WO2001077583A1 - Verfahren zum verbrennen von staubförmigem brennstoff in einem kraftwerkskessel - Google Patents

Verfahren zum verbrennen von staubförmigem brennstoff in einem kraftwerkskessel Download PDF

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WO2001077583A1
WO2001077583A1 PCT/DE2001/001363 DE0101363W WO0177583A1 WO 2001077583 A1 WO2001077583 A1 WO 2001077583A1 DE 0101363 W DE0101363 W DE 0101363W WO 0177583 A1 WO0177583 A1 WO 0177583A1
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Heinz-K. DÖRR
Georg Koch
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Saar Energie 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
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23C2900/05081—Disposition of burners relative to each other creating specific heat patterns

Definitions

  • the invention relates to a method for burning dusty fuel in a power plant boiler with an approximately square cross section of the combustion chamber and with a plurality of burner levels one above the other for coal dust burners, the coal dust burners being positioned in the corners of the combustion chamber and in each case at least one nozzle for a primary air stream loaded with coal dust and have further nozzles for secondary air flows.
  • boiler systems In the field of fossil power plant technology, especially for burning brown or Hard coal, boiler systems have become known with a combustion chamber which has an approximately square cross section and in which the coal dust burners are arranged one above the other in several levels, i.e.
  • the combustion chamber comprises four coal dust burners per burner level.
  • the coal dust burner itself is usually designed as a so-called jet burner, i. H. they have at least one nozzle for an air flow loaded with coal dust, the primary air flow, and at least one further nozzle for additional combustion air, the so-called secondary air flow.
  • the primary air flow and secondary air flow are aligned axially parallel and form a tangent to a firing circuit that is fictitiously provided in the middle of the burner level for the mostly used tantalum firing systems (cf. Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry Volume 2, 4th Edition, pages 364 and 365).
  • the described Tangentia firing systems are characterized by a high burn-out and thus good efficiency. They can even be operated sub-stoichiometrically with a relatively small excess of air or in areas of the flame center.
  • a flame guidance geared towards minimal nitrogen oxide formation by means of a substoichiometric driving style
  • a reducing atmosphere is established not only in the flame center but also in the wall area of the combustion chamber.
  • such a reducing atmosphere in the wall area disadvantageously leads to massive damage to the boiler walls in a relatively short time.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a method of the type mentioned at the outset such that, in the case of power station boilers with corner furnaces, a reducing atmosphere does not occur in the wall areas of this furnace despite low nitrogen oxide formation.
  • the principle of parallel routing of primary air and secondary air in corner burners of power plant boilers is accordingly departed from and proposed to decouple the two air flows in such a way that that on the one hand the flow direction of the secondary air is directed closer to an adjacent combustion chamber wall than that of the primary air laden with coal dust, and on the other hand that secondary air and primary air each form combustion circuits lying one above the other.
  • the secondary air which is always controllable per se, is no longer used exclusively to bring about optimum flame control and thus optimal burnout in the combustion chamber itself, but at least part of the secondary air is now also used due to the changed flow pattern Protection of the combustion chamber walls used.
  • the described primary air and secondary air combustion circuits only develop with the desired effectiveness if the primary air and secondary air nozzles producing them are located in different planes. If both primary air and secondary air nozzles were located on the same level, no separate primary air and secondary air combustion circuits could be formed because these air mass flows would mix with one another shortly after they emerged from the respective nozzles into the combustion chamber. It would not be possible to create an over-stoichiometric atmosphere in the area of the boiler walls and a under-stoichiometric atmosphere in the area of the flame center.
  • the mass flow can be adjusted by the previously possible and also practiced regulation of the secondary air quantity in such a way that even in the flame center itself the combustion conditions of the coal dust are such that a complete burnout of the coal dust is guaranteed.
  • An angle is expediently set between the mass flows of primary air and secondary air introduced into the combustion chamber in different directions, which angle is between approximately 5 and 8 °, preferably approximately 6 °.
  • the coal dust burners have so far been set so that both the primary air flow and the secondary air flow of a burner are formed axially parallel and were directed tangentially to a single fictitious circuit provided in the center of the combustion chamber.
  • a particularly simple and yet very effective variant of the method according to the invention can be seen in the fact that the original guidance of the secondary air flow is maintained and only the primary air flow laden with coal dust is now " oriented in the direction of the center of the burner levels. This only requires a small conversion effort for already existing burner systems working according to the state of the art.
  • the method according to the invention can also be implemented in such a way that both the secondary air flows of the burners of a burner level and the primary air flows are each directed to a combustion circuit assigned to them, the burner circuit having a smaller diameter for the primary air flows.
  • the original advantages of tangential guidance with regard to the firing behavior in the boiler can essentially be retained, with the desired effect of forming an air curtain to protect the walls of the firebox from secondary air additionally being obtained.
  • a coal dust burner for carrying out the method according to claim 1 is equipped with a nozzle for a primary air stream loaded with coal dust and at least one further nozzle for a secondary air stream and is characterized in that the nozzle for the primary air stream and the nozzle for the secondary air stream in are at different levels and are directed into the combustion chamber at different angles, the feed angle of the secondary airflow nozzle being smaller than that of the primary airflow nozzle, based on the combustion chamber wall adjacent to each burner in the same direction of rotation.
  • the primary air nozzles of all burners of a burner level are preferably directed tangentially to a fictitious combustion circuit provided in the center of the burner, and the secondary air nozzles of the burners of the same burner level. It has been shown that even the flow behavior of the primary air can be further optimized in the coal dust burner if the primary air duct does not have different cross sections, as in the prior art, but a single constant cross section. In addition, the flow channel should not be provided with a rectangular cross-section as before, but with a round cross-section.
  • the primary air duct is shaped such that it either widens or tapers in the outlet area, the cross section of the outlet opening being up to 15% larger or smaller than the inlet opening of the primary air duct. This makes it possible to optimally design the entry velocity of the coal dust-laden primary air flow into the combustion chamber.
  • a further optimization of the coal dust burner according to the invention is additionally ensured by the fact that in another burner cross section for circulating air, which is common in such burner systems, axially displaceable swirl bodies are additionally arranged. These swirl bodies can additionally influence and optimize the flame formation and flame guidance in the combustion chamber, and a backlash of the flame into the primary air nozzle can be avoided.
  • Figure 1 A corner burner with jet burners arranged in the corners, the mass flows are shown schematically by arrows.
  • Figure 2 The elevation of a corner firing according to Figure 1.
  • Figure 3 Another possible embodiment of the invention, also in a schematic representation.
  • Figure 4 The elevation of a corner firing according to Figure 3.
  • Figures 1 and 2 show a possible burner level of a square firebox with side walls 1, 2, 3 and 4, in the corners of which coal dust burners 5, 6, 7 and 8 are shown schematically.
  • the number of primary air nozzles 31 and secondary air nozzles 32 per coal dust burner is variable according to the invention and depends on the dimensioning of the power plant boiler. It is important that each primary air nozzle 31 is located between the secondary air nozzles 32 located above and below it.
  • each coal dust burner consists, for example, of a primary air nozzle 31 and two secondary air nozzles 32.
  • the primary air flows are given the reference numbers 9, 10, 11 and 12 in FIGS. 1 and 2, while the corresponding secondary air flows are assigned the reference numbers 13, 14, 15 and 16.
  • the inlet angles 17 for the secondary air streams 13, 14, 15 and 16 are designed to be smaller than the inlet angles 18 for the primary air streams 9, 10, 11 and 12. In this way it is achieved that part of the inflowing Secondary air also gets into the area of the outer walls 1, 2, 3 and 4 and in these areas helps to build up and maintain an oxidizing atmosphere. This in turn leads to a considerable reduction in the wear on these walls.
  • angles 19 between the basic projections of the primary air flows and the secondary air flows are in the range between approximately 5 and 8 °, preferably approximately 6 °.
  • the primary air flows 9, 10, 11 and 12 are directed directly at the center of the surface, while the secondary air flows 13, 14, 15 and 16 are directed tangentially to a focal circle 20 fictitiously provided in the center of the surface.
  • the described routing of the primary or secondary air streams can also be set in a simple manner even with existing burner systems, without extensive and thus costly retrofitting work being necessary.
  • the retrofitting effort is certainly not related to the measures that z. B. would be required by arranging additional nozzles for upper air above the coal dust burner.
  • FIG. 3 differs from that according to FIG. 1 essentially only in that the primary air streams 21, 22, 23, 24 are now not tangential to the center of the surface, but tangential to an inner one Firing circuit are directed, the diameter of this firing circuit 25 is of course smaller in the sense of the invention than the diameter of the outer firing circuit 26, which is tangentially touched by the secondary air flows 27, 28, 29, 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Verbrennen von staubförmigem Brennstoff in einem Kraftwerkskessel mit einem im Querschnitt in etwa quadratischen Feuerraum und mit mehreren übereinander liegenden Brennerebenen für Kohlenstaubbrenner (5, 6, 7, 8), wobei die Kohlenstaubbrenner in den Ecken des Feuerraums positioniert sind und jeweils mindestens eine Düse (31) für einen mit Kohlenstaub beladenen Primärluftstrom (9, 10, 11, 12) sowie weitere Düsen (32) für Sekundärluftströme (13, 14, 15, 16) aufweisen, wird vorgeschlagen, die Primärluftstromdüsen und die Sekundärluftstromdüsen übereinander anzuordnen und den Primärluftstrom und den Sekundärluftstrom unter verschiedenen Winkeln in den Feuerraum einzuleiten, wobei bezogen auf die einem Brenner jeweils in gleicher Drehrichtung benachbarten Feuerraumwand der Einleitwinkel (17) des Sekundärluftstroms kleiner ist als der (18) des Primärluftstroms.

Description

Verfahren zum Verbrennen von staubformigem Brennstoff in einem Kraftwerkskessel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von staubförmigen Brennstoff in einem Kraftwerkskessel mit einem im Querschnitt in etwa quadratischen Feuerraum und mit mehreren übereinanderliegenden Brennerebenen für Kohlenstaubbrenner, wobei die Kohlenstaubbrenner in den Ecken des Feuerraums positioniert sind und jeweils mindestens eine Düse für einen mit Kohlenstaub beladenen Primärluftstrom sowie weitere Düsen für Sekundärluftströme aufweisen.
Im Bereich der fossilen Kraftwerkstechnik, insbesondere zur Verfeuerung von Braunbzw. Steinkohle, sind Kesselaniagen mit einem Feuerraum bekannt geworden, welcher einen in etwa quadratischen Querschnitt aufweist und bei dem in mehreren E- benen übereinander die Kohlenstaubbrenner jeweils in den Ecken angeordnet sind, d.h. pro Brennerebene umfaßt der Feuerraum jeweils vier Kohlenstaubbrenner.
Die Kohlenstaubbrenner selbst sind dabei in der Regel als sogenannte Strahibrenner ausgebildet, d. h. sie besitzen mindestens eine Düse für einen mit Kohlenstaub bela- denen Luftstrom, den Primärluftstrom, sowie mindestens eine weitere Düse für zusätzliche Verbrennungsluft, den sogenannten Sekundarluftstrom. Primärluftstrom und Sekundarluftstrom sind achsparallel ausgerichtet und bilden bei den zumeist eingesetzten Tangentiaifeuerungen eine Tangente zu einem in der Mitte der Brenner- ebene fiktiv vorgesehenen Brennkreis (vgl. Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie Band 2, 4. Auflage, Seiten 364 und 365).
Die beschriebenen Tangentiaifeuerungen zeichnen sich durch einen hohen Ausbrand und damit guten Wirkungsgrad aus. Sie können bei relativ geringem Luftüberschuß bzw. in Bereichen des Flammenzentrums sogar unterstöchiometrisch be- trieben werden. Insbesondere bei einer durch unterstöchiometrische Fahrweise auf minimale Stickoxidbildung ausgerichteten Flammenführung läßt es sich bei diesem bekannten Brennersystem jedoch nicht vermeiden, daß sich nicht nur im Flammenzentrum, sondern auch im Wandbereich des Feuerraums eine reduzierende Atmosphäre ein- stellt. Eine derartige reduzierende Atmosphäre im Wandbereich führt jedoch nachteiligerweise in relativ kurzer Zeit zu einer massiven Beschädigung des Kesselwände.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist daher bereits vorgeschlagen worden, neben den sogenannten Strahlenbrennern mit einer achsparallelen Primärluft- und Sekundär- luftführung oberhalb dieser Brenner zusätzliche Luftdüsen vorzusehen, über die auch in den Wandbereich des Feuerraums sogenannte Oberluft eingeleitet wird. Dabei soll sich im Wandbereich ein sogenannter Luftschleier, d. h. eine Atmosphäre mit oxidie- renden Eigenschaften, bilden, durch den bekanntlich die Brennerwände geschützt werden sollen. Die Ausbildung derartiger Zusatzdüsen bei einem Kesselneubau oder auch bei einer Kesselnachrüstung ist mit einem erheblichen technischen Aufwand und damit auch mit relativ hohen Kosten verbunden, die die erzielten Vorteile zumindest teilweise wieder kompensieren.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge- nannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich bei Kraftwerkskesseln mit Eckenfeuerungen trotz niedriger Stickoxidbildung in den Wandbereichen dieser Feuerung möglichst keine reduzierende Atmosphäre einstellt.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsge- maß dadurch gelöst, daß die Primäriuftstromdüsen und die Sekundärluftstromdüsen übereinander liegen und daß der mit Kohlenstaub beladene Primärluftstrom und der Sekundarluftstrom unter verschiedenen Winkeln in den Feuerraum eingeleitet werden, wobei bezogen auf die einem Brenner jeweils in gleicher Drehrichtung benachbarten Feuerraumwand der Einleitwinkel des Sekundärluftstroms kleiner ist als der des Primärluftstroms.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach von dem Prinzip der Parallelführung von Primärluft und Sekundärluft in Eckenbrennern von Kraftwerkskesseln abgewichen und vorgeschlagen, die beiden Luftströme derart zu entkoppeln, daß zum einen die Strömungsrichtung der Sekundärluft näher zu einer benachbarten Feuerraumwand gerichtet ist als die der mit Kohlenstaub beladenen Primärluft, und zum anderen, daß Sekundärluft und Primärluft jeweils übereinander liegende Brennkreise ausbilden. Damit wird gemäß der Erfindung die Sekundärluft, die für sich be- trachtet immer regelbar ist, nicht mehr ausschließlich zur Herbeiführung einer optimalen Flammenführung und damit eines optimalen Ausbrandes im Feuerraum selbst eingesetzt, sondern zumindest ein Teil der Sekundärluft wird aufgrund des geänderten Strömungsveriaufes nunmehr auch zum Schutz der Feuerraumwände genutzt. Ähnlich wie bei der weiter oben beschriebenen zusätzlichen Zuführung von Oberluft oberhalb der Kohlenstaubbrenner wird nunmehr direkt im Bereich der Kohlenstaubbrenner durch einen Teil der Sekundärluft im Bereich der Feuerraumwand ein Luftschleier mit oxidierender Atmosphäre gebildet. Dies führt zu dem gewünschten Schutz der Wand und damit zu einer wesentlichen Reduzierung des Verschleißes im Vergleich zu der Ausbildung einer reduzierenden Atmosphäre.
Die beschriebenen Primärluft- und Sekundärluftbrennkreise bilden sich allerdings nur dann mit der gewünschten Effektivität aus, wenn die sie erzeugenden Primärluft- und Sekundärluftdüsen in verschiedenen Ebenen liegen. Würden sowohl Primärluft- als auch Sekundärluftdüsen auf der selben Ebene liegen, so könnten sich keine ge- trennten Primärluft- und Sekundärluftbrennkreise ausbilden, weil sich diese Luftmassenströme bereits kurz nach ihrem Austritt aus den jeweiligen Düsen in den Brennraum hinein miteinander vermischen würden. Die Bildung einer überstöchiometri- schen Atmosphäre im Bereich der Kesselwände und einer unterstöchiometrischen Atmosphäre im Bereich des Flammenzentrums wäre nicht möglich.
Dabei kann durch die bereits früher mögliche und auch praktizierte Regelung der Sekundärluftmenge der Massenstrom so eingestellt werden, daß auch im Flammenzentrum selbst die Verbrennungsbedingungen des Kohlenstaubes so sind, daß ein vollständiger Ausbrand des Kohlenstaubes gewährleistet wird.
Zweckmäßigerweise wird zwischen den in unterschiedlichen Richtungen in den Feuerraum eingeleiteten Massenströmen von Primärluft und Sekundärluft ein Winkel eingestellt, der zwischen etwa 5 und 8°, vorzugsweise bei etwa 6° liegt. Wie bei der Beschreibung des Standes der Technik bereits erwähnt, werden bisher die Kohlenstaubbrenner so eingestellt, daß sowohl der Primärluftstrom als auch der Sekundarluftstrom eines Brenners achsparallel ausgebildet und tangential auf einen einzigen in der Brennkammermitte fiktiv vorgesehenen Brennkreis gerichtet waren. Eine besonders einfache und trotzdem sehr wirksame Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die ursprüngliche Führung des Sekundärluftstromes beibehalten wird und lediglich der mit Kohlenstaub beladene Primärluftstrom" nunmehr in Richtung des Mittelpunktes der Brennerebenen ausgerichtet wird. Dies erfordert lediglich einen geringen Umbauaufwand für bereits vorhandene, nach dem Stand der Technik arbeitende, Brennersysteme.
Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart umgesetzt werden, daß sowohl die Sekundärluftströme der Brenner einer Brennerebene als auch die Primärluftströme jeweils auf einen diesen zugeordneten Brennkreis gerich- tet sind, wobei der Brennerkreis für die Primärluftströme einen kleineren Durchmesser aufweist. Auf diese Weise können die ursprünglichen Vorteile der Tangentialfüh- rung im Hinblick auf das Feuerungsverhalten im Kessel im wesentlichen beibehalten werden, wobei sich zusätzlich noch der gewünschte Effekt der Ausbildung eines Luftschleiers zum Schutz der Feuerraumwände durch Sekundärluft ergibt.
Ein Kohlenstaubbrenner für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ist mit einer Düse für einen mit Kohlenstaub beladenen Primärluftstrom und mindestens einer weiteren Düse für einen Sekundarluftstrom ausgerüstet und zeichnet sich dadurch aus, daß die Düse für den Primärluftstrom und die Düse für den Sekundärluft- ström in verschiedenen Ebenen liegen und unter verschiedenen Winkeln in den Feuerraum gerichtet sind, wobei bezogen auf die einem Brenner jeweils in gleicher Drehrichtung benachbarten Feuerraumwand der Einleitwinkel der Sekundärluftstromdüse kleiner ist als der der Primärluftstromdüse.
Vorzugsweise sind dabei die Primärluftdüsen aller Brenner einer Brennerebene zum Mittelpunkt der Brennerebene und die Sekundärluftdüsen der Brenner der gleichen Brennerebene tangential auf einen in der Brennermitte vorgesehenen fiktiven Brennkreis gerichtet. Es hat sich gezeigt, daß im Kohlenstaubbrenner selbst das Strömungsverhalten der Primärluft weiter optimiert werden kann, wenn der Primärluftkanal nicht wie beim Stand der Technik unterschiedliche Querschnitte, sondern einen einzigen konstanten Querschnitt aufweist. Zusätzlich sollte der Strömungskanal nicht wie bisher mit einem rechteckigen, sondern mit einem runden Querschnitt versehen sein.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des vorgenannten Kohlenstaubbrenners wird der Primärtuftkanal so geformt, daß er sich im Austrittsbereich entweder erweitert o- der verjüngt, wobei der Querschnitt der Austrittsöffnung bis zu 15 % größer oder kleiner sein kann als die Eintrittsöffnung des Primärluftkanals. Hierdurch ist es möglich, die Eintrittsgeschwindigkeit des kohlestaubbeladenen Primärluftstromes in den Feuerraum hinein optimal auszulegen.
Eine weitere Optimierung der erfindungsgemäßen Kohlenstaubbrenner ist zusätzlich dadurch gewährleistet, daß in einem weiteren Brennerquerschnitt für Umluft, welcher bei derartigen Brennersystemen üblich ist, zusätzlich axial verschiebbare Drallkörper angeordnet sind. Durch diese Drallkörper kann zusätzlich die Flammenbildung und Flammenführung im Feuerraum beeinflußt und optimiert, sowie ein Rückschlag der Flamme in die Primärluftdüse hinein vermieden werden.
Weitere Erläuterungen sind den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungen zu entnehmen.
Es zeigen:
Figur 1 : Eine Eckenfeuerung mit jeweils in den Ecken angeordneten Strahlbrennern, deren Massenströme durch Pfeile schematisch dargestellt sind.
Figur 2: Den Aufriß einer Eckenfeuerung nach Figur 1. - Figur 3: Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls in schematischer Darstellung.
Figur 4: Den Aufriß einer Eckenfeuerung nach Figur 3. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine mögliche Brennerebene eines quadratischen Feuerraumes mit Seitenwänden 1, 2, 3 und 4, in deren Ecken Kohlenstaubbrenner 5, 6, 7, und 8 schematisch dargestellt sind.
Die Anzahl der Primärluftdüsen 31 und Sekundäriuftdüsen 32 je Kohlenstaubbrenner ist erfindungsgemäß variabel und hängt von der Dimensionierung des Kraftwerkskessels ab. Wichtig ist, daß jede Primärluftdüse 31 sich zwischen darüber und darunter befindlichen Sekundäriuftdüsen 32 befindet.
In den Figuren 1 bis 4 besteht beispielhaft jeder Kohlenstaubbrenner aus einer Primärluftdüse 31 und zwei Sekundäriuftdüsen 32.
Die Primärluftströme sind in den Figuren 1 und 2 mit den Bezugsziffern 9, 10, 11 und 12 belegt, während den entsprechenden Sekundärluftströmen die Bezugsziffern 13, 14, 15 und 16 zugeordnet sind.
Bezogen auf die einem Brenner jeweils in gleicher Drehrichtung benachbarten Feuerraumwand, also bezogen auf die Wand 1 im Hinblick auf den Brenner 5, auf die Wand 2 im Hinblick auf den Brenner 6, auf die Wand 3 im Hinblick auf den Brenner 7 und die Wand 4 im Hinblick auf den Brenner 8 sind dabei erfindungsgemäß die Einleitwinkel 17 für die Sekundärluftströme 13, 14, 15 und 16 kleiner ausgebildet als die Einleitwinkel 18 für die Primärluftströme 9, 10, 11 und 12. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein Teil der einströmenden Sekundärluft in den Bereich der Außenwände 1, 2, 3 und 4 zusätzlich gelangt und in diesen Bereichen dazu beiträgt, eine oxidie- rende Atmosphäre aufzubauen und zu erhalten. Dies wiederum führt zu einer erheblichen Reduzierung des Verschleißes dieser Wände.
Zweckmäßigerweise liegen gemäß der Erfindung die Winkel 19 zwischen den grundrißlichen Projektionen der Primärluftströme und der Sekundärluftströme im Be- reich zwischen etwa 5 und 8°, vorzugsweise bei etwa 6°.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Primärluftströme 9, 10, 11 und 12 unmittelbar auf den Flächenmittelpunkt gerichtet, während die Sekundärluftströme 13, 14, 15 und 16 tangential zu einem in der Flächenmitte fiktiv vorgesehenen Brennkreis 20 gerichtet sind.
Die beschriebene Führung der Primär- bzw. Sekundärluftströme läßt sich auch bei vorhandenen Brennersystemen auf einfache Weise einstellen, ohne daß hierzu umfangreiche und damit kostenintensive Nachrüstarbeiten erforderlich würden. Der Nach rüstaufwand steht sicherlich in keinem Verhältnis zu den Maßnahmen, die z. B. durch Anordnung von zusätzlichen Düsen für Oberluft oberhalb der Kohlenstaubbrenner erforderlich würden.
Die Ausbildungsform nach Figur 3, für die im Prinzip die gleichen Bezugsziffem gelten, unterscheidet sich von der nach Figur 1 im wesentlichen nur dadurch, daß nunmehr auch die Primärluftströme 21 , 22, 23, 24 nicht direkt zum Flächenmittelpunkt hin, sondern tangential zu einem inneren Brennkreis gerichtet sind, wobei der Durchmesser dieses Brennkreises 25 selbstverständlich im Sinne der Erfindung kleiner ist als der Durchmesser des äußeren Brennkreises 26, welcher tangential von den Sekundärluftströmen 27, 28, 29, 30 berührt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbrennen von staubformigem Brennstoff in einem Kraft- werkskessel mit einem im Querschnitt in etwa quadratischen Feuerraum und mit mehreren übereinander liegenden Brennerebenen für Kohlenstaubbrenner, wobei die Kohlenstaubbrenner in den Ecken des Feuerraums positioniert sind und jeweils mindestens eine Düse für einen mit Kohlenstaub beladenen Primärluftstrom sowie weitere Düsen für Sekundärluftströme aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Primäriuftstromdüsen und Sekundärluftstromdüsen übereinander liegen und der mit Kohlenstaub beladene Primärluftstrom und der Sekundarluftstrom unter verschiedenen Winkeln in den Feuerraum eingeleitet werden, wobei, bezogen auf die einem Brenner jeweils in gleicher Drehrichtung benachbarten Feuerraumwand, der Einleitwinkel des Sekundär- luftstroms kleiner ist als der des Primärluftstroms.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftströme der Brenner einer Brennerebene tangential auf einen in der Brennerebenenmitte fiktiv vorgesehenen Brennkreis gerichtet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärluftströme der Brenner tangential auf einen in der Brennerebene fiktiv vorgesehenen Brennkreis gerichtet werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des fiktiven Brennkreises für die Primärluftströme kleiner ist als der Durchmesser des fiktiven Brennkreises für die Sekundärluftströme.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärluftströme der Brenner einer Brennerebene in Richtung des Flächenmittelpunktes der Brennerebene geleitet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Brenner einer Brennerebene der Winkel zwischen Sekundärluft- ström und Primärluftstrom zwischen etwa 5 und 8°, vorzugsweise bei etwa 6°, liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Primärluftströme gebildeten Brennkreise auf einer anderen Ebene liegen, als die durch die Sekundärluftströme gebildeten Brennkreise.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Primärluftströme gebildeten Brennkreisebenen immer zwischen mindestens zwei durch Sekundärluftströme gebildeten Brennkreisebenen liegen.
9. Kohlenstaubbrenner für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Düse für einen mit Kohlenstaub beladenen Primärluftstrom und mindes- tens einer weiteren Düse für einen Sekundarluftstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse für den mit Kohlenstaub beladenen Primärluftstrom und die Düse für den Sekundarluftstrom übereinander liegen und unter verschiedenen Winkeln in den Feuerraum gerichtet sind, wobei, bezogen auf die einem Brenner jeweils in gleicher Drehrichtung benachbarten Feuerraumwand, der Ein- leitwinkel der Sekundärluftstromdüse kleiner ist als der der Primäriuftstromdü- se.
10. Kohienstaubbrenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärluftdüsen der Brenner einer Brennerebene zum Mittelpunkt der Brenner- ebene und die Sekundäriuftdüsen der Brenner einer Brennerebene tangential auf einen in der Brennermitte vorgesehenen fiktiven Brennkreis gerichtet sind.
1 1. Kohlenstaubbrenner nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärluftkanal im Brenner einen konstanten Querschnitt auf- weist.
12. Kohlenstaubbrenner nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt im Austrittsbereich des Primärluftkanals im Brenner bis zu 15 % größer oder kleiner ist als der Querschnitt im Eintrittsbereich des Primärluftkanals.
13. Kohlenstaubbrenner nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Brennerquerschnitt für Umluft axial verschiebbare Drallkörper angeordnet sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109028135A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 多维空气分级低NOx燃烧系统及布置方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62166209A (ja) * 1986-01-17 1987-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼装置
US5315939A (en) * 1993-05-13 1994-05-31 Combustion Engineering, Inc. Integrated low NOx tangential firing system
DE4416945C1 (de) * 1994-05-13 1995-06-08 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zur Verbrennung von Braunkohle mittels eines Strahlbrenners, Strahlbrenner und Tangential-Feuerungsanlage
DE19731474C1 (de) * 1997-07-22 1998-12-24 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zum Betrieb eines Eckenbrenners für eine Tangentialfeuerung und Eckenbrenner zur Durchführung des Verfahrens
EP0976977A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kohlenstaubbrenner

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62166209A (ja) * 1986-01-17 1987-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼装置
US5315939A (en) * 1993-05-13 1994-05-31 Combustion Engineering, Inc. Integrated low NOx tangential firing system
DE4416945C1 (de) * 1994-05-13 1995-06-08 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zur Verbrennung von Braunkohle mittels eines Strahlbrenners, Strahlbrenner und Tangential-Feuerungsanlage
DE19731474C1 (de) * 1997-07-22 1998-12-24 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zum Betrieb eines Eckenbrenners für eine Tangentialfeuerung und Eckenbrenner zur Durchführung des Verfahrens
EP0976977A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kohlenstaubbrenner

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 001 (M - 656) 6 January 1988 (1988-01-06) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109028135A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 多维空气分级低NOx燃烧系统及布置方法
CN109028135B (zh) * 2018-07-10 2019-11-05 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 多维空气分级低NOx燃烧系统及布置方法

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