DD214912A1

DD214912A1 - Gasbrenner

Info

Publication number: DD214912A1
Application number: DD83250601A
Authority: DD
Inventors: Friedrich Berger; Manfred Schingnitz; Klaus Fleischer; Christian Reuther; Ernest Gudymov; Vladimir Semenov; Vasilij Fedotov
Original assignee: Freiberg Brennstoffinst
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1983-05-04
Publication date: 1984-10-24
Also published as: DE3338756A1; GB8411133D0; FR2547900B1; GB2139343B; FR2547900A1; GB2139343A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner, der in der chemischen Industrie z.B. fuer die Spaltung von Erdgas mit Sauerstoff und Dampf eingesetzt werden kann. Der Gasbrenner soll eine hohe Betriebszuverlaessigkeit besitzen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass der Gasbrenner in einem breiten Lastbereich von Gas, Sauerstoff und Dampf zuverlaessig arbeitet. Erfindungsgemaess ist zur Vermeidung eines Wegbrenners des Rohres und eines Durchbrennens des Verteilungsgitters im Ringraum zwischen den Waenden des Gehaeuses und dem Zentralrohr ein zylindrischer Rohrschuss fuer die Zufuehrung des Dampfes mit einem Sammelraum angeordnet, der mit einem Rohrgitter mit an der Stirnseite des Rohrgitters befestigten Rohren versehen ist, wobei der Sammelraum des Zentralrohres innerhalb des Sammelraumes des Rohrschusses liegt, die Rohre des Sammelraumes des Zentralrohres in die Rohre des Sammelraumes des Rohrraumes hineingefuehrt sind und das Verteilungsgitter des Gehaeuses innerhalb des Gehaeuses angeordnet ist.

Description

Titel der Erfindung Gasbrenner

Anwendungsgebiet' der Erfindung

Die vorgeschlagene Erfindung betrifft einen Gasbrenner, der in der chemischen Industrie z. B. für die Spaltung von Brdgas.mit Sauerstoff und Dampf Verwendung finden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Gasbrenner bekannt, der aus einem wassergekühlten Gehäuse mit einem Verteilungsgitter, das gleichseitig als wassergekühlter Boden des Gehäuses dient, sowie nacheinander in das Gehäuse eingebauten Sektionen für die Zuführung von Gas und Sauerstoff mit Rohrgittern besteht, in denen Rohre befestigt sind, wobei die Rohre für die Zuführung des Sauerstoffes achsgleich in die Rohre für die Gaszuführung eingebaut und letztere mit den Austrittsenden im Verteilergitter befestigt sind (Urheberschein der UdSSR Hr, 330306, Kl, G 23. D 15/04, 1972). Der genannte Brenner hat folgende wesentliche Nachteile:

- Großer hydraulischer Widerstand des Brenners gegenüber Gas und.Sauerstoff, was mit der Verwendung von Sektionen für ihre Zuführung in Zusammenhang steht, die nacheinander im Gehäuse installiert werden und su einer großen Länge der Gas- und der Sauerstoff-

kanäle führt,

- Geringe Betriebszuverlässigkeit des Brenners, weil das Verteilungsgitter (Gehäuseboden) sich in indirekter Hähe der Wurzel der Gas-Säuerstoff-Flamme befindet und dieser.Teil dadurch wegbrennt, die Rohre für die Zuführung des Sauerstoffes in die Rohre für die Gaszuführung eingebaut sind und am Ausgang die - Ströme von Gas und Sauerstoff direkt in Berührung kommen,^ das (besonders bei.Absenkung und Änderung der Belastung, bei Anheben des Druckes us?/.) zu einem schnellen Entflammen und zu einem/raschen Wegbrennen der Röhrchen für die Sauerstoffzuführung und damit zu einer zwangsweisen Außerbetriebsetzung des Brenners führt.

