DD154123A5

DD154123A5 - Brenner zum verbrennen von brennstoffstaub

Info

Publication number: DD154123A5
Application number: DD80225137A
Authority: DD
Inventors: Aalbert Bakker
Original assignee: Toverco Tech Advies Handelb
Priority date: 1979-11-12
Filing date: 1980-11-12
Publication date: 1982-02-24
Also published as: PL227790A1; ES8202126A1; GR72293B; AU6427080A; ES496716A0; EP0028861A1; DE3064971D1; ATE4743T1; US4397295A; NL7908259A; JPS5694105A; EP0028861B1; AU524701B2; ZA806995B; BR8007342A

Abstract

Brenner zum Verbrennen von Brennstoffstaub, insbesondere Braunkohlen- oder Steinkohlenstaub. Ziel ist es, einen Brenner bereitzustellen, der sich durch eine einfache Bauweise und hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet, wobei die Aufgabe darin besteht, durch entsprechende Ausgestaltung desselben eine optimale innige Vermischung des Brennstoffstaubes und der Verbrennungsluft und damit eine hohe Verbrennungstemperatur und einen hohen Ausbrand zu erreichen. Der Brenner besteht aus einer Verbrennungskammer und einer Zuendkammer mit einem Zuendbrenner. Eine Zuleitung zur pneumatischen Einspeisung des Brennstoffstaubes muendet in die Zuendkammer ein. Darueber hinaus kann Verbrennungsluft durch Austrittsrohre der Verbrennungskammer zugefuehrt werden. Um sowohl eine kurze Flamme als auch eine verbesserte Homogenitaet der Verteilung d. Gemisches zu erreichen, weist der Brenner ein Verteilungsrohr auf, dessen Oberflaeche mit einer grossen Anzahl von Loechern versehen ist. D. Zuleitung zur pneumatischen Einspeisung des Brennstoffstaubes endet in dem Verteilungsrohr, wobei die Eintrittsoeffnung Vorrichtung zur Erreichung einer Drehbewegung des Gemisches laengs der Wandung des Verteilungsrohres aufweist.

Description

• . Berlin, den 15.1.1981

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Brenner zum Verbrennen von Brennstoff staub Anwendungsgebiet/ de.r Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Brenner zum Verbrennen von Brennstoff staub» Dieser Brenner weist eine Verbrennungskammer, eine mit einer Zündanlage versehene und in Verbindung mit der Verbrennungskammer stehende Zündkammer, eine in die Zündkammer für die pneumatische Brennstoffstaubzuführung einmündende Eintrittsöffnung sowie in·die Verbrennungskammer ungefähr, an der Stelle des Überganges zwischen der Zündkammer und der Verbrennungskammer einmündende Vorrichtungen zum Zuführen der Verbrennungsluft auf.

Der Brenner ist besonders zum Verbrennen von Braunkohlen«- oder Steinkohlenstaub geeignet.

Charakteristik der bekannter^ technischen Lösungen

Bekannt sind Brenner zum Verbrennen von Brennstoff staub, die eine Verbrennungskammer, eine mit einer Zündanlage versehene und in Verbindung mit der Verbrennungskammer stehende Zündkammer, eine in die Zündkammer für die pneumatische BrennstoffStaubzuführung einmündende Eintrittsöffnung sowie in die Verbrennungskammer ungefähr an der Stelle des Oberganges zwischen der Zündkammer und der Verbrennungskammer einmündende Vorrichtungen zum Zuführen der Verbrennungsluft aufweisen« Dabei wird eine lange Flamme, die nur mit Schwierigkeit gezündet werden kann, im Brenner dadurch vermieden, indem wenigstens eine Prallplatte in einem relativ kurzen Abstand von dor Einmündung des Zuleitungsrohres für

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das Gemisch aus dem Brennstoff staub und der Förderluft vorgesehen wird* Diese.Prallplatte ruft eine unregelmäßige Turbulenz des bereits gezündeten Brennstoff stromes hervor, wodurch eine innigere Vermischung der einzelnen Bestandteile erzielt wird« Die Verwendung einer Prallplatte führt ohne jeden Zweifel zu einer erheblichen Verkürzung der Flamme und demzufolge zu einer weit besseren Kompaktheit der-Anlage, bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß nach erfolgtem Aufprall auf die besagte Prallplatte die Verteilung des Gemisches keine optimale Homogenität erreicht. Die Folge dieser fehlerhaften Verteilung besteht darin, daß die Verbrennungstemperatur und der Ausbrand nicht den maximalen Werten entsprechen werden und die Flamme über einen relativ kleinen Bereich der Regulierbarkeit verfügen wird«

Z_-JeI. der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Brenner zum Verbrennen · von Brennstoffstaub bereitzustellen, der sich durch eins einfache Bauweise und hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet..

der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner zum Verbrennen von Brennstoff staub, der eine Verbrennungskammer, eine mit einer Zündanlage versehene und in Verbindung mit der Verbrennungskammer stehende Zündkammer, eine in die Zündkammer für die pneumatische Brennstoffstaubzuführung einmündende Eintrittsöffnung sowie in die Verbrennungskammer, ungefähr an der Stelle des Überganges zwischen der Zun.dkammer und der Verbrennungskammer einmündende

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Vorrichtungen zum Zuführen der Verbrennungsluft aufweist, derart auszugestalten, daß eine optimale innige Vermischung des Brennstoffstaubes und der Verbrennungsluft und damit eine hohe Vei^brennungstemperatur und ein hoher Ausbrand erreicht werden können. · ·

Erfindungsgemäß, vyird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Eintrittsöffnung in einem Verteilungsrohr endet, dessen Oberfläche mit einer großen Zahl von Löchern versehen ist. Eine kleine Menge des Gemisches aus dem Brennstoff staub und der Förderluft (beispielsweise 10 %) wird die Zündkammer durch die Löcher in dem Verteilungsrohr im Anfangsteil dieses Rohres erreichen, und zwar in dem abgekehrten Bereich gegenüber der Verbrennungskammer. Diese kleine Menge an Brennstoff/Luft-Gemisch kann mit Hilfe einer relativ kleinen Zündflamme an der Stelle gezündet werden. Diese Zündung wird dann durch das durch die restlichen Löcher zugeführte Brennstoff/Luft-Gemisch zur Ausbreitung gelangen, wodurch der Brennstoffstaub in einer solchen Menge gezündet werden wird, die ein stöchiometrisches Verhältnis zu der Menge der Druckluft zur pneumatischen Förderung des Brennstoffstaubes aufweist« Demgemäß wird eine kleine Brennstoff staubmenge zu Beginn auf die Zündtornperatur erhitzt und durch die Zündflamme gezündet,, woraufhin die gezündete Menge an dem Brennstoff staub allmählich zunimmt, wodurch die Temperatur auf hohen Werten gehalten wird» Nur nach dem Erreichen der Verbrennungskammer wird die restliche Menge an Verbrennungsluft zugeführt und das bereits gezündete Gemisch verbrannt, wobei eine relativ kurze heiße Flamme zu verzeichnen ist. Innerhalb der Verbrennungskammer wird das Gemisch in hohem Grade turbulent, s.o daß ein inniges Vermischen erreicht wird* Das Fehlen einer Prallplatte in

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einem bestimmten.Abstand hinter dem Verteilungsrohr gewährleistet zusammen mit der Ausnutzung einer Reihe von Löchern in dem Verteilungsrohr eine optimale Verteilung» Der Ausbrand kann auf diese Weise auf etwa 98 % oder darüber verbessert werden* Die Flamme wird über eine hohe Temperatur verfügen und dabei kurz sein«

Eg ist von Wichtigkeit, daß das Gemisch möglichst weitgehend durch die Löcher in dem Verteilungsrohr zur Zündkammer strömen wird» Es wird dabei im besonderen bevorzugt, daß, falls das Verteilungsrohr ein offenes Ende aufweist, die Eintrittsöffnung Vorrichtungen zur Erreichung einer Drehbewegung des aus dem Brennstoff staub und der Druckluft zur pneumatischen Förderung bestehenden Gemisches längs der Wandung des Verteilungsrohres aufweist* Diese Vorrichtungen für die Erzielung einer Drehbewegung des Gemisches aus dem Brennstoffstaub und der Förderluft bestehen aus einem Führungselement, das tangential in das ;_ Verteilungsrohr einmündet. Diese Vorrichtungen enthalten keinerlei sich.bewegende Konstruktionselemente, die einem-Verschleiß ausgesetzt sind. Die Verwendung einer umlaufenden Welle mit Schaufeln unter, mittiger Anbringung in dem Verteilungsrohr wird jedoch nicht ausgeschlossen.

Vorteilhafterweise ist das Ende des Verteilungsrohres unter Angrenzung an die Verbrennungskammer offen ausgebildet, und damit kann das Gemisch vollständig der Zündkammer über die Löcher in dem Verteilungsrohr zugeleitet, und es kann an dera offenen Ende des Verteilungsrohres ein Saugeffekt hervorgerufen werden« Hierdurch kann es zu einem Eintritt de-r Flamme in das Verteilungsrohr kommen« Dies kann einen vorteilhaften Einfluß auf die Zündung ausüben.

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Durch die Verwendung eines austauschbaren Verteilungsrohres besteht die Möglichkeit, die Reihe und Anordnung der vorhandenen Löcher in dem Verteilungsrohr an die bestehenden . Umstände anzupassen (Beschaffenheit des Brennstoffstaubes, gewünschte Kapazität usw,), ·

Zur vorteilhaften Durchführung der Zündung ist es zweckmäßig,' daß die Reihe und Anordnung der Löcher in dem Verteilungsrohr derart ausgewählt werden, daß die durch die Löcher eingenommene wirksame Oberfläche in Richtung der Verbrennungskammer zunimmt»

Au s f ü h run cjsb ei Sp_-Je 1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig« 1: einen. Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Brenners; Fig. 2: den Schnitt II - II nach Fig. 1_#

Der Brenner zum Verbrennen Von Brennstoff staub besteht aus einer Verbrennungskammer 1, einer Zündkammer 2, welche in Verbindung mit der Verbrennungskammer 1 steht, und aus einem innerhalb der Zündkammer 2 angeordneten Verteilungsrohr 3, aus einer Eintrittsöffnung 5, aus einer Versorgungsund Speiseleitung 6 zur- Zuführung eines Gemisches aus dem Brennstoff staub (zum Beispiel Braunkohlen» oder Steinkohlenstaub) und Luft zur pneumatischen Förderung des Brennstoffstaubss, wobei die Eintrittsöffnung 5 in das Verteilungsrohr 3 mit Hilfe tangential angeordneter Vorrichtungen 4 einmündet«

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Die Verbrennungskammer 1 weist eine Verlängerung auf, wodurch ein konzentrischer ringförmiger Kanal 6 mit Bezug auf die Zündkammer 2 gebildet wird. Dieser konzentrische ringförmige Kanal 6 dient dabei als Zuleitungsrohr für die Zuführung der Verbrennungsluft in die Verbrennungskammer 1, Zwischen der Verbrennungskammer 1 und dem konzentrischen ringförmigen Kanal 6 ist eine ringförmige Platte 7 mit einer Reihe von Austrittsrohren 8 unter Orientierung unter einem Winkel mit Bezug auf die Achse vorgesehen*

Durch die äußere Wandung des konzentrischen ringförmigen Kanals 6 und durch die Wandung der Zündkammer 2 erstreckt sich ein Zündbrenner 9, durch welchen eine im wesentlichen tangentiale Zündflamme im Anfangsteil der Zündkammer 2 hervorgerufen werden kann« .

In der Wandung des Verteilungsrohres 3 ist eine große An-, zahl von Löchern 11 vorgesehen. Die Größe dieser Löcher nimmt in Richtung zur Verbrennungskammer 1 zu. ;.

Die Arbeitsweise "des Brenners ist folgende:

Ein Gemisch aus kohlenstoffhaltigem Brennstoff staub (zum Beispiel aus Braunkohle oder Steinkohle) und Luft zur pneumatischen Förderung (zum Beispiel 10 %) wird der Verteilungskammer 3 über die Eintrittsöffnung 5 zugeführt, wobei dem Gemisch durch die tangential angeordneten Vorrichtungen 4 eine Drehbewegung verliehen wird. Das Gemisch strömt dabei auf Grund der Drehbewegung längs der Wandung der Verteilungskammer 3 allmählich durch die Löcher 11 in die Zündkammer 2. Im Anfangsteil der Verteilungskammer 3 wird eine relativ kleine Menge des Gemisches durch die

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relativ kleinen Löcher 11 in die Vorteilungskammer 3 hineinströmen» Demgemäß braucht die Zündflamme an dem Zündbrenner 9 nur klein zu sein, um die Temperatur dieser . kleinen Menge auf die Zündtemperatur zu bringen. Die kleine Menge an Brennstoffstaub, die somit gezündet wird, bewerkstelligt auf diesem Wege eine solche Zunahme der Temperatur, daß ein Teil des restlichen Gemisches unter Zuführung durch die restlichen Löcher 11 in die Zündkammer 2 allmählich gezündet wird₄

Das allmählich gezündete, gut verteilte Gemisch strömt dann in einem in hohem Grade turbulenten Zustand, was durch die Verbrennungsluft bewirkt wird, die durch die Austrittsrohre 8 zugeleitet wird, in die Verbrennungskammer 1, Dieser in hohem Grade turbulente Zustand führt zu einem innigen Verm'ischen_e Es bildet sich dabei eine kurze Flamme bei einer hohen Temperatur* Der Ausbrand ist im wesentlichen vollständig (etwa 98 % oder mehr). Die Zündung ist auf Grund des allmählichen Verlaufs derselben von einfacher Art,

Besonders wichtig ist die homogene Verteilung des Gemisches, die dadurch erzielt wird, indem das Verteilungsrohr 3 mit den Löchern 11 verwendet wird. Zur Erzielung dieser homogenen Verteilung trägt auch die Drehbewegung des Gemisches längs der Wandung des Verteilungsrohres 3 bei.

Vorteilhaft ist, daß die wirksame Oberfläche, die durch die Löcher 11 eingenommen wird, eine derartige Größe aufweist, daß die zugeführte Brennstoff staubmenge vollständig die· Zündkammer 2 durch die Löcher 11 erreicht« Dort wird dann am offenen Ende des Verteilungsrohr.es 3 eine Saugwirkung horvorgerufon, durch die die Flamme dazu veranlaßt wird-,

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in das Verteilungsrohr 3 hineinzuschlagen, was für eine optimale Temperatur des Gemisches von Vorteil ist«

Im Rahmen des ausgedehnten Geltungsbereiches der vorliegenden Erfindung gibt es ebenfalls eine Konstruktion mit einem Verteilungsrohr 3, dessen Ende unter Angrenzung an die .Verbrennungskammer 1 geschlossen ist und in dem dem Gemisch aus dem Brennstoff staub und der Druckluft zur pneumatischen Förderung innerhalb des Verteilungsrohres keine Drehbewegung verliehen wird. Das Verteilungsrohr 3 kann, ebenfalls eine unrunde Konstruktion aufweisen', beispielsweise eine Ausführung mit einer Venturi-Verengung, Die Wandung des Verteilungsrohres 3 kann mit Versteifungsrippen versehen sein* Die Löcher 11 können eine besondere Form aufweisen» Darüber -hinaus besteht die Möglichkeit, daß das Verteilungsrohr 3 in der Weise aufgebaut ist, sich in Richtung seiner beiden Enden zu erweitern.

Das Verteilungsrohr 3 ist austauschbar ausgestaltet, so daß die Reihe und Anordnung der Löcher 11 an die jeweiligen Umstände angepaßt werden können.

Die Verbrennungsluft« die der Verbrennungskammer 1 durch den Kanal 6 und die Austrittsrohre 8 zugeführt wird, könnte ebenfalls seitlich in einer alternativen Ausbildungsform zugeführt werden,'wobei der Kanal 6 weggelassen werden könnte, .

Im -Rahmen des Anwendungsbereiches der vorliegenden Erfindung sind noch andere alternative Konstruktionen möglich.

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Diese alternativen·Ausbildungsformen müssen jedoch der Bedingung genügen, daß eine kleine Menge an Brennstoff staub zusammen mit der Luft auf die Zündtemperatur gebracht und gezündet wird und der Anteil an dem gezündeten Brennstoffstaub allmählich zunimmt, .während eine gleichmäßige Verteilung gewährleistet wird.

Claims

15*1*1981 AP F 23 D/225 - 10 ~ 58 367/25 Erfindungsanspruch

1, Brenner zum Verbrennen von Brennstoffstaub, der eine
Verbrennungskammer, eine mit einer Zündanlage versehene und in Verbindung mit der Verbrennungskammer .

. stehende Zündkammer, eine in die Zündkammer für die
pneumatische BrennstoffStaubzuführung einmündende
Eintrittsöffnung sowie in die Verbrennungskammer ungefähr an aer Stelle des Oberganges zwischen der Zündkammer' und der. Verbrennungskammer einmündende Vorrichtungen zum Zuführen der Verbrennungsluft aufweist,
gekennzeichnet dadurch,' daß die Eintrittsöffnung (5) in einem Verteilungsrohr (3) endet, dessen Oberfläche mit einer großen Zahl von Löchern (11) versehen ist,

2, Brenner nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eintrittsöffnung (5) Vorrichtungen (4) zur Erreichung einer Drehbewegung des aus dem Brennstoff staub und'der Druckluft zur pneumatischen Förderung bestehenden

' Gemisches längs der Wandung des Verteilungsrohres (3) aufweist,

3. Brenner nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtungen (4) aus einem Führungselement bestehen, das tangential in das Verteilungsrohr (3) einmündet.

4. Brenner nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Ende des Verteilungsrohres (3) unter Angrenzung an die Verbrennungskammer (1) offen ausgebildet ist.

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5* Brenner nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Verteilungsrohr (3) austauschbar ange~ ordnet ist,

6· Brenner nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Reihe und Anordnung der Löcher (11) in dem Verteilungsrohr (3) derart ausgewählt sind, daß die durch die Löcher (11) eingenommene wirksame Oberfläche in Richtung der Verbrennungskammer (1) zunimmt«

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