DE2742070A1 - Industriebrenner zur beheizung von ofenraeumen in industrieoefen - Google Patents

Industriebrenner zur beheizung von ofenraeumen in industrieoefen

Info

Publication number
DE2742070A1
DE2742070A1 DE19772742070 DE2742070A DE2742070A1 DE 2742070 A1 DE2742070 A1 DE 2742070A1 DE 19772742070 DE19772742070 DE 19772742070 DE 2742070 A DE2742070 A DE 2742070A DE 2742070 A1 DE2742070 A1 DE 2742070A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
recuperator
industrial
combustion air
burner according
fuel
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.)
Granted
Application number
DE19772742070
Other languages
English (en)
Other versions
DE2742070C2 (de
Inventor
Joachim Dr Ing Wuenning
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.)
WS Warmeprozesstechnik GmbH
Original Assignee
Firma J Aichelin
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 Firma J Aichelin filed Critical Firma J Aichelin
Priority to DE2742070A priority Critical patent/DE2742070C2/de
Priority to US05/941,263 priority patent/US4298333A/en
Priority to GB7837044A priority patent/GB2004638B/en
Priority to FR7826720A priority patent/FR2403518A1/fr
Priority to SE7809777A priority patent/SE439680B/sv
Priority to PL1978209672A priority patent/PL121665B1/pl
Priority to DD78207901A priority patent/DD139291A5/de
Priority to ES473447A priority patent/ES473447A1/es
Priority to BR7806103A priority patent/BR7806103A/pt
Priority to IT69149/78A priority patent/IT1107852B/it
Priority to CS786045A priority patent/CS214780B2/cs
Publication of DE2742070A1 publication Critical patent/DE2742070A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2742070C2 publication Critical patent/DE2742070C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/422Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element with outside means integral with the tubular element and inside means integral with the tubular element
    • 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 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04Arrangements of recuperators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/027Regulating fuel supply conjointly with air supply using mechanical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

Firma J. Aichelin, 7015 Korntal· b. Stuttgart Industriebrenner zur Beheizung von Ofenräumen in
Industrieöfen
Die Erfindung betrifft einen Industriebrenner für gasförmige oder flüssige Brennstoffe zur Beheizung von Ofenräumen in Industrieöfen mit einem Brennstoff-und einem Luftzufuhrrohr sowie mit einem von der Verbrennungsluft und den Abgasen im Gegenstrom durchströmten/mit dem Brenner zu einer Baueinheit vereinigten Rekuperator.
Bei mit festen oder flüssigen Brennstoffen betriebenen Industriebrennern, wie sie zur Bezeizung der Ofenkammern von Industrieöfen verwendet werden, ist die durch die heißen Abgase abgeführte Wärmemenge normalerweise verhältnismäßig hoch. Mit steigenden Brennstoffpreisen gehen deshalb die Bestrebungen zunehmend dahin, die Abgaswärme zurückzugewinnen. Dazu ist es bekannt (DT-AS 1 232 304) bei sogenannten Strahlrohrbrennern unmittelbar in den Brenner einen Rekuperator einzubauen, der im Gegenstrom von den heißen Abgasen und der Verbrennungsluft durchströmt ist und in dem die Verbrennungsluft unter Ausnutzung der Abgaswärme vorgewärmt wird. Der Rekuperator kann dabei als sogenannter Längsrippenrohr-Rekuperator ausgebildet sein, dessen Rippen einerseits in dem von dem
90981 2/0511
Brennstoffrohr und dem konzentrisch dazu liegenden Verbrennungsluftzufuhrrohr begrenzten ersten Ringraum und andererseits in einem zweiten Ringraum liegen, welcher zwischen dem Verbrennungsluftzufuhrrohr und dem Abgasrohr sich befindet.
Auch bei Brennern der sogenannten offenen Bauart, d.h. für direkt beheizte Ofenanlagen,wurde schon eine solche rekuperative Luftvorwärmung vorgesehen, wie dies beispielsweise in der DT-AS 1 229 226 beschrieben ist. Der Längsrippenrohr-Rekuperator ist dabei ebenfalls mit dem Brenner zu einer Baueinheit vereinigt, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß das Abgasrohr etwa in der Ebene der Brennermündung in den Ofenraum axial mündet und an dem abgasseitig stromabliegenden Ende des Abgasrohres eine Abgasabsaugevorrichtung angeordnet ist, die in Abhängigkeit von der Verbrennungsluftzufuhr gesteuert ist.
Diese Brenner arbeiten mit einer stetigen Brennstoff-/Luftzufuhr, wobei zur Anpassung der Wärmeabgabe des Brenners an den jeweiligen Wärmebedarf in dem Ofenraum eine stetige Gemischregelung vorgesehen ist. Weil nun bei einem gröberen Regelverhältnis es schwierig ist, den Brenner einerseits bei der Maximaleinstellung mit erträglicher Geräuschentwicklung und damit entsprechender niedriger Austrittsgeschwindigkeit und andererseits bei der Minimaleinstellung mit noch ausreichender Mischungsenergie für eine rußfreie Verbrennung zu betreiben, ist es auch schon bekannt geworden - Zeitschrift "Gas - Wärme International", 25 (1976) Heft 11, 12, Seiten 577-80 - einen Industriebrenner mit rekuperativer Luftvorwärmung der eingangs erwähnten Art mit einer Ein-Aus-Regelung, d.h. einer Zweipunktregelung zu betreiben, derart, daß der Brenner jeweils während verhältnismäßig kurzer Einschaltperioden Feuerstöße mit voller Leistung abgibt und dann wieder abgeschaltet wird.
909812/051 1 - 5 -
ι: ί
Ein solcher Betrieb erfordert eine zuverlässige Zündvorrichtung, die gewährleistet, daß dor Brenner nach Ablauf der jeweiligen Ruheperiode einwandfrei gezündet wird .
Bei allen diesen Brennern sind die Rekuperatoren derart ausgelegt, daß der auf der Verbrennungsluft- und der Abgasseite zusammen an dem Rekuperator auftireLi-nde Druckabfall verhältnismäßig klein ist und durchweg in der Größenordnung von wesentlich weniger al;; 10 mbar liegt. Es werden deshalb die Rekuperatoren mit Verbronnungsluft- und Abgaskanälen ausgebildet, die eine verhältnismäßig große lichte Weite aufweisen. Da der Druckabfall in einem Rekuperator sich mit der Betriebstemperatur und den Fertigungstoleranzen des Rekuperators verändert, geht das Bestreben dahin, den an dem Rekuperator auftretenden Druckverlust gegenüber dem an der in dem Luftzufuhrrohr liegenden Dosierungsdrossel auftretenden Druckunterschied möglichst klein zu halten,um damit die Luftmenge unabhängig von der Rekuperatortemperatur konstant zu halten, so daß auch das Brennstoff-Luftverhältnis über den gesamten auftretenden Temperaturbereich etv/a konstant bleibt. Typischerweise steht der Druckabfall im Rekuperator etwa in dem Verhältnis von ca. 1:5 zu dem an der Dosierungsdrossel auftretenden Druckabfall.
Davon abgesehen, wurde bisher allgemein die Meinung vertreten, daß bei einem Rekuperator mit höheren Druckabfall und deshalb engeren Verbrennungsluft- und Abgaskanälen die Verstopfungsgefahr dos Rekuperators nicht mehr beherrscht v/erden kann.
909812/0511
INSPECTED
— ο —
Der mit solchen, mit rekuperativor Luftvorwärmung arbeitenden Brennern erzielbare feuer ung:;technische !Wirkungsgrad ''ff liegt bei einer Abgar.tcmperatur von 1000 C
unter etwa 0,7.
Auf der anderen Seite wird mit zunehmender Luf tvorv/üruung im Rekuperator die Flammentemperatur höher und damit der umweltschädliche NO - Anteil in den Abgasen vergrößert. Um dem entgogenzuv/irken, wird ein nah- f>hoch Lome trisches Mischungsverhältnis des Brennstoffs- Luftgemisches angestrebt. Dies bedeutet aber, daß bei kalten oder mit niedrigen Temperaturen arbeitendem .Rekuperator ,beispi ·:! :;v/oi 3e beii.i Anfahren oiler bein '.Jiodertenper ι turbetrieb , Ruß- und CO-Bildung in erheblichem Maße in Kauf genommen werden muß. Auch aus diesem Grunde wurden bisher die Abmessungen der Kanäle des Rekuperators verhältnismäßig groß bemessen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Industriebrenner der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß or ohne übermäßigen zusätzlichen Materialaufwand wesentlich umweltfreundlicher ist und gleichzeitig einen beträchtlich höheren feuerungste.chnischen V'irkungsgrad aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Industriebrenner gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß durch den
temperaturabhängigen Strömungswiderstand der Verbrennungsluftseite des Rekuperators/bei vernachlässigbarer temperaturabhängiger änderung des Strömungswiderstandes in dem
Brennstoffzufuhrrohr, das Brennstoff-Luftverhältnis
selbsttätig goregelt ist und daß dabei awisdum dem warmen Zustand unter "".öl H el·;·1 .<· '.ingurxjon und dem kalten Zustand eine Erniedrigung des Brennstoff-Luftverhältnisses von wenigst».- ca. 10 % einregelbar ist.
909812/051 1
ORIGINAL INSPECTED
Die Erfindung macht von der Erkenntnis Gebrauch, daß die kinematische Zähigkeit der Gase sich mit der Temperatur wesentlich erhöht. So steigt z.B. bei einer Erhöhung der mittleren Betriebstemperatur in dem Rekuperator auf etwa 400 C durch den Anstieg der kinematischen Zähigkeit der sich ebenfalls entsprechend erwärmenden Gase der Strömungswiderstand des Rekuperators auf etwa den vierfachen Wert gegenüber dem kalten Zustand an.
Bei dem neuen Brenner ist dieser Umstand bewußt in der Weise ausgenutzt, daß ein hoher Anteil des Druckverlustes in dem Brenner - der normalerweise praktisch vollständig an der Dosierungsdrossel in dem Luftzufuhrrohr liegt - in den Rekuperator verlegt worden ist, der durch entsprechende Bemessung seiner Kanäle mit einem hohen Stömungswiderstand ausgebildet ist. Damit wird zum einen erreicht, daß sich wegen der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit der Gase der Wärmeübertragungswirkungsgrad des Rekuperators bei gleichem Bauvolumen erhöht, während zum anderen der Luftdurchsatz des Brenners durch den im Vergleich zu den anderen Drosselstellen hohen Strömungswiderstand des Rekuperators wesentlich bestimmt ist, so daß durch diesen in Abhängigkeit von der Temperatur sich ändernden Strömungswiderstand des Rekuperators das Mischungsverhältnis zwischen Brennstoff und Verbrennungsluft selbsttätig geregelt wird. Damit ergibt sich der Vorteil, daß beim Anfahren in relativ kaltem Zustand bzw. im Niedertemperaturbetrieb die CO-und Rußbildung durch den dann vorhandenen Luftüberschuß im wesentlichen ausgeschaltet wird, während bei Betriebstemperatur nah- stöchiometrische Verbrennungsbedingungen vorliegen, unter denen lediglich eine sehr verminderte NO Bildung auftritt.
909812/0511
ζ· 7 <» ζ υ 7 Q
Das Brennstoff- Verbrennungsluftverhältnis paßt sich somit automatisch der Ofentemperatur an. Da bei tieferen Temperaturen der Einfluß des zunehmenden Luftüberschusses auf den feuerungstechnischen Wirkungsgrad ^A f immer kleiner wird, ist auch über den gesamten Betriebsbereich stets ein wirtschaftlicher Betrieb gewährleistet.
Um den Einfluß der Fertigungstoleranzen auf den an dem Rekuperator auftretenden Druckverlust auszugleichen, wird die in dem Luftzufuhrrohr liegende Luftdrossel im Betriebszustand auf die richtige Menge einjustiert. Bei den in der Praxis normalerweise vorliegenden Verhältnissen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Rekuperator derart ausgelegt ist, daß er unter Vollast-Betriebsbedingungen auf der Verbrennungsluftseite einen Druckabfall von wenigstens 10 mbar aufweist, wobei dieser Druckabfall auch gelegentlich mehr als 2O mbar betragen kann.
Bei dieser Größe des Druckabfalles an dem Rekuperator hat die praktische Erfahrung gezeigt, daß der Strömungswiderstand des Rekuperators bei den üblichen Betriebsbedingungen einen im Vergleich zu den anderen im Brenner vorhandenen Strömungswiderständen ausreichend großen Wert aufweist, um eine sichere Gemischregelung zu gewährleisten.
Der Rekuperatur kann mit Vorteil als Längsrippenrohr-Rekuperator ausgebildet sein, wobei der lichte Rippenabstand auf der Verbrennungsluftseite kleiner als ca. 5 mm und auf der Abgasseite kleiner als ca. 8 mm sein kann, was,verglichen mit bekannten Rekuperatoren für Brenner, überraschend kleine Abmessungen sind.
909812/051 1
_ 9 _ 21^2^ JQ
Dabei hat sich gezeigt, daß die in der Fachwelt vorhandenen Vorurteile hinsichtlich der Verstopfungsgefahr des Rekuperators im vorliegendem Falle deshalb unbegründet sind, weil durch den Luftüberschuß im Niedertemperaturbereich eine Rußbildung sicher vermieden ist.
Der Brenner kann in einer bevorzugten Ausführungsform im Ein- Ausbetrieb geregelt sein, wobei dann die Einphase kleiner als 60 Sek. sein kann. Durch diese verhältnismäßig kurzen Feuerstöße, deren zeitlicher Abstand durch die jeweils erforderliche Wärmeabgabe des Brenners bestimmt ist, ergeben sich optimale Verhältnisse hinsichtlich des Betriebs des Brenners und der Wärmeverteilung.
Schließlich kann der Rekuperator auch während der Aus-Phase der Ein-Aus-Regelung mit Verbrennungsluft durchstömt sein, womit eine Vergleichmäßigung der Wärmeabgabe erreicht wird, weil die Luft in dem heißen Rekuperator aufgeheizt wird. Bei einer Ofenanlage mit offenen Brennern wird mit dem Impulsstrom, der an dem Erennermund austretenden vorgewärmten Luft in dem Ofenraum eine kräftige Abgasumwälzung induziert, wodurch vor allem in Niedertemperaturöfen der konvektive Wärmeübergang verbessert und das Temperaturfeld weiter ausgeglichen wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Industriebrenner gemäß der Erfindung/eingesetzt in ein Mantelstrahlrohr, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung und
- 10 -
909812/051 1
_ 27 42m /Q
Fig. 2 den Industriebrenner nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II in einer Draufsicht.
In eine entsprechende öffnung der bei 1 angedeuteten Ofenwand ist ein am einen Ende geschlossenes Mantelstrahlrohr 2 eingesetzt, das in den Ofenraum 3 ragt. Konzentrisch zu dem Mantelstrahlrohr 2 ist in dieses ein Flammrohr 4 eingefügt, das aus einzelnen keramischen Segmenten besteht und damit eine gewisse Biegsamkeit aufweist. Auf das keramische Flammrohr 4 ist der eigentliche Brenner 5 aufgesetzt, der in Gestalt eines Gasbrenners ausgebildet ist, welcher mit Koksofengas, Erdgas,Propan od. dgl. als Brennstoff betrieben ist. Der Brenner 5 weist ein zentrisches Brennstoffzufuhrrohr auf, in das eine eine Brennstoffdrossel 24 enthaltende Brennstoffzufuhrleitung 7 mündet, die durch ein Magnetventil 8 gesteuert ist und dessen Strctiiungswiderstand für den Breniistoff vernächlässigbar klein gegenüber dem Strömungswiderstand der Brennstoffdrossel 24. Konzentrisch zu dem Brennstoffzufuhrrohr 6 ist in das Mantelstrahlrohr ein Luftzufuhrrohr 9 eingehängt, das mit einem Luftleitzylinder 20 einen Ringraum 10 begrenzt, in den eine Luftzufuhrleitung 11 mündet, in der ein Magnetventil 12 sitzt. Zwischen dem Luftzufuhrrohr 9 und dem in diesem Bereich als Abgasrohr wirkenden Mantelstrahlrohr 2 ist ein zweiter Ringraum 13 ausgebildet, in den - ebenso wie in den ersten Ringraum 10 - Rippen 14 eines Längsrippenrohr-Rekuperators 15 ragen, der mit dem Brenner 5 zu einer Baueinheit vereinigt ist und von dem das Luftzufuhrrohr 9 und das Mantelstrahlrohr 2 jeweils Teile bilden.
Das Luftzufuhrrohr 9 ist an der Brennermündung - bei 16 mit einer Durchmesserverjüngung versehen und in das keramische Flammrohr 4 eingeführt.
- 11 -909812/0511
Innerhalb des Luftleitzylinders 20 verläuft eine Zündelektrode 17, die es gestattet, in der unmittelbaren Nähejdes Brennermundes 16 einen zur Zündung des Brennstoff-Luftgemisches ausreichenden Zündfunken zu erzeugen.
Schließlich ist auf das Brennstoffzufuhrrohr 6 noch eine Flammenüberwachungseinrichtung 18 aufgesetzt,die auf die Ionisation der Flamme oder deren UV-Strahlung anspricht.
Die Flammenüberwachungseinrichtung 18, die Zündelektrode und die Magnetventile 8, 12 sind an einen Regler angeschlossen, der bei 19 angedeutet ist.
Der Aufbau des Rekuperators 15 ist im einzelnen aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen. An das gegebenenfalls aus einzelnen Ringteilen zusammengefügte Luftleitrohr 9 sind einstückig die Rippen 14 angegossen, die wechselweise in den Ringraum 13 und den Ringraum 10 ragen. Die Zahl der Rippen 14 ist derart bemessen, daß die in dem inneren Ringraum liegenden, von den Rippen 14 begrenzten Verbrennungsluftkanäle 21 eine Breite von ca. 4 mm aufweisen, während die von den Rippen 14 in dem außen liegenden Ringraum 13 begrenzten Abgaskanäle 22 ca. 7 mm breit sind. Der Durchmesser des die in dem Ringraum 13 liegenden äußeren Rippen umschreibenden Kreises beträgt ca. 130 mm, während der Durchmesser des Kreises,der den inneren Rippen 14 eingeschrieben ist, 70 mm beträgt. Die Nennleistung des Brenners beläuft sich auf ca. 20 kW. Die Länge des Rekupperators 15 beträgt 400 mm, wegen der fehlenden Rußbildung im Niedertemperaturbereich können die lichten Weiten der Abgaskanäle 22 und damit auch der Verbrennungsluftkanäle 21 auch kleiner gewählt werden.
- 12 -
90981 2/0511
_ 1 2 - t: ι **■ L. κ
Im Betrieb erfolgt eine Ein-Aus-Regelung des Brenners 5 durch den Regler 19. Zu diesem Zwecke werden die Magnetventile 8, 12 und die Zündelektrode 17 von dem Regler 19 entsprechend angesteuert, derart, daß die Dauer der Ein-Phase kleiner als 60 Sekunden ist, während die AusPhase entsprechend dem jeweiligen Energiebedarf bemessen
ist. Die Zündung mittels derjzündelektrode 17 erfolgt unmittelbar am Brennermund 16, wobei gleichzeitig durch das Brennstoffzufuhrrohr 6 mittels der Flammenüberwachungseinrichtung 18 eine zuverlässige optische Flammenüberwachung vorgenommen wird.
Die bei den kurzen Feuerstößen aus dem Brennermund 16 austretenden heißen Abgase strömen durch das Flammrohr 4 und werden sodann an dem verschlossenen Ende des Mantelstrahlrohres 2 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise nach oben umgelenkt. Bevor die heißen Abgase durch einen Abgasstutzen 23 austreten, strömen sie durch die Abgaskanäle 22 des Rekuperators 15, wo sie über die Rippen 14 und das Luftzuführungsrohr 9 ihre Wärme an die im Gegenstrom die Verbrennungsluftkanäle 21 durchströmende Verbrennungsluft abgeben. Die Abgaskanaäle 22 und die Verbrennungsluftkanäle 21 sind derart bemessen, daß an dem Rekuperator 15 auf der Verbrennungsluftseite ein Druckabfall von wenigstens 10 mbar, vorzugsweise aber von mehr als 20 mbar auftritt, was eine entsprechend hohe Verbrennungsluft- bzw. Abgasgeschwindig-r keit in den Verbrennungsluftkanälen 21 bzw. den Abgaskanälen 22 zur Folge hat. Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit ergibt auch einen entsprechend hohen Wärmeübertragungswirkungsgrad des Rekuperators 15 und damit eine hervorragende Ausnutzung der Abgaswärme.
- 13 -
90981 2/051 1
. 13 _ 2.7a/ii7Q
In die Luftzufuhrleitung 11 ist eine Luftblende oder Stauscheibe 25 eingesetzt, die gemeinsam mit der Brennstoffblende 24 dazu dient, den im Ein-Aus-Betrieb arbeitenden Brenner 5 auf einen bestimmten Betriebspunkt einzujustieren.
Der ordnungsgemäß einjustierte Brenner 5,dessen Rekuperator 15 die im vorstehenden genannten Abmessungen und einen sich daraus ergebenden Strömungswiderstand aufweist, arbeitet typischerweise unter folgenden Druckverhältnissen:
Verbrennungsluft Kalt / auf Betr. Temp.
Δ ρ gesamt (mbar) 50 50
Ap Rekuperator (mbar) 5 18
Λ ρ Luftdrossel (mbar) 45 32
Brennstoff-Luftverhältnis
(rel. Luftmenge) 1,17 1,00
Ersichtlich arbeitet der Brenner, bei auf Betriebstemperatur aufgewärmten Rekuperator 15 mit einem stöchbmetrischen Mischungsverhältnis, während beim Anfahren, d.h. im kalten Zustand ein Luftüberschuß von ca. 17 % vorhanden ist. Außerdem liegt im Betriebszustand der Druckabfall an dem Rekuperator 15 in der Größenordnung des Druckverlustes an der Luftdrossel 24, während im kalten Zustand die durch die Luftdrossel 2 4 hervorgerufene Druckabsenkung weit überwiegt.
Der feuerungstechnische Wirkungsgrad dieses Brenners
beträgt bei 1000° C Ofentemperatur / f ungefähr 0,
- 14 -
9098 12/0511
Während in Fig. 1 der Einsatz des Brenners 5 in einem sogenannten Mantelstrahlheizrohr dargestellt ist, kann der Brenner, wie bereits vermerkt, auch für direkt beheizte Anlagen verwendet werden, in denen er die Abgase unmittelbar in den Ofenraum 3 abgibt. Insbesondere in diesen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Verbrennungsluft auch in den Pausen zwischen den Feuerstößen zur Strahlumwälzung im Ofenraum und zur Erzielung einer Verbesserung der Wärmeverteilung zuzuführen. Die einströmende Verbrennungsluft wird dabei in dsm heißen Rekuperator 15 aufgeheizt.
909812/051 1
1$
L e e r s e

Claims (8)

  1. Patentanwälte Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Rüger
    7300 Esslingen (Neckar). Weborgasse 3, Postfach 348
    1 e I e f ο η
    19. September 1977 si ,m g a < χ <o7n> 345539
    lelegramme Patentschul; Γ ssl inqenneckar
    Patentansprüche
    \1 .j Industriebrenner für gasförmige oder flüssige Brennstoffe zur Beheizung von Ofenräumen in Industrieöfen, mit einem Brennstoff- und einem Luftzufuhrrohr, sowie einem von der Verbrennungsluft und den Abgasen im Gegenstrom durchströmten, mit dem Brenner zu einer Baueinheit vereinigten Rekuperator, dadurch gekennzeichnet, daß durch den temperaturabhängigen Strömungswiderstand der Verbrennungsluftseite des Rekuperators (15), bei vernachlässigbarer temperaturabhängiger Änderung des Strömungswiderstandes in dem Brennstoffzufuhrrohr (6), das Brennstoff-Luftverhältnis selbsttätig geregelt ist, und daß dabei zwischen dem warmen Zustand unter Betriebsbedingungen und im kalten Zustand eine Erniedrigung des Brennstoff-Luftverhältnisses von wenigstens ca. 10 % einregelbar ist.