Der Erfindung am nächsten kommt ein Gasbrenner, der aus einem wassergekühlten Gehäuse mit Stutzen und einem Yerteilungsgitter mit einem System von öffnungen, das gleichzeitig als wassergekühlter .Boden des; Gehäuses dient, sowie Einern Zentralröhr mit einer. Sammelleitung besteht, die mit einem Rohrgitter an .der Stirnseite mit darin befestigten Röhrchen versehen ist, die aus dem Verteilungsgitter durch ein System von Öffnungen, das sich darin befindet, herausgeführt wird. ( DDR - Patent, ¥/PiIr. 146765 Kl. ϊ¹ 23 D 17/00 1981). Das Gas strömt im genannten Brenner durch ein Zentralrohr in.die Sammelleitung und die Röhrchen, die aus dem Verteilungsgitter herausgeführt sind. Das sauerstoff haltige Gas gelangt durch den Stutzen in das Gehäuse und durch den Ringspalt zwischen dem Gehäuse:und dem Zentralrohr zum Verteilungsgitter des Gehäuses, geht weiter durch die Ringspalte zwischen den Röhr- : chen und den Kanten der Öffnungen: des "Verteilungsgitters und kommt danach mit dem Gas in Berührung. Als Nachteil des bekannten Brenners gilt die geringe Zuverlässigkeit ,weil die Röhrchen für die/Zuführung des Gases in den Öffnungen des Verteilungsgitters des

Gehäuses installiert sind, durch die der Sauerstoff hindurchgeht. Deshalb kommen am Ausgang die Ströme von Gas und Sauerstoff direkt miteinander in Berührung, was (insbesondere bei Senkung und Änderung der last, beim Anheben des Druckes usw.) zu einem frühzeitigen Entflammen und Wegbrennen der Röhrchen für die Zuführung des Gases und zu einem Ausfall des Brenners führt und das Yerteilungsgitter (Boden des Gehäuses) sich in indirekter Nähe der Wurzel der Gas-Sauerstoff-Flamme.befindet und infolgedessen oft wegbrennt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, einen Gasbrenner mit hoher Betriebssuverlässigkeit vorzuschlagen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Gasbrenners, der in einem breiten Lastbereich von Gas, Sauerstoff und Dampf zuverlässig arbeitet.

Erdindungsgemäß wird in den Gasbrenner, der aus einem wassergekühlten Gehäuse mit einem Stutzen für die Zuführung des Gases und einem Verteilungsgitter, einem Zentralrohr für die Zuführung des Sauerstoffes mit einem Sammelkanal, der mit einem Rohrgitter auf der Stirnseite mit darin befestigten Rohren versehen ist, die aus dem Verteilungsgitter herausgeführt sind, best eht , im Ringraum zwischen den Wänden des Gehäuses und dem Zentralrohr ein zylindrischer Rohrschuß-für. die Zuführung von Dampf mit einem Sammelkanal eingebaut, der mit einem Rohrgitter an der Stirnseite mit darin befestigten Rohren ausgerüstet ist, wobei der Sammelkanal des Zentralrohres innerhalb des Sammelkanales des Rohrschusses liegt, die Rohre des Sammelkanales des Zentralrohres in die Rohre des Sammelkanales des Rohrschusses eingeführt sind und das Ver-

teilungsgitter des Gehäuses innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.

Das Verteilungsgitter kann entweder in Form einer Scheibe mit einem System von Öffnungen oder in Form eines Ringes mit halbrundem Profil an'der inneren Oberfläche des Ringes ausgeführt sein,

Ausführungsbeispiel :

Figur 1 zeigt den Längsschnitt des Gasbrenners Figur 2 und 3 zeigt den Querschnitt des Brenners für zwei Varianten des Verteilungsgittere

Der Gasbrenner besteht aus einem wassergekühlten Gehäuse 1 mit dem Stutzen 2 für die Gaszuführung, mit dem Verteilungsgitter 3 und dem Doppelmantel 4 für die Kühlung, der mit den Stutzen 5 und β für die Zu- bzw. Abführung des Wassers ausgerüstet ist, dem Zentralrohr 7 für die Zuführung des Sauerstoffes mit dem Sammelraum 8, der mit. einem Rohrgitter 9 mit darin befestigten Rohren 10 ausgerüstet ist, dem Rohrschüß 11 mit dem Stutzen 12 für die Zuführung des Dampfes und mit dem Sammelraum 13, der mit einem Rohrgitter I4"mit den darin'befestigten Rohren 15-versehen ist. Der Sammelraum des Zentralrohres 8 liegt innerhalb des Sammelraumes des Rohrschusses 13» Die Rohre des Sarmnelraumes des Zentralrohres 10 befinden sich achsgleich innerhalb der Rohre des Sammelraumes des Rohrschusses 15 und zwar mit Bildung eines Ringspaltes, Die genannten Rohre 10 und 15 sind aus'dem Verteilungsgitter. 13 des Gehäuses herausgeführt. Das. Verteilungsgitter 13 des Gehäuses ist in einem gewissen Abstand von der Austrittsstirnfläche des Gehäuses innerhalb des letzteren angeordnet. Eine solche Anordnung des Verteilungsgitters 3 gestattet es, das Austrittsende des Gehäuses als einheitliche zylindrische AustrittsdÜ3e des Brenners zu. betrachten, Auf Figur 3 ist ein Querschnitt des, Brenners für den

Pall des Einbaues des Verteilungsgitters in Form einer Scheibe mit einem System von Öffnungen dargestellt, durch die mit Bildung eines Spaltes die Rohre 15 herausgeführt sind. . Auf Figur 3 ist ein Querschnitt des Brenners für den Fall des Einbaues des Verteilungsgitters 3 in Form eines Ringes mit einem System von Vertiefungen mit Halbrundprofil auf der inneren Oberfläche des Ringes dargestellt, wobei die Vertiefungen um die äußere Reihe der Rohre unter Bildung'eines Spaltes zwischen ihnen und den Rohren liegen*

Der vorgeschlagene Brenner arbeitet auf folgende Art und Weise: .

Durch das Zentralrohr 7 führt man den Sauerstoff zn, der über die Rohre 10 verteilt wird und in den Reaktionsraum gelangt. Über den Stutzen 12 führt man in den Ringraum zwischen dem Zentralrohr 7 und dem Rohrschuß den Wasserdampf zu, der in den Spalt zwischen.den'Rohren 10 und 15 und weiter in den Reaktionsraum gelangt. Durch den Stutzen 2 führt man in den Raum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rohrschuß 11 das Erdgas zu, das auf das Verteilungsgitter 3 gelangt und durch die Ringspalte zwischen den Rohren 15 und den Kanten der Öffnungen des Verteilungsgitters 3 (Vorrichtung entsprechend den Figuren 1,2) ausströmt. Bei Verwendung des Verteilungsgitters 3 in Form eines Ringes mit einem System von. Vertiefungen um die äußere Reihe der Rohre 15 strömt das Gas zum. Zentrum ab (Vorrichtung entsprechend Figuren 1, 3).

Das Verteilungsgitter in Form einer Scheibe mit einem System von Öffnungen (Figur 2) verwendet man dann, wenn eine große Anzahl konzentrischer.Rohrreihen vorhanden ist. Bei einer'kleinen Anzahl von konzentrischen Rohren und einer sehr hohen Packungsdichte der Rohre wird man vorzugsweise ein Gitter in Form eines Ringes mit einem System von Vertiefungen an der inneren

Oberfläche verwenden (Figur 3). In beiden Fällen tritt das Gas am Ausgang aus dem Gehäuse"1 als ein dichter Strom aus, in dem die Rohre für die Zuführung des Dampfes und des Sauerstoffes liegen» Am Ausgang aus dem Brenner sind Sauerstoff und Gas durch Zwischenschichten 'aus Dampf voneinander getrennt, die es nicht gestatten, daß eine frühzeitige Entzündung erfolgt. Das Wasser für die Kühlung führt man durch den Stutzen 5 in den Spalt zwischen dem Gehäuse und der Innenwand des Mantels zu. Das Wasser umgeht die Innenwand, geht durch den Spalt zwischen Innen- und Außenwand des Mantels zum Stutzen 6, durch den es den Brenner verläßt

Der erfindungsgemäße Gasbrenner hat folgende Vorteile:

1, Dadurch, daß im Ringraum zwisehenden Wänden des Gehäuses und dem Zentralrohr ein zylindrischer Rohrschuß für die Zuführung des Dampfes mit einem Sammelraum angeordnet ist, der mit einem Rohrgitter mit an der Stirnseite befestigten Rohren ausgerüstet ist,wobei der Sammeiraum des Zentralrohres innerhalb des Sammelraumes des Rohrschusses liegt, kommen Gas und Sauerstoff.am Ausgang aus dem Brenner nicht miteinander in Berührung sondern sie werden durch eine Zwischenschicht aus Wasserdampf getrennt und ihre Mischung ist erst in einem gewissen Abstand von der Austrittsstirnfläche des Brennergehäuses feststellbar,. weshalb ein Wegbrennen der Zuführungsrohre nicht festgestellt wird,

2, Dadurch, daß das Verteilungsgitter innerhaIb des Gehäuses angeordnet ist, ist es von der Flammenwursei weggezogen und außerdem durch .eine die. Wärme absorbierende Schicht Erdgases wirksam geschützt, das sich vom Verteilungsgitter zur Stirn des Brennergehäuses bewegt, weshalb das Verteilungsgitter nicht überhitzt wird und nicht wegbrennt.

Der Gasbrenner hat eine hohe Zuverlässigkeit bei beliebigen Gas- und Säuerstoffbelastungen, bei Änderungen des Gas-Sauerstoff-Verhältnisses, bei Ände-

rungen der 'Temperaturen, der Geschwindigkeiten usw. Sogar eine relativ geringe Zuführung von Dampf zwischen die Ströme von Gas und Sauerstoff gewährleistete einen sicheren Abstand zwischen der Stirnseite des Brennergehäuses und der Flammenwurzel, Bei Reproduktion der Betriebszustände, bei denen ein Ausfall des Basisobjektes festgestellt wurde, ergaben sich weder Überhitzung noch .Wegbrennen der Elemente des. Brenners bzw, ihr Ausfall während der gesamten Zeitdauer des Versuches.

Claims

ärfindungsansprüche

1» Gasbrenner, bestehend aus einem wassergekühlten Gehäuse mit einem Stutzen für die Zuführung des Gases und mit einem Yerteilungsgitter, einem Zentralrohr für die Zuführung des Sauerstoffes mit einem Sammeiraum, der mit einem Rohrgitter mit an der Stirnseite des Rohrgitters befestigten Rohren versehen, ist, die:aus dem Yerteilungsgitter herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Brenners zur 7errneidung eines Wegbrennens der Rohre und eines Durchbrennens des.Yerteilungsgitters im Ringraum zwischen den Wänden des Gehäuses und .dem Zentralrohr ein zylindrischer Rohrschüß. für die Zuführung des Dampfes mit einem Sammeiraum angeordnet ist, der mit einem Rohrgitter mit an der Stirnseite des Rohrgitters befestigten Rohren versehen ist, wobei--. der Sammelraum des Zentrairohres innerhalb des Sa&me.lraumes des Rohrschusses liegt, die Rohre des Sammelraumes des Zentralrohres in die Rohre des SammeIraume.s des Rohrschusses hineingeführt sind und das Yerteilungsgitter des Gehäuses innerhalb . des,Gehäuses angeordnet,ist. .
2. Gasbrenner nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Yerteilungsgitter in Porm einer Scheibe . mit einem-System von Öffnungen ausgeführt ist.
3. Gasbrenner nach Punkt 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsgitter in Form eines Ringes mit einem System von Vertiefungen mit halbrundf ö'rtnigem Profil entlang'der inneren Oberfläche des Ringes ausgeführt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen