DE3309905C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe in pulverisierter Form - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, vorzugsweise Kohle, in pulverisierter Form, die unter Bildung einer Emulsion mit einer Trägerflüssigkeit wie Wasser und/oder Öl oder dergleichen vermischt sind, wobei zu diesem Zweck die Brennstoffemulsion durch eine etwa ringförmig ausgebildete Eintrittsöffnung (10) in einen Verbrennungsraum (22) eingespritzt wird, so daß ein etwa hohlkegelartiges Strömungsprofil entsteht. Innerhalb dieses Strömungsprofils wird unmittelbar hinter der in den Verbrennungsraum (22) mündenden Eintrittsöffnung (10) für die Brennstoffemulsion ein Unterdruck (Bereich 60) aufgebaut, so daß ein Teil heißer Verbrennungsgase und ein Rest unverbrannter Brennstoffpartikel zur Eintrittsöffnung rezirkuliert (64). Darüber hinaus sind in der Stirnseite (42) des Verbrennungsraumes (22) Gaseintrittsöffnungen (12, 14, 16, 18, 20) vorgesehen, durch die Gas bzw. Luft ausströmt, deren Strömungsbahn konzentrisch und schraubenförmig zur Achse (40) der in den Verbrennungsraum (22) mündenden Eintrittsöffnung (10) für die Brennstoffemulsion verläuft. Dadurch erfährt die in den Verbrennungsraum (22) eingespritzte Brennstoffemulsion eine Rotationsbewegung, wodurch das hohlkegelartige Strömungsprofil eine starke Auffächerung bzw. Aufweitung in ein glocken- bzw. apfelförmiges Profil (66) erfährt. Durch die genannten Maßnahmen läßt sich ein extrem langer Partikelweg (68) auf kürzester Strecke längs der Mittelachse (40) des Verbrennungsraumes ...

Description

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wie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah- schnitt dargestellte Vorrichtung weist ein Ring-Düsenrens zu schaffen, mit dem bzw. der bei jedem Betriebs- mundstück 38 mit einer in den Verbrennungsraum 22 zustand — Start, Teillast, Vollast — eine optimale Ver- mündenden etwa ringförmigen Eteirittsöffnung 10 auf, brennung durch entsprechende Anpassung der äußeren deren Spaltweite durch Veränderung der Relativlage Luftströmung erzielbar ist 5 der die ringförmige Eintrittsöffnung 10 begrenzenden

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch Seitenwandungen 46, 48 variierbar ist Die Seitenwandie kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru- düngen 46,48 sind bei dem dargestellten Ausführungsches 1, hinsichtlich der Vorrichtung durch die kenn- beispiel kegelförmig ausgebildet so daß die Brennstoffzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 4 gelöst emulsion beim Austritt aus der ringförmigen Eintritts-Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt eine Feinab- io öffnung 10 ein hohlkegelartiges Strömungsprofil erhält

Stimmung zwischen eingeleiteter Brennstoffmenge und das im weiteren Verlauf eine starke Auffächerung bzw.

äußerer Luftströmung bei jedem nur denkbaren Be- Aufweitung zu einem glocken- bzw. apfelartigen Profil triebszustand, wobei die Anpassung stets so erfolgen erfährt

