 80 bar (8 MPa) und Temperaturen
von beispielsweise 1200 bis 1900°C in Reaktoren mit flüssigen
Schlackeabzügen für die Sauerstoff-Vergasung,
bestehend aus einem gekühlten Gehäuse (
- 11
- Pilotbrenner mit Gas- und Sauerstoffzuführung und integrierter Flammenüberwachung und Hochspannungszündeinrichtungpilot burner with gas and oxygen supply and integrated flame monitoring and high voltage ignition device
- 22
- Oxydationsmittelzuführung für staubförmigen BrennstoffOxydationsmittelzuführung for dusty fuel
- 33
- Drallschaufeln zur Verwirbelung des Oxydationsmittelsswirl blades for turbulence of the oxidizing agent
- 44
- Zuführungsrohr für staubförmigen Brennstofffeed pipe for dusty fuel
- 55
- Querschnitt des Zuführungsrohres für den staubförmigen Brennstoff (rund)cross-section the feed tube for the dusty Fuel (round)
- 66
- Querschnitt des Zuführungsrohres für den staubförmigen Brennstoff (rechteckig)cross-section the feed tube for the dusty Fuel (rectangular)
- 77
- Äußeres Wasserkühlteilappearance Water cooling part
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20090618 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20100729 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20130726 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |