DK173612B1 - Brænder - Google Patents

Description

i DK 173612 B1

Den foreliggende opfindelse angår en brænder til at indføre fast, flydende og/eller gasformigt brændsel i en brændezone på en ovn, så som en roterovn til fremstilling af cementklinker eller lignende, hvilken brænder omfatter et 5 eller flere i det væsentlige koncentriske rør for fremføring af brændsel og primærluft, hvor det yderste rør eventuelt omfatter en ildfast beklædning for at beskytte brænderen mod den varme ovnatmosfære.

10 Fra PCT/EP98/00145, der indehaves af ansøgeren til nærværende ansøgning og hvis indhold hermed betragtes som omfattet af nærværende ansøgning, kendes en brænder af ovennævnte art.

15 Ved anvendelse af brændere af denne type i eksempelvis en roterovn til fremstilling af cement, hvor ovnatmosfæren ofte er støvholdig, har det vist sig, at der hyppigt dannes aflejringer på oversiden af brænderens yderste rør i nærheden af spidsen. Disse aflejringer kan på få timer vokse 20 til flere meter høje, pyramidelignende bjerge, og består hovedsageligt af delvist smeltet klinkerstøv. Aflejringerne kan give anledning til driftsforstyrelser, fordi de kan blokere en del af luftdysen og derved ændre flammens form og retning, således at flammen i uheldige tilfælde rammer mod 25 den indvendige foring i ovnen, hvilket kan medføre en betydelig reduktion i foringens levetid. Hvis aflejringerne bliver meget store, som nævnt ovenfor, kan de også medføre at brænderrøret overbelastes, hvilket kan føre til brænderhavari.

30

Det er almindeligt kendt at løse ovennævnte problem ved regelmæssigt at fjerne aflejringerne. Indtil nu har det været mest almindeligt at fjerne dem manuelt ved hjælp af en lang, rørformet lanse, udstyret med en dyse for indblæsning 3 5 af vand ved højt tryk, ca. 3 00 bar. Lansen, som normalt indføres gennem et af observationshullerne i ovnendebunden, DK 173612 B1 2 skal føres helt hen til aflejringerne. Når vandstrålen rammer aflejringerne, sker der på grund af den høje temperatur en dampeksplosion. Det er denne dampeksplosion, der slår aflejringerne i stykker.

5

Ovennævnte metode er forbundet med en del ulemper. De kraftige dampeksplosioner udgør en risiko for personskader. Operatøren er derfor nødsaget til at bære beskyttelsesudstyr. Da aflejringerne opstår ved spidsen af brænderrøret, 10 som typisk kan være otte til ti meter langt, kan det være vanskeligt at manipulere den lange lanse gennem det lille observationshul. I mange tilfælde kræves der to personer for at betjene lansen. Der er stor risiko for skader på brænderrørets ildfaste beklædning, fordi vandstrålen 15 utilsigtet kan ramme denne i stedet for aflejringerne. For at metoden skal være effektiv, skal fjernelsen desuden ske hyppigt, ofte hver anden eller hver tredje time, hvilket gør den tidskrævende, 20 En anden metode, som har været forsøgt, er at indbygge vandlansen permanent i brænderrøret. På denne måde undgår man den farlige og tidskrævende manuelle operation. Denne metode har imidlertid ikke vist sig egnet, idet aflejringerne erfaringmæssigt kun kan fjernes effektivt ved 25 at bestryge et større område med vandstrålen.

Endelig er der i DE-19628487-A1 beskrevet en tredje metode. Brænderen beskrevet i dette skrift omfatter et ekstra ydre rør, som ved spidsen er forsynet med et antal dyseåbninger i 30 aksial og radial retning. Røret er forbundet med en trykluftdrevet luftblæser (air blaster), og fjernelsen af aflejringerne skal angiveligt kunne ske ved at udløse luftblæseren med regelmæssige intervaller. Med denne metode vil man næppe kunne fjerne alle aflejringer, men 35 sandsynligvis kun dem, der er i umiddelbar nærhed af dyseåbningerne.

DK 173612 B1 3

Formålet med den foreliggende opfindelse er at angive en brænder, hvor aflejringer vil kunne fjernes uden de førnævnte ulemper.

5 Dette opnås med en brænder af den i indledningen angivne art, og som er kendetegnet ved, at den omfatter en drejeindretning, hvormed i det mindste det yderste rør kan roteres om brænderens længdeakse.