kann, daß eine maximale zentrale Rezirkulation heißer Das Düsenmundstück 38 ist von einem ersten Luftka-Verbrennungsgase sowie unverbrannter Brennstoffpar- 15 nal 50 (siehe Fig. 3) konzentrisch umgeben, dessen in tikel erreicht wird Dadurch erhält man bei jedem Be- den Verbrennungsraum 22 mündende Eintrittsöffnung triebszustand eine äußerst effiziente und stabile Ver- 12 der Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulsion brennung auf kleinstem Raum. benachbart ist Durch den Luftkanal 50 strömt eine so-Verfahrens- und vorrichtungstechnische Details der genannte »primäre Primärluft«, die mit Verbrennungs-Erfindung sind in den Ansprüchen 2, 3 sowie 5 bis 9 20 gasen höherer Temperatur angereichert sein kann, wobeschrieben. bei das aus der öffnung 12 austretende Gas eine Strö-Es sei dabei noch erwähnt, daß zum Start der Ver- mungsgeschwindigkeit von 120 bis 180 m/s, vorzugsweibrennung durch die Eintrittsöffnung zuerst reines öl se etwa 140 m/s, besitzt Die die öffnung 12 begrenzeneingespritzt wird, das dann zunehmend mit pulverisier- den Seitenwandungen 46' und 48' (siehe Fig. 3) sind ten festen Brennstoffen, zum Beispiel pulverisierter 25 ebenfalls kegelförmig ausgebildet ähnlich wie die die Kohle und gegebenenfalls Wasser vermischt wird. Das ringförmige Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulöl kann schließlich ganz durch Wasser ersetzt werden. sfon begrenzenden Seitenwandungen 46,48. Unmittel-Die öleinspritzung beim Start erleichtert die Zündung. bar vor dem Austritt der »primären Primärluft« wird Umgekehrt verhält es sich beim Abschalten der Vpr- diese durch Leitschaufeln 24 um etwa 70° umgelenkt brennung. Es wird zunehmend der pulverisierte Brenn- 30 und damit in Rotation um die Längsachse 40 der Einstoff weggenommen, bis schließlich nur noch Öl als trittsöffnung 10 bzw. des Verbrennungsraumes 22 verBrennstoff übrig bleibt Dadurch wird beim Abschalten setzt Die »primäre Primärluft« wird in den Luftkanal 50 eine Verklumpung oder Verstopfung der Brennstoff- mit einem überdruck von etwa 10 bis 12 kPa eingeblasen. Eintrittsöffnung bzw. Ringdüse vermieden. Der Luftkanal 50 wird von einem weiteren Luftkanal Als feste Brennstoffe kommt vornehmlich Kohle in 35 52 konzentrisch umgeben (siehe F i g. 3), dessen ringför-Frage, zum Beispiel Steinkohle, bitumenhaltige Kohle, mige in den Verbrennungsraum 22 mündende Eintrittsgasreiche Kohle oder ein Gemisch davon. öffnung 14 ebenfalls durch kegelförmige Seitenwandun-Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Aus- gen 46" und 48" begrenzt ist (siehe F i g. 3). Die Seitenführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung wandungen 46", 48" sind jedoch so gerichtet, daß sie der des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben. 40 aus der Ringöffnung 14 austretenden Luftströmung ein Es zeigt kegelartiges Strömungsprofil aufprägen, das das kegel-F i g. 1 eine grafische Darstellung der Brennzeit sowie artige Strömungsprofil der aus der Ringöffnung 10 ausfreien Brennstofffläche von Öl, Holz und Kohle in Ab- tretenden Brennstoffemulsion bzw. aus der Ringöffnung hängigkeit von der Partikel- bzw. Tröpfchengröße, 12 austretenden Luftströmung durchdringt Dadurch F i g. 2 Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 45 und durch die Zurückversetzung der Ringöffnungen 10 (Brennerteil) im schematischen Längsschnitt, und und 12 gegenüber der Ringöffnung 14 wird durch die Fig.3 Brennstoff-Ringdüse und Gas-Register des aus der Ringöffnung 14 austretende Luftströmung ein Brenners nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab. Aufbrechen des geschlossenen hohlkegelartigen Strö-F i g. 1 läßt erkennen, daß die Brennzeit von Kohle- mungsprofils der dann sich bereits in Rotation befindenpartikel wesentlich größer ist als die Brennzeit von 50 den Brennstoffemulsion erreicht, also eine zusätzliche Holzpartikel oder öltröpfchen, wobei die Brennzeit- Vergrößerung der freien Oberfläche des Brennstoffs Charakteristik von Kohle, Holz und öl in Abhärgigkeit kurz nach Austritt aus dem Düsenmundstück bzw. kurz von der Partikelgröße bzw. Tröpfchengröße und damit nach Eintritt in den Verbrennungsraum 22 erzielt in Abhängigkeit von der freien Oberfläche pro VoIu- Vor Austritt der den Luftkanal 52 durchströmenden meneinheit jeweils gleich ist. Dies bedeutet, daß zur 55 sogenannten »sekundären Primärluft« wird diese ebenvollständigen Verbrennung von pulverisierter Kohle ein falls durch im Bereich der Ringöffnung 14 angeordnete wesentlich längerer Partikelweg erforderlich ist als bei Leitschaufeln 26 umgelenkt, und zwar um etwa 40 bis der Verbrennung von z. B. öl. Aus diesem Grunde sind 45° zur Längsachse 40 des Düsenmundstücks 38, also in die Verbrennungsräume herkömmlicher Kohlebrenner Rotation um die Längsachse 40 versetzt. Die Austrittssehr lang gebaut, um die entsprechend lange Stichflam- eo geschwindigkeit der »sekundären Primärluft« beträgt me aufnehmen zu können. Durch die erfindungsgemä- etwa 120 bis 180 m pro Sekunde, vorzugsweise 140 m ßen Maßnahmen, wie sie oben angegeben sind und wie pro Sekunde. Die Ringspaltweite der öffnung 14 ist sie nachstehend nochmals eingehend anhand eines be- wiederum durch Veränderung der Relativlage der sie vorzugten Ausführungsbeispieles erläutert werden, läßt begrenzenden Seitenwandungen 46", 48" veränderbar, sich eine vollständige Verbrennung von pulverisierter 65 In entsprechender Weise ist natürlich die Austrittsge-Kohie auch auf kürzester Strecke, d. h. bei extrem kur- schwindigkeit der »sekundären Primärluft« variabel, zer Baulänge des Verbrennungsraumes, erreichen. Auch die »sekundäre Primärluft« wird mit einem Über-Die in den Fig. 2 und 3 im schematischen Längs- druck von etwa 10 bis 12 kPa in den Ringkanal52einge-

blasen. Die Ablenkung der »sekundären Primärluft« durch die Leitschaufeln bzw. Leitbleche 26 erfolgt in der gleichen Richtung wie die Ablenkung der »primären Primärluft« durch die im Bereich der öffnung 12 angeordneten Leitschaufeln bzw. Leitbleche 24.

Die »sekundäre Primärluft« ist vorzugsweise nicht mit heißen Verbrennungsgasen angereichert, da sie weniger als Trägermedium für die in den Verbrennungsraum 22 eingespritzte Brennstoffemulsion dient als vielmehr der Vergrößerung der freien Oberfläche dersel- ben und der Anreicherung bzw. Versorgung der Brennstoffpartikel mit Sauerstoff.

Der das Düsenmundstück 38, den dieses unmittelbar umgebenden Ringkanai 50 und den von der »sekundären Primärluft« durchströmten Ringkanai 52 umfassen- de Bauteil 54' ist als Ganzes in die Stirnwand 42 des Verbrennungsraumes 22 bzw. in das noch zu beschreibende Gas-Register 54,56,58 (siehe F i g. 3) einsetzbar und somit auch leicht durch ein entsprechendes, etwas modifiziertes Bauteil austauschbar.

Der Luftkanal 52 für die »sekundäre Primärluft« ist wiederum von einem konzentrischen Luftkanal 54, dieser von einem weiteren Luftkanal 56 und dieser schließlich noch von einem Luftkanal 58 jeweils konzentrisch umgeben. Die entsprechenden in den Verbrennungsraum 22 mündenden Ringöffnungen sind in den F i g. 2 und 3 mit den Bezugsziffern 16,18 und 20 gekennzeichnet Die Ringkanäle 54,56,58 werden durchströmt wobei die Einblasung mit einem Oberdruck von etwa 2 bis 3 kPa erfolgt Vor dem Austritt der Luft aus den ringförmigen Luft-Eintrittsöffnungen 16, 18, 20 wird diese durch im Bereich der Öffnungen 16,18,20 angeordnete Leitschaufeln bzw. Leitbleche 28,30,32 umgelenkt und somit um die Längsachse 40 in Rotation versetzt, und zwar in derselben Richtung wie die »primäre Primärluft« bzw. »sekundäre Primärluft« durch die Leitschaufeln bzw. Leitbleche 24,26.

Durch die Leitschaufeln bzw. Leitbleche 28 erfolgt eine Umlenkung der Luftströmung um etwa 70°. Die Leitschaufeln bzw. Leitbleche 30 und 32 bewirken eine Umlenkung der Luftströmung um etwa 40 bis 50° bzw. 0 bis 40°. Sämtliche Leitschaufeln bzw. Leitbleche, insbesondere die äußersten Leitschaufeln bzw. Leitbleche 32 sind hinsichtlich ihrer Winkelstellung veränderbar und damit an den zu verbrennenden Brennstoff anpaßbar.

