DE3524336A1

DE3524336A1 - DUAL FUEL BURNER FOR SMALL STEAM GENERATOR

Info

Publication number: DE3524336A1
Application number: DE19853524336
Authority: DE
Inventors: Rolf DDR 7026 Leipzig Breitenbauch; Ulrike DDR 7060 Leipzig Korth; Gert-Heinz Dipl.-Ing. DDR 7030 Leipzig Naumann; Gerhard DDR 7280 Eilenburg Schleinitz; Eberhard Dr. Dr.rer.nat. DDR 7010 Leipzig Stolarski; Winfried DDR 7025 Leipzig Theinert
Original assignee: LEIPZIG ENERGIEKOMBINAT
Current assignee: LEIPZIG ENERGIEKOMBINAT
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1985-07-08
Publication date: 1986-02-20
Also published as: GB2162303A; GB8514060D0; DD225489A1

Description

Zweistoffbrenner für KleindampferzeugerDual fuel burners for small steam generators

Die Anwendung erfolgt an Kleindampferzeugern bis zu einer Leistungsgröße 12,5 t/h mit nichtrotatlonssymmetrischer bzw« rotationssymmetrischer allseitig gekühlter Brennkammer. Sie eignet sich insbesondere beim Einsatz von nichtzündwilligen Brennstoffen.It is used on small steam generators up to a capacity of 12.5 t / h with non-rotationally symmetrical or «rotationally symmetrical all-round cooled combustion chamber. It is particularly suitable when using non-ignitable fuels.

Kleindampferzeuger mit nur einem Brenner wurden bisher für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe genutzt und mit diesen betrieben.Small steam generators with only one burner have been used so far used for liquid and / or gaseous fuels and operated with them.

Sollen derartige Kleindampferzeuger aus brennstoffökonomischen Gründen auf Kohlefeuerung umgestellt bzw. für Kohlenfeuerung genutzt werden, so wird aus Gründen kompakter Bauart, hoher Leistungsdichte bei Verbrennung und Wärmeübertragung sowie einfacher Automatisierbarkeit eine Staubfeuerung gewählt.Should such small steam generators from fuel-economical Reasons to be converted to coal firing or used for coal firing, then for reasons compact design, high power density for combustion and heat transfer as well as easy automation a dust firing was chosen.

Gegenüber einer Ölfeuerung oder Gasfeuerung treten bei der Kohlenstaubfeuerung im Fall einer wirtschaftlichen Staubaufbereitung mit nicht übertrocknetem und nicht extrem überfeuertem Staub zusätzliche technische Probleme in Form niedriger Abbrandgeschwindigkeiten, längerer "''lamme, ungenügendem Ausbrand, Verschlackungen, Ascheablagerungen, höheren ZündWärmebedarfes und Verschleiß auf. Die Aufrechterhaltung einer stabilen Zündung der Kohlenstaubflammen in engen, stark gekühlten Brennkammern von Kleindampferzeugern kann entweder durch Zündmuffel oder die Erzeugung eines ausreichend großen Unterdruckgebietes innerhalb der Flamme in Brennernähe erreicht werden. Bei Zündmuffeln sind der große Platzbedarf und das große Wärmespeichervermögen beim Kaltstart nachteilig. Zur Erzeugung eines inneren Unterdruckgebietes im Flammenstrahl ist ein Fliehkraftfeld vorteilhaft. Damit kann gleichzeitig eine für Kohlenstaubbrenner für Kleindampferzeuger erwünschte kleineIn contrast to oil or gas firing, pulverized coal firing occurs in the case of an economical one Dust treatment with not overdried and not extremely overfired dust additional technical problems in the form of lower burn rates, longer ones "'' lamb, insufficient burnout, slagging, ash deposits, higher ignition heat demand and wear on. Maintaining stable ignition of the Coal dust flames in narrow, strongly cooled combustion chambers of small steam generators can either be caused by ignition muffle or the creation of a sufficiently large negative pressure area within the flame in the vicinity of the burner can be achieved. Ignition muffles are the large space requirements and the large heat storage capacity during a cold start disadvantageous. A centrifugal force field is used to generate an internal negative pressure area in the flame jet advantageous. In this way, a small one that is desirable for pulverized coal burners for small steam generators can be achieved at the same time

