DE4330160A1

DE4330160A1 - Verfahren zum Betreiben eines Brenners mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen sowie Brenner zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4330160A1
Application number: DE19934330160
Authority: DE
Inventors: Detlef Dr Ing Altemark; Karl Herbert Dipl Ing Klug
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-03-09

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen bei niedrigen Verbrennungstemperaturen und unter Bildung schadstoffarmer Abgase, bei dem ein überstöchiometrisches Ge misch aus Brennstoff und Verbrennungsluft in einer der Brennkam mer vorgelagerten Mischkammer homogenisiert und dann über eine Gasverteilungseinrichtung in die Brennkammer geführt wird, in der dann die vollständige Verbrennung des insgesamt am Ver brennungsprozeß beteiligten Gemisches aus Brennstoff und Ver brennungsluft erfolgt.

Die Erfindung betrifft ferner einen Brenner zur Durchführung dieses Verfahrens, mit Zuleitungen für Brennstoff und Verbren nungsluft, einer Mischkammer, einer der Mischkammer nachgeord neten Brennkammer sowie einer zwischen der Mischkammer und der Brennkammer angeordneten Gasverteilungseinrichtung mit Öffnungen zum definierten Eintritt des in der Mischkammer gebildeten Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemisches in die Brennkammer.

Bei der Beurteilung von Brennern kommt den beim Betrieb ent stehenden Schadstoffen im Abgas eine besondere Bedeutung zu. Bei der Verbrennung gasförmiger und flüssiger Brennstoffe entstehen als Schadstoffe im Abgas u. a. die Stickstoffoxide NO und NO₂, zusammengefaßt als NO_x bezeichnet. Diese Schadstoffe verunreini gen die Luft und können sich bei manchen Feuerungen negativ auf das im Ofen befindliche bzw. mit den Brennerabgasen in Berührung kommende Gut auswirken. Daher ist man bestrebt, den NO_x-Gehalt im Abgas möglichst gering zu halten.

Es ist bekannt, daß ein kausaler Zusammenhang zwischen der Höhe der beim Verbrennungsprozeß auftretenden Spitzentemperaturen und dem NO_x-Gehalt der Verbrennungsabgase besteht. Hohe Reaktions temperaturen begünstigen den Zerfall des in der Verbrennungsluft enthaltenen Sauerstoffs in Sauerstoffatome. Diese reagieren dann in der Folge mit dem Luftstickstoff in der nachfolgend angege benen, zweistufigen Kettenreaktion, dem sogenannten Zeldovic-Me chanismus, zu Stickstoffmonoxid:

O + N₂ <---< NO + N
N + O₂ <---< NO + O.

In erster Näherung ist die NO-Bildung exponential von der Pro zeßtemperatur und proportional von den Partialdrücken von Sauer stoff und Stickstoff sowie der Verweilzeit abhängig. Das über geordnete Ziel sämtlicher verbrennungstechnischer Maßnahmen zur Senkung der NO- bzw. NO_x-Anteile muß es daher sein, durch Ände rung der Brenner- und/oder Prozeßparameter als Haupteinflußgröße die Flammentemperatur abzusenken.

Hierzu ist es aus der DE 29 26 278 C2 bekannt, einen zum Betrieb von Gasturbinen geeigneten Brenner mit vollständig homogener Brennstoff/Luft-Vormischung und Luftüberschußkühlung zu betreiben, der sowohl niedrige NO_x als auch CO-Emissionen auf weist. Um bei diesem Brenner die Flammentemperaturen und damit auch die NO-Bildung niedrig zu halten, wird der gesamte zur Erzielung der thermischen Nennlast erforderliche Brennstoff mit einer das stöchiometrische Mindestmaß bei weitem übersteigenden Luftmenge homogen vorgemischt. Die theoretischen Flammentem peraturen bewegen sich hierbei im Bereich zwischen 1200 und 1600°C, und liegen damit unterhalb jener Werte, die bei einer streng stöchiometrischen Verbrennung erreicht werden. Dieses Konzept der Luftüberschußkühlung bietet sich vor allem bei der Verbrennung in Gasturbinen an, bei der aufgrund der begrenzten Temperaturen am Turbineneintritt ohnehin mehr Luft zur Verfügung steht als für die Verbrennung erforderlich ist.