Die Strömungsgeschwindigkeit der aus der Ringöffnung 16 austretende Luft beträgt beim Start der Verbrennung etwa 40 m pro Sekunde, bei Vollast etwa 70 m pro Sekunde. Die Strömungsgeschwindigkeit der aus den Ringöffnungen 18 und 20 austretende Luft variiert zwischen 0 m pro Sekunde beim Start der Verbrennung bis 70 m pro Sekunde bei Vollast

Die Austrittsgeschwindigkeiten der »primären Primärluft« aus der Ringöffnung 12 und der »sekundären Primärluft« aus der Ringöffnung 14 bleiben in allen Betriebszuständen zwischen Start und Vollast etwa gleich. Nur die Austrittsmenge bzw. der Durchsatz werden verändert durch entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung der Spaltweiten der Ringöffnungen bzw. Ringspalte 12 und 14. Dabei erfolgt die Veränderung der Spaltweiten der Ringöffnungen bzw. -spalte 12 und 14 gleichermaßea Zu diesem Zweck ist ein zwischen den beiden Ringöffnungen bzw. -spalten 12 und 14 angeordnetes Ringmundstück 78, das die beiden benachbarten bzw. einander zugewandten Seitenwandungen 48' und 46" der beiden Ringöffnungen bzw. -spalte 12 und 14 umfaßt in axialer Richtung bzw. in Richtung der Längsachse 40 hin- und herverschiebbar (Doppelpfeil 82 in Fig.3). Das Ringmundstück 78 ist bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 mit dem die beiden Primärluft-Kanäle 50, 52 voneinander trennenden Rohrmantel 80 verbunden, so daß die axiale Verschiebung des Ringmundstückes 78 durch entsprechende Einwirkung auf den Rohrmantel 80 erfolgt. Beim Start wird das Ringmundstück 78 in F i g. 3 nach rechts verschoben, so daß die Spaltweiten der Ringöffnungen bzw. -spalte 12 und 14 und damit die Menge der austretenden Primärluft ein Minimum sind. Bei Vollast sind die Verhältnisse umgekehrt, d. h. das Ringmundstück ist in F i g. 3 nach links verschoben, so daß die Ringöffnungen bzw. -spalte 12 und 14 maximal geöffnet sind. Entsprechend maximal ist die Austrittsmenge der »primären« und »sekundären« Primärluft.

Dank der beschriebenen Anordnung und Konfiguration der in den Verbrennungsraum 22 mündenden Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulsion bzw. Eintrittsöffnungen 12, 14, 16, 18, 20 für die eine Rotation der eingespritzten Brennstoffemulsion bewirkenden Luftströmung bzw. Einzel-Luftströmungen wird im Bereich der Längsachse 40 unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulsion ein Unterdruck von etwa 4 bis 5 kPa im Verhältnis zum Atmosphärendruck sowie im Bereich des stirnseitigen Luft-Registers 16, 18, 20 ein Unterdruck von etwa 0,4 bis 0,5 kPa im Verhältnis zum Atmosphärendruck aufgebaut. Die genannten Unterdruck-Bereiche sind in Fig.2 mit den Bezugsziffern 60 und 62 gekennzeichnet Aufgrund des sich im Zentralbereich der ringförmigen Eintrittsöffnung 10 aufbauenden Unterdrucks wird eine Rezirkulation 64 eines Teils heißer Verbrennungsgase sowie eines Restes unverbrannter Brennstoffpartikel zur Eintrittsöffnung 10 ausgelöst Die Rezirkulation 64 erfolgt über den gesamten Umfang des glocken- bzw. apfelförmigen Strömungsprofils 66 (Flammenteil). Die zentral rezirkulierenden etwa 1500 bis 170O⁰C heißen Verbrennungsgase erfahren an der zentralen Stirnfläche innerhalb der Ringöffnung 10 eine Umlenkung und werden von der eingespritzten Brennstoffemulsion wieder zurück in den Verbrennungsraum 22 mitgerissen. Die heißen Verbrennungsgase bewirken dabei unmittelbar nach dem Austritt der relativ kalten Brennstoffemulsion eine Entflammung derselben, so daß der Verbrennungsvorgang relativ nahe hinter dem Brennstoff ein tritt 10 in Gang gesetzt wird. Das äußere Strömungsprofil 66 (Flammenmantel) wird bestimmt durch das Gleichgewicht zwischen den durch die Rotation 68 bedingten Zentrifugalkräften sowie den durch den außerhalb des Strömungsprofils 66 im Bereich 62 der Stirnwand 42 herrschenden Unterdruck bedingten Kräften einerseits und den durch den zentralen Unterdruck im Bereich 60 innerhalb des Strömungsprofils 66 bedingten Gegenkräften andererseits.