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3 5 2 A 3 3 B3 5 2 A 3 3 B

Flamme erzeugt werden. Bekannt ist die DD-PS 0153911 als ein Verfahren und Brenner zur Erzeugung einer rotierenden Kohlenstaubflamme in vorzugsweise Flammenrohr-Dämpferzeugern, wobei der Kohlenstaubbrenner aus einem inneren Rohr ohne Einbauten für ein Primärluft-Brennstaub—Gemisch und einem dieses umschließenden Ringkanal mit einer Verjüngung und einem Luftleitapparat für Sekundärluft besteht, dem sich zur Brennkammer ein Diffusor anschließt.Flame can be generated. The DD-PS 0153911 is known as a method and burner for generating a rotating pulverized coal flame in preferably flame tube steamer, The pulverized coal burner consists of an inner tube without internals for a primary air / pulverized fuel mixture and an annular channel surrounding this with a taper and an air guide device for secondary air, which is connected to a diffuser to the combustion chamber.

Diese Kohlenstaubbrenner bekannter Bauart konnten jedoch die an sie gestellten Erwartungen hinsichtlich einer vollständigen Substitution von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Brennstoffe minderwertiger Qualität an Kleindampferzeugern nicht erfüllen. Desweiteren läßt dieser Brenner keine Zweistoffahrweise Öl/Brennstaub zu, welche in zunehmendem Maße in Abhängigkeit von der Brennstoffqualität erforderlich ist, da insbesondere bei diesem Verfahren ein Stützfeuer auf der Basis Öl eine größere Zündstabilität gewährleistet. However, these pulverized coal burners of known design could meet the expectations placed on them a complete substitution of liquid or gaseous fuels by fuels of inferior quality Not meeting the quality of small steam generators. Furthermore, this burner does not allow two-fuel operation Oil / fuel dust, which is increasingly required depending on the fuel quality, because in this process, in particular, a support fire based on oil ensures greater ignition stability.

Desweiteren gibt es kein geeignetes Verfahren bzw. keinen geeigneten Brenner, welcher eine Öl- bzw. Brennstaubfahrweise ohne Brenneraustausch an den oben beschriebenen Kleindampferzeugern ermöglicht.Furthermore, there is no suitable method or no suitable burner which uses an oil or Allows fuel dust operation without replacing the burner on the small steam generators described above.

Ziel der Erfindung ist es, durch eine mögliche Zweist of fahrweise entsprechend den gegebenen ökonomischen Bedingungen, den kostengünstigeren Brennstoff einzusetzen ohne erhöhte Aufwendungen für Umbauarbeiten am Brennersystem vorzunehmen.The aim of the invention is to drive through a possible twofold of driving style according to the given economic Conditions to use the cheaper fuel without increased expenses for renovation work to be carried out on the burner system.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Dampferzeuger mit engen stark gekühlten Brennerräumen einen Zweistoffbrenner zu entwickeln, der einen separaten oder gleichzeitigen Betrieb von verschiedenen Brennstoffarten ermöglicht, sowie eine stabile symmetrische Flamme und eine definierte Flammensymmetrie erzeugt, damit die reagierende Flamme die Brennkammerberohrung und wichtige Funktionselemente der Brenner nicht berührt und die Verbrennung vor dem Brennkammerende abgeschlossen ist.The invention is based on the object for steam generators with narrow, strongly cooled burner spaces Develop a dual-fuel burner that has a separate or simultaneous operation of different types of fuel, as well as a stable symmetrical flame and a defined flame symmetry is generated so that the reacting flame reaches the combustion chamber tubing and important functional elements of the burner are not touched and the combustion is completed before the end of the combustion chamber is.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die im Zentralrohr des Kohlenstaubbrenners befindliche Ölbrennerlanze und der Luftleitapparat des Kohlenstaubbrenners sowie die Drallscheibe der Ölbrennerlanze axial verschiebbar angeordnet sind. Das im Zentralrohr befindliche Prallgitter ist so schwenkbar ausgebildet, daß die axiale Verschiebung der Ölbrennerlanze und deren Drallscheibe nicht behindert wird. Die Erfindung wird nachfolgend an den Ausführungsbeispielen Betrieb Öl/Kohlenstaub, Öl sowie Kohlenstaub beschrieben.According to the invention the object is achieved in that the oil burner lance located in the central tube of the pulverized coal burner and the air guide of the pulverized coal burner and the swirl disk of the oil burner lance are arranged to be axially displaceable. The one located in the central pipe The impact grille is designed to be pivotable so that the axial displacement of the oil burner lance and its Swirl disk is not obstructed. The invention is explained below using the exemplary embodiments of operation oil / coal dust, oil and coal dust described.

Ein Klein-Wasserrohr-Dampferzeuger bzw. Flammenrohr-Dampferzeuger mit waagerecht liegender nichtrotationssymmetrischer bzw. rotationssymmetrischer Brennkammer besitzt eine Kohlenstaub-, Öl- oder Gasfeuerung. Der Zweistoffbrenner wird in der Stirnwand der Dampferzeugerbrennkammer mittig und ebenfalls waagerecht angeordnet, so daß die Achse des Brenners in Brennkammerlängsachse liegt.A small water pipe steam generator or flame pipe steam generator with horizontal non-rotationally symmetrical or rotationally symmetrical combustion chamber has a coal dust, oil or gas furnace. The dual-fuel burner is in the front wall of the steam generator combustion chamber centrally and also horizontally arranged so that the axis of the burner is in the longitudinal axis of the combustion chamber lies.

Zweistoffbetrieb Öl/KohlenstaubTwo-fuel operation oil / coal dust

Das Kohlenstaub-Fördergemisch 1 wird mit einem bestimmtenThe coal dust conveying mixture 1 is with a certain

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

35243⁴SB35243 ⁴ SB

Masseverhältnis Kohlenstaub zu Fördergas und über das Prallgitter 14a in das Zentralrohr 2 geführt und tritt mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit aus dem lündungsquerschnitt 3 aus. Die zur Verbesserung der Verbrennung mit einem optimalen Luftverhältnis außerdem benötigte Sekundärluft 4 wird mittels tangentialer Einströmung dem Sekundärluftgehäuse 5 so zugeführt, daß die Sekundärluft 4 gleichmäßig verteilt und vorverdrallt in den Ringkanal 6 zwischen dem Zentralrohr 2 und dem dazu konzentrischen äußeren Rohr 7 einströmt. Über den Luftleitapparat 8 wird die Sekundärluft 4 verdrallt.Mass ratio of coal dust to conveying gas and passed through the impact grille 14a into the central tube 2 and occurs with a certain flow rate from the orifice cross-section 3. The one to improve the combustion with an optimal air ratio also required secondary air 4 is by means of tangential Inflow supplied to the secondary air housing 5 so that the secondary air 4 is evenly distributed and pre-twisted into the annular channel 6 between the central tube 2 and the outer tube 7 concentric thereto. The secondary air is via the air guide device 8 4 twisted.

Das Öl wird über die ölbrennerlanze 9 der Brennkammer zugeführt. Die Drallscheibe 11 wird bei Zweistoffbetrieb axial in den Öffnungsstutzen 12 verschoben.The oil is fed into the combustion chamber via the oil burner lance 9 fed. The swirl disk 11 is displaced axially into the opening stub 12 during dual-fuel operation.

Betrieb mit ÖlOperation with oil

Beim Betrieb mit Heizöl wird die Drallscheibe 11 bis zum Mündungsquerschnitt 3 axial verschoben. Die zur Verdrillung des Öls benötigte Luftkomponente gelangt über das Prallgitter 14b zur Drallscheibe 11. Die über das Zentralrohr 2 zugeführte Luftkomponente gewährleistet eine Verdrallung des Heizöles. Zur Aufrechterhaltung des stabilen Wirkungsprinzips des Glbrenners wird der Luftleitapparat 8 axial in Richtung Sekundärluftgehäuse 5 verschoben, damit die Sekundärluft 4 unverdrallt der Brennkammer zugeführt wird.When operating with heating oil, the swirl disk 11 is axially displaced up to the mouth cross section 3. The for Twisting of the oil required air component arrives Via the impact grille 14b to the swirl disk 11. The air component supplied via the central tube 2 guarantees a swirl of the heating oil. To maintain the stable operating principle of the glass burner, the air guide device 8 is axially in the direction Secondary air housing 5 displaced so that the secondary air 4 is supplied to the combustion chamber without a twist.

Betrieb mit KohlenstaubOperation with coal dust

Beim Betrieb mit Kohlenstaub wird die Ölbrennerlanze 9 mit der Drallscheibe 11 axial in den Öffnungsstutzen verschoben. Das ankommende Kohlenstaub-FördergemischWhen operating with coal dust, the oil burner lance 9 with the swirl disk 11 is axially inserted into the opening stub postponed. The incoming coal dust-conveying mixture

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wird über das Prallgitter 14c dem Zentralrohr 2 zugeführt. Das in einem bestimmten Masseverhältnis Kohlenstaub-Fördergas am lündungsquerschnitt 3 austretende Gemisch wird der Brennkammer zugeführt. Die zur optimalen Verbrennung benötigte Sekundärluft 4 wird durch tangentiale Einströmung dem Sekundärluftgehäuse 5 so zugeführt, daß diese gleichmäßig verteilt und vorverdrallt in den Ringkanal 6 zwischen dem Zentralrohr und dem dazu konzentrischen äußeren Rohr 7 einströmt. Über den angeordneten Luftleitapparat 8 wird die Sekundärluft 4 verdrallt.is fed to the central tube 2 via the impact grille 14c. The coal dust transport gas in a certain mass ratio The mixture exiting at the orifice cross-section 3 is fed to the combustion chamber. The optimal Secondary air 4 required for combustion is the secondary air housing 5 by tangential inflow supplied that this is evenly distributed and pre-twisted in the annular channel 6 between the central tube and the outer tube 7, which is concentric thereto, flows in. About the arranged air guide device 8, the secondary air 4 twisted.

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Aufstallung der BeaugsaeiohenHousing of the Beaugsaeiohen

1 Xohlenstaub-Pördergercisch1 Xohlenstaub-Pördergercisch

2 Z3ntrairohr2 inner tube

3 MUndungsquersohnitt3 Cross-mouth of the mouth

4 Sekundärluft3uführung4 secondary air supply

5 Sekundär}.uftgehäU3e5 secondary} .aircases

6 Hlngkanal6 hanging canal

7 Äußeres Rohr7 Outer tube

8 Luftlaitapparat8 Luftlaitapparat

9 Ölbrennsrlanza9 oil firing rlanza

10 Öffnungsflansch10 opening flange

11 Drallacheibe11 swirl disk

12 Öffnungsstutzen12 opening sockets

13 ICohlanstaubbranner13 I coal dust burner

14 Prallgitter14 impact grille

14a Prallgitter-Zvveistoff14a impact grid Zvveistoff

14b Prallgitter-Xohlenstaub14b Impact lattice block dust

14o Prallgitter-Öl14o impact grid oil

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Claims

Claims,

M J Two-fuel burners marked for small steam generators in that the oil burner lance with swirl disk and the air guide device located in the central tube of the pulverized coal burner of the pulverized coal burner are arranged to be axially displaceable.

Dual-fuel burners for small steam generators according to Claim 1 characterized in that the impact grille is designed to be pivotable so that the axial displacement of the oil burner lance and whose swirl disk is possible.