  2. 2. Industriebrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekuperator (15) derart ausgelegt ist, daß er unter Vollast-Betriebsbedingungen auf der Verbrennungsluftseite einen Druckabfall von wenigstens 10 mbar aufweist.
  3. 3. Industriebrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall mehr als 20 mbar beträgt.
    909812/0511 2 "
  4. 4. Industriebrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekuperator (15) als Längsrippenrohr-Rekuperator ausgebildet ist.
  5. 5. Industriebrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Längsrippenrohr-Rekuperator (15) der lichte Rippenabstand auf der Verbrennungsluftseite kleiner als ca. 5 mm und auf der Abgasseite kleiner als ca. 8 mm ist.
  6. 6. Industriebrenner nach einem der vorhergehenden Anssprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Ein-Ausgeregelt ist.
  7. 7. Industriebrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-Phase bei der Ein-Aus-Regelung kleiner als 60 Sekunden ist.
  8. 8. Industriebrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekuperator (15) auch während der Aus-Phase mit Verbrennungsluft durchströmt ist.
    909812/0511
DE2742070A 1977-09-19 1977-09-19 Industriebrenner zur Beheizung von Ofenräumen in Industrieöfen Expired DE2742070C2 (de)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2742070A DE2742070C2 (de) 1977-09-19 1977-09-19 Industriebrenner zur Beheizung von Ofenräumen in Industrieöfen
US05/941,263 US4298333A (en) 1977-09-19 1978-09-11 Industrial heating installation and method of operation
GB7837044A GB2004638B (en) 1977-09-19 1978-09-15 Industrial heating installation and method of operation
SE7809777A SE439680B (sv) 1977-09-19 1978-09-18 Industribrennare for upphettning av ugnsutrymmen i industriugnar
PL1978209672A PL121665B1 (en) 1977-09-19 1978-09-18 Industrial burner being supplied with metered quantities of gaseous or liquid fuel and airom gazovogo topliva ili shidkogo topliva i vozdukha
DD78207901A DD139291A5 (de) 1977-09-19 1978-09-18 Industriebrenner zur beheizung von ofenraeumen in industrieoefen
FR7826720A FR2403518A1 (fr) 1977-09-19 1978-09-18 Bruleur pour le chauffage de chambres de fours industriels
ES473447A ES473447A1 (es) 1977-09-19 1978-09-18 Un quemador industrial mejorado para combustible gaseosos o liquidos
BR7806103A BR7806103A (pt) 1977-09-19 1978-09-18 Instalacao para aquecimento de fornos industriais e processo para controlar a composicao combustivel-oxigenio em um queimador
IT69149/78A IT1107852B (it) 1977-09-19 1978-09-18 Bruciatore per forni industriali
CS786045A CS214780B2 (en) 1977-09-19 1978-09-19 Industrial burner for gaseous or liquid fuels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2742070A DE2742070C2 (de) 1977-09-19 1977-09-19 Industriebrenner zur Beheizung von Ofenräumen in Industrieöfen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2742070A1 true DE2742070A1 (de) 1979-03-22
DE2742070C2 DE2742070C2 (de) 1982-10-07

Family

ID=6019296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2742070A Expired DE2742070C2 (de) 1977-09-19 1977-09-19 Industriebrenner zur Beheizung von Ofenräumen in Industrieöfen

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4298333A (de)
BR (1) BR7806103A (de)
CS (1) CS214780B2 (de)
DD (1) DD139291A5 (de)
DE (1) DE2742070C2 (de)
ES (1) ES473447A1 (de)
FR (1) FR2403518A1 (de)
GB (1) GB2004638B (de)
IT (1) IT1107852B (de)
PL (1) PL121665B1 (de)
SE (1) SE439680B (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017618A1 (de) * 1980-05-08 1981-11-12 Joachim Dr.-Ing. 7251 Warmbronn Wünning Verfahren zur waermerueckgewinnung bei oel- oder gasgeheizten brennern fuer industrieoefen o.dgl. und brenner dazu
US4373903A (en) * 1979-11-29 1983-02-15 Aichelin Gmbh Burner system
US4524752A (en) * 1983-04-26 1985-06-25 Clarke Beresford N Recuperator
US7494516B2 (en) 2004-02-17 2009-02-24 Modine Manufacturing Company Highly integrated fuel processor for distributed hydrogen production
DE102007062551A1 (de) * 2007-12-20 2009-06-25 Otto Junker Gmbh Vorrichtung zur Erwärmung von Metallbolzen
EP3018412A1 (de) * 2014-11-05 2016-05-11 NOXMAT GmbH Rekuperator und Rekuperatorbrenner

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7924727U1 (de) * 1979-08-31 1980-01-03 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Mantelstrahlheizrohr
DE3106773A1 (de) * 1981-02-24 1982-09-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zum steuern der energiezufuhr in einem wassererhitzer, insbesondere einem heizkessel
DE3243399C2 (de) * 1982-11-24 1985-07-25 Danfoss A/S, Nordborg Verbrennungsvorrichtung für eine hohlzylindrischen Wärmetauscher
GB8301274D0 (en) * 1983-01-18 1983-02-16 Wb Combustion Ltd Single-ended recouperative radiant tube
DE8414235U1 (de) * 1984-05-10 1984-08-02 Colt International Gmbh, 4190 Kleve Heizgeraet
DE3518348A1 (de) * 1985-05-22 1986-11-27 Ruhrgas Ag, 4300 Essen Mantelstrahlheizrohr
US4692306A (en) * 1986-03-24 1987-09-08 Kinetics Technology International Corporation Catalytic reaction apparatus
GB2215031B (en) * 1988-02-11 1992-04-22 Stordy Combustion Eng Radiant tube furnace and method of burning a fuel
FR2715583B1 (fr) * 1994-02-02 1996-04-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour la mise en Óoeuvre de réactions chimiques nécessitant au moins au démarrage un apport de calories.
