EP0213492A1 - Method of burning fuel while reducing the charge of nitric oxide, and furnace for carrying out the method - Google Patents

Method of burning fuel while reducing the charge of nitric oxide, and furnace for carrying out the method Download PDF

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EP0213492A1
EP0213492A1 EP86111206A EP86111206A EP0213492A1 EP 0213492 A1 EP0213492 A1 EP 0213492A1 EP 86111206 A EP86111206 A EP 86111206A EP 86111206 A EP86111206 A EP 86111206A EP 0213492 A1 EP0213492 A1 EP 0213492A1
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EP
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main
fuel
reduction
burners
burner
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EP86111206A
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Klaus-Dieter Dipl.-Ing. Rennert
Wolfgang Dipl.-Ing. Schreier
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Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
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L&C Steinmueller GmbH
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C2201/10—Furnace staging
    • F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones

Definitions

  • the invention relates to a method for firing solid, liquid or gaseous fuels, in particular coal dust, in which main fuel is introduced and burned tangentially into a combustion chamber via main burners, and reduction fuel is introduced into the combustion chamber via reduction burners to reduce the nitrogen oxides formed during the combustion of the main fuel and is burned substoichiometrically and in which burnout air is supplied above the supply of main and reduction fuel to ensure the burnout of the fuel introduced into the combustion chamber, a screw-like, rising flow being built up in the combustion chamber.
  • main fuel is introduced and burned tangentially into a combustion chamber via main burners
  • reduction fuel is introduced into the combustion chamber via reduction burners to reduce the nitrogen oxides formed during the combustion of the main fuel and is burned substoichiometrically and in which burnout air is supplied above the supply of main and reduction fuel to ensure the burnout of the fuel introduced into the combustion chamber, a screw-like, rising flow being built up in the combustion chamber.
  • a main burner combustion zone In the known procedure, a main burner combustion zone, a nitrogen oxide reduction zone, in which the Reconstruction fuel is burned substoichiometrically and a burnout zone above the burnout air supply.
  • the main burner, reduction burner and burnout air nozzle are arranged in a burner mirror, ie one above the other in a vertical plane (cf. in particular FIG. 20, the pressure pin). It has been found that the large-scale application of such a fuel rating encounters difficulties.
  • the gaseous and solid substances move upwards along a helical path, so that if the reduction burners are arranged in the same vertical plane as the main burner (s), it is not ensured that the reduction fuel can no longer reduce the NO formed below, since the fuel no longer comes into contact with him.
  • the reduction fuel is thus introduced largely without taking into account the position of the primary flames in the lower part of the combustion chamber in which the NO x is formed. This local independence is particularly disadvantageous when some burners are switched off during part-load operation, because good mixing between the flue gases from the primary combustion zone and the reduction fuel can then no longer be achieved.
  • This task is aaaurcn that aer reduction fuel of a reduction burner of the curved main flow leaving the assigned main burner to the screw-like flow around the center of the combustion chamber is mixed in at a predetermined distance from the mouth of the main burner.
  • the reduction fuel is supplied in direct association with the individual main burner.
  • the flow vector of the curved and possibly already rising inflow is taken into account, i.e. the supply of the reduction fuel is aligned with the inflow from the main burner in such a way that the mixing with the reduction fuel takes place after the gas reactions in the primary flame have been completed in order to reduce the nitrogen oxides formed in the gas reactions.
  • the reduction fuel is injected in close association with the main burner, which means that the overall height of the combustion chamber can be reduced.
  • the air ratio at the primary burner is preferably between 0.8 and 1.2 and should be between 0.6 and 1.0 after the reduction fuel has been mixed in.
  • the ratio of primary fuel to secondary fuel is between 50:50 and 90:10.
  • the reduction fuel is preferably introduced in advance of the main fuel in relation to the direction of rotation of the helical flow. However, it may also be possible that the supply is lagging in relation to the direction of rotation. These relative relationships between the fuels can be achieved by changing the injection angle and / or the injection location.
  • burnout air must be added for the complete burnout after completion of the reduction processes.
  • the invention is also directed to tangential firing with a large number of main burners aligned with a combustion circuit, a large number of reduction burners and a large number of burnout air nozzles arranged above the reduction burners, in particular for carrying out the method described above.
  • each reduction burner is arranged at least at a lateral distance near the main burner assigned to it and is aligned such that the reduction fuel injected via the reduction burner is mixed into the primary flame to be assigned to the main burner at a predetermined point during operation of the tangential combustion.
  • the reduction burners assigned to the two main burners are arranged between the two main burners.
  • the reduction burners assigned to the two main burners are each arranged on the same side of the main burner.
  • the main burner consists of an under air supply, a first fuel supply, an intermediate air supply with high air pulse, a second fuel supply and an upper air supply in a manner known per se, it is expedient to relate the lateral distance and the orientation of the reduction burner to the intermediate air supply.
  • the number and arrangement of the burnout air nozzles can correspond to the number and arrangement of the main burners. However, it is also possible to distribute a larger number of burnout air nozzles evenly around the combustion chamber.
  • the method according to the invention can be used not only advantageously in the case of tangential firing in the form of wall firing, but also in the case of tangential firing in the form of corner firing.
  • main burners 2, 3 and 4 are arranged one above the other in a burner mirror in the rear wall and are aligned with the combustion circuit 5 shown schematically in the figure.
  • the combustion products leaving the main burner 2 essentially describe the dash-dotted path, the combustion products leaving the main burner 3 the dashed path and the products leaving the main burner 4 the continuous path.
  • Reduction burner 6 shown in the same burner level are injected, the reduction fuel cannot reduce the NO formed in the primary flames of the burner 3 and 4 below, since it essentially does not come into contact with this NO x .
  • two adjacent main burners 2 and 2 1 and two adjacent main burners 3 and 3 1 are provided on each wall of the furnace, the burners 2 and 3 or 2 'and 3 1 in lie in the same vertical plane.
  • the burners each consist of an under air supply UL, a first fuel supply B 1 , an intermediate air supply ZL, a second fuel supply B 2 and an upper air supply OL.
  • a reduction burner 6 or 6 1 is assigned to each of the four main burners 2, 2 1 , 3 and 3 ', namely this burner is offset by a certain amount to the left and a certain amount in relation to the center of the intermediate air supply ZL.
  • the combustion products of the main burners 2 and 2 1 flow inwards and upwards on curved ascending paths B2 and B2 ′, ie upwards from the plane of the drawing in FIG.
  • the arrangement and orientation of the reduction burners 6 and 6 ' is now such that the additional fuel is mixed into the primary flame at predetermined mixing points M 2 and M 2 , the mixing points M essentially indicating the completion of the gas reactions in the primary flames.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Verfeuern von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, insbesondere Kohlenstaub, bei dem Hauptbrennstoff über Hauptbrenner (2) tangential in einen Feuerraum eingeführt und verbrannt wird, Reduktionsbrennstoff über Reduktionsbrenner (6) zur Reduktion der bei der Verbrennung des Hauptbrennstoffes entstehenden Stickoxide in den Feuerraum eingeführt und unterstöchiometrisch verbrannt wird und bei dem zur Sicherung des Ausbrandes des in den Feuerraum eingeführten Brennstoffes oberhalb der Zufuhr von Haupt- und Reduktionsbrennstoff Ausbrandluft zugeführt wird, wobei im Feuerraum eine schraubenartige, aufsteigende Strömung aufgebaut wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Reduktionsbrennstoff jeweils eines Reduktionsbrenners (6, 6') der den zugeordneten Hauptbrenner (2, 2') verlassenden gekrümmten Zuströmung (B2, B2') zur schraubenartigen Strömung in der Mitte des Feuerraumes in vorgegebenem Abstand (M2, M2') von der Mündung des Hauptbrenners (2, 2') zugemischt wird.In a method for firing solid, liquid or gaseous fuels, in particular coal dust, in which main fuel is introduced tangentially into a combustion chamber and burned via main burner (2), reduction fuel via reduction burner (6) for reducing the nitrogen oxides formed during the combustion of the main fuel in the combustion chamber is introduced and burned stoichiometrically and in which combustion air is supplied above the supply of main and reduction fuel to ensure the burnout of the fuel introduced into the combustion chamber, a screw-like, rising flow being built up in the combustion chamber, the invention provides that the reduction fuel A reduction burner (6, 6 ') each of the curved inflow (B2, B2') leaving the assigned main burner (2, 2 ') for the helical flow in the middle of the combustion chamber at a predetermined distance (M2, M2') from the mouth of the main burner ners (2, 2 ') is admixed.

Description

Die Erfindung betrifft ein' Verfahren zum Verfeuern von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, insbesondere Kohlenstaub, bei dem Hauptbrennstoff über Hauptbrenner tangential in einen Feuerraum eingeführt und verbrannt wird, Reduktionsbrennstoff über Reduktionsbrenner zur Reduktion der bei der Verbrennung des Hauptbrennstoffes entstehenden Stickoxide in den Feuerraum eingeführt und unterstöchiometrisch verbrannt wird und bei dem zur Sicherung des Ausbrands des in den Feuerraum eingeführten Brennstoffes oberhalb der Zufuhr von Haupt- und Reduktionsbrennstoff Ausbrandluft zugeführt wird, wobei im Feuerraum eine schraubenartige, aufsteigende Strömung aufgebaut wird.The invention relates to a method for firing solid, liquid or gaseous fuels, in particular coal dust, in which main fuel is introduced and burned tangentially into a combustion chamber via main burners, and reduction fuel is introduced into the combustion chamber via reduction burners to reduce the nitrogen oxides formed during the combustion of the main fuel and is burned substoichiometrically and in which burnout air is supplied above the supply of main and reduction fuel to ensure the burnout of the fuel introduced into the combustion chamber, a screw-like, rising flow being built up in the combustion chamber.

Ein solches Verfahren ist aus der Druckschrift Development of Mitsubishi" "Mact" in-furnace NOX-removal process for steam generators" aus "Procedings of the 1982 joint symposium on stationary Combustion NOX control".Such a process is from the publication Development of Mitsubishi "" Mact "in-furnace NO X -removal process for steam generators" from "Procedings of the 1982 joint symposium on stationary Combustion NO X control".

Bei der bekannten Verfahrensführung bilden sich im Feuerraum von unten nach oben eine Hauptbrenner-Verbrennungszone, eine Stickoxidreduktionszone, in der der Rekuktionsbrennstoff unterstöchiometrisch verbrannt wird und über der Ausbrandluftzuführung eine Ausbrandzone. Bei der bekannten Feuerung zur Durchführung des Verfahrens sind jeweils in einem Brennerspiegel, d.h. in einer Vertikalebene übereinander, Hauptbrenner, Reduktionsbrenner und Ausbrandluftdüse angeordnet (vgl. insbesondere Fig 20 der Druckschtift). Es hat sich herausgestellt, daß die großtechnische Anwendung einer solchen Brennstoffstufung auf Schwierigkeiten stößt. In dem Feuerraum bewegen sich die gasförmigen und festen Stoffe entlang einer schraubenförmigen Bahn aufwärts, so daß bei Anordnung der Reduktionsbrenner in derselben Vertikalebene wie der oder die Hauptbrenner nicht sichergestellt ist, daß der Reduktionsbrennstoff das weiter unten gebildete NO nicht mehr reduzieren kann, da der Brennstoff nicht mehr mit ihm in Berührung kommt. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt somit das Einbringen des Reduktionsbrennstoffes weitgehendst ohne Berücksichtigung der Lage der Primärflammen im unteren Teil des Feuerraumes, in denen das NOX gebildet wird. Diese örtliche Unabhängigkeit bringt vor allem dann Nachteile, wenn bei Teillastbetrieb einige Brenner abgeschaltet werden, weil dann eine gute Durchmischung zwischen den Rauchgasen aus der primären Verbrennungszone und dem Reduktionsbrennstoff nicht mehr erreicht werden kann.In the known procedure, a main burner combustion zone, a nitrogen oxide reduction zone, in which the Reconstruction fuel is burned substoichiometrically and a burnout zone above the burnout air supply. In the known furnace for carrying out the method, the main burner, reduction burner and burnout air nozzle are arranged in a burner mirror, ie one above the other in a vertical plane (cf. in particular FIG. 20, the pressure pin). It has been found that the large-scale application of such a fuel rating encounters difficulties. In the combustion chamber, the gaseous and solid substances move upwards along a helical path, so that if the reduction burners are arranged in the same vertical plane as the main burner (s), it is not ensured that the reduction fuel can no longer reduce the NO formed below, since the fuel no longer comes into contact with him. In the known method, the reduction fuel is thus introduced largely without taking into account the position of the primary flames in the lower part of the combustion chamber in which the NO x is formed. This local independence is particularly disadvantageous when some burners are switched off during part-load operation, because good mixing between the flue gases from the primary combustion zone and the reduction fuel can then no longer be achieved.

Darüberhinaus führt die Anordnung der Reduktionsbrenner in demselben Brennerspiegel oberhalb der Hauptbrenner zu einem relativ hohen Feuerraum.In addition, the arrangement of the reduction burners in the same burner level above the main burners leads to a relatively high combustion chamber.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem einerseits eine ausreichende Stickoxidverminderung möglich ist und andererseits auch bei Teillast eine gute Einmischung des Reduktionsbrennstoffes in die Primärflammen der Hauptbrenner gewährleistet ist.It is the object of the present invention to provide a method in which, on the one hand, a sufficient nitrogen oxide reduction is possible and, on the other hand, good mixing of the reducing fuel into the primary flames of the main burners is ensured even at part load.

Diese Aufgabe wird aaaurcn geiost, daß aer Reduktionsbrennstoff jeweils eines Reduktionsbrenners der den zugeordneten Hauptbrenner verlassenden gekrümmten Zuströmung zur schraubenartigen Strömung um die Mitte des Feuerraumes in vorgegebenem Abstand von der Mündung des Hauptbrenners zugemischt wird.This task is aaaurcn that aer reduction fuel of a reduction burner of the curved main flow leaving the assigned main burner to the screw-like flow around the center of the combustion chamber is mixed in at a predetermined distance from the mouth of the main burner.

Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung erfolgt die Zufuhr des Reduktionsbrennstoffes in direkter Zuordnung zu dem einzelnen Hauptbrenner. Dabei wird der Strömungsvektor der gekrümmten und evtl. bereits aufsteigenden Zuströmung berücksichtigt, d.h. die Zufuhr des Reduktionsbrennstoffes wird so auf die Zuströmung aus dem Hauptbrenner ausgerichtet, daß die Durchmischung mit dem Reduktionsbrennstoff nach Abschluß der Gasreaktionen in der Primärflamme erfolgt, um die in den Gasreaktionen gebildeten Stickoxide zu reduzieren. Um dies erreichen zu können, erfolgt die Eindüsung des Reduktionsbrennstoffes in naher Zuordnung zum Hauptbrenner, wodurch die Bauhöhe des Feuerraumes reduziert werden kann.In the implementation of the method according to the invention, the reduction fuel is supplied in direct association with the individual main burner. The flow vector of the curved and possibly already rising inflow is taken into account, i.e. the supply of the reduction fuel is aligned with the inflow from the main burner in such a way that the mixing with the reduction fuel takes place after the gas reactions in the primary flame have been completed in order to reduce the nitrogen oxides formed in the gas reactions. In order to achieve this, the reduction fuel is injected in close association with the main burner, which means that the overall height of the combustion chamber can be reduced.

Vorzugssweise liegt die Luftzahl am Primärbrenner zwischen 0,8 und 1,2 und soll nach dem Einmischen des Reduktionsbrennstoffes zwischen 0,6 und 1,0 liegen.The air ratio at the primary burner is preferably between 0.8 and 1.2 and should be between 0.6 and 1.0 after the reduction fuel has been mixed in.

Dabei wird weiterhin bevorzugt, daß das Verhältnis von Primärbrennstoff zu Sekundärbrennstoff zwischen 50 : 50 und 90 : 10 liegt.It is further preferred that the ratio of primary fuel to secondary fuel is between 50:50 and 90:10.

Vorzugsweise wird der Reduktionsbrennstoff bezogen auf den Drehsinn der schraubenförmigen Strömung voreilend zum Hauptbrennstoff eingeführt. Es kann jedoch auch möglich sein, daß bezogen auf den Drehsinn die Zufuhr nacheilend erfolgt. Diese Relativbeziehungen zwischen den Brennstoffen sind durch Veränderung des Eindüsungswinkels und/oder des Eindüsungsortes zu erreichen.The reduction fuel is preferably introduced in advance of the main fuel in relation to the direction of rotation of the helical flow. However, it may also be possible that the supply is lagging in relation to the direction of rotation. These relative relationships between the fuels can be achieved by changing the injection angle and / or the injection location.

Es ist möglich, als Hauptbrennstoff und Reduktionsbrennstoff den gleichen Brennstoff, vorzugsweise Braunkohle, einzusetzen.It is possible to use the same fuel, preferably lignite, as the main fuel and the reduction fuel.

Auch kann es zweckmäßig sein, den Reduktionsbrennstoff mit Luft einzuführen, die zur Verbrennung beiträgt, oder aber als Transportmedium für den Reduktionsbrennstoff Rauchgas zu verwenden: Mischungen sind möglich.It may also be expedient to introduce the reducing fuel with air which contributes to the combustion, or else to use flue gas as a transport medium for the reducing fuel: mixtures are possible.

Wie im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführt, muß nach Abschluß der Reduktionsvorgänge noch Ausbrandluft für den vollständigen Ausbrand zugegeben werden. Um auch hier in allen Lastbereichen eine gute Durchmischung zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Ausbrandluft unabhängig von der Anzahl der betriebenen Brenner und damit Mühlen einzustellen. Die Regelung der Ausbrandluft erfolgt also nur lastabhängig, wobei alle Ausbrandluftdüsen gleichmäßig beaufschlagt werden können. Die Abschaltung einzelner Düsen könnte ebenfalls in Betracht gezogen werden.As stated in the preamble of claim 1, burnout air must be added for the complete burnout after completion of the reduction processes. In order to achieve thorough mixing in all load ranges, it is advisable to set the burnout air independently of the number of burners and thus the mills operated. The control of the burnout air is therefore only dependent on the load, whereby all burnout air nozzles can be acted on evenly. Switching off individual nozzles could also be considered.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Tangentialfeuerung mit einer Vielzahl auf einen Brennkreis ausgerichteten Hauptbrennern, einer Vielzahl von Reduktionsbrennern und einer Vielzahl von oberhalb der Reduktionsbrenner angeordneten Ausbrandluftdüsen, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.The invention is also directed to tangential firing with a large number of main burners aligned with a combustion circuit, a large number of reduction burners and a large number of burnout air nozzles arranged above the reduction burners, in particular for carrying out the method described above.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß jeder Reduktionsbrenner nahe dem ihm zugeordneten Hauptbrenner mindestens mit einem seitlichen Abstand angeordnet und so ausgerichtet ist, daß bei Betrieb der Tangentialfeuerung der über den Reduktionsbrenner eingedüste Reduktionsbrennstoff an einer vorgegebenen Stelle in die dem Hauptbrenner zuzuordnende Primärflamme eingemischt wird.According to the invention, it is provided that each reduction burner is arranged at least at a lateral distance near the main burner assigned to it and is aligned such that the reduction fuel injected via the reduction burner is mixed into the primary flame to be assigned to the main burner at a predetermined point during operation of the tangential combustion.

Wenn bei einer solchen Tangentialfeuerung mindestens zwei Hauptbrenner in einer Ebene nebeneinander in einer Feuerraumwand angeordnet sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die den beiden Hauptbrennern zugeordneten Reduktionsbrenner zwischen den beiden Hauptbrennern angeordnet sind. Es ist jedoch bei einer solchen Feuerungskonfiguration auch möglich, daß die den beiden Hauptbrennern zugeordneten Reduktionsbrenner jeweils auf der gleichen Seite der Hauptbrenner angeordnet sind.If with such a tangential burner at least two main burners in a plane next to each other in a fire Are arranged space wall, it is proposed according to the invention that the reduction burners assigned to the two main burners are arranged between the two main burners. However, it is also possible with such a firing configuration that the reduction burners assigned to the two main burners are each arranged on the same side of the main burner.

Wenn der Hauptbrenner in an sich bekannter Weise in Übereinanderanordnung aus einer Unterluftzufuhr, einer ersten Brennstoffzufuhr, einer Zwischenluftzufuhr mit hohem Luftimpuls, einer zweiten Brennstoffzufuhr und einer Oberluftzufuhr besteht, ist es zweckmäßig, den seitlichen Abstand und die Ausrichtung des Reduktionsbrenners auf die Zwischenluftzufuhr zu beziehen.If the main burner consists of an under air supply, a first fuel supply, an intermediate air supply with high air pulse, a second fuel supply and an upper air supply in a manner known per se, it is expedient to relate the lateral distance and the orientation of the reduction burner to the intermediate air supply.

Die Zahl und die Anordnung der Ausbrandluftdüsen kann der Zahl und der Anordnung der Hauptbrenner entsprechen. Es ist jedoch auch möglich, eine größere Anzahl von Ausbrandluftdüsen gleichmäßig um den Feuerraum herum zu verteilen.The number and arrangement of the burnout air nozzles can correspond to the number and arrangement of the main burners. However, it is also possible to distribute a larger number of burnout air nozzles evenly around the combustion chamber.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen zum Tragen, wenn in einer Vertikalebene mindestens zwei Hauptbrenner untereinander angeordnet sind und wiederum bevorzugt in einer dazu parallelen vertikalen Ebene die zwei zugeordneten Reduktionsbrenner angeordnet sind.The particular advantages of the method according to the invention come into play when at least two main burners are arranged one below the other in a vertical plane and, in turn, the two associated reduction burners are preferably arranged in a vertical plane parallel to this.

Werden bei Teillast Hauptbrenner abgeschaltet, so werden selbstverständlich die zugeordneten Reduktionsbrenner mit abgeschaltet.If the main burner is switched off at partial load, the associated reduction burners are of course also switched off.

Schließlich soll noch darauf hingewiesen werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur mit Vorteil bei einer Tangentialfeuerung in Form einer Wandfeuerung zum Einsatz kommen kann, sondern auch bei einer Tangentialfeuerung in Form einer Eckenfeuerung.Finally, it should also be pointed out that the method according to the invention can be used not only advantageously in the case of tangential firing in the form of wall firing, but also in the case of tangential firing in the form of corner firing.

Das erfindungsgemäße Verfahren und zwei Ausführungsformen einer Feuerung sollen nun anhand der beigefügten Figuren erläutert werden. Es zeigt:

  • Figur 1 eine perspektivische Darstellung des Feuerraumes einer Allwandfeuerung, wobei nur in einer Wand drei übereinander angeordnete Hauptbrenner und die diesen Hauptbrennern zuzuordnenden schraubenförmigen Bahnen des Hauptbrennstoffes und der zugeordneten Verbrennungsprodukte dargestellt sind,
  • Figur 2 eine Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tangentialfeuerung vergleichbar Figur 1, wobei die Bestückung einer Wand dargestellt ist,
  • Figur 3 einen schematischen Querschnitt zur Erläuterung der Brennstoffzuführung bei der Ausführungsform gemäß Figur 2,
  • Figur 4 eine Darstellung vergleichbar Figur 2 mit einer anderen Brenneranordnung und
  • Figur 5 einen Schnitt vergleichbar Figur 3 durch die Anordnung gemäß Figur 4.
The method according to the invention and two embodiments of a furnace will now be explained with reference to the attached figures. It shows:
  • 1 shows a perspective view of the combustion chamber of an all-wall burner, three main burners arranged one above the other and the helical paths of the main fuel and the associated combustion products to be assigned to these main burners being shown only in one wall,
  • FIG. 2 shows an illustration of an embodiment of the tangential burner according to the invention, comparable to FIG. 1, the placement of a wall being shown,
  • FIG. 3 shows a schematic cross section to explain the fuel supply in the embodiment according to FIG. 2,
  • Figure 4 is an illustration comparable to Figure 2 with another burner arrangement and
  • 5 shows a section comparable to FIG. 3 through the arrangement according to FIG. 4.

Bei dem in der Figur 1 dargestellten Feuerraum 1 einer Allwandfeuerung sind in der hinteren Wand in einem Brennerspiegel übereinanderliegend Hauptbrenner 2, 3 und 4 angeordnet, die auf den in der Figur schematisch dargestellten Brennkreis 5 ausgerichtet sind. Die den Hauptbrenner 2 verlassenden Verbrennungsprodukte beschreiben im wesentlichen die strichpunktierte Bahn, die den Hauptbrenner 3 verlassenden Verbrennungsprodukte die gestrichelte Bahn und die den Hauptbrenner 4 verlassenden Produkte die durchgezogene Bahn. Würde der Reduktionsbrennstoff nun beispielsweise über einen in der Figur 1In the combustion chamber 1 of an all-wall burner shown in FIG. 1, main burners 2, 3 and 4 are arranged one above the other in a burner mirror in the rear wall and are aligned with the combustion circuit 5 shown schematically in the figure. The combustion products leaving the main burner 2 essentially describe the dash-dotted path, the combustion products leaving the main burner 3 the dashed path and the products leaving the main burner 4 the continuous path. Would the reduction fuel now be, for example, via one in FIG

dargestellten und in demselben Brennerspiegel liegenden Reduktionsbrenner 6 eingedüst werden, kann der Reduktionsbrennstoff das in den Primärflammen der untenliegenden Brenner 3 und 4 entstandene NO nicht reduzieren, da er mit diesem NOX im wesentlichen nicht mehr in Berührung kommt.Reduction burner 6 shown in the same burner level are injected, the reduction fuel cannot reduce the NO formed in the primary flames of the burner 3 and 4 below, since it essentially does not come into contact with this NO x .

Bei der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsform, sind auf jeder Wand der Feuerung zwei nebeneinander liegende Hauptbrenner 2 und 21 und zwei nebeneinander liegende Hauptbrenner 3 und 31 vorgesehen, wobei die Brenner 2 und 3 bzw. 2' und 31 in derselben Vertikalebene liegen. Die Brenner bestehen jeweils aus einer Unterluftzufuhr UL, einer ersten Brennstoffzufuhr B1, aus einer Zwischenluftzufuhr ZL einer zweiten Brennstoffzufuhr B2 und einer Oberluftzufuhr OL. Jedem der vier Hauptbrenner 2, 21, 3 und 3' ist ein Reduktionsbrenner 6 bzw. 61 zugeordnet, und zwar ist dieser Brenner bezogen auf die Mitte der Zwischenluftzufuhr ZL um einen gewissen Betrag nach links und einen gewissen Betrag nach oben versetzt.In the embodiment shown in Figures 2 and 3, two adjacent main burners 2 and 2 1 and two adjacent main burners 3 and 3 1 are provided on each wall of the furnace, the burners 2 and 3 or 2 'and 3 1 in lie in the same vertical plane. The burners each consist of an under air supply UL, a first fuel supply B 1 , an intermediate air supply ZL, a second fuel supply B 2 and an upper air supply OL. A reduction burner 6 or 6 1 is assigned to each of the four main burners 2, 2 1 , 3 and 3 ', namely this burner is offset by a certain amount to the left and a certain amount in relation to the center of the intermediate air supply ZL.

Wie aus den Figuren 2 und 3 ableitbar ist, strömen die Verbrennungsprodukte der Hauptbrenner 2 und 21 auf gekrümmten aufsteigenden Bahnen B2 bzw. B2' nach innen und aufwärts, d.h. aus der Zeichenebene der Figur 3 nach oben. Die Anordnung und Ausrichtung der Reduktionsbrenner 6 und 6' ist nun so getroffen, daß der Zusatzbrennstoff an vorgegebenen Mischstellen M2 und M2, in die Primärflamme eingemischt wird, wobei die Einmischstellen M im wesentlichen den Abschluß der Gasreaktionen in den Primärflammen anzeigen.As can be derived from FIGS. 2 and 3, the combustion products of the main burners 2 and 2 1 flow inwards and upwards on curved ascending paths B2 and B2 ′, ie upwards from the plane of the drawing in FIG. The arrangement and orientation of the reduction burners 6 and 6 'is now such that the additional fuel is mixed into the primary flame at predetermined mixing points M 2 and M 2 , the mixing points M essentially indicating the completion of the gas reactions in the primary flames.

Es soll hier nochmals darauf hingewiesen werden, daß die Figuren der Erläuterungen des erfinderischen Grundgedankens dienen, jedoch keine Konstruktionszeichnungen darstellen.It should be pointed out again here that the figures serve to explain the inventive concept, but do not represent construction drawings.

Während bei dieser Ausführungsform die Reduktionsbrenner nach oben versetzt sind, kann auch eine Versetzung nach unten in Betracht gezogen werden, nur muß dann die Ausrichtung entsprechend angepaßt werden.While in this embodiment the reduction burners are offset upwards, a displacement downwards can also be considered, only then the alignment must be adapted accordingly.

Wie auch in den Figuren 4 und 5 sind dieselben Bezugszeichen verwendet worden. Diese Ausführungsform unterscheidet sich dadurch, daß die Reduktionsbrenner nicht jeweils auf einer Seite der Hauptbrenner angeordnet sind, sondern daß Reduktionsbrenner 7 und 7' zwischen den beiden Brennern angeordnet sind.As in Figures 4 and 5, the same reference numerals have been used. This embodiment differs in that the reduction burners are not arranged on each side of the main burner, but in that reduction burners 7 and 7 'are arranged between the two burners.

Bei der Ausführungsform gemäß Figuren 2 und 3 befinden sich im Spiegel der übereinander angeordneten Brenner 2 und 3 bzw. 2' und 3' jeweils-eine Ausbrandluftdüse 8 und 81, während bei der Ausführungsform gemäß Figuren 4 und 5 eine Vielzahl von den Brennern nicht besonders zugeordneten Ausbrandluftdüsen 9 vorgesehen sind. Selbstverständlich können die Ausbrandluftdüsenkonfigurationen auch ausgetauscht werden.In the embodiment of Figures 2 and 3 are located in the mirror of the superposed burner 2 and 3 or 2 'and 3' are each-a Ausbrandluftdüse 8 and 8 1, while not in the embodiment of Figures 4 and 5, a plurality of the burners specially assigned burnout air nozzles 9 are provided. Of course, the burnout air nozzle configurations can also be replaced.

Schließlich soll darauf hingewiesen werden, daß die erfindungsgemäße Verfahrensführung nicht auf die besondere Hauptbrennerkonfiguration beschränkt ist.Finally, it should be pointed out that the procedure according to the invention is not restricted to the special main burner configuration.

Durch die seitliche Nebenordnung der Reduktionsbrenner 6, 6' bzw. 7, 71 zu den Hauptbrennern wird eine relativ geringe Bauhöhe möglich. Bei Teillast, z. B. durch Abschalten der Hauptbrenner 2 und 21 zusammen mit den Reduktionsbrennern 6 und 6' wird die Stickoxidreduktion im Bereich der Brenner 3 und 3' nicht verschlechtert, da der über den Hauptbrennern 3 und 3' zugeordneten Reduktionsbrennern 7 und 7' eingeführte Reduktionsbrennstoff wirksam in die Primärflammen der Brenner 3 und 3' eingemischt wird.Due to the lateral arrangement of the reduction burners 6, 6 'and 7, 7 1 to the main burners, a relatively low overall height is possible. At partial load, e.g. B. by switching off the main burners 2 and 2 1 together with the reduction burners 6 and 6 ', the nitrogen oxide reduction in the area of the burners 3 and 3' is not deteriorated since the reduction burners 7 and 7 'introduced via the main burners 3 and 3' are effective is mixed into the primary flames of the burners 3 and 3 '.

Claims (11)

1. Verfahren zum Verfeuern von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, insbesondere Kohlenstaub, bei dem Hauptbrennstoff über Hauptbrenner tangential in einen Feuerraum eingeführt und verbrannt wird, Reduktionsbrennstoff über Reduktionsbrenner zur Reduktion der bei der Verbrennung des Hauptbrennstoffes entstehenden Stickoxide in den Feuerraum eingeführt und unterstöchiometrisch verbrannt wird und bei dem zur Sicherung des Ausbrands des in den Feuerraum eingeführten Brennstoffes oberhalb der Zufuhr von Haupt-und Reduktionsbrennstoff Ausbrandluft zugeführt wird, wobei im Feuerraum eine schraubenartige, aufsteigende Strömung aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsbrennstoff jeweils eines Reduktionsbrenners der den zugeordneten Hauptbrenner verlassenden gekrümmten Zuströmung zur schraubenartigen Strömung in der Mitte des Feuerraumes in vorgegebenem Abstand von der Mündung des Hauptbrenners zugemischt wird.1.Procedure for firing solid, liquid or gaseous fuels, in particular coal dust, in which main fuel is introduced tangentially into a combustion chamber and burned via main burner, and reduction fuel is introduced into the combustion chamber via reduction burners to reduce the nitrogen oxides generated during the combustion of the main fuel and is burned sub-stoichiometrically burnout air is supplied in order to secure the burnout of the fuel introduced into the combustion chamber above the supply of main and reduction fuel, a screw-like, rising flow being built up in the combustion chamber, characterized in that the reduction fuel is in each case a reduction burner of the assigned main burner leaving curved inflow to the screw-like flow in the middle of the combustion chamber at a predetermined distance from the mouth of the main burner. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bezogen auf den Drehsinn der schraubenförmigen Strömung der Reduktionsbrennstoff (6) voreilend zum Hauptbrennstoff (2) eingeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that based on the direction of rotation of the helical flow of the reduction fuel (6) is introduced leading to the main fuel (2). 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-kennzeichnet, daß bezogen auf den Drehsinn der schraubenförmigen Strömung der Reduktionsbrennstoff (7) nacheilend zum Hauptbrennstoff (7) eingeführt wird.3. The method according to claim 1, thereby indicates that, based on the direction of rotation of the helical flow, the reduction fuel (7) is introduced lagging the main fuel (7). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß als Hauptbrennstoff und Reduktionsbrennstoff der gleiche Brennstoff, vorzugsweise Braunkohle, eingesetzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the same fuel, preferably lignite, is used as the main fuel and reduction fuel. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Reduktionsbrennstoff mit Luft und/oder Rauchgas eingeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the reducing fuel is introduced with air and / or flue gas. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausbrandluft unabhänig von der Anzahl der betriebenen Brenner eingestellt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the burnout air is set independently of the number of burners operated. 7. Tangentialfeuerung mit einer Vielzahl auf einen Brennkreis ausgerichteten Hauptbrennern, einer Vielzahl von Reduktionsbrennern und einer Vielzahl von oberhalab der Reduktionsbrenner angeordneten Ausbrandluftdüsen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Reduktionsbrenner (6, 6'; 7, 71) nahe dem ihm zugeordneten Hauptbrenner (2, 2'; 3, 3') mindestens mit einem seitlichen Abstand angeordnet und so ausgerichtet ist, daß bei Betrieb der Tangentialfeuerung der über den Reduktionsbrenner eingedüste Reduktionsbrennstoff an einer vorgegeben Stelle (M2 M2') in die dem Hauptbrenner zuzuordnende Primärflamme (B2: B2') eingemischt wird.7. Tangential firing with a plurality of main burners aligned to a combustion circuit, a plurality of reduction burners and a plurality of burnout air nozzles arranged above the reduction burner, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, characterized in that each reduction burner (6, 6 '; 7, 7 1 ) close to the main burner (2, 2 '; 3, 3') assigned to it, arranged at least at a lateral distance and aligned so that during operation of the tangential combustion the reducing fuel injected via the reducing burner at a predetermined point (M2 M2 ') is mixed into the primary flame (B2: B2') to be assigned to the main burner. 8. langentialfeuerung nach Anspruch 7, bei der.mindestens zwei Hauptbrenner in einer Ebene nebeneinander in einer Feuerraumwand angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die den beiden Hauptbrennern (2, 2') zugeordneten Reduktionsbrennern (7. 71) zwischen den beiden Hauptbrennern angeordnet sind.Langentialfeerung according to claim 7, wherein at least two main burners in a plane side by side in a combustion chamber wall, characterized in that the reduction burners (7. 7 1 ) assigned to the two main burners (2, 2 ') are arranged between the two main burners. 9. Tangentialfeuerung nach Anspruch 7, bei der mindestens zwei Hauptbrenner in einer Ebene nebeneinander in einer Feuerraumwand angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die den beiden Hauptbrennern (2, 2') zugeordneten Reduktionsbrenner (6, 6') jeweils auf der gleichen Seite der Hauptbrenner angeordnet sind.9. Tangential burner according to claim 7, in which at least two main burners are arranged in a plane next to one another in a combustion chamber wall, characterized in that the reduction burners (6, 6 ') assigned to the two main burners (2, 2') are each on the same side of the Main burners are arranged. 10. Tangentialfeuerung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei Hauptbrenner (2, 3: 2', 3') untereinander angeordnet sind und dabei vorzugsweise in einer dazu parallelen vertikalen Ebene die zwei zugeordneten Reduktionsbrenner (6, 6: 6', 6'/ 7, 7: 7', 7') angeordnet sind.10. Tangential burner according to one of claims 7 to 9, characterized in that at least two main burners (2, 3: 2 ', 3') are arranged one below the other and preferably in a vertical plane parallel thereto the two associated reduction burners (6, 6: 6 ', 6' / 7, 7: 7 ', 7') are arranged. 11. Tangentialfeuerung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahl und Anordnung der Ausbrandluftdüsen (8, 8') der Zahl und der Anordnung der Hauptbrenner (2, 21) entspricht oder eine größere Anzahl von Ausbrandluftdüsen (9) gleichmäßig um den Feuerraum herum verteilt angeordnet ist.11. Tangential firing according to one of claims 7 to 10, characterized in that the number and arrangement of the burnout air nozzles (8, 8 ') corresponds to the number and arrangement of the main burners (2, 2 1 ) or a larger number of burnout air nozzles (9) is evenly distributed around the firebox.
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