NO145112B - Fremgangsmaate og apparat for kontroll av forbrenning - Google Patents
Fremgangsmaate og apparat for kontroll av forbrenning Download PDFInfo
- Publication number
- NO145112B NO145112B NO764240A NO764240A NO145112B NO 145112 B NO145112 B NO 145112B NO 764240 A NO764240 A NO 764240A NO 764240 A NO764240 A NO 764240A NO 145112 B NO145112 B NO 145112B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- chamber
- pressure
- combustion
- gas
- exhaust gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 62
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 58
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 19
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/34—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid with recycling of part of the working fluid, i.e. semi-closed cycles with combustion products in the closed part of the cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M20/00—Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
- F23M20/005—Noise absorbing means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/025—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electrical or electromechanical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
- F23L2900/07005—Injecting pure oxygen or oxygen enriched air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/02—Measuring filling height in burners
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et apparat for kontroll av brennkammerdrift. Spesielt vedrører oppfinnelsen et system for å mate en forbrennings- vedlikeholdende gass til et brennkammer.
En forbrennings-vedlikeholdende gass og et flytende brennstoff blandes og mates under trykk til et brennkammer for forbrenning . Ettersom selve forbrenningen,
er en dynamisk prosess, er det umulig å oppnå helt stabil forbrenning i kammeret, selv under ideelle forhold, hvor det benyttes en molekylhomogen blanding av nevnte gass og det gassformede eller findelte, væskeformede brennstoffet.
Det er i den senere tid gjort forsøk med resirkulasjon av ekshaustgassen for å øke systemets effekt og redusere forurensning forårsaket av forbrenningen. Det eksisterer to hovedtyper av slik resirkulasjon eller feed-
back: innvendig resirkulasjon som oppnås utelukkende på grunn av brennkammerets form og/eller væskenes strømning i kammerét, og utvendig resirkulasjon, hvor ekshaustgasser som er trukket ut av brennkammerets øvre eller nedstrøms-ende eller fra ledninger forbundet med brennkammeret, blandes med luft og ledes tilbake til brennkammeret under trykk.
Hovedhensikten med et slikt resirkulasjons-system er å fortynne luftens oksygeninnhold og derved redusere oksygenets partielle deltrykk eller konsentrasjon i blandingen av forbrennings-vedlikeholdende gasser.
For en gitt strømningsmasse er det derfor mulig å redusere overskytende luftmengder sterkt, for derved å redusere produksjonen av ni trogenoksyder og den dannede sotmengde.
Utvendig resirkulering av forbrennings- eller ekshaustgasser oppnås ved hjelp av en ledning eller et rør som forløper fra øvre ende av brennkammeret til inntaket til viften som forsyner brennkammerets brenner med luft. Det har vist seg at resirkulasjonsledningen skaper vibrasjoner som kan bygge seg opp og slukke flammen i brennkammeret. Disse vibrasjoner utløses i kammeret og forplanter seg gjennom sirkulasjons ledningene. Hvis de utløsende trykkbølger har en gitt frekvens for systemet, vil effekten bli kumulativ og regenerativ.
Av denne grunn er utvendig resirkulasjon
lite brukt, idet det utenfor laboratorieforhold har vist seg umulig å holde systemet under kontroll. Flammen er nesten alltid svært ustabil, idet forbrenningen fremkaller støy som kan resonere i resirkulasjonsledningen. Hvis resonansen har en bølgelengde som er lik eller et multiplum av resirkulasjons-ledningens lengde,_kan denne trykkbølge forsterke seg selv og slukke flammen. Det bemerkes at støyen som fremkalles av flammen er et uønsket fenomen, idet den tyder på en dårlig blanding mellom brennstoff og den forbrennings-vedlikeholdende gass.
Foreliggende oppfinnelse går derfor ut
på å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og et apparat for kontroll av et brennkammer.
Oppfinnelsen går videre ut på å tilveiebringe et bedret forbrenningssystem som<p>mfatter utvendig resirkulas jon av brenngassene.
Disse formål oppnås i et system, hvor trykkvibrasjoner undertrykkes av resirkulasjonen. Generelt vil oppfinnelsen således ha sin 'virkning hver gang forbrenningens ustabilitet overskrider en viss grense.^Det eksisterer i realiteten ustabili-teter som manifesterer seg ved fluktuasjoner med meget ringe amplityde og forholdsvis høy frekvens. Disse fluktuasjoner har liten virkning på forbrenningen på grunn av den lave amplityde. På den annen side vil variasjoner med større amplityde normalt fremkalles ved frekvenser som er langt lavere og antyder dårlig forbrenning, dvs. en dårlig blanding av luften og brennstoffet på molekylnivå.'Det er derfor ønskelig å undertrykke disse lav-frekvens- vibrasjoner uavhengig av bm det foreligger en resirkulas jons ledning...
Ifølge oppfinnelsen forsynes brennkammeret således med et .flytende eller gassformet brennstoff med til-nærmet konstant hastighet (strømningsmasse) for en gitt varmeytelse. Forholdet mellom gjennomsnittlig strømnings-
masse av den resirkulerte ekshaustgass og gjennomsnittlig strømningsmasse av den oksyg.enholdige gass (luft , oksygen-anriket luft eller oksygen) er bestemt og det dannes en blanding av disse to medier som i form av forbrennings-vedlikeholdende. gass under trykk mates til kammeret hvor den brennes. Ifølge oppfinnelsen registreres trykkvariasjoner i brennkammeret og forholdet av den- momentane, ovennevnte strøm-ningsmasse .reguleres i overensstemmelse med de registrerte trykkendringer ved økning .av forholdet når trykk-endringen øker. og omvendt.
Ifølge et annet.trekk ved foreliggende oppfinnelse drives, en vifte, eller kompressor kontinuerlig for mating av den forbrenningsfremmende gass til brenneren.med en bestemt strømningsmassehastighet (fortrinnsvis som beskrevet ovenfor), samtidig som brennstoff (forbrennbar gass) også mates med en gitt, konstant strømningsmasse-has.tighet.. Viftens sugeside er forbundet med et blandekammer som er forsynt med ekshaustgass via en resirkulasjonsledning med en ventil og til hvilken omgivelses luft kan strømme gjennom et annet ventil-styrt.inntak.
Når trykket øker i kammeret, vil andelen og mengden av ekshaustgass som trekkes inn av viften øke betyde-lig, slik at oksygenkonsentrasjonen i den blanding som mates inn i kammeret reduseres. Derved vii trykket i kammeret avta tilsvarende. En spontan trykkreduksjon i kammeret vil føre tiløkning av luftandelen i gassene som suges inn av viften og dermed til øket forbrenning i brennkammeret og økt trykk.
For systemer med et meget stort brennkammer trekkes hovedmengden av de resirkulerte gasser ut ved toppen av kammeret eller ved ekshaustpipen. Trykkendringer vil imidlertid oppdages i kammeret, nær dettes bunn, enten ved hjelp av en trykkømfintlig transduktor eller ved hjelp av et
rør med liten diameter som åpner mot kammeret ved bunnen.
En trykkpåvirket ventil kan anordnes, slik at den åpner, når trykket i kammeret overskrider en fastsatt grense for å resirkulere en større mengde av de forholdsvis oksygenfattige ekshaustgasser til brenneren. Alternativt kan en sleid eller lignende forbindes med røret med liten diameter, slik at strønmen av resirkulert gass økes, når trykket i kammeret overstiger den fastsatte grensen.
Innenfor oppfinnelsens .ramme er det også mulig å anordne et system, hvor en ekstra ékshaustgass-mengde mates til blandekammeret hver gang trykket -overstiger en fastsatt grense.'Ved slike anordninger vi 1 hovedmengden av den resirkulerte ekshaustgass vende tilbake via en vifte og en akustisk demper for reduksjon av dannelsen av regenerative resirkulasjonsbølger.
De ovennevnte og andre formål, trekk og for-deler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå klarere av føl-gende beskrivelse av forskjellige utførelseseksempler av oppfinnelsen under henvisning til tegningens fig. 1-7 som viser skjematiske strømnihgsdiagrammer.
Den anordning som er vist i fig. 1 omfatter et brennkammer CC, til hvilket en brenner BR er koblet, som i sin tur forsynes fra en vifte VE og en brennstoffkilde. Brennkammeret CC er forbundet med en ekshaustpipe- eller ledning CE, som igjen er koblet til et blandekammer CM via en resirkulasjonsledning CR. En ventil V^oppretter resirkulasjonsled-ningens CR strømningstverrsnitt og en ventil V_ begrenser strømningstverrsnittet for en inntaksledning for blandekammeret CM, som er åpent til luft. På lignende måte fastsetter en ventil V^ strømningstverrsnittet av tilførselsledningen for brennstoff.
Ifølge oppfinnelsen stabiliseres forbrenningen ved måling av momentantrykket Pcc i brennkammeret CC, som sammenlignes med gjennomsnittstrykket Pcc- Den momentane resirkulasjons-strømningshastighet av ekshaustgasser fra ekshaustpipen CE modifiseres, når momentantrykket Pcc avviker fra gjennomsnittsnivået. P med en fastsatt verdi. Sirkula-^J cc
sjonshastigheten økes, hvis momentantrykket stiger og senkes hvis trykket avtar. Hvis resirkulasjonshastigheten økes, vil oksygenandelen i den forbrennings-vedlikeholdende gass, som
blåses av kompressoren VE til brenneren BR, avta, slik at flammens temperatur i brennkammeret CC og dermed momentantrykket Pcc synker. Når trykket Pcc nærmer seg sin middelverdi, modifiseres resirkulasjonshastigheten R, slik av også denne får en middelverdi R.
Ved et passende valg av parametere for de forskjellige elementer i anordningen ifølge fig. 1 er det mulig å foreta disse korreksjoner automatisk ved fullstendig statiske midler.
Under forutsetning av faktoren K for hver ventil V^og V2, svarer den momentane strømning gjenneom dem :
hvor
APgser trykkforskjellen mellom ventilenes inngangs- og utgangsside.
Som følge av de momentane strømningsmasser av ekshaustgass og luft, er mf henholdsvis m , lik
hvor m og mT~ er middel-strømningsmassene og Am og Am,
ar ar er variasjonen med henblikk på middelst rømningene.
Den momentane resirkulasjonshastighet R av forbrenningsgasser representeres av forholdet :
Variasjonene Am a og Amf<_>i forhold til middel-strømningsmassen fremkommer ved ligningen:
APm svarer til systemets minimale trykkvariasjoner, dvs. det trykk som foreligger i blandekammeret CM
B oppnås som følger:
hvor P at. mer a tmc sfære trykk .
C oppnås som følger:
hvor P er middeltrykket i evakueringspipen CE.
I ovenstående formel oppnås X som følger :
hvor PM er det maksimale middeltrykk.i systemet på utgangssiden av viften VE.
I ovenstående formel svarer S til motset-ningen av viftens helling på operasjonspunktet på dens karak-teristikkurve, A P/m . Ettersom denne helling er negativ, driver viften i kurvens fallende del, slik at S er en parameter med positiv fortegn.
Forutsatt at variasjonstrykket i brennkammeret er positrvt, er trykksvingningene i blandekammeret
aP >0, slik at rna • <^0.
Hvor
vil m således tendere til å avta. <
Si
Derfor er to forskjellige situasjoner mulige :
1. Forutsatt
er det nødvendig å fastslå om :
som det vil fremgå av det følgende.;
2. Forutsatt
vil R øke. Dette svarer til A^l eller A-\0. Tilfellet A<^0 svarer til X<0.
Denne økning i det momentane nivå av
i
forholdet R, som er direkte proporsjonalt med .akselen av resirkulerte ekshaustgasser sem mates tilbake til brennkammeret, forårsaker en reduksjon av forbrenningens intensitet, som tilsvarende reduserer flammens temperatur. Følgelig vil det momentane trykk<p>cc.i brennkammeret reduseres og føre til at R også reduseres.
Reaksjonstiden er meget rask, idet informasjonen overføres med lydens hastighet. Hvis resirkulasjonskretsen har en lengde på 1 m, overføres informasjonen således i løpet av mindre enn. 0,03 sekunder, når gassenes temperatur ligger mellom 200°C og 250°C.
For å analysere situasjonen hvor C>0, dvs. hvor X—O, er det nødvendig å studere virkningen av A .
Hvis C>~ 0, skulle verdien av A ligge, mellom 0 og 1. Hvis 0<Z. A<CO,5 er verdiene for C og B tilfreds-stillende ved C<d B og R økes noe fordi :
Hvis 0,5<^ A 1/ er verdiene for C og B tilfredstillende ved C > B og R avtar fordi
Fenomenet er ustabilt og fører til at trykkvibrasjoner bygges opp inntil flammen slukkes.
Som beskrevet ovenfor, er det for C 0 nødvendig at A > 1 eller A<^0. Verdiene for A ^ 0 svarer til X<[0, slik at den selvkorrigerende virkning er svak. Når A y- 1 er X/"0, slik at den korrigerende effekt er meget
sterk. Følgelig gis parametrene m og S delvis av masse-strømningen i brennkammeret som i seg selv er en funksjon av dette kammers størrelse, av nivåene av overskytende luft og av resirkulasjonshastigheten R for forbrenningsgassen og på den annen side av den karakteristiske kurve P/m for viften, idet hellingen S bestemmes av stillingen av operasjonspunktet langs denne kurve. Denne helling S velges nokså sterk for maksimal stabilitet av forbrenningen uavhengig av fe-nomenene i forbindelse med resirkulasjonskretsen.
En matematisk analyse av ovennevnte
fornlé„r viser at ettersom P . er Ner konstant oa etter som P bare
atm J
er noe mindre enn<p>atm/er den totale strømningsmasse m like-som ekshaustens strømningsmasse fastleggbar. Det er således mulig å fastsette verdiene for AP og" AP_ som en funksjon av effektiviteten av den ønskede korreksjonseffekt for systemet. Det er derfor tilstrekkelig å justere ventilene Vlog V2, slik at APa og APbligger på et passende nivå,
slik at A,B, C og X får verdier som svarer til denønskede korreksjonseffekt.
Systemet er som nevnt ovenfor, fullstendig passivt. Det kan opprette de ønskede driftsbetingelser fra be-gynnelsen av ved innstilling av ventilene V^og V2. Deretter har slitasje av en del av systemet praktisk talt ingen virkning på driften. Følgelig er det med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen mulig å oppnå et selv-korrigerende og selv-vedlikeholdende forbrenningssystem. Denne selvstabilisering av forbrenningen oppnås ganske enkelt ved passende dimensjonering av de forskjellige komponenter og regulering av resirkulasjonskretsen slik at den ikke på noen måte øker konstruksjonsomkost-ningene for enheten.
Muligheten til å resirkulere forbrennings- gassene og automatisk å øke det momentane nivå av resirkulasjonen, samtidig som trykket øker i brennkammeret og omvendt, gjør det mulig å benytte utvendig resirkulasjon.i et stort, industrielt system. Selv ved en enorm installasjon er det
i
mulig å oppnå bedre stabilitet enn det hittil har vært mulig, endog i laboratorieskala.
Fig. 2 viser en anordning i likhet med
fig. 1, hvor blandekammeret ligger nedstrøms for to vifter VF^og VE2. Et magasin RS er anordnet mellom viften VE2og blandekammeret CM. Ventilene V^ og V2er anordnet mellom viften VE2og kammeret CM henholdvis mellom viften VE-^og kammeret CM. En akustisk demper AA er anordnet mellom viften VE2og magasinet RS.
En forbindelsesledning CL med langt mindre strømningstverrsnitt enn resirkulasjonsledningen CR er koblet inn mellom magasinet RS og bunnen av brennkammeret CC.
Viftene VE^og VE2og ventilene V^og V2er dimensjonert og justert slik at man oppnår det ønskede forhold R for gjennomsnittsstrømningsmassen av ekshaust og luft. Den akustiske demper tjener til å hindre trykkfluktuasjoner fra å overføres fra kammeret CC til magasinet RS, slik at magasinet
• RS bare mottar trykkvariasjoner gjennom ledningen CL med
ringe diameter. Hvis det momentane trykk Pcc i kammeret CC stiger, vil trykket således også stige i kammeret CM og i magasinet RS. Arbeidet mot dette, økede trykk tvinger viften VE-^ til å skyve gjennom luften med større trykk, slik at drifts-punktet beveges langs den karakteristiske kurve^p/^, » °9 massestrømmen reduseres. Ettersom trykket i magasinet .endes samtidig som i kammeret CM, er det lett å se at forholdet R heves den nødvendige grad så lenge trykket faller langs ventilene V^ og V2som er korrekt innstilt i overensstemmelse med ovenstående matematiske analyse.
Fordelen ved denne driftsmåte ved bruk av separate ledninger for forbrenningsgassen og informasjonen er at det i ekstremt store installasjoner er mulig å redusere reaksjonstiden til et minimum, mens tilbakeføringsgassen trekkes ut fra et sted forholdsvis • fjernt fra brenneren. Informasjonen vil således forbli forholdsvis i fase med det fenomen som den skal korrigere. Hvis informasjonen forsinkes for meget, vil reaksjonstidens ettersleping føre til at systemet reagerer på nøyaktig motsatt måte av den ønskede. Ved anordningen av en meget kort forbindelsesledning CL elimi-neres dette i høy grad ved at reaksjonstiden reduseres til et absolutt minimum, på lignende måte hindrer den akustiske demper AA korrigeringspulsene fra å fjernes av en sjokkbølge som forplanter seg gjennom resirkulasjonsledningen CR til magasinet RS.
Anordningen som vist i fig. 3 omfatter en vifte VE båret på akselen for en turbin TU, som forsynes med ekshaustgass fra brennkammeret CC. I tillegg har en luft-kompressor CP på turbinakselen sin utgang forbundet med blandekammeret CM via en ventil. Et magasin RS er koblet inn mellom utgangen for viften VE og blandekammeret CM. Når trykket i kammeret CC øker, vil turbinen ved dette system arbeide med økt hastighet for økning av ekshausttilførselen til kammeret CM. Det vil også føre til at kompressoren CP går med økt hastighet, men korrekt utbalansering av systemet sikrer at anlegget virker selvkorrigernde som omtalt ovenfor.^
I overensstemmelse med dette system er det også mulig å benytte aktive reguleringsmidler som vist i fig. 4. Her. er samme konstruksjon som i fig. 1 brukt, men en ledning CD, forsynt med en trykkømfintlig ventil CT, er anordnet mellom bunnen av brennkammeret CC og ledningen mellom blåseren VE og brenneren BR. Når trykket i brennkammeret CC overskrider en fastsatt grense, vil ventilen CT åpne og mate en mengde ekshaustgass under høyt trykk til brenneren BR>slik at flammen automatisk dempes til en begrenset størrelse.
Systemet som er vist i fig. 4, er spesielt hensiktsmessig i store fyringssystemer hvor igangsettings-trykket er meget stort, mens driftstrykket forblir forholdsvis jevnt. Når brennstoffet tennes, vil ventilen CT således åpnes inntil systemet begynner å gå korrekt, hvorpå ventilen lukkes og den ovenfor omtalte selvregulering (fig. 1) overtar.
Fig. 5 viser et system i likhet med systemet ifølge fig. 4, mén hvor den ekstra gass injiseres i et sekundært blandekammer CM^, noe nedstrøms for det primære' blandekammer CM^. Ved en slik anordning blandes ekshaust-gassene langt bedre med luften i den forbrennings-vedlikeholdende gass som mates til brenneren av ventilen VE.
I samtlige ovenfor omtalte systemer oppnås
selvregulering av forbrenningsprosessen ved korrekt valg av de forskjellige parametere for variasjon av resirkulerings-hastigheten R ifølge Rayleigh-metoden. Det er nødvendig at
i en oscillasjonssyklus.
Det er også mulig, som vist i fig. 6, å benytte aktive midler i en anordning i likhet med anord-
ningen ifølge fig. 2. Her er en pie.zoelektrisk transduktor CP anb.ragt i bunnen av kammeret CC og forbundet med en signal-generator GS som omfatter en solenoid SO, som samvirker med en deformerbar vegg PA av magasinet RS.
Når transduktoren CP i dette system avgir
en utgang som overskrider en fastsatt grense, vil signalgenera-toren drive solenoiden alik at veggen PA skyves inn og an-
delen av ekshaustgass som mates til kammeret CM økes. Når transduktoren CP gir en respons på den andre siden av en fastsatt skala, trekkes veggen PA ut av solenoiden SO, slik forbrennings-vedlikeholdende gass som mates til brenneren BR.
Systemet ifølge fig. 2 kan også varieres
som vist i fig. 7, ved at et innløp s^av en skyveventil VT forbindes med ekshaustledningene CE, et annet innløp s^forbindes med magasinet RS og utløpet s_2forbindees med kammeret CM. Skyveventilen VT har et stempel p_'som forskyves i en retning
av ehtrykkfjær r og i den andre retningen av trykket fra en forbindelsesledning CL, som er forbundet méd bunnen av karn-^ meret CC. Når trykket i kammeret ligger godt under en fastsatt grense, foregår ingen strømning gjennom ventilen VT,
slik at bare luft mates til brenneren BR. Når trykket overskrider en fastsatt, nedre terskel, avdekkes innløpet s_^og strømning mellom magasinet RS og kammeret /CM gjennom viften VE2er mulig for normale driftsforhold og standardregulering.
Claims (10)
- Hvis trykket overskrider en fastsatt grense, vil innløpet s>^avdekkes og strømning mellom utløpsledningen CE og ven-tilens utløp s_2er mulig slik at en stor gassmengde kan mates inn til kammeret CM og sterkt redusere oksydandelen i den forbrennings-vedlikeholdende gass som mates til brenneren BR.I samtlige utførelsesformer kan blandekamrene CM, CM^, CM2ha formen av den anordning som er beskrevet i ovennevnte samtidige søknad. Patentkrav. 1. Fremgangsmåte for drift av et brennkammer hvor et flytende brennstoff med en forbrennings-vedlikeholdende gass mates til brennkammeret og forbrennes, hvorved det dannes en eksosgass i kammeret, og en resirkulert del av eksosgassen blandes med en oksygenholdig gass for dannelse av den for-brenningsvedlikeholdende gass og en blanding under trykk mates til nevnte kammer, at det opprettes et fastsatt normal-forhold mellom strømningsmassehastigheten av eksosgassen og strømningsmassehastigheten av den oksygenholdige gass,karakterisert vedat trykket i brennkammeret kontinuerlig detekteres, og^at nevnte forhold økes ved trykk-økning i kammeret og reduseres ved trykkreduksjon.
- 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat kammeret holdes under overtrykk, at strøm-ningsmassehastigheten av brennstoffet til kammeret holdes stort sett konstant, at luft fra omgivelsene blandes med eksosgassen fra kammeret til bruk som forbrenningsvedlike-holdende gass og at nevnte forhold og andelen av eksosgass i den forbrennings-vedlikeholdende gassøkes, når kammer-trykket øker og omvendt, hvorved den forbrenningsvedlikehold-ende gass blir mindre rik på oksygen ved økning av nevnte"forhold.
- 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,karakterisert vedat eksosgassen og luften fra omgivelsene komprimeres hver for seg før de blandes.
- 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,karakterisert vedat mengden av eksosgass som blandes med luft fra omgivelsene økes sterkt, når trykket i kammeret overskrider en bestemt grense.
- 5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4,karakterisert vedat et magasin med nevnte eksosgass settes under trykk, slik at trykket i nevnte magasin overskrider og i stor grad er uavhengig av trykket i nevnte kammer, og at den komprimerte eksosgass fra magasinet brukes for blanding med nevnte omgivelsesluft ved dannelse av den forbrennings-vedlikeholdende gass.
- 6. Forbrenningsapparat til utførelse av den fremgangsmåte som er angitt i de foregående krav, omfattende et brennkammer som kan settes under trykk, en brenner som sitter i kammeret, organer (V ) for matning av et gassformet brennstoff til brenneren, et blandekammer (CM) for blanding av eksosgass fra forbrenningskammeret med en oksygenholdig gass for dannelse av en forbrennings-vedlikeholdende gass, der strømnings-mengdene av den nevnte eksosgass og av den oksygenholdige gass står i et visst forhold til hverandre, og en ventilator (VE) for matning av den forbrennings-vedlikeholdende gass til brenneren for blanding av brennstoff og innføring i kammeret, idet blandingen forbrennes i kammeret der det opp-står et varierende overtrykk,karakterisert vedorganer (CR, CL, CD, CP) for registrering av trykk i det nevnte kammer, og organer (V^ V~, CT, PA, P) for økning av det nevnte forhold ved registrering av en trykkøkning og for reduksjon av forholdet ved trykkreduksjon.
- 7. Apparat som angitt i krav 6,karakterisertv e d at sistnevnte organer og deteksjonsorganer omfatter en tilbakekoplingsleder (CR) som er forbundet mellom kammeret og blandekammeret (CM), hvilket blandekammer har et inntak for mottagelse av omgivelsesluft, hvorved den forbrennings-vedlikeholdende gass er en blanding av eksosgass ledet i den nevnte ledning (CR) til blandekammeret og omgivelsesluft.
- 8. Apparat som angitt i krav 7,karakterisertv e d at det omfatter en kompressor (VE2) og et magasin (RS) i nevnte' ledning nedstrøms for kompressoren, hvorved sistnevnte organ omfatter midler (SO, PA) for hurtig økning av trykket i magasinet ved trykkøkning i brennkammeret og for trykkreduksjon i. magasinet ved trykkreduksjon i brennkammeret.
- 9. Apparat som angitt i krav 7,karakterisertv e d at sistnevnte organer omfatter en ventil (CT)som er koplet direkte inn mellom brennkammeret og blandekammeret, hvilken ventil åpner når trykket i brennkammeret overskrider en fastsatt grense.
- 10. Apparat som angitt i krav 7,karakterisertv e d at organene- for deteksjon omfatter en elektonisk trykktransduktor.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1620775A CH587444A5 (no) | 1975-12-15 | 1975-12-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO764240L NO764240L (no) | 1977-06-16 |
NO145112B true NO145112B (no) | 1981-10-05 |
NO145112C NO145112C (no) | 1982-01-13 |
Family
ID=4415302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO764240A NO145112C (no) | 1975-12-15 | 1976-12-14 | Fremgangsmaate og apparat for kontroll av forbrenning. |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4030874A (no) |
JP (2) | JPS5274130A (no) |
AT (1) | AT378050B (no) |
BE (1) | BE849452A (no) |
CA (1) | CA1046924A (no) |
CH (1) | CH587444A5 (no) |
DE (1) | DE2657066A1 (no) |
DK (1) | DK149351B (no) |
ES (1) | ES454245A1 (no) |
FR (1) | FR2335700A1 (no) |
GB (1) | GB1530950A (no) |
IT (1) | IT1065352B (no) |
NL (1) | NL171623C (no) |
NO (1) | NO145112C (no) |
SE (1) | SE423441B (no) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4080149A (en) * | 1976-04-01 | 1978-03-21 | Robertshaw Controls Company | Pulse combustion control system |
US4609342A (en) * | 1983-01-10 | 1986-09-02 | Automotive Engine Associates | Abatement of NOx from heterogeneous combustion sources by ultrahomogeneous air-EGR mixing |
IT1181772B (it) * | 1985-03-06 | 1987-09-30 | Ital Idee Srl | Bruciatore a fiamma libera con polverizzazione turbolenta mediante gas combusti |
DE3605415A1 (de) * | 1986-02-20 | 1987-08-27 | Katec Betz Gmbh & Co | Verfahren und vorrichtung zum verbrennen oxidierbarer bestandteile in einem traegergas |
EP0250604B1 (de) * | 1986-07-03 | 1995-03-29 | Gukelberger, Dieter, Dipl.-Ing. (FH) | Rezirkulations-Verbrennungssystem für Heiz- und Antriebszwecke |
AT399760B (de) * | 1987-09-21 | 1995-07-25 | Vaillant Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur speisung eines gasbrenners mit einem gemisch |
US4828483B1 (en) * | 1988-05-25 | 1994-03-22 | Bloom Eng Co Inc | Method and apparatus for suppressing nox formation in regenerative burners |
US4942832A (en) * | 1989-05-04 | 1990-07-24 | Bloom Engineering Company, Inc. | Method and device for controlling NOx emissions by vitiation |
US5263849A (en) * | 1991-12-20 | 1993-11-23 | Hauck Manufacturing Company | High velocity burner, system and method |
JPH0886411A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Nippon Soken Inc | 燃焼式ヒータ |
US6126440A (en) * | 1996-05-09 | 2000-10-03 | Frazier-Simplex, Inc. | Synthetic air assembly for oxy-fuel fired furnaces |
US6095792A (en) * | 1998-08-21 | 2000-08-01 | Texaco Inc. | Flue gas recirculation system and method |
US20040175663A1 (en) * | 2003-03-06 | 2004-09-09 | M. Shannon Melton | Method for combusting fuel in a fired heater |
US7074033B2 (en) * | 2003-03-22 | 2006-07-11 | David Lloyd Neary | Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions |
US20120125240A1 (en) * | 2010-11-22 | 2012-05-24 | Alstom Technology Ltd. | System and method of managing energy utilized in a flue gas processing system |
US20120129113A1 (en) * | 2010-11-22 | 2012-05-24 | Alstom Technology Ltd. | System and method of managing energy utilized in a flue gas processing system |
EP2789915A1 (en) * | 2013-04-10 | 2014-10-15 | Alstom Technology Ltd | Method for operating a combustion chamber and combustion chamber |
US9903588B2 (en) * | 2013-07-30 | 2018-02-27 | General Electric Company | System and method for barrier in passage of combustor of gas turbine engine with exhaust gas recirculation |
JP6657996B2 (ja) * | 2016-01-25 | 2020-03-04 | 株式会社Ihi | 燃焼ガス供給システム |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2217518A (en) * | 1940-10-08 | Combustion regulation | ||
US3000572A (en) * | 1957-03-26 | 1961-09-19 | Lukens Steel Co | Low fuel damper control |
US3146821A (en) * | 1960-08-29 | 1964-09-01 | Fred H Wuetig | Method of and apparatus for governing the operation of furnaces |
JPS4829023A (no) * | 1971-01-22 | 1973-04-17 | ||
JPS4957420A (no) * | 1972-10-05 | 1974-06-04 |
-
1975
- 1975-12-15 CH CH1620775A patent/CH587444A5/xx not_active IP Right Cessation
-
1976
- 1976-04-22 US US05/679,100 patent/US4030874A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-12-13 GB GB51880/76A patent/GB1530950A/en not_active Expired
- 1976-12-13 AT AT0920176A patent/AT378050B/de not_active IP Right Cessation
- 1976-12-14 NL NLAANVRAGE7613856,A patent/NL171623C/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-12-14 FR FR7637667A patent/FR2335700A1/fr active Granted
- 1976-12-14 IT IT30400/76A patent/IT1065352B/it active
- 1976-12-14 SE SE7614031A patent/SE423441B/sv unknown
- 1976-12-14 DK DK561476AA patent/DK149351B/da not_active Application Discontinuation
- 1976-12-14 DE DE19762657066 patent/DE2657066A1/de not_active Ceased
- 1976-12-14 CA CA267,835A patent/CA1046924A/en not_active Expired
- 1976-12-14 NO NO764240A patent/NO145112C/no unknown
- 1976-12-15 BE BE173302A patent/BE849452A/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-12-15 ES ES454245A patent/ES454245A1/es not_active Expired
- 1976-12-15 JP JP51149888A patent/JPS5274130A/ja active Pending
-
1982
- 1982-01-14 JP JP1982002814U patent/JPS57150312U/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO764240L (no) | 1977-06-16 |
DK561476A (da) | 1977-06-16 |
ATA920176A (de) | 1984-10-15 |
DK149351B (da) | 1986-05-12 |
US4030874A (en) | 1977-06-21 |
ES454245A1 (es) | 1977-12-01 |
SE423441B (sv) | 1982-05-03 |
NL7613856A (nl) | 1977-06-17 |
NL171623B (nl) | 1982-11-16 |
BE849452A (fr) | 1977-06-15 |
GB1530950A (en) | 1978-11-01 |
CA1046924A (en) | 1979-01-23 |
DE2657066A1 (de) | 1977-06-23 |
NL171623C (nl) | 1983-04-18 |
FR2335700A1 (fr) | 1977-07-15 |
CH587444A5 (no) | 1977-04-29 |
JPS5274130A (en) | 1977-06-21 |
JPS57150312U (no) | 1982-09-21 |
IT1065352B (it) | 1985-02-25 |
NO145112C (no) | 1982-01-13 |
AT378050B (de) | 1985-06-10 |
SE7614031L (sv) | 1977-06-16 |
FR2335700B1 (no) | 1979-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO145112B (no) | Fremgangsmaate og apparat for kontroll av forbrenning | |
US6715295B2 (en) | Gas turbine pilot burner water injection and method of operation | |
US8109759B2 (en) | Assured compliance mode of operating a combustion system | |
CA2583512A1 (en) | A method and apparatus for monitoring and controlling the stability of a burner of a fired heater | |
US6708496B2 (en) | Humidity compensation for combustion control in a gas turbine engine | |
US20040255831A1 (en) | Combustion-based emission reduction method and system | |
US4493635A (en) | Oxygen-enriched air ratio control device for combustion apparatus | |
JPH09317499A (ja) | 高炉ガス専焼式ガスタービンの制御方法 | |
JP2016008803A (ja) | ボイラ装置 | |
JP7220971B2 (ja) | 燃焼設備の燃焼制御方法 | |
JP4067228B2 (ja) | 燃焼装置 | |
JP2503732B2 (ja) | バ―ナの燃焼制御方法 | |
JP6413415B2 (ja) | ボイラ装置 | |
JPS59195029A (ja) | 燃焼炉のNOx制御装置 | |
JPS62138619A (ja) | 燃焼装置 | |
CN106765334A (zh) | 一种锅炉 | |
JPS59183216A (ja) | 燃焼炉のNO↓x制御装置 | |
EP3365600B1 (en) | Method for reducing harmful gas emissions from a gas-fired sealed combustion chamber forced-draught boiler using flue gas recirculation and according boiler | |
JPH0833195B2 (ja) | バーナの燃焼制御装置 | |
JP2022176423A (ja) | 燃焼設備 | |
JP2023093147A (ja) | ボイラ装置 | |
JPS56127121A (en) | Method of controlling combustion apparatus | |
JPH0315088B2 (no) | ||
CN114857614A (zh) | 燃气燃烧智能控制系统 | |
JPH07117234B2 (ja) | 燃焼制御装置 |