JP3486022B2 (ja) * 1995-10-16 2004-01-13 ジャパン・エア・ガシズ株式会社 排ガス処理装置
DE19541922C2 (de) * 1995-11-10 1997-11-27 Ws Waermeprozesstechnik Gmbh Keramischer Rekuperator für einen Rekuperatorbrenner
DE19616288A1 (de) * 1996-04-24 1997-10-30 Lbe Beheizungsanlagen Gmbh Rekuperator aus keramischem Material
DE10217524B4 (de) * 2002-04-19 2005-10-13 WS - Wärmeprozesstechnik GmbH Brenner mit seitlichem Austritt zur flammenlosen Oxidation
DE10326951A1 (de) * 2003-06-12 2005-01-13 Aichelin Entwicklungszentrum Und Aggregatebau Gesellschaft Mbh Rekuperatorbrenner und Rekuperator hierzu
US7168949B2 (en) * 2004-06-10 2007-01-30 Georgia Tech Research Center Stagnation point reverse flow combustor for a combustion system
US7425127B2 (en) * 2004-06-10 2008-09-16 Georgia Tech Research Corporation Stagnation point reverse flow combustor
US7293983B2 (en) * 2005-03-01 2007-11-13 Fina Technology, Inc. Heating hydrocarbon process flow using flameless oxidation burners
US8084660B2 (en) 2008-04-18 2011-12-27 Fina Technology, Inc Use of direct heating device with a reheater in a dehydrogenation unit
US9039408B2 (en) * 2008-12-10 2015-05-26 Ihi Corporation Combustor with a combustion region between an inner pipe and outer pipe with an ignition device upstream of the combustion region
TW201128141A (en) * 2009-12-16 2011-08-16 Eclipse Burner with improved heat recuperator
ITBO20120436A1 (it) * 2012-08-07 2014-02-08 Sacmi Forni Spa Apparecchiatura di combustione a recupero di calore in particolare per forni ceramici
JP6173178B2 (ja) * 2013-11-14 2017-08-02 大阪瓦斯株式会社 シングルエンド型ラジアントチューブバーナ
EP2910855B1 (de) * 2014-02-21 2020-04-29 WS-Wärmeprozesstechnik GmbH Rekuperatorbrenner mit Zusatzwärmetauscher
JP6427996B2 (ja) * 2014-07-04 2018-11-28 株式会社Ihi 燃焼加熱器
US10458646B2 (en) * 2014-09-25 2019-10-29 Selas Heat Technology Company Llc Low NOx, high efficiency, high temperature, staged recirculating burner and radiant tube combustion system
CN106433695A (zh) * 2016-10-24 2017-02-22 南京华电节能环保设备有限公司 焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置用直翅片及取热装置
US20220390108A1 (en) * 2021-06-08 2022-12-08 Forney Corporation High-capacity igniter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1229226B (de) * 1960-07-19 1966-11-24 Indugas Ges Fuer Ind Gasverwen Industriebrenner mit rekuperativer Brennmittelvorwaermung
DE1232304B (de) * 1963-12-23 1967-01-12 Nassheuer Jean Strahlheizrohr fuer Industrieoefen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735481A (en) * 1956-02-21 Reichhelm
US1987401A (en) * 1933-07-10 1935-01-08 Charles B Hillhouse Method of burning oil as gas
US2902270A (en) * 1953-07-17 1959-09-01 Svenska Skifferolje Ab Method of and means in heating of subsurface fuel-containing deposits "in situ"
NL6407769A (de) * 1963-07-10 1965-01-11
GB1332125A (en) * 1969-11-01 1973-10-03 British Gas Corp Recuperative burners
US3695816A (en) * 1969-11-01 1972-10-03 Gas Council Self-recuperative burners
GB1442128A (en) * 1972-12-23 1976-07-07 British Gas Corp Burners for gaseous fuel
US4038022A (en) * 1975-06-09 1977-07-26 Blackman Calvin C In-furnace recuperator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1229226B (de) * 1960-07-19 1966-11-24 Indugas Ges Fuer Ind Gasverwen Industriebrenner mit rekuperativer Brennmittelvorwaermung
DE1232304B (de) * 1963-12-23 1967-01-12 Nassheuer Jean Strahlheizrohr fuer Industrieoefen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Z.: gas wärme international 1976, Nr. 11/12, S. 577 bis 580 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4373903A (en) * 1979-11-29 1983-02-15 Aichelin Gmbh Burner system
