DE2057902A1

DE2057902A1 - Grossbrenner fuer gasfoermige Brennstoffe

Info

Publication number: DE2057902A1
Application number: DE19702057902
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kuhn; Franz Schleuter
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Priority date: 1970-11-25
Filing date: 1970-11-25
Publication date: 1972-05-31
Also published as: GB1361260A; FR2115831A5

Description

16. IJovember 1970 Tpat/i601/Y/0b

Großbrenner für gasförmige Brennstoffe

Die Erfindung bezieht sich auf einen in eine Brennkammer eines Dampferzeugers mündenden Großbrenner für gasförmige Brennstoffe, insbesondere Gichtgase.

Die Tatsache, daß Dampferzeuger mit immer höheren Leistungen gefordert werden, hat zur Folge, daß auch die Größe der für die erzeugung der Wärme notwendigen Gasbrenner dauernd steigt. Besondere Probleme treten dann auf, wenn derartige Brenner mit kleinsten Lasten gefahren werden sollen.

ils ist bekannt, herkömmliche Gasbrenner seitlich in der Brennkamme rwand eines Dampferzeugers anzuordnen. Zur Vergrößerung derartiger Dampferzeuger hat man bereits vorgeschlagen, daß mehrere herkömmliche neben- und übereinander angeordnete Gasbrenner verwendet werden, nachteilig daran ist, daß durch die Vielzahl der Brenner mit allen erforderlichen Gassicherheitsuiid ite^elarmatüren konstruktiv derart viel Platz notwendig wird, wie er für eine moderne Großkesselanlage nicht mehr zu vertreten ist. Die Folge davon ist, daß der Feuerraum sehr breit b&ut. Die Feuerraumtiefe ergibt sich aus der Flammenlänf.-e. i.x^rui erhält also Feuerrnumabmessungen, wie sie aus der i/ürmetechnik heraus nicht notwendig sind. Da bei dem heutigen modernen Kesselbau die Feuerraumwände aus verschweißten Kesselfüiiron bestehen, die, da sie als Strahlungsheizfläche wirken, erheblich kostenaufwendiger im Vergleich zu den Berührungs-

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heizflächen sind, erscheint es angebracht, den Feuerraum entsprechend der Wärmetechnik zu optimalisieren. Die technischen Voraussetzungen sind durch nachstehend beschriebene Erfindung gegeben.

Weiterhin ergibt sich bei dem Betrieb der Dampferzeugungsanlage im Teillastbereich mit teilweise abgeschalteten Brennern der Nachteil, daß durch Differenzdrücke im Feuerraum heiße Rauchgase über die Brennergehäuse rezirkulieren, so daß hier zunderfreie, teuere Materialien für die Brenner verwendet werden müssen. Schließlich besteht bei seitlich in der Brennerwand angeordneten Brennern der Nachteil, daß die Kesselkonstruktion so ausgelegt sein muß, daß sie auch im Stande ist, die relativ große Anzahl der Brenner zu tragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Großbrenner für gasförmige Brennstoffe, insbesondere Gichtgase, zu schaffen, dem die obengenannten Nachteile nicht mehr anhaften.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Großbrenner als Kreisringbrenner mit einer Vielzahl von Einzeldüsen für Luft und Gas ausgebildet ist, daß er mit einer zentralen Gaszufuhr und einem diese Gaszufuhr umgebenden Luftkasten versehen ist und daß er im Boden der Brennkammer angeordnet ist. Der Aufbau aus einer Vielzahl von Einzeldüsen gewährleistet selbst bei größtem Durchsatz eine gute Durchmischung von Gas und Luft, so daß eine optimale Verbrennung erzielt werden kann. Infolge der zentralen Gaszufuhr ist ein gleichmäßiges Strömen gewährleistet, was insbesondere beim

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Ttiillastbetrieb wesentlich ist. Durch die Anordnung des Brenners im Boden der Brennkammer kann dem Feuerraum eine optimale Form gegeben werden, wobei der relativ schwere G-roßbrenner sich auf den Boden abstützen kann.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn bei sich auf dem Boden abstützendem Brenner der Luftkasten vom Dampferzeuger getragen wird. In diesem Fall ist der Aufbau besonders einfach, denn es ist lediglich eine flexible Abdichtung des Luftkastens gegenüber der zentralen Gaszufuhr erforderlich, um die Dehnungen des Dampferzeugers relativ zum Brenner zu kompensieren. Würde auch der Luftkasten sich auf den Erdboden abstützen, dann würde sich die zwischen dem sich bewegenden Dampferzeuger und dem unbeweglichen Luftkasten notwendige Abdichtung schwierig ausführen lassen. Die vorgeschlagenen Maßnahmen haben außerdem den Vorteil, daß im Bereich der Brenner in den Gasleitungen keine Kompensatoren erforderlich sind, d.h. durch ständige Relativbewegungen können auch die Kompensatoren keinen Anlaß zu Betriebsstörungen geben, was letztlich die Betriebssicherheit erhöht.

Wird ein Brenner der beschriebenen Art mit unter relativ niedrigem Betriebsdruck stehenden Gasen, z.B. Gichtgasen betrieben, dann ist das Herunterregeln der Gaszufuhr nur in sehr engen Grenzen möglich, da der untere Grenzwert des notwendigen, vor den Brennern herrschenden Druckes nicht unterschritten werden darf. Die ausgezogene Linie in Figur 3 zeigt ein Beispiel dafür, in welchem Bereich ein mit Gichtgas betriebener Großbrenner regelbar ist. Auf der X-Achse ist der

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Durchsatz in Nm /h " 10 und auf der ι-Achse der Gasdruck in Millimeter-Wassersäule aufgetragen. Das Gichtgas wird mit einem relativ niedrigen Druck von ca. 150 Millimeter-^ ssersäule angeliefert. Vor den Brennern muß ein Mindestdruck von 20 Millimeter-Wassersäule herrschen, damit ein sicheres ^egelspiel, bzw. eine Mindestgeschwindigkeit an den Mundstücken zur Vermeidung von Rückzündungen gewährleistet ist. Dieser untere Grenzwert bestimmt den unteren Grenzwert für den Durchsatz, der gemäß der Figur 3 bei ca. 50 $ des maximalen Durchsatzes liegt. Bei höheren Gasdrücken vergrößert sich der zulässige Regelbereich.

Um den Regelbereich des Großbrenners mit einfachen Mitteln wesentlich zu vergrößern, wird weiterhin im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, daß die Einzeldüsen gruppenweise mit mehreren, unabhängig voneinander absperrbaren Gas- und LuftZuführungsleitungen in Verbindung stehen, ain in dieser Weise ausgebildeter Großbrenner kann, wie im weiteren noch erläutert werden wird, mit einem wesentlich größeren Regelbereich betrieben werden, ohne daß der vor den Brennern anstehende, für das sichere Brennen notwendige Mindestdruck unterschritten wird.

V/eitere Vorteile und Einzelheiten der ürfindung sollen anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles nach der Erfindung, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Brenner nach der Erfindung, (die Düsen wurden weggelassen,)und

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Fi;_:;. 3 ein Koordinatensystem mit Kurven über die iiegelbereiche eines Großbreiuiers mit nicht unterteilter bzw. dreifach unterteilter G-as zufuhr.

In der Figur 1 sind die Seitenwände der Brennkammer 1 mit 2 bezeichnet, und im Boden 3 ist der Großbrenner 4 angeordnet. Dieser besteht aus einer Vielzahl kreisringförmig angeordneter jiinzeldüsen 5 und dem mit Stampfmasse abgedeckten Innenteil 6. Die Mnzeldüsen 5 werden vom zentral gelegenen Gaszuführurigsrohr 7 getragen. Die Luftzufuhr erfolgt über den das Gaszuführungsrohr 7 umgebenden Luftkasten 8. Der Luftkasten 8 wird von der Brennkammer getragen, während sich der Brenner 4 in nicht näher dargestellter Weise auf dem erdboden abstützt.

n'iü aus Figur 2 ersichtlich ist, sind sowohl im G-as zuführungsrohr 7 als auch im Luftkasten 6 Trennwände 9 vorgesehen, die den Brenner in drei Abschnitte unterteilen. Die Aufteilung des Luftstromes erfolgt in der Weise, daß unterhalb des in drei Abschnitte geteilten Luf tkaste-ts b ein weiterer Luftkasten 10 vorgesehen ist, in den seitlich die Luftzuführungsleitung 11 mündet. Der Luftkasten 10 ist mit dem Luftkasten 8 über drei btutzen 12 verbunden, in denen liegelklappen 13 untergebracht sind.

Die Gaszufuhr erfoigl über drei jeweils mit Klappen 14 versehene Zuführungsrohre 15, die über entsprechende Paßstücke 16 an das zentrale Gaszuführung rohr 7 angeschlossen sind.

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Beim Betrieb des Dampferzeugers mit Vollast sii.u die Klappen 13 und 14 geöffnet. Durch Drosseln der Klappen r.i.im der Dampferzeuger auch entsprechend der ausgezogenen Linie 17 in Fig. 3 im Teillastbereich betrieben v/erden, jedoch riic.it unternalb ca. 50 °/° des maximalen Durchsatzes, da sonst der ve ν dem Brenner notwendige minimale Druck unterschritten wird. lurch Schließen einer der Klappen 14 und der zugehörigen Luftkl ppe 13 ist es möglich, den Hegelbereich nach unten zu vergrößern und zwar entsprechend der gestrichelten Linie 18 in Fig. 3.

Entsprechend kann eine weitere Vergrößerung des Regelbereiches nach unten durch Schließen einer weiteren Klappe 14 und der zugehörigen Luftklappe 13 erfolgen, so daß der erfindungsgemäße Großbrenner entsprechend der strichpunktierten Linie 19 in Fig. 3 bis auf ca. 12 °/< > seines maximalen Durchsatzes gedrosselt werden kann.

Die Einzeldüsen 5 sind vorzugsweise auswechselbar ausgebildet, damit Reparaturen am Brenner in einfacher Weise iurchpeführt werden können.

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Claims

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I₀)Tn eine Brennkammer eines Dampferzeugers mündender Großbrenner für gasförmige Brennstoffe, insbesondere Gichtgase, dadurch gekennzeichnet , daß der Großbrenner (4) als Kreisringbrenner mit einer Vielzahl von Einzeldüsen (5) für Luft und Gas ausgebildet ist, daß er mit einer zentralen Gaszufuhr (7) und einen diese Gaszufuhr umgebenden Luftkasten (8) versehen ist und daß er im Boden (3) der Brennkammer (1) angeordnet ist.
2. Großbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich auf dem Boden (3) abstützenden Brenner (4) der Luftkasten (8) vom Dampferzeuger getragen wird.
3. Großbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einzeldüsen (5) gruppenweise mit mehreren, unabhängig voneinander absperrbaren Gas- und Luftzuführungsleitungen (11,15) in Verbindung stehen.
4. Großbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Düsen (5) auswechselbar sind.

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