Das bekannte Verfahren der Luftüberschußkühlung weist allerdings auch einige Nachteile auf. So wird im Vergleich zu anderen Bren nerbauarten und insbesondere Mündungsmischbrennern ein kleinerer Leistungs- und Luftzahlregelbereich erreicht. Außerdem ist mit dem bekannten Verfahren eine relativ hohe thermische Belastung der Brennkammer verbunden. Schließlich kann es, insbesondere wegen der unzureichenden Regelbarkeit der Luftmenge, zu Flammen instabilitäten und dadurch hervorgerufenen Schwingungen der Brennkammer kommen.

Ausgehend von einem Verfahren sowie einem Brenner gemäß DE 29 26 278 C2 liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein mit einem nur geringen NO_x-Gehalt im Abgas arbeitendes Ver fahren zum Betreiben eines Brenners mit gasförmigen und flüssi gen Brennstoffen bei niedrigen Verbrennungstemperaturen zu schaffen, welches eine hohe Stabilität der Brennerflamme und damit eine gute Regelbarkeit der Luftmenge gestattet.

Zur Lösung wird vorgeschlagen, daß der Mischkammer ein Vorgemisch aus einem Teilstrom des insgesamt am Verbrennungspro zeß beteiligten Brennstoffes sowie der Gesamtmenge der Verbren nungsluft zugeführt wird, und das so gebildete Vorgemisch bei Eintritt in die Brennkammer einer zumindest bereichsweise schnellen Vermischung durch starke Verwirbelung unterzogen wird, und in das so verwirbelte Gemisch der zur vollständigen Ver brennung noch erforderliche, restliche Brennstoff eingedüst wird.

Auf diese Weise gelingt es, die guten verbrennungstechnischen Eigenschaften zweier Brennertypen in idealer Weise miteinander zu kombinieren: Mündungsmischbrenner weisen eine hohe Stabilität der Brennerflamme und daher einen großen Regelbereich sowie eine geringe Pulsationsneigung auf, während Brenner mit Vor mischflamme den Vorteil einer nur geringen NO_x- und CO-Emission aufweisen. Beide genannten Vorteile werden bei dem erfindungsge mäßen Verfahren erreicht, ohne daß die jeweiligen Nachteile der bekannten Verfahren nennenswert in Kauf genommen werden müssen.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß der der Mischkammer zugeführte Teilstrom aus Brennstoff über den gesamten Leistungsbereich des Brenners konstant 60 bis 95%, vorzugsweise konstant 70 bis 90%, der gesamten, der Nennlei stung des Brenners entsprechenden Brennstoffmenge (Brennstoff enthalpiestrom) beträgt.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß der der Mischkammer zugeführte Teilstrom an Brennstoff 40 bis 95%, vorzugsweise 70 bis 90%, der gesamten, der aktuellen Leistung entsprechenden Brennstoffmenge (Brennstoffenthalpiestrom) beträgt.

Die schnelle Vermischung und Verwirbelung erfolgt vorzugsweise in einem an der Gasverteilungseinrichtung angeordneten Drallerzeuger.

Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß die schnelle Vermischung und Verwirbelung ausschließlich in einem zentralen Bereich der Gasverteilungseinrichtung erfolgt. In diesem Fall wird der restliche Brennstoff mit einem hohen Austrittsimpuls im Zentralbereich der Hauptströmung eingedüst, wodurch es gelingt, die thermische Belastung der Wände der Brennkammer entscheidend zu reduzieren. Zu diesem Vorteil trägt ferner bei, wenn der zentrale Bereich von einem ringförmigen Bereich umgeben ist, in dem das in die Brennkammer einströmende Gemisch eine weitgehend koaxiale Parallelströmung einnimmt, welche den Bereich der Verwirbelung einfaßt.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist schließlich vorge sehen, daß der restliche Brennstoff in einem Winkel zwischen 60° und 165°, vorzugsweise orthogonal zur Längsachse der Brennkammer in das verwirbelte Gemisch eingedüst wird.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, einen zur Durchfüh rung des Verfahrens besonders geeigneten Brenner zu schaffen.

Zur Lösung dieser Teilaufgabe wird bei einem Brenner der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß zusätzlich zu der in die Mischkammer führenden Zuleitung für Brennstoff eine weitere Zuleitung vorhanden ist, deren Austrittsdüsen in oder unmittelbar hinter der mit Verwirbelungselementen versehenen Gasverteilungseinrichtung in die Brennkammer münden, so daß zu sätzlicher Brennstoff mit hoher Impulsenergie in das verwirbelte Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemisch gelangt.

Gemäß einer Weiterbildung des Brenners sind die Verwirbelungs elemente als Drallerzeuger ausgebildet, und die Austrittsdüsen münden in einem Winkel zwischen 60° und 165°, vorzugsweise orthogonal zur Längsachse der Brennkammer in den von dem Drallerzeuger beeinflußten Bereich. Auf diese Weise wird eine besonders gute Verteilung des zusätzlichen Brennstoffs in der Brennkammer erreicht, was zur Stabilisierung der Brennerflamme beiträgt, insbesondere bei einem Anstellwinkel der Leitschaufeln des Drallerzeugers zwischen 30° und 70°. Eine zusätzliche Loch düse ist geeignet, die Stabilisierung der Flamme zusätzlich zu verbessern.

Von Vorteil ist ferner, wenn der Drallerzeuger vollständig von einer ringförmigen Öffnung umgeben ist, die dem hierüber in die Brennkammer einströmenden Anteil des Brennstoff-Verbrennungs luft-Gemischs eine weitgehend koaxiale Strömungsrichtung ver leiht. Auf diese Weise gelingt es, die hohen Temperaturen im Zentrum der Brennkammer mit einem Bereich geringerer Tempe raturen zu ummanteln, und auf diese Weise die thermische Belastung der Wände der Brennkammer entscheidend zu reduzieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Brenners sind die Ver wirbelungselemente zur Einstellung des Verwirbelungsgrades ver stellbar gestaltet.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Mischkammer eine langge streckte, axial zur Brennkammer ausgerichtete Mischstrecke auf weist, an deren Ende die Gasverteilungseinrichtung mit den Ver wirbelungselementen angeordnet ist, wobei die weitere Zuleitung für Brennstoff in Form einer Gaslanze zentral durch die Misch strecke und die Gasverteilungseinrichtung hindurchgeführt ist. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauart des Brenners er reicht.

Ferner ist eine Ausgestaltung des Brenners durch eine der Brennkammer nachgeordnete und gegenüber dem Querschnitt der Brennkammer erweiterte und mündungsseitig offene Ausbrandkammer gekennzeichnet, in der die die Brennkammer verlassenden, noch brennbaren Abgasbestandteile vollständig umgesetzt werden, vorzugsweise mittels eines in der Ausbrandkammer angeordneten Oxidationskatalysators.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Ver fahrens sowie des Brenners werden nachfolgend anhand der beige fügten Zeichnung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung einen mit niedrigen Ver brennungstemperaturen und unter Bildung schadstoffarmer Abgase arbeitenden Brenner für gasförmige und flüssige Brennstoffe;

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht eine in dem Brenner gemäß Fig. 1 verwendete Gasverteilungseinrichtung und

Fig. 3 die Gasverteilungseinrichtung gemäß Fig. 2 in einer Stirnansicht.

Der in Fig. 1 dargestellte Brenner verfügt zunächst über eine Mischeinrichtung, die sich aus einer Zuleitung 1 für Verbren nungsluft, einer Verteilkammer 2 zur Verteilung der Verbren nungsluft, einer Zuleitung 3 mit ringförmigem Austritt zur Gas eindüsung für Brennstoff sowie einer Mischkammer 4 mit langgestreckter Mischstrecke 5 zusammensetzt. Die für den Ver brennungsvorgang erforderliche Verbrennungsluft gelangt über die Zuleitung 1 zunächst in die Verteilkammer 2, und strömt von dort über einen Ringkanal unter gleichzeitiger Mitnahme des über die Zuleitung 3 ringförmig zugeführten Brennstoffes in die Misch kammer 4. Die Mischkammer 4 ist als langgestreckter Zylinder ausgebildet, und bildet auf diese Weise die Mischstrecke 5, auf der eine weitgehende Homogenisierung des Brennstoff-Ver brennungsluft-Gemisches stattfindet.

Die Eindüsung kann alternativ bei Verwendung mehrerer Einzel brennkammern über mehrere in der Mischstrecke 5 verteilte Rohre erfolgen, wobei die Düsen vorzugsweise entgegen der Luft strömungsrichtung geneigt sind.

Am Ende der Mischkammer 4 bzw. der Mischstrecke 5 ist koaxial zur Mischkammer 4 eine Gasverteilungseinrichtung 6 angeordnet, hinter der sich eine Brennkammer bzw. Reaktionskammer 7 befin det, in der die thermische Umsetzung des Brennstoffes und der Verbrennungsluft stattfindet. Mischkammer 4, Gasverteilungseinrichtung 6 sowie Brennkammer 7 sind jeweils axial zueinander ausgerichtet, wobei die Brennkammer 7 einen sich an die Gasverteilungseinrichtung anschließenden, zylindrischen Abschnitt 8 sowie einen blasenförmig erweiteren Abschnitt 9 aufweist.

An die Brennkammer 7 schließt sich, ebenfalls axial ausge richtet, eine gegenüber dem Querschnitt der Brennkammer 7 erweiterte und mündungsseitig offene Ausbrandkammer 10 an. Die Innenwand der Ausbrandkammer 10 kann mit einem katalytisch wirk samen Material ausgekleidet sein, um die die Brennkammer 7 ver lassenden, noch brennbaren Abgasbestandteile in die unproblema tischen Produkte H₂O und CO₂ umzusetzen. Die Ausbrandkammer 10 ist beim Ausführungsbeispiel in Form einer langgestreckten zylindrischen Hülse gestaltet, um die Zufuhr von Luftsauerstoff im Bereich des Ausbrandes weitgehend zu vermeiden. Zum Zwecke der Filmkühlung ist es möglich, einen Teil der zur Verfügung stehenden Luft durch die Wand der Brennkammer einströmen zu lassen.

Am Ende der Brennkammer 7 wird in üblicher Weise durch weitere Mischung der Brennabgase mit Luft die Turbineneintrittstempera tur eingestellt.

In Fig. 1 ist ferner dargestellt, daß nicht sämtlicher Brenn stoff in der vorgenannten Weise mit der Verbrennungsluft ge mischt wird, sondern ein Teilstrom des Brennstoffes über eine die Mischkammer 4 sowie die Gasverteilungseinrichtung 6 axial durchlaufende Gaslanze 11 zu der Brennkammer 7 gelangt. Die Gas lanze 11 bildet also eine weitere Zuleitung 12 für Brennstoff, wobei diese weitere Zuleitung 12 an ihrer der Brennkammer 7 zugewandten Stirnfläche 13 verschlossen ist. Der über die weitere Zuleitung 12 zugeführte Brennstoff gelangt daher nicht über diese Stirnfläche 13, sondern über knapp vor der Stirn fläche 13 seitlich in der Gaslanze 11 angeordnete Austrittsdüsen 14 in die Brennkammer 7, was nachfolgend noch näher erläutert werden wird.

Einzelheiten aus dem Bereich der Gasverteilungseinrichtung 6 werden nunmehr anhand der Fig. 2 und 3 erläutert.

Die Gasverteilungseinrichtung 6 ist nach Art einer Scheibe ge staltet, und setzt sich aus insgesamt drei ringförmigen Ab schnitten zusammen. Der innerste Abschnitt, welcher das naben artige Ende der Gaslanze 11 ringförmig umgibt, verfügt über mehrere Verwirbelungselemente in Gestalt von Drallerzeugern 15, welche nach Art von Turbinenschaufeln angeordnet sind. Die Ver wirbelungselemente bewirken infolge der durch die einzelnen Schaufeln des Drallerzeugers 15 ausgeübten Drallwirkung eine starke Verwirbelung des hindurchtretenden Brennstoff-Ver brennungsluft-Gemisches.

An diesen inneren Abschnitt der Gasverteilungseinrichtung 6 schließt sich in radialer Richtung eine ringförmige Öffnung 16 an, die einen weitgehend freien Querschnitt zum ungehinderten und damit druckverlustfreien Durchtritt des Brennstoff-Verbren nungsluft-Gemisches freiläßt.

Der äußerste Abschnitt der Gasverteilungseinrichtung 6 wird durch eine ringförmige Lochdüse 17 mit einer Vielzahl von Löchern 18 gebildet.

Die einzelnen Schaufeln des Drallerzeugers 15 sind über jeweils zweifach abgewinkelte Hebel 19 mit dem Außenmantel der ring förmigen Öffnung 16 verbunden. Hierdurch wird erreicht, daß sich durch eine axiale Lageveränderung der Gaslanze 11 der Anstell winkel sämtlicher Schaufeln, und damit die Drallwirkung des Drallerzeugers 15, verändern und einstellen läßt. Die Gaslanze 11 ist hierzu an ihrem aus der Mischeinrichtung herausragenden Ende mit entsprechenden axialen Verstellmöglichkeiten versehen. Der Anstellwinkel der Schaufeln sollte zwischen 30° und 70° zur Hauptströmungsrichtung betragen.

Fig. 2 läßt schließlich erkennen, daß das nabenartig gestaltete Ende der Gaslanze 11 mit den Austrittsdüsen 14 für den zusätz lichen Brennstoff versehen ist, wobei die Ausrichtung der Aus trittsdüsen 14 vorzugsweise so gewählt ist, daß der Brennstoff aus diesen orthogonal zur Längsachse der Gasverteilungseinrich tung 6 austritt. Der Austrittswinkel kann aber auch im Bereich zwischen 60° und 165° liegen.

Die Arbeitsweise des Brenners ist wie folgt:

Der größte Teil des Brennstoffes wird zusammen mit der gesamten Verbrennungsluftmenge in der Mischeinrichtung gemischt und ent lang der Mischstrecke 5 homogen vermischt. Zur Vermeidung von Druckverlusten ist diese Strömung weitgehend drallfrei. Diese, über die Zuleitung 3 zugeführte Brennstoffmenge beträgt entweder
über den gesamten Leistungsbereich konstant 60 bis 95%, vorteilhaft 70 bis 90%, der gesamten, der Nennleistung entsprechenden Brennstoffmenge (Brennstoffenthalpie) oder
40 bis 95%, vorteilhaft 70 bis 90%, der gesamten, der ak tuellen Leistung entsprechenden Brennstoffmenge (Brenn stoffenthalpie).

Die Menge an Verbrennungsluft beträgt das 1,2 bis 10-fache, vor teilhaft das 1,6 bis 4-fache, der für die vollständige Verbren nung der aktuellen Gesamt-Brennstoffmenge erforderlichen Ver brennungsluft-Menge. Dieses Gemisch ist für sich allein noch nicht zündfähig, so daß Rückschläge der Flamme in die Mischkam mer 4 nicht zu befürchten sind.

Das entlang der Mischstrecke 5 homogenisierte Brennstoff-Ver brennungsluft-Gemisch gelangt anschließend zu der Gasver teilungseinrichtung 6 mit dem integrierten Drallerzeuger 15. Das Gemisch wird hierin in zwei Teilströme aufgeteilt: Der durch den Drallerzeuger 15 geführte Teilstrom gelangt in stark verwirbel tem Zustand in die Brennkammer 7, während der durch die ring förmige Öffnung 16 hindurchtretende Teilstrom eine weitgehend koaxiale Parallelströmung einnimmt, welche die verwirbelte Strö mung gewissermaßen ummantelt.

In die verwirbelte Strömung wird über die Austrittsdüsen 14 die restliche, über die weitere Zuleitung 12 zugeführte Brennstoff menge eingedüst. Infolge der erzeugten Drallwirkung findet unmittelbar eine sehr gute Vermischung dieses weiteren Brenn stoffes mit dem bereits vorhandenen Gemisch statt, so daß eine sehr stabile Flamme entsteht. Diese zentrale Flamme mit hoher Temperatur wird von der weniger heißen Flamme ummantelt, welche bei der Verbrennung des durch die ringförmige Öffnung 16 hindurchtretenden Gemisches entsteht. Auf diese Weise wird nicht nur eine Stabilisierung der zentralen Flamme erreicht, sondern es tritt auch eine Reduzierung der Temperaturen im Bereich der Wand der Brennkammer 7 ein. Da die Verwirbelung durch den Drall erzeuger 15 zudem zu einer Verringerung der Strömungsgeschwin digkeiten in dem zentralen Bereich führt, ergibt sich außerdem eine bessere Ausfüllung des insgesamt zur Verfügung stehenden Reaktionsvolumens, ohne daß es zu Überhitzungen der Drallkörper kommt. Da eine Verdrallung nur eines Teils des insgesamt durch die Gasverteilungseinrichtung 6 hindurchströmenden Gemisches stattfindet, sind die Druckverluste relativ niedrig. Vor allem aber wird durch die den Drallerzeuger 15 umgebende ringförmige Öffnung 16 eine Stabilisierung des zentralen Brennstoffstrahles erreicht, und damit eine hohe Stabilität, verbunden mit einfacher Regelbarkeit, der zentralen Flamme. Die Lochdüse 17 im Randbereich des Drallerzeugers 15 verbessert die Stabilität und den Ausbrand der Flamme. Lochdüse 17 und Drallerzeuger 15 werden durch das hindurchströmende Gemisch gekühlt.

Durch Veränderung des Anstellwinkels der Schaufeln des Draller zeugers 15 ist eine Anpassung an die jeweilig gewünschten Be triebserfordernisse möglich.

Nach Verlassen der Brennkammer 7 tritt das Abgas in die Aus brandkammer 11 ein, in der der vollständige Abbau der noch brennbaren Abgasbestandteile zu den unproblematischen Produkten H₂O und CO₂ erfolgt. Wegen der mit dieser Anordnung des Brenners realisierbaren hohen Luftverhältnisse und der damit verbundenen niedrigen Reaktionstemperaturen können extrem niedrige NO_x-Emis sionen erreicht werden. Dabei steigen die CO-Emissionen an. In diesem Fall ist eine weitere chemische Umsetzung durch den in der Ausbrandkammer 10 angeordneten Oxidationskatalysator möglich.

Bezugszeichenliste

1 Zuleitung für Verbrennungsluft
2 Verteilkammer
3 Zuleitung für Brennstoff
4 Mischkammer
5 Mischstrecke
6 Gasverteilungseinrichtung
7 Brennkammer
8 zylindrischer Abschnitt
9 blasenartig erweiterter Abschnitt
10 Ausbrandkammer
11 Gaslanze
12 weitere Zuleitung für Brennstoff
13 Stirnfläche
14 Austrittsdüse
15 Drallerzeuger
16 ringförmige Öffnung
17 Lochdüse
18 Löcher
19 Hebel

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Brenners mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen bei niedrigen Verbrennungstempera turen und unter Bildung schadstoffarmer Abgase, bei dem ein überstöchiometrisches Gemisch aus Brennstoff und Verbren nungsluft in einer der Brennkammer vorgelagerten Misch kammer homogenisiert und dann über eine Gasverteilungsein richtung in die Brennkammer geführt wird, in der dann die vollständige Verbrennung des insgesamt am Verbrennungs prozeß beteiligten Gemisches aus Brennstoff und Ver brennungsluft erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkammer ein Vorgemisch aus einem Teilstrom des insgesamt am Verbrennungsprozeß beteiligten Brennstoffes sowie der Gesamtmenge der Verbrennungsluft zugeführt wird, und das so gebildete Vorgemisch bei Eintritt in die Brenn kammer einer zumindest bereichsweise schnellen Vermischung durch starke Verwirbelung unterzogen wird, und in das so verwirbelte Gemisch der zur vollständigen Verbrennung noch erforderliche, restliche Brennstoff eingedüst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Mischkammer zugeführte Teilstrom an Brennstoff über den gesamten Leistungsbereich des Brenners konstant 60 bis 95 %, vorzugsweise konstant 70 bis 90%, der gesamten, der Nennleistung des Brenners entsprechenden Brennstoffmenge beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Mischkammer zugeführte Teilstrom an Brennstoff 40 bis 95%, vorzugsweise 70 bis 90%, der gesamten, der aktuellen Leistung entsprechenden Brennstoffmenge beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die schnelle Vermischung und Verwirbelung in einem an der Gasverteilungseinrichtung angeordneten Drall erzeuger erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die schnelle Vermischung und Verwirbelung ausschließlich in einem zentralen Bereich der Gasvertei lungseinrichtung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich von einem ringförmigen Bereich umgeben ist, in dem das in die Brennkammer einströmende Gemisch eine weitgehend koaxiale Parallelströmung einnimmt, welche den Bereich der Verwirbelung einfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der restliche Brennstoff in einem Winkel zwi schen 60° und 165°, vorzugsweise orthogonal zur Längsachse der Brennkammer in das verwirbelte Gemisch eingedüst wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Vorgemisch allein nicht zündfähig ist.

9. Brenner zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 8, mit Zuleitungen (3, 12; 1) für Brennstoff und Verbrennungsluft, einer Mischkammer (4), einer der Mischkammer (4) nachgeordneten Brennkammer (7) sowie einer zwischen der Mischkammer (4) und der Brennkammer (7) ange ordneten Gasverteilungseinrichtung (6) mit Öffnungen zum definierten Eintritt des in der Mischkammer (4) gebildeten Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemisches in die Brennkammer (7), dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der in die Mischkammer (4) führenden Zu leitung (3) für Brennstoff eine weitere Zuleitung (12) vor handen ist, deren Austrittsdüsen (14) in oder unmittelbar hinter der mit Verwirbelungselementen (15) versehenen Gas verteilungseinrichtung (6) in die Brennkammer (7) münden, so daß zusätzlicher Brennstoff mit hoher Impulsenergie in das verwirbelte Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemisch ge langt.

10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungselemente als Drallerzeuger (13) ausgebildet sind, und die Austrittsdüsen (14) in einem Winkel zwischen 60° und 165°, vorzugsweise orthogonal zur Längsachse der Brennkammer (7) in den von dem Drallerzeuger (15) beein flußten Bereich der Brennkammer (7) münden.

11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallerzeuger (15) mit Leitschaufeln versehen ist, die unter einem Winkel zwischen 30° und 70° zur Hauptströmungs richtung angestellt sind.

12. Brenner nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß um die Verwirbelungselemente (15) herum eine mit mehreren Löchern (18) versehene Lochdüse (17) angeord net ist.

13. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallerzeuger (15) vollständig von einer ringförmigen Öffnung (16) umgeben ist, die dem hierüber in die Brenn kammer (7) einströmenden Anteil des Brennstoff-Ver brennungsluft-Gemischs eine weitgehend koaxiale Strömungs richtung verleiht.

14. Brenner nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verwirbelungselemente (15) zur Ein stellung des Verwirbelungsgrades verstellbar gestaltet sind.

15. Brenner nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mischkammer (4) eine langgestreckte, axial zur Brennkammer (7) ausgerichtete Mischstrecke (5) aufweist, an deren Ende die Gasverteilungseinrichtung (6) mit den Verwirbelungselementen (15) angeordnet ist, wobei die weitere Zuleitung (12) für Brennstoff in Form einer Gaslanze (11) zentral durch die Mischstrecke (5) und die Gasverteilungseinrichtung (6) hindurchgeführt ist.

16. Brenner nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch eine der Brennkammer (7) nachgeordnete, gegenüber dem Querschnitt der Brennkammer (7) erweiterte und mündungs seitig offene Ausbrandkammer (10), in der die die Brenn kammer (7) verlassenden, noch brennbaren Abgasbestandteile vollständig umgesetzt werden, vorzugsweise mittels eines in der Ausbrandkammer (10) angeordneten Oxidationskatalysa tors.

17. Brenner nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Brennkammer (7) blasenförmig gestaltet ist und am Ende eine Einschnürung aufweist.