DE2742393C2 - Brenner für fließfähige Brennstoffe - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für fließfähige Brennstoffe mit einem ein Steuerorgan aufweisenden Luftzufuhrkanal, stromab von welchem der Strömungsweg der Verbrennungsluft in wenigstens einen äußeren und einen inneren Strömungskanal unterteilt ist, von denen einer einen Kranz unabhängig vom Steuerorgan einstellbarer Drallschaufeln aufweist

Ein derartiger Brenner ist bekannt (US-Patentschrift 36 72 812). Hierbei ist ein Luftzufuhrkanal durch eine Trennwand in zwei Strömungskanäle — einen inneren und einen äußeren — unterteilt, und in jedem dieser Kanäle ist ein Kranz von festen oder auch verstellbaren Drallschaufeln angeordnet. Dem Luftzufuhrkanal ist ein Steuerorgan zugeordnet, das axial bewegbar ist und dazu dient, den Einströmungsquerschnitt in den Luftzufuhrkanal zu verändern, was in Abhängigkeit von einem in diesem Kanal vor dessen Unterteilung gemessenen Differenzdruck automatisch erfolgt, so daß die Gesamtmenge an dem Brenner zugeführter Luft auf einem bestimmten Wert gehalten wird, der seinerseits wieder von der Menge an zugeführtem Brennstoff abhängt.

In der Praxis muß die Form der Brennerflamme entsprechend der Emission vor. Schadstoffen (Stickoxid, Kohlenmonoxid, Feststoffpartikeln) und entsprechend der Leistung des Kessels, an dem der Brenner installiert ist, eingestellt werden, weshalb ein weiter Einstellbereich angestrebt wird. Bei einem Brenner, wie er Gegenstand der US-PS 36 72 812 ist, müssen dabei zwei ⁴S Drallschaufelkränze gleichzeitig und noch das diesen vorgeschaltete Steuerorgan verstellt werden, was äußerst umständlich und daher unerwünscht ist, vor allem beim An- und Abfahren der Brenner. Im Kesselbau kommen heute im allgemeinen mehrere ferngesteuerte Brenner an einem Kessel zum Einsatz, d. h., daß bei einem Brenner mit zwei Drallschaufelkränzen in je einem eigenen Luftzufuhrkanal für jeden Schaufelkranz ein eigener Antrieb und eine eigene Steuerungsverdrahtung vorgesehen werden müssen, was auch für das den beiden Luftzufuhrkanälen vorgeschaltete Steuerorgan gilt. Die Anlage wird damit kompliziert, die Kosten steigen, die Betriebssicherheit wird dagegen mäßiger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Brenner der angegebenen Gattung zu schaffen, der eine Steuerung der Verbrennungsbedingungen über einen weiten Bereich bei einem zugeordneten Industrie- oder Kraftwerkskessel auf einfache Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Brenner dadurch gelöst, daß das Steuerorgan von einem zweiten Kranz einstellbarer Drallschaufeln gebildet ist.

Damit wird erreicht, das Strömungsprofil der Verbrennungsluft an einer Brenneröffnung und damit die Form der Flamme über einem weiten Bereich bei einfacher Betätigung einstellen zu können, denn der eine Kranz von einstellbaren Drallschaufeln kann in der Regel, & h. über viele verschiedenartige Betriebszustände, in der gewählten Einstellung offengehalten werden, während lediglich die von diesem einen Kranz unabhängigen Drallschaufeln entsprechend den momentan gegebenen Betriebsbedingungen, z. B. beim An- und Abfahren des Brenners, automatisch oder fernbedient zu verstellen sind.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt eines Brenners gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Strömungsprofils des Brenners gemäß der Erfindung.

Der an eine Feuerraumwand 1 angebaute Brenner von F i g. 1 ist ein Mehrstoffbrenner, dem zwischen einer inneren Führung 9 und einer diese umgebenden äußeren Führung 14 Kohlenstaub 12, über ein Zufuhrrohr 15 mit Diffusor 16 Schweröl 11 und über eine Lanze 17 Gas 13 gemeinsam oder getrennt zugeführt werden können.

