EP0826925A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abschalten eines Brenners - Google Patents

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EP0826925A2 EP97115127A EP97115127A EP0826925A2 EP 0826925 A2 EP0826925 A2 EP 0826925A2 EP 97115127 A EP97115127 A EP 97115127A EP 97115127 A EP97115127 A EP 97115127A EP 0826925 A2 EP0826925 A2 EP 0826925A2
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fuel gas
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2209/00—Safety arrangements
    • F23D2209/30—Purging

Definitions

  • the invention relates to a method for switching off a burner with at least a supply line for a fuel gas / oxygen mixture.
  • the invention relates furthermore a device for carrying out such a method, consisting of at least one burner with at least one supply line for one Fuel gas / oxygen mixture, with at least one control and / or Shut-off valve is provided.
  • a burner with a fuel gas / oxygen mixture in usually oxygen and a fuel gas via two separate supply lines, e.g. Acetylene, fed to a gas mixing station and in the desired Ratio mixed.
  • the fuel gas / oxygen mixture thus obtained becomes then fed to the burner via a supply line.
  • the shutdown a burner is now usually done by closing the valves in the Supply lines upstream of the mixing station.
  • flame retractions often occur in the burner, which too Hazards to operating personnel and damage to the burner device or plant can lead.
  • DE-OS 38 25 721 describes a method and a device for input and / or Shutdown of a burner known. This is done with a check valve equipped supply lines downstream of the check valves an inert or Purge gas or air introduced such that the inert or purge gas has a higher Pressure as the combustion gas supplied in the respective supply line has, the inert or purge gas flow through the when the burner is switched off Burner is stopped after the flame goes out.
  • the object of the present invention is to provide a method and an apparatus for Shutdown of a burner to indicate a safer shutdown with allows lower oxygen and / or fuel gas losses and also particularly can be used in multi-burner systems.
  • the inventive method we immediately after the interruption the supply of the fuel gas / oxygen mixture to the burner Inert or purge gas, by means of which the supply line and the burner are purged are fed. In this way, a safe shutdown of the burner without the danger of flame retreat into the burner.
  • Nitrogen or a nitrogen-containing gas is advantageously used as the inert or purge gas Gas mixture, especially air or compressed air, is used.
  • gas mixture especially air or compressed air
  • methods according to the invention can all be used in combustion processes inert gases are used, e.g. also all noble gases.
  • inert gases e.g. also all noble gases.
  • the usage of (compressed) air or nitrogen is for reasons of cost and also suitable properties particularly advantageous.
  • the invention further relates to a device for performing the Method for switching off a burner, the device comprising at least a burner with at least one supply line for a fuel gas / oxygen mixture, and wherein in the supply line at least one control and / or Shut-off valve is provided.
  • According to the invention opens into the supply line (s) for a fuel gas / oxygen mixture at least one supply line for an inert or purge gas and Supply line for an inert or purge gas has at least one control and / or Shut-off valve.
  • control and / or shut-off valve also includes a Understand valve that performs both functions.
  • Oxygen is sent to a mixing station c via line 1 and valve a and via line 2 and valve b fuel gas, e.g. Acetylene supplied.
  • fuel gas e.g. Acetylene supplied.
  • the one formed in the mixing station c Fuel gas / oxygen mixture is then via lines 3 and 3 ', 3' 'or 3 '' 'and the valves d', d '' and d '' 'are fed to the burners 5', 5 '' and 5 '' '.
  • inert or purge gas supply lines 4 and 4 ', 4' 'or 4' '' respective fuel gas / oxygen mixture supply lines 3 ', 3' 'or 3' '' and thus fed to the burners 5 ', 5' 'or 5' '' of inert or purge gas.
  • the inert or Purge gas supply lines 4 ', 4' 'and 4' '' are during the combustion phases the valves e ', e' 'or e' '' closed.
  • the valve d' is closed and thus the supply of fuel gas / oxygen mixture via lines 3 and 3 'in the Burner 5 'interrupted. Simultaneously with the closing of the valve d ', the valve e' opened in the inert or purge gas supply line 4 ', so that now only Inert or purge gas flows from the supply line 4 'into the burner 5' and this rinses.
  • the necessary shut-off valves d ', d' 'or d' '' and e ', e' 'or e' '' already include the function of a check valve.
  • Such check valves are used in addition, if the shut-off valve is not completely closed or if it is not Sufficiently quick closing of a valve, the inflow of inert or purge gas into the fuel gas / oxygen mixture supply line (s) of the other To avoid burners.

Abstract

Verfahren zum Abschalten eines Brenners mit wenigstens einer Versorgungsleitung für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch, wobei unmittelbar nach der Unterbrechung der Brenngas/Sauerstoff-Gemischzuführung zu dem Brenner dem Brenner ein Inert- bzw. Spülgas zugeführt wird. Als Inert- bzw. Spülgas wird hierbei Stickstoff oder ein Stickstoff-haltiges Gasgemisch, insbesondere Luft oder Preßluft, verwendet. Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus wenigstens einem Brenner (5) mit wenigstens einer Versorgungsleitung (3) für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch, wobei in der Versorgungsleitung wenigstens ein Regel- und/oder Absperrventil (d) vorgesehen ist. Erfindungsgemäß mündet in die Versorgungsleitung(en) für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch wenigstens eine Versorgungsleitung (4) für ein Inert- bzw. Spülgas und die Versorgungsleitung für ein Inert- bzw. Spülgas weist wenigstens ein Regel- und/oder Absperrventil (e) auf. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschalten eines Brenners mit wenigstens einer Versorgungsleitung für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens, bestehend aus wenigstens einem Brenner mit wenigstens einer Versorgungsleitung für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch, wobei in der Versorgungsleitung wenigstens ein Regel- und/oder Absperrventil vorgesehen ist.
Für die Versorgung eines Brenners mit einem Brenngas/Sauerstoff-Gemisch werden in der Regel über zwei getrennte Versorgungsleitungen Sauerstoff und ein Brenngas, z.B. Acetylen, einer Gase-Mischstation zugeführt und in dieser im gewünschten Verhältnis gemischt. Das so erhaltene Brenngas/Sauerstoff-Gemisch wird anschließend über eine Versorgungsleitung dem Brenner zugeführt. Das Abschalten eines Brenners erfolgt nun in der Regel durch Schließen der Ventile in den Versorgungsleitungen stromaufwärts der Mischstation. Beim Abschalten treten jedoch bei dieser Vorgehensweise oft Flammenrücktritte in den Brenner hinein auf, die zu Gefährdungen des Bedienungspersonals und zu Schäden an der Brennervorrichtung bzw. -anlage führen können.
Aus der DE-OS 38 25 721 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ein- und/oder Abschalten eines Brenners bekannt. Hierbei wird in die mit einem Rückschlagventil ausgestatteten Versorgungsleitungen stromabwärts der Rückschlagventile ein Inert- bzw. Spülgas oder Luft derart eingeleitet, daß das Inert- bzw. Spülgas einen höheren Druck als das in der jeweiligen Versorgungsleitung zugeführte Verbrennungsgas besitzt, wobei bei dem Abschalten des Brenners der Inert- bzw. Spülgasfluß durch den Brenner nach Erlöschen der Flamme beendet wird.
Durch das Einleiten des Inert- bzw. Spülgases in die Versorgungsleitungen mit einem höheren Druck als das in der jeweiligen Versorgungsleitung zugeführte Verbrennungsgas wird bewirkt, daß bei eingeschalteter Inert- bzw. Spülgaszufuhr nur Inert- bzw. Spülgas zum Brenner fließt. Im Falle der Brennerabschaltung bedeutet dies, daß durch Öffnen der Inert- bzw. Spülgaszufuhr die weitere Zufuhr von Verbrennungsgasen aufgrund der Rückschlagventile unterbrochen wird und das einfließende Inert- bzw. Spülgas die noch vorhandenen Verbrennungsgase verdünnt und aus dem Brenner verdrängt, wodurch der Brenner schließlich auch zum Erlöschen gebracht wird.
Ein weiteres Verfahren zum Abschalten eines Brenners ist aus der US-PS 2 938 577 bekannt. Bei diesem Verfahren wird zunächst die Brenngasleitung mittels eines Ventils verschlossen, während die Versorgungsleitung für den Sauerstoff geöffnet bleibt. Die Versorgungsleitung für das Brenngas wird währenddessen mit Stickstoff oder einem anderen, nicht entflammbaren Gas gespült und gereinigt, so daß sich das Versorgungsleitungssystem mit einem nicht brennbaren bzw. -entflammbaren Gasgemisch füllt. Nachdem die Flamme verloschen ist, wird auch die Versorgungsleitung für den Sauerstoff mittels eines Ventils geschlossen.
Die beiden beschriebenen Verfahren weisen jedoch Nachteile auf. So ist im Falle der DE-OS 38 25 721 eine vergleichsweise aufwendige Verschaltung notwendig. Des weiteren sind in sämtlichen Versorgungsleitungen jeweils wenigstens ein Rückschlagventil vorzusehen. Auch eignet sich diese Verfahrensweise nicht für sog. Mehrbrenneranlagen. Bei derartigen Mehrbrenneranlagen werden eine Vielzahl von Brennern über eine entsprechende Anzahl von Versorgungsleitungen versorgt, wobei diese jedoch lediglich von einer Mischstation mit dem Brenngas/Sauerstoff-Gemisch gespeist werden.
Nachteilig bei dem Verfahren gemäß der US-PS 2 938 577 ist es, daß die Sauerstoffzufuhr nicht zeitgleich mit dem Schließen der Versorgungsleitung für das Brenngas unterbrochen wird. Dies führt dazu, daß unnötigerweise Sauerstoff verbraucht wird. Zudem eignet sich dieses Verfahren ebenfalls nicht für die Anwendung bei Mehrbrenneranlagen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschalten eines Brenners anzugeben, das bzw. die ein sichreres Abschalten mit geringeren Sauerstoff- und/oder Brenngasverlusten ermöglicht und zudem besonders bei Mehrbrenneranlagen einsetzbar ist.
Dies wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abschalten eines Brenners mit wenigstens einer Versorgungsleitung für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch dadurch erreicht, daß unmittelbar nach der Unterbrechung der Brenngas/Sauerstoff-Gemischzuführung zu dem Brenner dem Brenner ein Inert- bzw. Spülgas zugeführt wird.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wir unmittelbar nach der Unterbrechung der Zufuhr des Brenngas/Sauerstoff-Gemisches zu dem Brenner dem Brenner ein Inert- bzw. Spülgas, mittels dessen die Versorgungsleitung sowie der Brenner gespült werden, zugeführt. Auf diese Weise wird ein sicheres Abschalten des Brenners, ohne die Gefahr von Flammenrücktritten in den Brenner hinein, erzielt.
In vorteilhafter Weise werden als Inert- bzw. Spülgas Stickstoff oder ein Stickstoffhaltiges Gasgemisch, insbesondere Luft oder Preßluft, verwendet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können prinzipiell alle bei Verbrennungsvorgängen inerten Gase zur Anwendung kommen, also z.B. auch alle Edelgase. Die Verwendung von (Preß)luft oder Stickstoff ist jedoch aus Kostengründen und der ebenfalls geeigneten Eigenschaften besonders vorteilhaft.
Wie bereits erwähnt betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Abschalten eines Brenners, wobei die Vorrichtung aus wenigstens einem Brenner mit wenigstens einer Versorgungsleitung für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch, und wobei in der Versorgungsleitung wenigstens ein Regel- und/oder Absperrventil vorgesehen ist, besteht.
Erfindungsgemäß mündet in die Versorgungsleitung(en) für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch wenigstens eine Versorgungsleitung für ein Inert- bzw. Spülgas und die Versorgungsleitung für ein Inert- bzw. Spülgas weist wenigstens ein Regel- und/oder Absperrventil auf.
Unter dem Begriff "Regel- und/oder Absperrventil" ist selbstverständlich auch ein Ventil, das beide Funktionen erfüllt, zu verstehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung und weitere Ausgestaltungen des- bzw. derselben sei anhand der Figur näher erläutert.
In der Figur ist eine Mehrbrenneranlage dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich drei Brenner 5', 5'' und 5''' dargestellt sind. In der Realität weisen Mehrbrenneranlagen bis zu 50 und mehr Brenner auf.
Über Leitung 1 und Ventil a wird einer Mischstation c Sauerstoff und über Leitung 2 und Ventil b Brenngas, z.B. Acetylen, zugeführt. Das in der Mischstation c gebildete Brenngas/Sauerstoff-Gemisch wird anschließend über die Leitungen 3 und 3', 3'' bzw. 3''' sowie die Ventile d', d'' bzw. d''' den Brennern 5', 5'' bzw. 5''' zugeführt.
Über die Inert- bzw. Spülgas-Versorgungsleitungen 4 und 4', 4'' bzw. 4''' wird den jeweiligen Brenngas/Sauerstoff-Gemisch-Versorgungsleitungen 3', 3'' bzw. 3''' und somit den Brennern 5', 5'' bzw. 5''' Inert- bzw. Spülgas zugeführt. Die Inert- bzw. Spülgas-Versorgungsleitungen 4', 4'' bzw. 4''' sind während der Brennphasen mittels der Ventile e', e'' bzw. e''' geschlossen.
Soll nun z.B. der Brenner 5' abgeschaltet werden, so wird Ventil d' geschlossen und damit die Zufuhr von Brenngas/Sauerstoff-Gemisch über die Leitungen 3 und 3' in den Brenner 5' unterbrochen. Zeitgleich mit dem Schließen des Ventils d' wird das Ventil e' in der Inert- bzw. Spülgas-Versorgungsleitung 4' geöffnet, so daß nunmehr lediglich Inert- bzw. Spülgas aus der Versorgungsleitung 4' in den Brenner 5' strömt und diesen spült. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine zuverlässige Abschaltmöglichkeit auch für einzelne Brenner einer Mehrbrenneranlage gegeben, weshalb sich das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders bei Mehrbrenneranlagen, die lediglich eine Mischstation aufweisen, realisieren läßt.
Vorteilhafterweise sind in den Versorgungsleitung(en) für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch und/oder den Versorgungsleitung(en) für ein Inert- bzw. Spülgas Rückschlagventile - in der Figur nicht dargestellt - vorgesehen. Diese sind jeweils stromabwärts der Ventile d', d'' bzw. d''' und e', e'' bzw. e''' vorzusehen. Hierbei ist es denkbar, daß die notwendigen Absperrventile d', d'' bzw. d''' und e', e'' bzw. e''' bereits die Funktion eines Rückschlagventils beinhalten. Derartige Rückschlagventile dienen dazu, bei einem nicht vollständig geschlossenen Absperrventil bzw. bei einem nicht genügend schnellem Schließen eines Ventils, das Einströmen von Inert- bzw. Spülgas in die Brenngas/Sauerstoff-Gemisch-Versorgungsleitung(en) des bzw. der weiteren Brenner zu vermeiden.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Abschalten eines Brenners mit wenigstens einer Versorgungsleitung für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Unterbrechung der Brenngas/Sauerstoff-Gemischzuführung zu dem Brenner dem Brenner ein Inert- bzw. Spülgas zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Inert- bzw. Spülgas Stickstoff oder ein Stickstoff-haltiges Gasgemisch, insbesondere Luft oder Preßluft, verwendet wird.
  3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bestehend aus wenigstens einem Brenner mit wenigstens einer Versorgungsleitung für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch, wobei in der Versorgungsleitung wenigstens ein Regel- und/oder Absperrventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Versorgungsleitung(en) für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch (3, 3', 3'', 3''') wenigstens eine Versorgungsleitung für ein Inert- bzw. Spülgas (4', 4'', 4''') mündet und die Versorgungsleitung für ein Inert- bzw. Spülgas (4', 4'', 4''') wenigstens ein Regel- und/oder Absperrventil (e', e'', e''') aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitung(en) für ein Brenngas/Sauerstoff-Gemisch (3, 3', 3'', 3''') und/oder die Versorgungsleitung(en) für ein Inert- bzw. Spülgas (4', 4'', 4''') Rückschlagventile aufweisen.
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