10 Herved opnås, at det under drift er muligt at forhindre aflejringer i at bygge sig op på brænderens overside, fordi eventuelle støvaflejringer vil falde af, når røret roteres.

En anden væsentlig fordel vil være, at slid og strålevarme stammende fra materialestrømmen, som normalt virker 15 nedbrydende på beklædningen på brænderens undersiden, på grund af rotationen fordeles jævnt over hele brænderens omkreds. Dette vil give brænderen en længere levetid og dermed ovnen en bedre drifttidsfaktor.

20 Drejeindretningen kan udgøres af en hvilken som helst egnet type, men det foretrækkes, at den er mekanisk, eksempelvis i form af en tandhjulsudveksling. Drejeindretningen kan drives ved håndkraft eller ved hjælp af en motor, der eventuelt kan fjernbetjenes.

25 I tilfælde hvor drejeindretningen er motordrevet, kan motoren passende være indstillet til at give røret en rotationshastighed på mellem 0,25 og 5 omdrejninger pr. time, fortrinsvis på omkring 1 omdrejning pr. time.

30

Brænderen omfatter i sin mest simple udformning kun et enkelt rør til fremføring af brændsel og primærluft. Det foretrækkes dog, at brænderen omfatter et brænderrør, i hvilket der er anbragt et eller flere hermed koncentriske 35 indre rør, der danner et antal ringformede kanaler for DK 173612 B1 4 separat fremføring og indblæsning af brændsel og primærluft.

I en sådan udførelsesform for brænderen ifølge opfindelsen vil i det mindste det yderste rør kunne roteres om brænderens længdeakse, men brænderen kan også være udformet 5 således, at hele brænderen kan rotere om sin længdeakse.

Brænderen kan i en foretrukken udførelsesform omfatte et kapperør, der er anbragt koncentrisk uden om brænderrøret, og i det tilfælde kan i det mindste dette kapperør bringes 10 til at rotere om brænderens længdeakse.

I tilfælde hvor brænderen omfatter et kapperør kan en del af primærluften ledes gennem en spalte tilvejebragt mellem brænderrøret og kapperøret for derved at afkøle kapperøret.

15 Den luftmængde, der ledes gennem spalten mellem brænderrøret og kapperøret kan med fordel udgøre mellem 2 og 4% af den teoretisk nødvendige forbrændingsluftmængde.

Kapperøret kan desuden være udformet med huller for 20 bortledning af den tilledte luft, hvilket kan medvirke til at begrænse støvaflejringen på brænderen.

Brænderen kan yderligere omfatte en eller flere brænderlanser for fremføring og indblæsning af flydende 25 eller gasformigt brændsel, samt et eller flere rør for fremføring og indblæsning af supplerende faste brændsler.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, der er skematisk og hvor

Fig. 1 viser delvist i snit et sidebillede af en brænder ifølge opfindelsen, og 30 DK 173612 B1 5

Fig. 2 viser et snitbillede af den forreste del af samme brænder.

I Fig. 1 og 2 er vist en brænder 1, der er beregnet til 5 kombineret fyring med olie og kulstøv i en ovn, så som en roterovn til fremstilling af cementklinker eller lignende. Brænderen 1 er i det væsentlige af kendt konstruktion og omfatter et centralt beskyttelsesrør 2, hvori en separat lanse, ikke vist, til fremføring og forstøvning af 10 brændselsolie kan være anbrangt.

Koncentrisk rundt om beskyttelsesrøret 2 er anbragt to rør 3 og 4, der imellem sig danner en ringformet kanal 6 for fremføring og indblæsning af en blanding af kulstøv og luft.

15 For at holde den ikke viste olielanse afkølet og fri for støv kan der i mellemrummet mellem rør 3 og beskyttelsesrøret 2 fremføres og indblæses en mindre del af den samlede primærluftmængde. Foruden beskyttelsesrøret 2 vil der i røret 3 kunne anbringes et eller flere rør for tilførsel af 20 supplerende alternative brændsler.

Koncentrisk rundt om røret 4 er anbragt et brænderrør 7, som sammen med røret 4 danner en ringformet kanal 9 for fremføring af den resterende del af primærluften.

25

Yderst omfatter den viste brænder et kapperøret 11, der udvendigt er forsynet med en ildfast beklædning 12, og som ved den forreste ende er understøttet på afstandsklodser 13. Indvendigt i kapperøret er der en styrering 15, som ligger 30 an mod afstandsklodserne. Røret 11's bageste ende hviler på ruller 19. Røret 11 kan drejes ved hjælp af en tandhjulsudveksling 21. På det sted, hvor kapperøret forløber igennem ovnvæggen 23, er der anbragt en fjederbelastet lukkeplade 25. Lukkepladen forhindrer 35 indtrængen af falskluft samtidig med, at den tillader rotation af kapperøret 11. Lukkepladen 25's fjederbelastning sikrer desuden, at førnævnte styrering 15 ligger an mod 6 DK 173612 B1 afstandsklodserne 13, sådan at kapperøret er fikseret i aksial retning uafhængig af termisk længdeudvidelse.

I brænderrøret 7 er boret et antal huller 31, hvorigennem en 5 mindre del af primærluften kan ledes ud i spalten 33 mellem brænderrøret og kapperøret for køling. Denne køleluftmængde, som normalt vil udgøre 2-4 % af den teoretiske forbrændingsluftmængde, bør i hovedsagen ledes bagud gennem spalten, sådan at tilførselen af kold luft til ovnen begrænses mest 10 muligt. Alternativt kan kapperøret 11 være udformet med et antal huller 3 5 for bortledning af luften ud gennem den ildfaste beklædning.

Under drift forhindres aflejringer på kapperøret ved at 15 rotere dette ved hjælp af tandhjulsudvekslingen 21, enten ved håndkraft eller ved hjælp af en påbygget motor, ikke vist. Rotationshastigheden bør vælges sådan, at røret mindst roterer en hel omdrejning i timen. Rotationen kan foretages med konstant omdrejningshastighed, eller den kan være 20 diskontinuert.

25 30

Claims (10)

1. Brænder {1) til at indføre fast, flydende og/eller gasformigt brændsel i en brændezone på en ovn, så som en 5 roterovn til fremstilling af cementklinker eller lignende, hvilken brænder (1) omfatter et eller flere i det væsentlige koncentriske rør (2, 3, 4, 7) for fremføring af brændsel og primærluft, hvor det yderste rør eventuelt omfatter en ildfast beklædning (12) for at beskytte brænderen mod den 10 varme ovnatmosfære, kendetegnet ved, at den omfatter en drejeindretning (21), hvormed i det mindste det yderste rør kan roteres om brænderens længdeakse.

2. Brænder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 15 drejeindretningen er mekanisk, eksempelvis i form af en tandhjulsudveksling (21), og kan drives ved håndkraft eller ved hjælp af en motor, der eventuelt kan fjernbetjenes.

3. Brænder ifølge krav 2, kendetegnet ved, at motoren er 20 indstillet til at give røret en rotationshastighed på mellem 0,25 og 5 omdrejninger pr. time, fortrinsvis på omkring 1 omdrejning pr. time.

4. Brænder ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den omfatter 25 et brænderrør (7) , i hvilket der er anbragt et eller flere hermed koncentriske indre rør (2, 3, 4), der danner et antal ringformede kanaler for separat fremføring og indblæsning af brændsel og primærluft.

5. Brænder ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den er udformet således at hele brænderen kan rotere om sin længdeakse. DK 173612 B1

6. Brænder ifølge ethvert af kravene 1-5, kendetegnet ved, den omfatter et kapperør (11), der er anbragt koncentrisk uden om brænderrøret (7), og at i det mindste dette kapperør kan bringes til at rotere om brænderens længdeakse. 5

7. Brænder ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den mellem brænderrøret (7) og kapperøret (11) omfatter en spalte 33, igennem hvilken ledes en del af primærluften for derved at afkøle kapperøret. 10

8. Brænder ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den luftmængde, der ledes gennem spalten (33) mellem brænderrøret og kapperøret udgør mellem 2 og 4% af den teoretisk nødvendige forbrændingsluftmængde. 15

9. Brænder ifølge krav 8, kendetegnet ved, at kapperøret (11) er udformet med huller (35) for bortledning af den tilledte luft.

10. Brænder ifølge krav 9, kendetegnet ved, den omfatter en eller flere brænderlanser for fremføring og indblæsning af flydende eller gasformigt brændsel, samt et eller flere rør for fremføring og indblæsning af supplerende faste brændstoffer. 25 30