Die Verbrennungsluft 2 wird einem Luftzufuhrkanal zugeführt, der von einer Stützplatte 21 für Drallschaufeln 5 und 6, von einem Düsenring 7, von der äußeren Führung 14 und von einem Deflektor 10 begrenzt ist. Durch eine Trennwand 22 und einen daran anschließenden Ablenkring 8 ist dieser Luftzufuhrkanal in einen Tcilkanal, in dem der Verbrennungsluftstrom 3 strömt, und einen Teilkanal, in dem der Verbrennungsluftstrom 4 strömt, unterteilt. Im letztgenannten, von der Führung 14, der Stützplatte 21 und der Trennwand 22 begrenzten Strömungskanal für den Verbrennungsluftstrom 4 ist ein Satz von Drallschaufeln 6 angeordnet, der unabhängig von dem im ungeteilten Luftzufuhrkanal angeordneten, vom gesamten Verbrennungsluftstrom 2 durchströmten Steuerorgan 5 einstellbar ist.

Erfindungsgemäß ist das Steuerorgan 5 als ein zweiter Kranz von einstellbaren Drallschaufeln ausgebildet.

Im Betrieb wird die von einem Gebläse zugeführte Verbrennungsluft 2 durch die Steuerorgan-Drallschaufeln 5 in Wirbelbewegung versetzt, und der Teilstrom 3 der wirbelnden Verbrennungsluft strömt durch den einen Strömungskanal, der vom Düsenring 7 sowie der Trennwand 22 und dem Ablenkring 8 begrenzt ist, zur Brenneröffnung 20 in der Feuerraumwand 1. Dem anderen Teilstrom 4 wird an den Drallschaufeln 6 ein weiterer Drall erteilt, mit dem er durch den von der Trennwand 22, dem Ablenkring 8, der Stützplatte 21 und der Führung 14 begrenzten Strömungskanal zur Brenneröffnung 20 hin strömt, wo eine Vereinigung mit dem Teilstrom 3 stattfindet.

Die Drallschaufeln 6 müssen nicht im inneren Strömungskanal wie in F i g. 1 gezeigt ist, angeordnet sein, sie können sich auch im äußeren befinden; auch kann eine Unterteilung in mehr als zwei Strömungskanäle vorgesehen werden.

Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenner kann das Strömungsprofil der Verbrennungsluft, d. h. das Verteilungsprofil der axialen Geschwindigkeit der Luftteilströme an der Brenneröffnung in weitem Bereich geändert werden, so daß die Flammenform und die übrigen Verbrennungsbedingungen dem Gehalt an Stickoxiden und unverbrannten Feststoffen in den Abgasen und den thermischen Strahlungseigen-

schäften der Flamme entsprechend eingestellt werden können.

Würde eine Luftzuführung mit nur einem Drallschaufelkranz angewendet, so könnte das Strömungsprofil nur in sehr engem Bereich geändert werden. Geht man von einer Stellung der Schaufeln 5 mit 45° aus, so nimmt bei einer Vergrößerung des Durchtrittsquerschnitts an den Schaufeln der der Verbrennungsluft mitgeteilte Drall ab, so daß die Flamme zum Abreißen neigt; wird der Durchtrittsquerschnitt verkleinert, so erfolgt eine Vergrößerung in der Tendenz der Flamme zum Zurückschlagen, was zu einer Überhitzung der die Brenneröffnung umgebenden Ausmauerung oder zu einem sehr hohen Anstieg in der Temperatur der dort befindlichen Kühlrohre führen kann.

Bei einem erfindungsgemäßen Brenner kann, wie F i g. 2 veranschaulicht, das in der Ebene X-X erhaltene Strömungsprofil in weitem Bereich eLngeregelt werden. Während die Drallschaufeln 5 ebenso wie bei dem oben diskutierten Brenner auf 45° eingestellt sind, kann die Öffnungsstellung der Drallschaufeln 6 verändert werden, um das Strömungsprofil der Luft zu verändern. Bei einem Brenner gemäß der Erfindung ist es auch nicht erforderlich, den Öffnungsgrad der Drallschaufeln 5 in weitem Bereich einstellbar zu machen, trotzdem kann sowohl ein Abreißen wie auch ein Zurückschlagen der Flamme vermieden werden. Auf diese Weise kann durch die richtige Wahl und Einstellung des Ströniungsprofils eine stabile Verbrennung gewährleistet werden. Darüber hinaus genügt es, beim An- oder Abfahren des Brenners allein die Drallschaufeln 5 entsprechend einzustellen, um so auch eine Automatik- oder Fernsteuerung des Brenners auf einfache Weise zu ermöglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Brenner für fließfähige Brennstoffe mit einem ein Steuerorgan aufweisenden Luftzufuhrkanal, stromab von welchem der Strömungsweg der Verbrennungsluft in wenigstens einen äußeren und einen inneren Strömungskanal unterteilt ist, von denen einer einen Kranz unabhängig vom Steuerorgan einstellbarer Drallschaufeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan(5) von einem zweiten Kranz einstellbarer Drallschaufeln gebildet ist