DE3140798A1

DE3140798A1 - Kraftwerkskesselfeuerung mit einer mehrzahl von zuendbrennern

Info

Publication number: DE3140798A1
Application number: DE19813140798
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 5010 Bergheim John; Jürgen Ing.(grad.) 4053 Jüchen Kamm; Karl Ing.(grad.) 5000 Köln Voigt
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE Energie AG
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1983-04-28
Also published as: PL139824B1; AU554087B2; US4555994A; SU1144627A3; PL238625A1; YU43526B; IN158023B; DD204299A5; CA1199861A; YU211182A; AU8756682A; DE3140798C2

Description

Andrejewslci, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Kraftwerkskesselfeuerung mit einer Mehrzahl von Zündbrennern, .- letztere mit

Brennergesehränk,

kreiszylindrischem Luftkanal für die Verbrennungsluft und konzentrisch im Luftkanal angeordnetem' ölzündbrenner,

wobei der Luftkanal sowie die Luftversorgung für den Betrieb des Ölzündbrenners mit Heizöl ausgelegt sind und der Ölzündbrenner im Luftkanal eine Ölzündbrennermündung mit Impeller aufweist. - Bei der Kraftwerkskesselfeuerung kann es sich im übrigen um eine solche handeln, die mit Öl, mit Steinkohle oder auch mit Braunkohle betrieben wird. ,

Bei den (aus der Praxis) bekannten Kraftwerkskesselfeuerungen dieser Gattung sind die Zündbrenner Ölzündbrenner, die mit Heizöl als Brennstoff arbeiten. Sie sind für eine bestimmte Brennerleistung ausgelegt, die sich nach der zugeordneten Kes-

selfeuerung richtet und eingehalten werden muß. Andererseits wird in Braunkohlebetrieben (z. B. bei der Herstellung von : Braunkohlenbriketts) in erheblichem Maße Braunkohlenstaub (TBK 10); erzeugt, der bisher zum Betrieb von Zündbrennern zumindest nicht alternativ mit Heizöl eingesetzt werden konnte. Dieser Braunkohlenstaub hat im allgemeinen eine Körnung, die zu etwa 43 % größer gleich 90 Mikron und zu etwa 16 % größer gleich 200 Mikron : ist, und einen Heizwert von etwa 21,4 MJ/kg. ^:

Selbstverständlich kennt man Kraftwerkskesselfeuerungen, die mit Braunkohle betrieben werden. Auch bei solchen Kraftwerkskessel-

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feuerungen sind die Zündbrenner im allgemeinen ölbrenner und die mit Braunkohlenstaub betriebenen Zündbrenner arbeiten mit einem Braunkohlenstaub/Luft-Gemisch mit etwa 1 bis 2 kg Staub pro Kilogramm Förderluft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftwerkskesselfeuerung so weiter auszubilden, daß die Zündbrenner sowohl mit Heizöl als auch wahlweise mit Braunkohlenstaub (insbesondere TBK 10) betreibbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß in den Luftkanal ein im Bereich des Impellers endender Doppelmantelzylinder eingebaut ist, der von der Verbrennungsluft durchströmbar ist, der den Verbrennungsluftstrom in einen Kernluftstrom sowie in einen Mantelluftstrom aufteilt und dessen Doppelmantelzylinderzwischenraum in Strömungsrichtung gesehen vor dem Impeller mündet, daß an den Doppelmantelzwischenraum auf der der Mündung gegenüberliegenden Seite eine Braunkohlenstaubleitung angeschlossen ist, mit der ein Braunkohlenstaub/Trägerluft-Strom tangential in den Doppelmantelzylinderzwischenraum einführbar ist, daß ferner der ölzündbrenner als ölpilotbrenner für den Betrieb des Zündbrenners mit Braunkohlenstaub betreibbar oder gegen einen ölpilotbrenner austauschbar ist und daß endlich der Kernluftstrom sowie der Mantelluftstrom durch den Durchmesser des Doppelmantelzylinders für den Betrieb des Zündbrenners mit Braunkohlenstaub ausgelegt sind, wobei der ölpilotbrenner als Stützflamme arbeitet.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß in die Zündbrenner einer gattungsgemäßen Kraftwerkskesselfeuerung ohne Umbau des ; Brennergeschränkes und des Luftkanals ein Doppelmantelzylinder einbaubar ist. Verwirklicht man die beschriebene, für die Erfin-

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dung wesentliche, Auslegung, so ist überraschenderweise einerseits ein ungestörter Betrieb mit Heizöl, andererseits aber auch ein Betrieb mit Braunkohlenstaub, der allen Anforderungen genügt und ausreichende Leistung aufbringt, möglich. Das gilt insbesondere dann, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Braunkohlenstaubleitung, einschließlich der Staubaufbereitung mit den zugeordneten Aggregaten, sowie.der Doppelmantelzylinder ' für eine Staubbeladung des Braunkohlenstaub/Trägerluft-Stromes von 3 bis 10 kg, vorzugsweise 4 bis 8 kg, pro Kilogramm Förderluft eingerichtet sind und/oder der als ölpilotbrenner arbeitende Ölbrenner bis etwa 5 % der gesamten Brennerleistung eines solchen Zündbrenners aufbringt. - Zündbrenner mit in einem Luftkanal konzentrisch angeordneten Zylindern, die einen Kernluftstrom und einen Mantelluftstrom bilden, sind an sich bekannt (vgl. DE-AS 29 33 040), doch hat die Existenz solcher Zündbrenner für die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe bisher nichts beigetragen.

Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelmantelzwischenraum in Strömungsrichtung vor dem Impeller eine Mündung aufweist, die nach außen hin konusförmig erweitert ist. Die Braunkohlenstaubleitung ist zweckmäßigerweise über eine Verteilerringkammer tangential an den Doppelmantelzwischenraum angeschlossen. Der Ölzündbrenner kann eine austauschbare Öllanze oder -düse aufweisen und dadurch auf Stützflammenbetrieb oder Normalbetrieb umstellbar sein. Handelt es sich um eine Kraftwerkskesselfeuerung, bei der die Zundbrenner vor dem Luftkanal einen Absperrschieber aufweisen, so besitzt der Doppelmantelzylinder zweckmäßigerweise eine Länge, die etwa zwei Drittel der Länge des Luftkanals insgesamt ausmacht.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

' Fig. 1 ausschnittsweise einen Vertikalschnitt durch eine Kraftj werkskesselfeuerung mit einem Zündbrenner,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.

; Eine gattungsgemäße Kraftwerkskesselfeuerung 1 besitzt stets eine ! Mehrzahl der in den Figuren dargestellten Zündbrenner 2 und im übrigen die üblichen nicht gezeichneten Hauptbrenner, die z. B.

mit Steinkohlenstaub oder Braunkohlenstaub arbeiten mögen.

Zu einem solchen Zündbrenner 2 gehört ein Brennergeschränk 3, ein kreiszylindrischer Luftkanal 4 für die Verbrennungsluft und ein •Ölzündbrenner 5, der konzentrisch im Luftkanal 4 angeordnet ist. Der Ölzündbrenner 5 ist mehr oder weniger lanzenförmig ausgeführt. Der Luftkanal 4 sowie die Luftversorgung sind für den Betrieb des Ölzündbrenners 5 mit Heizöl ausgelegt, und zwar nach den üblichen Auslegungsregeln. Der Ölzündbrenner· 5 besitzt folglich im Luftkanal 4 eine Ölzündbrennermündung mit Impeller 6. Das alles sind Bauteile, die bei einem solchen Zündbrenner für den Betrieb mit Heizöl üblicherweise verwirklicht sind. Um dieses in den Figuren deutlich zu machen, sind diese üblichen Bauteile in dicker Strichführung gezeichnet. Nach Lehre der Erfindung sind zusätzliche Bauteile vorgesehen, die zur Verdeutlichung in dünnerer Strichführung gezeichnet sind. Man erkennt, daß in den Luftkanal 4

■ ein im Bereich des Impellers 6 endender Doppelmantelzylinder 7 eingebaut ist. Dieser ist von dem Verbrennungsluftstrom durch-

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strömbar, wie die eingezeichneten Pfeile andeuten. Er teilt den Verbrennungsluftstrom in einen Kernluftstrom sowie in einen Mantelluftstrom auf und der Doppelmantelzwischenraum 8 mündet in Strömungsrichtung gesehen vor dem Impeller 6, und zwar mit einem solchen Abstand, daß für den Kernluftstrom ein ausreichender Ringquerschnitt freigegeben ist.

An den Doppelmantelzwischenraum 8 ist auf der der Mündung gegenüberliegenden Seite eine Braunkohlenstaubleitung 9 angeschlossen, die so ebenfalls ein zusätzliches Bauteil darstellt. Mit Hilfe dieser Braunkohlenstaubleitung 9 ist ein Braunkohlenstaub/Trägerluft-Strom tangential in den Doppelmantelzwischenraum 8 einführbar. Der ölbrenner 5 ist als ÖIp!lötbrenner für den Betrieb des Zündbrenners mit Braunkohlenstaub betreibbar oder gegen einen solchen Ölpilotbrenner austauschbar. Die Anordnung ist durch Auswahl des Durchmessers des Doppelmantelzylinders 7 so getroffen,, daß der Kernluftstrom sowie der Mantelluftstrom für den Betrieb des Zündbrenners 1 mit Braunkohlenstaub ausgelegt sind, während der ölpilotbrenner 5 dabei eine Stützflamme bildet. Der Braunkohlenstaub/Trägerluft-Strom wird in verhältnismäßig hohem Maße mit Braunkohlenstaub beladen, er führt etwa 3 bis 10 kg, vorzugsweise etwa 4 bis 8 kg Braunkohlenstaub pro Kilogramm Förderluft, und wird durch die beschriebene Ausgestaltung im Bereich des Impellers 6 ausreichend mit Verbrennungsluft durchmischt. Der Ölpilotbrenner 5 wird bei Betrieb des Zündbrenners 1 mit Braunkohlenstaub so gefahren, daß er bis etwa 5 % der Brennerleistung des Zündbrenners aufbringt.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Doppelmantelzwischenraum 8 in Strömungsrichtung vor dem Impeller 6 mit einer Mündung 10 versehen, die nach außen

