EP0866268B1 - Procédé de fonctionnement d'un brûleur stabilisé par vortex et brûleur mettant en oeuvre le procédé - Google Patents

Procédé de fonctionnement d'un brûleur stabilisé par vortex et brûleur mettant en oeuvre le procédé Download PDF

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EP0866268B1
EP0866268B1 EP97810162A EP97810162A EP0866268B1 EP 0866268 B1 EP0866268 B1 EP 0866268B1 EP 97810162 A EP97810162 A EP 97810162A EP 97810162 A EP97810162 A EP 97810162A EP 0866268 B1 EP0866268 B1 EP 0866268B1
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Hans Peter Knöpfel
Thomas Dr. Sattelmayer
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General Electric Switzerland GmbH
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Alstom Power Schweiz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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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    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/42—Starting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/07002—Premix burners with air inlet slots obtained between offset curved wall surfaces, e.g. double cone burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/09002—Specific devices inducing or forcing flue gas recirculation

Definitions

  • the premix burner is not open the number shown is limited. A larger number is displayed there, for example, when it comes to making the premixing wider, or the swirl number and thus the dependent formation of the backflow zone 24 by a to influence a larger number of air inlet ducts accordingly.
  • FIGS. 5 and 6 show essentially the same configuration according to FIGS. 3 and 4, the perforated plates 34, 35 with the associated injector nozzles 34a, 35a also parallel to the inflow planes 36 over the entire length of the burner of the feed channels 27, 28 run. Meanwhile, these inflow planes 36 run conically with respect to the burner axis 26 of the premix burner.
  • the variable inflow angle of the injector nozzles 34a, 35a in the flow direction also largely corresponds to the configuration according to FIGS. 3 and 4, wherein here the gradual erection of these injector nozzles 34a, 35a into one vertical inflow in the area of the outlet of the premix burner primary opposite the inflow plane 36 of the respective feed channel judges.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)

Claims (17)

  1. Procédé de conduite d'un brûleur stabilisé par vortex fonctionnant avec des combustibles gazeux et/ou liquides (12, 16), dans lequel de l'air de combustion (7) ou un mélange formé par injection à partir de gaz de fumée recyclé (30) et d'air frais (29) ainsi que de combustible (12, 16) sont intensément mélangés au moyen d'un générateur de vortex (37) et sont ensuite brûlés, dans lequel il se forme une zone de reflux (24), qui stabilise la flamme, caractérisé en ce que, pendant la phase de démarrage, on injecte à l'extrémité aval du générateur de vortex (37) de l'air de démarrage (38) dirigé du bord du brûleur vers le centre, qui présente au moins une composante de vitesse radiale, et en ce que l'on arrête l'injection de l'air de démarrage (38) après la fin de l'opération de démarrage.
  2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air de démarrage (38) est injecté purement radialement.
  3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air de démarrage (38) est injecté radialement/axialement.
  4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air de démarrage (38) est injecté radialement/-tangentiellement.
  5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'air de démarrage (38) est injecté en vortex inverse par rapport au mélange combustible/air (39).
  6. Brûleur pour la conduite d'une installation de chauffe avec des combustibles gazeux et/ou liquides (12, 16) pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, dans lequel le brûleur présente un générateur de vortex (37) pour le mélange de combustible (12, 16) et d'air de combustion (7), respectivement d'un mélange d'air frais (29) et de gaz de fumée recyclé (30) et pour la production d'un vortex hypercritique de ce mélange (39), caractérisé en ce qu'au moins deux moyens (40) pour l'injection au moins en partie radiale d'air de démarrage (38) sont disposés l'un en face de l'autre à l'extrémité aval du générateur de vortex (37), et sont raccordés à des conduites d'arrivée (41) pouvant être fermées au choix.
  7. Brûleur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (40) sont disposés à l'extrémité aval du générateur de vortex (37) en étant répartis symétriquement sur la périphérie du générateur de vortex (37).
  8. Brûleur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (40) sont constitués par de petits tubes, qui sont raccordés à une conduite d'arrivée (41) ayant la forme d'une conduite annulaire, et en ce que les petits tubes arrivent directement jusqu'à la paroi intérieure de la chicane (37).
  9. Brûleur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le brûleur se compose d'au moins deux corps partiels coniques creux (1, 2) engagés l'un dans l'autre dans le sens de l'écoulement, en ce que les axes centraux (3, 4) de ces corps partiels (1, 2) sont décalés l'un par rapport à l'autre d'une façon telle que des parois voisines des corps partiels (1, 2) forment des canaux d'entrée d'air (5, 6) pour un air de combustion (7), et en ce que le brûleur peut fonctionner avec au moins un gicleur à combustible (11, 15).
  10. Brûleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le gicleur à combustible (11) est disposé du côté de la tête et sur l'axe du brûleur (26).
  11. Brûleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'un nombre de gicleurs à combustible (15) distants l'un de l'autre sont disposés dans la région des canaux d'entrée d'air tangentiels (5, 6) suivant la dimension longitudinale du brûleur.
  12. Brûleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la section transversale de passage d'un espace conique creux (8) formé par les corps partiels (1, 2) augmente uniformément dans le sens de l'écoulement.
  13. Brûleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la section transversale de passage d'un espace conique creux (8) formé par les corps partiels (1, 2) forme un diffuseur, un tracé analogue à un diffuseur, un confuseur, un tracé analogue à un confuseur.
  14. Brûleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les corps partiels (1, 2) sont engagés l'un dans l'autre sous la forme d'une spirale.
  15. Brûleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que des canaux d'alimentation (27, 28) s'étendent en direction radiale ou quasi radiale par rapport aux canaux d'entrée d'air (5, 6), et présentent chacun au moins un système d'injecteurs (200) pour la fourniture d'un air de combustion (7) composé d'air frais (29) et de gaz ayant réagi (30).
  16. Brûleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que des plaques perforées (31, 32; 34, 35) faisant partie du système d'injecteurs (200) sont parallèles au plan d'introduction respectif (33, 36) de l'air de combustion (7) dans les canaux d'alimentation (27, 28), en ce que les plaques perforées sont pourvues de gicleurs d'injection (31a, 32a; 34a, 35a) dans la région des plans d'introduction, et en ce que l'angle d'introduction des gicleurs d'injection peut être modifié de façon continue, dans le sens axial du brûleur, par rapport à l'axe du brûleur (26).
  17. Brûleur suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le plan de passage des gicleurs d'injection (31a, 32a; 34a, 35a) présente un angle aigu dans la région de la tête du brûleur, et en ce que cet angle augmente progressivement dans le sens axial des plaques perforées (31, 32; 34, 35) jusqu'à ce que celui-ci soit, dans la région de la sortie du brûleur, largement perpendiculaire aux plans d'introduction (33, 36) des canaux d'alimentation (25, 26) et/ou à l'axe du brûleur (26).
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