Beim Starten der Verbrennung werden die beiden äußeren Luftkanäle 56,58 geschlossen. Die Ringöffnung 16 wird so eingestellt, daß die Geschwindigkeit der austretenden Luft etwa 40 m pro Sekunde beträgt Das Ringmundstück 78 wird — wie dargelegt — in Richtung zum Verbrennungsraum 22 hin verschoben, so daß die Ringspalte zwischen den Seitenwandungen 46', 48' sowie 46", 48" verkleinert werden, wodurch die Austrittsmengen der »primären« und »sekundären« Primärluft bei kaum erhöhter Austrittsgeschwindigkeit reduziert werden. Durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit insbesondere der »sekundären Primärluft« aus der Ringöffnung 14 wird ein hoher Aufbrech-Effekt erhalten. Die Primärluft wird beim Start so aufgeteilt daß etwa 60 bis

70%, vorzugsweise 90%, derselben aus der dem Brennstoffeintritt 10 am nächsten gelegenen Ringöffnung 12 und nur etwa 30 bis 40%, vorzugsweise 10%, derselben aus der zweitnächsten Ringöffnung 14 ausströmen.

Bei Vollast beträgt bei erhöhter Gesamtmenge der Primärluft das Mengenverhältnis zwischen »primärer Primärluft« und »sekundärer Primärluft« etwa 3 :7. Diese Ausführungen zeigen, daß beim Start eine konzentrierte starke Gasströmung in unmittelbarer Umgebung der Brennstoff emulsion benötigt wird, um diese aufzubrechen und damit die Verbrennung aufgrund der vergrößerten Oberfläche des Brennstoffs bzw. der Brennstoffemulsion leichter in Gang bringen zu können. Die beschriebene Änderung des Mengenverhältnisses zwischen »primärer« und »sekundärer« Primärluft bei gleichzeitiger Änderung der Austrittsmenge insgesamt erhält man in einfacher Weise durch entsprechende Konfiguration des axial beweglichen Ringmundstücks 78, z. B. wie in F i g. 2 oder 3 dargestellt (mit etwa trapezförmigem Querschnitt).

Wie die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, ist die zentrale Stirnfläche innerhalb der Ringöffnung 10 mit einer umlaufenden Umlenkrinne 44 versehen zur Unterstützung der Rezirkulation und Beimischung der heißen Verbrennungsgase zu der eingespritzten Brennstoffemulsion.

Die zentrale Stirnfläche innerhalb der Ringöffnung 10 kann mit einem hitzebeständigen Material beschichtet sein, z. B. Keramik. Vorzugsweise besteht der gesamte Innenkegel 70 des Düsenmundstücks 38 im Bereich der ringförmigen Eintrittsöffnung 10 aus hitzebeständigem Material, z. B. Keramik.

Um ein Aufprallen rezirkulierender Verbrennungsgase und insbesondere noch unverbrannter Partikel auf der zentralen Stirnfläche innerhalb der Ringöffnung 10 und damit die Gefahr von Ablagerungen oder Verkrustungen auf derselben zu verhindern, kann durch entsprechende Öffnungen in dieser Stirnfläche zusätzliche Luft in den Verbrennungsraum eingeblasen werden, und zwar so, daß die eingeblasene Luft etwa spiralförmig über die zentrale Stirnfläche strömt Auf diese Weise kann zum einen der Unterdruck vor der zentralen Stirnfläche eingestellt und variiert werden. Zum anderen hält die zusätzlich zentral eingeblasene Luft (Gas) die rezirkulierenden Verbrennungsgase und Partikel von der genannten Stirnfläche ab. Die Verkrustung derselben wird dadurch sicher vermieden.

Bei einer Brennleistung von etwa 5 to Kohle pro Stundle beträgt der Außendurchmesser des einsetzbaren Bauteiles 54' etwa 240 mm und der Außendurchmesser des äußersten Ringkanales 58 etwa 800 bis 900 mm.

Die: obenerwähnte Beimischung von Verbrennungsgasen zu der »primären Primärluft« hat zwei Vorteile. Zum einen läßt sich die Brennstoffemulsion längs ihres Weges durch den Kanal 50 vorwärmen. Zum anderen kann eine gewisse Nachverbrennung und damit ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden. Diese beiden Vorteile wiegen den Nachteil eines geringeren Sauerstoffanteils auf. Dieser Nachteil kann durch Sauerstoffanreicherung der übrigen Einzel-Gasströmungen (»Sekundäriuft«) problemlos kompensiert werden.

Bei einem Kohle-Wasser-Gemisch als Brennstoff werden vorzugsweise Benetzungsmittel zugesetzt, die eine gleichmäßige Verteilung der Kohlepartikel im Wasser und damit Emulsion gewährleisten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 beiden dem Brennstoff-Eintritt (10) nächstgelegenen Patentansprüche: Lufteintrittsöffnungen (12,14) jeweils durch Veränderung der Relativlage der die Eintrittsöffnungen

1. Verfahren zum Verbrennen fester Brennstoffe, begrenzenden Seitenwandungen (46,48 bzw. 46', 48' insbesondere Kohle, Torf oder dergL, in pulverisier- 5 bzw. 46", 48") veränderbar ist

ter Form, die mit einer Trägerflüssigkeit, wie Wasser 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, und/oder öl, vermischt als Emulsion unter Ausbil- dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspaltweite der dung eines rezirkulierenden Strömungsprofiles in ei- beiden dem Brennstoff-Eintritt (10) nächstgelegenen nen Verbrennungsraum eingeleitet werden, wobei Lufteintrittsöffnungen (12,14) in gleicher Weise verdieses Strömungsprofil durch eine rotierende äußere io änderbar sind, nämlich durch Verschiebung eines die Luftströmung begrenzt wird, dadurch ge- beiden benachbarten Seitenwandungen (48', 46") kennzeichnet, daß die äußere Luftströmung in der beiden Lufteintrittsöffnungen (12,14) umfassenmindestens vier koaxialen Teilströmungen in den den Ringmundstücks (78) in Richtung der Achse (40) Verbrennungsraum eingeblasen wird und daß die der Brennstoff-Eintrittsöffnung, wobei das Ring-Teilströmungen hinsichtlich Durchsatz jeweils vari- 15 mundstück (78) vorzugsweise Teil des die beiden der ierbar sind und ihre Strömungsgeschwindigkeiten Brennstoff-Eintrittsöffnung nächstgelegemen Teilvoii innen nach außen abnehmen, wobei die beiden Luftströmungen voneinander trennenden Rohrdem Brennstoffeintritt nächstgelegenen Teilströ- oder dergL -Mantels (80) ist

mungen eine etwa gleichbleibende Strömungsge-

schwindigkeit bei allen Betriebszuständen aufweisen. 20

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen zeichnet, daß mindestens der dem Brennstoffeintritt fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, Torf oder deram nächsten gelegenen Teilströmung Verbren- gleicheil, in pulverisierter Form, die mit einer Trägernungsgase zugemischt werden. flüssigkeit, wie Wasser und/oder öl, vermischt als Emul-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 25 sion unter Ausbildung eines rezirkulier?nden Strökennzeichnet, daß beim Start der Verbrennung der mungsprofi'es in einen Verbrennungsraum eingeleitet Luftdurchsatz etwa 20 bis 40% des Durchsatzes bei werden, wobei dieses Strömungsprofil durch eine rotie-Vollast beträgt rende äußere Luftströmung begrenzt wird, sowie eine

4. Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstof- entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses fe, insbesondere Kohle, Torf oder dergl, die in pulve- 30 Verfahrens.

risierter Form, mit einer Trägerflüssigkeit, wie Was- Ein derartiges Verfahren sowie eine entsprechende ser und/oder öl, vermischt als Emulsion durch eine Vorrichtung zur Durchführung desselben sind aus der Eintrittsöffnung hindurch in einen Verbrennungs- DD-PS 1 45 316 bekannt Dort ist jedoch nur eine einziraum einleitbar sind, wobei die Brennstoff-Eintritts- ge rotierende äußere Luftströmung zur Begrenzung des öffnung von einem konzentrischen Lufteintritt um- 35 Brennstoff-Strömungsprofils vorgesehen, wobei dargeben ist, zur Durchführung des Verfahrens nach über hinaus nahegelegt ist, eine zumindest allzu starke einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- Rotation des eingeleiteten Brennstoffes um die Brennet, daß der Lufteintritt als Register mit mindestens nerachse zu verhindern. Zu diesem Zweck ist vorgevier konzentrischen Lufteintrittsöffnungen (12, 14, schlagen, die die Brennstoff-Eintrittsöffnung konzen-16,18,20) ausgebildet ist, wobei jeder Lufteintritts- 40 trisch umgebende Luftdüse mit Leitschaufeln oder -rilöffnung Drallelemente (24,26,28,30,32) zugeordnet len zu versehen, die den äußeren Luftstrom stabilisieren und die Ringspaltweiten der beiden dem Brennstoff- und der Brennstoff-Rotation entgegenwirken. Schließ-Eintritt (10) nächstgelegenen Lufteintrittsöffnungen lieh vermittelt die DD-PS 1 45 316 keinerlei Anregun-(12,14) kontinuierlich verstellbar sind, während die gen, die äußere Luftströmung hinsichtlich Durchsatz übrigen Lufteintrittsöffnungen (16,18, 20) individu- 45 und Strömungsgeschwindigkeit während des Betriebes eil verschließbar bzw. offenbar sind. zu variieren, um eine optimale Verbrennung bei jedem

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Betriebszustand, wie Start, Teillast und Vollast, zu erhalzeichnet, daß der Brennstoff-Eintritt (10) ein Ringdü- ten. Es ist lediglich vorgesehen, die Weite des Münsen-Mundstück (38) umfaßt, das längs der Achse (40) dungsspaltes der Luftdüse vor jeder Inbetriebnahme der Eintrittsöffnung verschiebbar ist, insbesondere 50 des Brenners in vorgegebener Weise einzustellen. Die sich jedoch in einer Lage befindet, in der die Ein- eingestellte Spaltweite bleibt dann während des Betrietrittsöffnung gegenüber der zugeordneten Stirn- bes beibehalten.

wand (42) des Verbrennungsraumes (22) zurückver- Aus der DE-AS 18 12 405 ist es an sich bekannt,

setzt bzw. vertieft angeordnet ist. Brennstoff (öl- und/oder Gas) unter Ausbildung eines

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 55 rezirkulierenden Strömungsprofiles in einen Verbrenzeichnet, daß innerhalb der etwa ringförmigen nungsraum einzuleiten, wobei dieses Strömungsprofil Brennstoff-Eintrittsöffrung (10) eine öffnung vorge- durch eine rotierende äußere Luftströmung begrenzt sehen ist, an die eine einstellbare Einrichtung zur wird, die in mehrere koaxiale Teilströmungen unterteilt Einblasung von Gas anschließbar ist ist. Die Strömungsgeschwindigkeiten der koaxialen

$$

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, 60 Teilströmungen nehmen von innen nach außen ab. Es

y dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche inner- sind jedoch nur zwei Teilströmungen vorgesehen, die

ψ halb der etwa ringförmigen Brennstoff-Eintrittsöff- bei der Verbrennung von öl oder Gas ausreichen mö-

t| nung entweder eben ausgebildet oder mit einer etwa gen. Die Beherrschung der Verbrennung fester Brenn-

If ringförmigen Rinne (44) zur Unterstützung der Um- stoffe vermischt mit Wasser und/oder Öl ist jedoch äu-

p lenkung der rezirkulierenden Verbrennungsgase 65 ßerst diffizil. Dies gilt vor allem bei sich ändernden Be-

Jljy und unverbrannter Brennstoffpartikel versehen ist. triebszuständen.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspaltweite der gründe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so-