DE3426488A1 - BURNER FOR LIQUID, ESPECIALLY SOLID, FUELS CONTAINING - Google Patents

BURNER FOR LIQUID, ESPECIALLY SOLID, FUELS CONTAINING

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DE3426488A1 DE19843426488 DE3426488A DE3426488A1 DE 3426488 A1 DE3426488 A1 DE 3426488A1 DE 19843426488 DE19843426488 DE 19843426488 DE 3426488 A DE3426488 A DE 3426488A DE 3426488 A1 DE3426488 A1 DE 3426488A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/005—Burners for combustion of pulverulent fuel burning a mixture of pulverulent fuel delivered as a slurry, i.e. comprising a carrying liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/102—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber

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Abstract

1. Burner for liquid fuels containing preferentially solid matter, with a nozzle head which comprises a mixing space into which a fuel duct (3) and a pulverizing fluid duct (4) en where each flow lane shows a narrowest cross-section limiting the flow volume and where outlet bores (15) are provided downstream of the mixing space, characterized by an admission section (12) downstream of the pre-mixing space (11) type mixing space which shows the narrowest cross-section for joint feeding of the fuel and pulverizing fluid and which is jointly passed by the fuel and the pulverizing fluid so that the pulverizing fluid is led alongside the wall of the admission section (12).

Description

Brenner für flüssige, insbesondere feste Anteile enthaltende BrennstoffeBurners for liquid fuels, in particular fuels containing solid components

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige, insbesondere feste Anteile enthaltende Brennstoffe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a burner for liquid fuels, in particular fuels containing solid fractions the features of the preamble of claim 1.

Bei- derartigen bekannten Brennern wird der Brennstoff mit dem Zerstäubermedium in dem Mischraum innerhalb der Düse zusammengebracht und miteinander vermischt. Die dabei entstehende Emulsion wird über die Austrittsbohrungen in den Feuerraum verteilt. Die mengenbestimmenden Querschnitte für den Brennstoff und das Zerstäubermedium sind dem Mischraum und den Austrittsbohrungen getrennt vorgeschaltet. Das bedeutet, daß die Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit an dem Material der Düse und zweistufig erfolgt. Enthält der flüssige Brennstoff feste Anteile, zum Beispiel in Form einer Kohlenstaub- Öl- oder Wasser-Suspension, so wirken die festen Anteile abrasiv auf den engsten Querschnitt. Der dadurch bedingte Verschleiß verkürzt die Lebensdauer der Düsenköpfe der Brenner.In such known burners, the fuel with the atomizing medium in the mixing space is inside brought together the nozzle and mixed together. The resulting emulsion is distributed into the combustion chamber via the outlet holes. The quantity-determining Cross-sections for the fuel and the atomizing medium are the mixing space and the outlet bores upstream separately. This means that the conversion of pressure into speed at the Material of the nozzle and takes place in two stages. If the liquid fuel contains solid parts, for example in In the form of a coal dust, oil or water suspension, the solid parts have an abrasive effect on the narrowest areas Cross-section. The resulting wear shortens the service life of the burner nozzle heads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Brenner derart auszubilden, daß der Verschleiß der inneren Teile des Düsenkopfes herabgesetzt wird.The invention is based on the object of designing a generic burner in such a way that the wear the inner parts of the nozzle head is lowered.

Diese Aufgabe wird bei einen gattungsgemäßen Brenner erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved in a generic burner according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved. Advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Brenner sind die Geschwindigkeiten in dem Brennstoff führenden Kanal so gering,In the case of the burner according to the invention, the speeds are so little in the fuel channel,

daß ein nennenswerter Verschleiß nicht zu erwarten ist. In dem Einmischabschnitt mit dem mengenbestimmenden Querschnitt wird das Zerstäubermedium in Form eines Hohlzylinders geführt, der sich umhüllend um den flüssigen Brennstoffstrom legt. Der flüssige Brennstoff wird damit, von einem wesentlich größeren Querschnitt kommend, in den Hochgeschwindigkeitsstrom des Zerstäubermediums eingezogen und eingemischt, wobei die Randzonen des mengenbestimmenden Querschnittes vornehmlich von dem Zerstäubungsmedium beaufschlagt werden. Die Mengenbestimmung des Brennstoffes erfolgt in dem freien Strom des Zerstäubermediums, ohne daß der flüssige Brennstoff mit den in ihm enthaltenen festen Bestandteile mit den metallischen Wänden innerhalb des mengenbestimmenden Querschnittes im nennenswerten Umfang in Kontakt kommt.that significant wear is not to be expected. In the mixing-in section with the quantity-determining Cross-section, the atomizer medium is guided in the form of a hollow cylinder, which is enveloping the liquid Fuel flow sets. The liquid fuel, coming from a much larger cross-section, is thus drawn into the high-speed stream of the atomizing medium and mixed in, with the edge zones of the quantity-determining cross-section are primarily acted upon by the atomization medium. The quantity determination the fuel takes place in the free flow of the atomizing medium, without the liquid fuel with the solid components contained in it with the metallic walls within the quantity-determining Cross-section comes into contact to an appreciable extent.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung stellt e^jnen Längsschnitt durch den Düsen-0 kopf eines Brenners gemäß der Erfindung dar.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. The drawing represents a longitudinal section through the nozzle-0 head of a burner according to the invention.

Der dargestellte Brenner enthält ein Lanzenrohr 1, auf dessen vorderem Ende ein Düsenkopf befestigt ist. Innerhalb des Lanzenrohres 1 ist ein Zuführungsrohr 2 angeordnet, das einen Kanal 3 zur Führung des flüssigen Brennstoffes umschließt. Der flüssige Brennstoff kann feste Anteile enthalten und zum Beispiel Öl, eine Kohlenstaub- Öl- oder eine Kohlenstaub-Wasser-Suspension sein. Zwischen dem Lanzenrohr 1 und dem Zuführungsrohr ist ein Kanal 4 für die Zuführung eines Zerstäubermediums, zum Beispiel Dampf, Druckluft oder Gas, gebildet. Abweichend von der dargestellten koaxialen Anordnung können der Kanal - 3 für die Führung des Brennstoffes und der Kanal 4 für die Führung des Zerstäubermediums auch parallel zueinander angeordnet sein. In dem DüsenkopfThe burner shown contains a lance tube 1 on the front end of which a nozzle head is attached. A feed tube 2 is located inside the lance tube 1 arranged, which encloses a channel 3 for guiding the liquid fuel. The liquid fuel can Contain solid fractions and, for example, oil, a coal dust-oil or a coal dust-water suspension be. Between the lance tube 1 and the supply tube is a channel 4 for the supply of an atomizing medium, for example steam, compressed air or gas. Notwithstanding the coaxial arrangement shown, you can the channel - 3 for the guidance of the fuel and also the channel 4 for the guidance of the atomizing medium be arranged parallel to each other. In the nozzle head

sind die inneren Düsenteile durch einen an dem Lanzenrohr 1 befestigten Düsenträger 5 und einen Düsenhalter
6 fest eingespannt.are the inner nozzle parts by means of a nozzle carrier 5 fastened to the lance tube 1 and a nozzle holder
6 firmly clamped.

Der stromabwärts liegende Teil des Brennstoff führenden Kanals 3 ist durch einen Brennstoffraum 7 gebildet,
dessen Querschnitt gegenüber dem lichten Querschnitt
des~Zuführungsrohres 2 bei dem dargestellten Brenner
aus konstruktiven Gründen verengt ist. In diesem Brennstoffraum wird die Geschwindigkeit des strömenden
Brennstoffes dann zwangsweise leicht erhöht, sein
Querschnitt ist jedoch nicht mengenbestimmend.The downstream part of the fuel-carrying channel 3 is formed by a fuel chamber 7,
its cross-section compared to the clear cross-section
of the supply pipe 2 in the burner shown
is narrowed for design reasons. In this fuel space the speed of the flowing
The fuel must then be slightly increased
However, the cross-section does not determine the quantity.

Der Brennstoffraum 7 ist konzentrisch von einem Sammelraum 8 umgeben, der mit dem das Zerstäubermedium führenden Kanal 4 über mehrere radiale Bohrungen 9 verbunden ist. Der Sammelraum 8 geht über einen konischen
Ringkanal 10 in eine Vormischkammer 11 über, an den
sich stromabwärts ein Einmischabschnitt 12 mit einemThe fuel space 7 is concentrically surrounded by a collecting space 8 which is connected to the channel 4 carrying the atomizing medium via a plurality of radial bores 9. The collecting space 8 goes over a conical
Annular channel 10 into a premixing chamber 11 to the
downstream a mixing section 12 with a

engsten Querschnitt anschließt. Dieser Einmischabschnitt 12 liegt in der gleichen Achse wie der Brennstoff raum 7. Er wird sowohl von dem Brennstoff als
auch von dem Zerstäubermedium durchströmt und ist damit für beide Medien mengenbestimmend.the narrowest cross-section. This mixing-in section 12 lies in the same axis as the fuel chamber 7. It is used by both the fuel and the fuel
also flows through the atomizer medium and is therefore a quantity-determining factor for both media.

Stromabwärts von dem Einmischabschnitt 12 ist ein Nachmischraum 13 angeordnet, in welchem der Brennstoff und
das Zerstäubermedium weiter zu einer Emulsion vermischt werden. Das vordere Ende des Düsenkopfes ist geschlossen 0 und nimmt ein Sackloch 14 auf, von dem Austrittsbohrungen 15 ausgehen. Dabei sind diese Austrittsbohrungen 15 so angeordnet, daß ihre Eintrittsquerschnitte in
einem Abstand von dem geschlossenen Boden des Düsenkopfes liegen, der mindestens dem halben Durchmesser des Sack-Downstream of the mixing-in section 12, a post-mixing space 13 is arranged in which the fuel and
the atomizing medium can be further mixed to form an emulsion. The front end of the nozzle head is closed and receives a blind hole 14 from which outlet bores 15 extend. These outlet bores 15 are arranged so that their inlet cross-sections in
at a distance from the closed bottom of the nozzle head, which is at least half the diameter of the bag

35. loches 13 entspricht, wodurch eine Pufferzone geschaffen wird.35th hole corresponds to 13, whereby a buffer zone is created.

EPO COPYEPO COPY

Bei diesem Brenner wird durch die Gestaltung des konischen Ringkanales 10 das Zerstäubermedium hohlzylindrisch durch den Einmischabschnitt 12 geführt. Der Brennstoff wird in den Hochgeschwindigkeitsstrom des Zerstäubermediums eingezogen und dadurch in das Zerstäubermedium eingemischt. Dabei legt sich das Zerstäubermedium unter Umhüllung des Brennstoffes an die Randzone des Einmischabschnittes 12. Auf diese Weise wird ein Verschleiß des Einmischabschnittes 12 durch feste Anteile, die in dem flüssigen Brennstoff enthalten sein können, weitgehend herabgesetzt.In this burner, due to the design of the conical annular channel 10, the atomizing medium is guided through the mixing section 12 in a hollow cylinder. The fuel is drawn into the high-speed stream of the atomizing medium and thereby into the Mixing in atomizing medium. The atomizing medium is wrapped around the fuel Edge zone of the mixing-in section 12. In this way, wear of the mixing-in section 12 occurs solid fractions that can be contained in the liquid fuel, largely reduced.

