DK165138B - Braender til forbraending af flydende eller gasformet braendsel - Google Patents

Description

i

DK 165138B

Opfindelsen angår en brænder til forbrænding af flydende eller gasformet brændsel som angivet i krav 1' s indledning.

En sådan brænder, der tjener til nedsættelse af 5 kvælstofoxid-dannelsen under forbrændingen, er kendt fra USA-patentskrift nr. 4.347.052, for såvidt angår opdelingen af forbrændingsluften i primærluft, sekundærluft og tertiærluft samt tilførsel af tertiærluften via kendte luftkasser. Ved disse brændere sker brændslets forbrænding med primærluften 10 og sekundærluften understøkiometrisk i en primær forbrændingszone, der er omgivet af en keramisk indsats. Den til den fuldstændige forbrænding nødvendige tertiærluft tilføres flammegasserne efter disses udtræden af den keramiske indsats.

15 Det er endvidere kendt ved brændere med en central olielanse og tredelt lufttilførsel at suge røggas fra forbrændingskammeret ved hjælp af den af forbrændingsluften fremkaldte injektorvirkning. Denne røggas tilføres enten flammens inderste ende mellem primær- og sekundærlufttil-20 førslen, jfr. tysk offentliggørelsesskrift nr. 33 27 597, eller iblandes forbrændingsluftens midterstrøm før indstrømningen i forbrændingszonen, jfr. tysk offentliggørelsesskrift nr. 30 48 201. Ved de med en central brændselslanse forsynede kendte brændere kan der ved drift med tung fyrings-25 olie i forbrændingsrum med snævre pladsforhold, f.eks. ved flammerørkedler med tre røgtræk,, være vanskeligheder ved, at en forbrænding med ringe udvikling af skadelige stoffer kan være forbundet med en utilladelig høj emission af uforbrændte faststoffer, såsom sodpartikler.

30 Formålet med opfindelsen er at udforme en brænder af den indledningsvis nævnte art på en sådan måde, at dannelsen af nitrogenoxid under samtidig overholdelse af en fastsat faststofemission kan reduceres væsentligt ved forbrænding af navnlig tung fyringsolie.

35 Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af en brænder af den indledningsvis nævnte art, der er udformet med de i krav l's kendetegnende del angivne ejendommelig

DK 165138B

2 heder. Yderligere udførelsesformer for opfindelsen er angivet i underkravene.

Den opdelte tilførsel af tertiærluft og tilførslen af røggas mellem sekundærluften og tertiærluften forsinker 5 forbrændingsforløbet og forhindrer høje flammetemperaturer, hvorved dannelsen af nitrogenoxid modvirkes. Dette med hensyn til en formindsket nitrogenoxiddannelse fordelagtige forbrændingsforløb forøger imidlertid faren for en uønsket faststof produktion som følge af såkaldte uforbrændte kulstof-10 dele ved fyring især med tung brændselsolie. Det ildfast udforede brændkammer bevirker imidlertid her, at oxidationsprocessen stort set er afsluttet, således at de dannede mellemprodukter og ufuldstændige forbrændingsprodukter, såsom carbonmonoxid, sod og hydrogen er forbrændt ved enden af 15 kammeret, og at røggasserne kan afkøles i den umiddelbart efter brændkammeret følgende varmeveksler. Opstemningsringen ved brændkammerets væg bevirker en turbulering af forbrændingsprodukterne og fremskynder den fuldstændige udbrænding af brændslet. Brænderen ifølge opfindelsen er ved anvendelse 20 til forbrænding af tung brændselsolie og ved anvendelse i anlæg med fyrrum med snævre pladsforhold især fordelagtig ved, at de foreskrevne grænseværdier for emission af gasformede skadelige stoffer, såsom nitrogenoxid og carbonmonoxid samt af faste skadelige stoffer kan overholdes.

25 Et udførelseseksempel for opfindelsen er anskue- liggjort på tegningen og forklares nærmere i det følgende. På tegningen viser: fig. 1 et længdesnit gennem en brænder ifølge opfindelsen, og fig. 2 et snit efter linien II-II i fig. 1.

30 Brænderen har flere brændselslanser, nemlig en centrallanse 1 og flere, i det foreliggende tilfælde tre, udvendige satellitlanser 2, der ligger i en cirkelbue rundt om centrallansen 1. Centrallansen 1 og satellitlanserne 2 indmunder i et ildfast foret kammer 4 med en forvæg 3.

35 Brændselslanserne er udformet som olielanser eller som gaslanser til forbrænding af henholdsvis flydende eller gasformet brændsel. Alle brændselslanserne er aksialt

DK 165138 B

3 forskydelige.

Denne brænder er indrettet til fyring med især svær brændselsolie i snævre fyrrum og under dannelse af kun ringe mængder skadelige stoffer. Som forstøverlanse for det 5 flydende brændsel anvendes den indvendige blander. Som forstøvningsmiddel kan der anvendes trykluft eller damp. Brændselsmængden er opdelt på en sådan måde, at hver brændselslanse jævnt, d.v.s. ved en centrallanse 1 og n satellitlanser 2, tilføres 100/n+l% af hele brændselsmængden.

10 Brændselsindsprøjtningerne fra centrallansen 1 sker over ensartet anbragte dyseboringer, hvis indsprøjtningsvinkel tilpasses efter udformningen af kammeret 4. Brændselsudsprøjtningen fra satellitlanserne 2 sker i en bestemt retning gennem flere efter hinanden anbragte dyseboringer. Satellit-15 lansernes 2 forstøvningsstråle kan vælges på en sådan måde, at den er rettet ind i centrum af eller tangentiel til en tænkt cirkel i kammerets 4 indre. Endvidere kan indsprøjtningspositionen forskydes aksialt. Opdelingen af brændselsmængden på centrallansen 1 og satellitlanserne 2 sker på 20 denne måde for at undgå koksdannelser og for at fremskynde forgasningen af det flydende brændsel. Ved hjælp af den variable og trindelte brændselsindsprøjtning holdes de lokale flammetemperaturer og oxygenkoncentrationen lavest mulig, hvilket modvirker dannelsen af termisk nitrogenoxid og 25 brændsels-nitrogenoxid.

Centrallansen 1 er omgivet af et beskyttelsesrør 5, der igen er omgivet af to ringkanaler 6, 7, som står i forbindelse med et første luftkammer 8. Forbrændingsluften, der over en luftindstrømningsstuds 9 indtræder i luftkammeret 30 8, opdeles ved hjælp af ringkanalerne 6, 7 i en inderst beliggende primærluftstrøm og en yderst beliggende sekundærluftstrøm. I ringkanalernes 6 og 7 indløb er der anbragt luftledeorganer 10, der er aksialt forskydelige ved hjælp af et bageste stangsystem, og over hvilke der kan foretages en 35 indbyrdes afstemning af luftstrømmenes tryk- og hastigheds forhold. I luftkammerets 8 indløb er der anbragt et reguleringsspjæld 11, ved hjælp af hvilket mængden af den til

DK 165138B

4 ringkanalerne 6, 7 tilførte forbrændingsluft reguleres. På beskyttelsesrøret 5, der omgiver centrallansen 1, er der ved den indre ringkanals 6 udløbsende anbragt et hvirvelelement 12, der tildeler primærluften en hvirvelbevægelse. Yderligere 5 hvirvelelementer kan anbringes ved ringkanalens 7 indløbsende.

Den ydre ringkanal 7 til føring af sekundærluften er omgivet af en røggasringkanal 13, der over et røggaskammer 14 er forbundet med en separat røggasindløbsstuds 15.

10 Røggasindløbsstudsen 15 tilføres røggas, der ved hjælp af en blæser indsuges fra den til brænderen tilsluttede kedel. Røggassen indtræder i kammeret 4 gennem røggasringkanalen 13 og omhyller over en vis strækning central lansens 1 brændselsstråle og primærluftstrålen samt sekundærluftstrålen.

15 Luftindstrømningsstudsen 9 står endvidere i forbindelse med et andet luftkammer 16, der ved hjælp af røggaskammeret 14 er adskilt fra det første luftkammer 8, og som tjener til tilførsel af yderligere en delstrøm af forbrændingsluft som tertiær luft. I indløbet til dette andet 20 luftkammer 16 er anbragt et reguleringsspjæld 17 til regulering af den indstrømmende luftmængde. I kammerets 4 forvæg 3 er der anbragt et første sæt luftdyser 18, der indmunder i det andet luftkammer 16 og hver med en mod kammerets 4 længdeakse ombøjet eller lige ende rager ind i kammeret 4.

25 Disse luftdysers 18 luftudstrømningsåbninger ligger i en cirkelbue, hvis diameter er mindre end diameteren af den cirkelbue, i hvilken satellitlanserne 2 ligger, men større end diameteren af røggaskanalens 13 udstrømningsåbning. Luftdysernes 18 udstrømningsåbninger ligger desuden set i 30 røggassernes strømningsretning foran satellitlansernes 2 dyseboringer.

Det andet luftkammer 16 er over en række gennemstrømningsåbninger 19 forbundet med et ringkammer 20, der omgiver kammeret 4. I en afstand fra luftdysernes 18 ud-35 strømningsåbninger og satellitlansernes 2 dyseboringer er yderligere dyser 21 ført skråt gennem kammerets 4 sidevæg.

Disse dyser 21 munder ind i ringkammeret 20 og rager med

DK 165138B

5 deres ende ind i kammeret -4. Disse dysers 21 udstrømningsåbninger ligger i en cirkelbue, hvis diameter er større end diameteren af den cirkelbue, i hvilken satellitlanserne 2 ligger. Den til det andet luftkammer 16 tilførte forbræn-5 dingsluft føres over luftdyserne 18 som tertiærluft I og i afstand herfra som tertiærluft II gennem dyserne 21 ind i kammeret 4. Retningen af de af luftdyserne 18 og de yderligere dyser 21 udtrædende luftstråler er på tegningen antydet ved hjælp af streg-prik-linier. Det ses i fig. 1 og 2, at 10 tertiærluftstrålerne er rettet under en rumlig vinkel mod kammerets 4 længdeakse.

Ved opdelingen af de i kammeret 4 indførte brændsels- og luftmængder opnås i forbindelse med de indførte røggasser en forsinket forbrænding uden høje flammetempera-15 turer. Kammerets 4 ildfaste foring reducerer under dette forbrændingsforløb varmeafgivelse til omgivelserne, således at forbrændingen stort set er afsluttet ved enden af kammeret 4.

En flammerørkedels flammerør 23, der køles ved 20 hjælp af en vandkappe 22, er sluttet direkte til kammerets 4 afgangsende. Derved bliver de af kammeret 4 udtrædende forbrændingsprodukter straks afkølet.

Det ildfast forede kammer 4 har ved sin afgangsende en af stencementer sammensat opstemningsring 24. Opstemnings-25 ringen 24 danner en indsnævrings zone, hvorved der opnås en yderligere turbulering af forbrændingsprodukterne, således at den fuldstændige udbrænding af brændslet fremmes. Opstem-ningsringen 24 kan til ændring af påvirkningen på forbrændingsprocessen anbringes på forskellige steder i kammerets 4 30 længderetning. Ved en forskydning af opstemningsringen 24 retningen mod brændselslanserne kan dyserne 21 til indblæs-ningen af tertiærluften II set i røggassernes strømningsretning også ligge efter opstemningsringen 24.

Rør 25, der er forskudt i forhold til hinanden, og 35 af hvilke kun et enkelt er vist, er ført gennem luftkamrene 8, 16 og røggaskammeret 14. Disse rør 25 optager en pilot-flammebrænder eller et flammeovervågningselement eller tjener

DK 165138 B

6 som skueåbning. Yderligere skueåbninger 26 indmunder i kammeret 4.

Claims (6)

1. Brænder til forbrænding af flydende brændsel, især af tung brændselsolie eller gasformet brændsel, og ved hvilken en central brændselslanse (1) er omgivet af to ringkanaler (6, 5 7) til føring af primær og sekundær forbrændingsluft, og ringkanalerne (6, 7) er omgivet af flere cirkelformet anbragte ydre, eventuelt aksialt forskydelige brændselslanser (2) og af en tilføring for tertiær forbrændingsluft, og hvorved brændsel s lanserne (1, 2) og ringkanalerne (6, 7) 10 udmunder i et keramisk foret brændkammer (4), som er sluttet til en varmeveksler (flammerør 23), kendetegnet ved, at der mellem den ydre ringkanal (7) og den i brænd-kammeret (4) indragende, af luftdyser (18) bestående tilførsel for tertiær forbrændingsluft er anbragt en i brænd-15 kammeret (4) udmundende røggasringkanal (13), og at der i brændkammerets (4) væg er anbragt yderligere dyser (21) til føring af en delstrøm af den tertiære forbrændingsluft.

2. Brænder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de ydre brændselslanser (2) er anbragt i en cirkelbue, hvis 20 diameter er større end diameteren af den cirkelbue, i hvilken luftdysernes (18) udstrømningsåbninger ligger, og mindre end diameteren af den cirkelbue, i hvilken de yderligere dysers (21) udstrømningsåbninger ligger.

3. Brænder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en 25 opstemningsring (24) ligger an mod brændkammerets (4) indervæg.

4. Brænder ifølge krav 3, kendetegnet ved, at opstemningsringen (24) er anbragt ved flammerørsenden af brændkammeret (4).

5. Brænder ifølge krav 3, kendetegnet ved, at de yderligere dyser (21) er anbragt ved opstemningsringens (24) flammerørsside. DK 165138B 8

6. Brænder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de af luftdyserne (18) og yderligere dyser (21) udtrædende luftstråler under en rumlig vinkel er rettet mod brænd-kammerets (4) længdeakse.