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hin konisch erweitert ist. Das zeigt ein neben Fig. 1 angebrachter kreisförmiger Ausschnitt. Die Braunkohlenstaubleitung 9 mündet im Ausführungsbeispiel über eine Verteilerringkammer 11 in dem Doppelmantelzwischenraum 8 ein. Der ölzündbrenner 5 mag eine austauschbare öllanze oder eine austauschbare Düse aufweisen und dadurch auf Stützflammenbetrieb umstellbar sein. Man erkennt in Fig. 1 einen vor dem Luftkanal 4 angeordneten Schieber 12= Insoweit handelt es sich um eine übliche Maßnahme.· Ist jedoch der Zündbrenner 1 mit seinem Brennergeschrank 3 im ganzen so ausgelegt, wie es sich aus der Fig. 1 ergibt, so wird man im allgemeinen dem Doppelmantelzylinder 7 eine Länge verleihen, die etwa zwei Drittel der Länge des Luftkanals 4 ausmacht.

4S

Leerseite

Claims

Ärtelrejewski, Honice & Partner

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« 57 496/Vb-

! Patentanmeldung

^; Rheinisch-Westfälisches '·. Elektrizitätswerk AG

: Kruppstraße 5
Essen 1

) Ess9Pi 1, Thsotsrplote 3, Posti. 100254

19. August 1981

Kraftwerkskesselfeuerung mit einer Mehrzahl von Zündbrennern

Patentansprüche:

MJ Kraftwerkskesselfeuerung mit einer Mehrzahl von Zündbrennern, - letztere mit

Brennergesehränk,

kreiszylindrischem Luftkanal für die Verbrennungsluft und konzentrisch im Luftkanal angeordnetem 'ölzündbrenner,

wobei der Luftkanal sowie die Luftversorgung für den Betrieb des ölzündbrenners mit Heizöl ausgelegt sind und der ölzündbrenner im Luftkanal eine ölzündbrennermündung mit Impeller

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aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftkanal (4) ein im Bereich des Impellers (6) endender Doppelmantelzylinder (7) eingebaut ist, der von der Verbrennungsluft durchströmbar ist, der den Verbrennungsluftstrom in einen Kernluftstrom sowie in einen Mantelluftstrom aufteilt und dessen Doppelmantelzwischenraum (8) in Strömungsrichtung gesehen vor dem Impeller (6) mündet,

daß an den Doppelmantelzwischenraum (8) auf der der Mündung gegenüberliegenden Seite eine Braunkohlenstaubleitung (9) angeschlossen ist, mit der ein Braunkohlenstaub/ Trägerluft-Strom tangential in den Doppelmantelzylinderzwischenraum (8) einführbar ist,

daß ferner der ölzündbrenner (5) als ölpilotbrenner für den Betrieb des Zündbrenners mit Braunkohlenstaub betreibbar oder gegen einen ölpilotbrenner austauschbar ist und

daß endlich der Kernluftstrom sowie der Mantelluftstrom durch den Durchmesser des Doppelmantelzylinders (7) für den Betrieb des . Zündbrenners mit Braunkohlenstaub ausgelegt sind, wobei der Ölpilotbrenner (5) als Stützflamme arbeitet.

2. Kraftwerkskesselfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunkohlenstaubleitung (9) ■, einschließlich Staubaufgabe und Hilfsaggregaten., sowie der Doppelmantelzylinder (7) für eine Staubbeladung des Braunkohlenstaub/Trägerluft-Stromes von etwa 3 bis 10 kg, vorzugsweise 4 bis 8 kg pro Kilogramm Förderluft eingerichtet sind.

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•3. Kraftwerkskesselfeuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als ölpilotbrenner arbeitende ölbrenner (5) für bis etwa 5 % der gesamten Brennerleistung eines Zündbrenners ausgelegt ist.

4= Kraftwerkskesselfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelmantelzwischenraum (8) in Strömungsrichtung vor dem Impeller (6) eine Mündung (10) aufweist, die nach außen hin konisch erweitert ist.

5 ο Kraftwerkskesselfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunkohlenstaubleitung (9) über eine Verteilerringkammer (11) tangential an den Doppelmantelzwischenraum (8) angeschlossen ist.

6. Kraftwerkskesselfeuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der ölzündbrenner (5) eine austauschbare öllanze oder -düse' aufweist und dadurch auf Stutζflammenbetrieb umstellbar ist»

7 ο Kraftwerkskesselfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in der Ausführungsform mit vor dem Luftkanal angeordnetem Schieber, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelmantelzylinder (7) etwa zwei Drittel der Länge des Luftkanals (4) aufweist.

8. Kraftwerkskesselfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Doppelmantelzylinders (7) etwa mit dem Durchmesser des Impeller's (6) übereinstimmt.