Durch die Anordnung des Sackloches 14 in dem Düsenkopf wird erreicht, daß in dem den Einmischabschnitt 12 und den Nachmischraum 13 verlassenden Strom der Emulsion aus Brennstoff und Zerstäubungsmedium ein Rückstau entsteht, durch den die Axialströmung gebremst wird. Die Verteilung der Emulsion über den Querschnitt der Austrittsbohrungen 14 ist damit wesentlich gleichmäßiger als bei Düsen ohne Sackloch, wodurch die Lebensdauer des Düsenkopfes verlängert wird.The arrangement of the blind hole 14 in the nozzle head ensures that in which the mixing section 12 and the post-mixing space 13 leaving the stream of the emulsion A back pressure is created from the fuel and the atomizing medium, which slows down the axial flow. The distribution of the emulsion over the cross section of the outlet bores 14 is therefore much more uniform than with nozzles without a blind hole, which extends the service life of the nozzle head.

EPO COPYEPO COPY

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: M J Brenner für flüssige, insbesondere feste Anteile enthaltende Brennstoffe mit einem Düsenkopf, der einen Mischraum enthält, in den ein den Brennstoff führender Kanal (3) und ein ein Zerstäubungsmedium führender Kanal (4) münden, wobei jeder Strömungsweg einen engsten, die Durchfluß menge begrenzenden Querschnitt aufweist und wobei stromabwärts des _ Mischraumes Austrittsbohrungen (15) vorgesehen sind, dadurch gekennze ichnet , daß stromabwärts des als Vormischraum (11) ausgebildeten Mischraumes ein Einmischabschnitt (12) vorgesehen ist, der den engsten Querschnitt aufweist und von dem Brennstoff und dem Zerstäubermedium gemeinsam derart durchströmt ist, daß das Zerstäubermedium an der Wand des Einmischabschnittes (12) entlang geführt ist.M J Burner for liquid fuels, in particular fuels containing solid components, with a nozzle head which Contains a mixing chamber into which a channel (3) carrying the fuel and an atomizing medium Leading channel (4) open, each flow path having a narrowest, limiting the flow rate Having cross-section and with outlet bores (15) being provided downstream of the mixing chamber, characterized in that downstream of the premixing chamber (11) Mixing space a mixing section (12) is provided which has the narrowest cross section and of the fuel and the atomizer medium flows through jointly in such a way that the atomizer medium is guided along the wall of the mixing-in section (12). 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Zerstäubermedium führende Kanal (4) mit einem ringförmigen Sammelraum (8) verbunden ist, der das stromabwärts gelegene Ende des den Brennstoff führenden Kanal (3) konzentrisch umgibt, in der rückwärtigen Verlängerung der Achse des Einmischabschnittes (12) mit dem engsten Querschnitt angeordnet und mit diesem über einen konischen Ringkanal (10) und den Vormischraum (11) verbunden ist.2. Burner according to claim 1, characterized in that the atomizing medium leading channel (4) is connected to an annular collecting space (8), which is the downstream The end of the channel (3) carrying the fuel concentrically surrounds in the rear extension the axis of the mixing-in section (12) with the narrowest cross-section and with this over a conical ring channel (10) and the premixing space (11) is connected. 3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -3. Burner according to claim 2, characterized in that g e k e η η - zeichnet, daß dem Einmischabschnitt (12) ein Nachmischraum (13) nachgeschaltet ist.shows that the mixing section (12) a post-mixing room (13) is connected downstream. _ 2_ " " ■ 3426_ 2 _ "" ■ 3426 4. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabwärts gelegene Ende des den Brennstoff führenden Kanals (3) im Querschnitt verengt ist.4. Burner according to claim 2, characterized in that the downstream The end of the fuel channel (3) is narrowed in cross section. 5. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennze ichnet , daß der Nachmxschraum (13) stromabwärts durch ein Sackloch (14) begrenzt ist und daß der Abstand der Eintrittsguerschnitte der Austrittsbohrungen (15) von dem Boden des Sackloches (14) mindestens dem halben Durchmesser des Sackloches (14) entspricht.5. Burner according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that that the Nachmxschraum (13) is limited downstream by a blind hole (14) and that the distance of the Entry cross sections of the exit bores (15) from the bottom of the blind hole (14) at least corresponds to half the diameter of the blind hole (14).
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