DE3017618A1 (de) * 1980-05-08 1981-11-12 Joachim Dr.-Ing. 7251 Warmbronn Wünning Verfahren zur waermerueckgewinnung bei oel- oder gasgeheizten brennern fuer industrieoefen o.dgl. und brenner dazu
EP0039762A1 (de) * 1980-05-08 1981-11-18 Joachim Dr.-Ing. Wünning Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei öl- oder gasbeheizten Brennern für Industrieöfen oder dergleichen und Brenner dazu
US4524752A (en) * 1983-04-26 1985-06-25 Clarke Beresford N Recuperator
US7494516B2 (en) 2004-02-17 2009-02-24 Modine Manufacturing Company Highly integrated fuel processor for distributed hydrogen production
US7520908B2 (en) 2004-02-17 2009-04-21 Modine Manufacturing Company Highly integrated fuel processor for distributed hydrogen production
DE112005000390B4 (de) * 2004-02-17 2011-09-08 Modine Manufacturing Co. Integrierte Brennstoffverarbeitungsanlage für eine dezentrale Wasserstoffproduktion
DE112005000367B4 (de) * 2004-02-17 2012-09-13 Modine Manufacturing Co. Integrierte Brennstoffverarbeitungsanlage für eine dezentrale Wasserstoffproduktion
DE102007062551A1 (de) * 2007-12-20 2009-06-25 Otto Junker Gmbh Vorrichtung zur Erwärmung von Metallbolzen
DE102007062551B4 (de) * 2007-12-20 2012-02-23 Otto Junker Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erwärmung von Metallbolzen
EP3018412A1 (de) * 2014-11-05 2016-05-11 NOXMAT GmbH Rekuperator und Rekuperatorbrenner

Also Published As

Publication number Publication date
PL121665B1 (en) 1982-05-31
US4298333A (en) 1981-11-03
IT7869149A0 (it) 1978-09-18
IT1107852B (it) 1985-12-02
ES473447A1 (es) 1979-04-01
FR2403518A1 (fr) 1979-04-13
SE7809777L (sv) 1979-03-20
DD139291A5 (de) 1979-12-19
GB2004638A (en) 1979-04-04
BR7806103A (pt) 1979-05-29
PL209672A1 (pl) 1979-07-16
GB2004638B (en) 1982-03-10
FR2403518B1 (de) 1983-11-18
DE2742070C2 (de) 1982-10-07
SE439680B (sv) 1985-06-24
CS214780B2 (en) 1982-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2742070C2 (de) Industriebrenner zur Beheizung von Ofenräumen in Industrieöfen
EP0274630B1 (de) Brenneranordnung
EP0463218A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von Brennstoff in einem Verbrennungsraum
DE2700671C2 (de) Blaubrennender Ölbrenner
EP0256063B1 (de) Verfahren zum betreiben eines gas-infrarotstrahlers und gas-infrarotstrahler
DE3332572A1 (de) Brennwertgeraet fuer kohlenwasserstoffe
DE2643293A1 (de) Oelbrenner
DE4207500C2 (de) Heizkessel mit verringerter NO¶x¶-Emission
DE4417417A1 (de) Brenneranordnung
WO2020253970A1 (de) Brenner zum reduzieren von nox-emissionen und verfahren zum betreiben des brenners
EP2622276B1 (de) Ölvormischbrenner
DE3202938A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erhitzen von verbrennungsluft und brennstoff in heizungsanlagen
DE69426641T2 (de) Brenner für flüssigen brennstoff
DE4329194A1 (de) Gasbrennerkombination und Verfahren zu seiner Zündung
DE3936265A1 (de) Heizgeraet mit katalytischem brenner
DE262459C (de)
DE3503554C2 (de)
EP2679897A1 (de) Ölvormischbrenner mit Drallerzeugungsvorrichtung
AT211463B (de) Brenner für Industrieöfen und Verfahren zur Regulierung desselben
AT216712B (de) Gasheizofen
EP0567865A2 (de) Rekuperationsbrenner für einen Ofen
DE102016112103B4 (de) Hochtemperaturofen mit Wärmerückgewinnung
AT151989B (de) Zündeinrichtung für Gase aller Art.
DE1229268B (de) Heizkessel zum Verfeuern von fluessigen oder gasfoermigen Brennstoffen
DE3131948C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8126 Change of the secondary classification

Ipc: F23D 15/00

D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8365 Fully valid after opposition proceedings
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: WS WAERMEPROZESSTECHNIK GMBH, 7253 RENNINGEN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee