DK175606B1 - Brænder - Google Patents

Description

DK 175606 B1 i

Opfindelsen angår en brænder til forbrænding af et eller flere brændstoffer,- navnlig gas, olie eller kul, omfattende: et primærluftrør til transport af et brændstof på pulverform, navnlig kul, et i primærluf-5 trøret placeret kerneluftrør, et med primærluftrøret koaksialt og dette omgivende sekundærluftrør til tilførsel af forbrændingsluft til brænderspidsen, et tertiærluftrør, der er placeret koaksialt med og omgiver sekundærluftrøret, samt et flammestabiliseren-10 de element til etablering af en tændzone for flammen.

For at reducere udledningen af ΝΟχ til omgivelserne mest muligt er det afgørende at kunne kontrollere de støkiometriske forhold under forbrændingsprocessen. Dette gøres ved at styre lufttilførslen til 15 flammen ved hjælp af en passende blanding af primær-, sekundær- og, i givet fald, tertiærluft, hvor luftstrømmene yderligeré gives forskellige hastigheder og turbulens i ledeskovle placeret i de enkelte luftveje.

En forudsætning for at forbrændingsprocessen 20 forløber effektivt er, at der etableres en sikker og stabil tændzone for flammen. I traditionelle brændere, der blandt andet kendes fra EP patentansøgning nr. 0571704, tilvejebringes dette ved et flammestabiliserende element placeret på primærluftrøret nær ved 25 brænderspidsen og mellem brænderens primær- og sekundærluftrør.

Dette arrangement bevirker, at der dels dannes en ring af recirkulerende zoner, der medvirker til at der sker en temperaturstigning, hvorved det fossile brænd-30 stof forgasses og tændvilligheden øges, dels at sekundær forbrændingsluft iblandes primærluften i ringform.

Dette medfører på sin side, at ændringer i sekundærluftstrømmen påvirker tændforholdene. Da det er ønskeligt at. reducere sekundærluftstrømmen for at øge 35 lufttrinføringen (airstaging), vil en sådan reduktion

I DK 175606 B1 I

I I

I indebære, at det på grund af forbrændingsbetingelserne I

ikke længere er muligt at opnå lave emissionsværdier. I

I Fra internationalt offentliggørelsesskrift nr. I

I WO 98/21524 kendes en brænder, hvor primær- og sekun- I

I 5 dærluftstrømmene holdes adskilt af en overgangszone, I

I der tilvejebringes af en ringformet væg, der omgiver I

I primærluftrøret. Den ringformede væg medfører dels en I

I forøget diameter af hele brænderen, dels en relativt I

I kompliceret konstruktion. I

I 10 På denne baggrund er det hensigten med opfindel- I

I sen at forbedre en brænder af den indledningsvis I

I nævnte art, hvor der sikres stabile og kontrollerede I

I forbrændingsbetingelser og ledsagende lav emission af I

NO , og som samtidig er af en enkel konstruktion. I

15 Denne hensigt nås med en brænder af den indled- I

I ningsvis nævnte art, der er ejendommelig ved, at det I

I flammestabiliserende element er placeret på kerne- I

I luftrøret, og at nævnte element er udført som en ring I

I med forholdsvis kort aksial og radial udstrækning. I

I 2 0 Med denne udførelse viser det sig, at det er I

muligt at tilvejebringe en tændzone, hvor tændingen I

I foregår fra kernen af flammen i stedet for fra yder- I

I kanten, som det er tilfældet i traditionelle brændere. I

Dette medfører en mere fuldstændig forbrænding, idet I

I 25 kulpartiklerne nær kernen tændes først og opnår en I

I bedre udbrænding i sammenligning med traditionelle I

I brændere, samt en stabil tænding i det væsentlige ‘ I

uafhængig af sekundærluft, hvilket på sin side giver I

I mulighed for den tilstræbte lufttrinføring. Endvidere I

I 30 har brænderen ifølge opfindelsen en enkel konstruktion I

I og en eventuel udskiftning af det flammestabiliserende I

I element vil kunne foretages på enkel vis ved at trække I

I kerneluftrøret ud og påmontere et nyt element i stedet I

I for at demontere store dele af brænderen som det I

I 35 tidligere har været tilfældet. I

DK 175606 B1 3 I en foretrukken udførelsesform for opfindelsen er nævnte element placeret i afstand fra brænderspidsen. På denne måde vil der opnås en længere levetid for elementet, der ikke vil udsættes for de høje 5 temperaturer ved brænderspidsen, idet temperaturen vil aftage med afstanden fra brænderspidsen, under opretholdelse af i det væsentlige uændret effekt.

Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret nærmere under henvisning til den skematiske tegning, 10 hvor fig. 1 viser et længdesnit gennem en brænder ifølge en udførelsesform for opfindelsen.

Den i fig. 1 viste brænder omfatter et antal koaksialt anbragte rørelementer, nemlig indefra og ud 15 et rør 1 til transport af et første brændstof B, f.eks. olie eller gas, et kerneluftrør 2, et primær-luftrør 3 med en luftstrøm P til transport af et andet brændstof på pulverform, f.eks. kul, et sekundærluftrør 4 samt et tertiærluftrør 5. Olie- og "gasforbræn-20 ding foregår fortrinsvis ved indføring af et olielan-searrangement 11 alternativt et tilsvarende gaslanse-arrangement i røret 1. Ved olieforbrænding fungerer luftstrømmen K i kerneluftrøret 2 som forbrændingsluft, i andre tilfælde som køleluft.

25 I sekundær- og tertiærluftrørene 4 og 5 er an bragt skovle hhv. 6 og 7 til dannelse af rotation i hhv. sekundær- og tertiærluftstrømmene S og T.

Brænderen omfatter endvidere en tændingsanordning 8 og et flammestabiliserende element 9 eller en flam-30 meholder, der er placeret på kerneluftrøret 2, og hvis funktion vil blive forklaret nærmere i det følgende.

Under drift transporteres pulveriseret kul med luftstrømmen P i primærluftrøret 3 i retning mod den generelt med 10 betegnede brænderspids. I tændzonen 35 der etableres af det flammestabiliserende -element 9

I DK 175606 B1 I

I I

I forbrændes kullet indefra og udefter, idet kulpartik- I

I lerne i midten, dvs. nær ved kerneluf trøret 1 vil I

I tændes først. I

I Da det i brænderens midte beliggende kul har , I

I 5 lavest støkiometri og dermed størst uforbrændt poten- I

I tiale, medens det radialt uden for beliggende kul har ' I

I højere støkiometri, vil forbrændingen blive mere I

I fuldstændig end hvad det er tilfældet i traditionelle I

I brændere, hvor det i midten beliggende kul vil antæn- I

I 10 des sidst. Derudover vil det yderligere være muligt at I

I anvende kul med lavere reaktivitet end i traditionelle I

I brændere. I

I Placeringen af elementet 9 på kerneluftrøret 2 I

I bevirker at det hovedsagelig påvirker primærluftstrøm- I

I 15 men P, hvilket på sin side medfører, at tændingen i I

I modsætning til traditionelle brændere bliver stort set I

I uafhængig af mængden af sekundærluftstrøm S. I

I Ved at regulere hastigheden og rotationsdannelsen I

I i sekundær- og tertiærluftstrømmene S og T er det I

I 20 muligt at opnå de støkiometriske forhold, der giver de I

I ønskede lave emissionsværdier for NO . Navnlig giver I

I denne udførelse mulighed for lufttrinføring eller

I airstaging, idet sekundærluftstrømmen kan reduceres I

I væsentligt uden at påvirke tændingen og dermed forb- I

I 25 rændingen. I

I Elementet 9's placering i afstand fra brænder- I

I spidsen 10 bevirker, at den udsættes for lavere tem- I

I peraturer, end hvad det er tilfældet i brændere, hvor I

I flammeholderen er placeret nær ved brænderspidsen. I I

I 30 den viste udførelse er elementet 9 udformet som en på I

I kerneluftrøret 2 monteret ring, og kan ved slitage let I

I udskiftes ved at trække kerneluftrøret 2 ud og påmon- I

I tere et nyt element 9. I

Claims (2)

1, Brænder til forbrænding af et eller flere brændstoffer, navnlig gas, olie eller kul, omfattende: et primærluftrør (3) til transport af et brændstof på \ 5 pulverform, navnlig kul, et i primærluftrøret placeret kerneluftrør (2), et med primærluftrøret koaksialt og dette omgivende sekundærluftrør (4) til tilførsel af forbrændingsluft til brænderspidsen (10), et tertiær-luftrør (5), der' er placeret koaksialt med og omgiver 10 sekundærluftrøret (4) , samt et flammestabiliserende element (9) til etablering af en tændzone for flammen, kendetegnet ved, at nævnte element (9) er placeret på kerneluftrøret (2) , og at nævnte element (9) er udført som en ring med forholdsvis kort aksial 15 og radial udstrækning.

2. Brænder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nævnte element (9) er placeret i afstand fra brænderspidsen (10). 20