DD214912A1 - GAS BURNER - Google Patents
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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.The invention relates to a gas burner used in the chemical industry e.g. can be used for the separation of natural gas with oxygen and steam. The gas burner should have a high operational reliability. The object of the invention is that the gas burner operates reliably in a wide load range of gas, oxygen and steam. According to the invention, in order to avoid a way burner of the tube and a burning through the distribution grid in the annular space between the walls of the Gehaeuses and the central tube, a cylindrical tube shot for the supply of steam with a collecting space arranged, which is provided with a pipe grid with attached to the front side of the pipe grid pipes , wherein the collecting space of the central tube is located within the collecting space of the tube section, the tubes of the collecting space of the central tube are guided into the tubes of the collecting space of the tube space and the distribution grid of Gehaeuses is disposed within the Gehaeuses.
Description
Titel der Erfindung GasbrennerTitle of the Invention Gas burner
Anwendungsgebiet' der ErfindungField of application of the invention
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.The proposed invention relates to a gas burner, which in the chemical industry z. B. for the separation of Brdgas.mit oxygen and steam can be used.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
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:It is known a gas burner, which consists of a water-cooled housing with a distribution grid, which is the water-cooled bottom of the housing on the same side, and successively built into the housing sections for the supply of gas and oxygen with pipe grids in which pipes are fixed, the Pipes for the supply of oxygen are coaxially installed in the pipes for the gas supply and the latter are fixed with the outlet ends in the distributor grille (copyright of the USSR Hr, 330306, Kl, G 23. D 15/04, 1972). The mentioned burner has the following significant disadvantages:
- 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-- Large hydraulic resistance of the burner to gas and oxygen, which is related to the use of sections for their supply, which are successively installed in the housing and su su a long length of the gas and the oxygen
kanäle führt, channels leads,
- 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.- Low operational reliability of the burner, because the distribution grid (caseback) is located in indirect proximity to the root of the gas-acid flame and this part burns away, the tubes for the supply of oxygen are installed in the pipes for the gas supply and at the output the streams of gas and oxygen come into direct contact with each other, especially when the pressure is lowered and changed, when the pressure is increased, and then rapidly burned off and the tubes are rapidly burned away and thus leads to a forced shutdown of the burner.
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 desThe closest to the invention is a gas burner consisting of a water-cooled housing with nozzles and a distribution grille with a system of openings, which simultaneously serves as a water-cooled floor of the; Housing serves, as well as a Zentralröhr with a. Manifold is provided with a pipe grid on the front side with tubes mounted therein, which is led out of the distribution grid by a system of openings located therein. (GDR patent, ¥ / PiIr. 146765 Kl. Ϊ 1 23 D 17/00 1981). The gas flows through a central tube in the burner mentioned in the manifold and the tubes, which are led out of the distribution grid. The oxygen-containing gas passes through the nozzle into the housing and through the annular gap between the housing: and the central tube to the distribution grid of the housing, continues through the annular gaps between the tubes and the edges of the openings: the distribution grid and comes afterwards A disadvantage of the known burner is the low reliability, because the tubes for the / supply of the gas in the openings of the distribution grid of the
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.Housing are installed, through which the oxygen passes. Therefore, at the exit, the flows of gas and oxygen come into direct contact with each other, which (especially when lowering and changing the load, when lifting the pressure, etc.) prematurely ignites and burns the tubes for the supply of gas and to a failure of the Brenners leads and the distribution grid (bottom of the housing) is located in indirect proximity to the root of the gas-oxygen flame and as a result often burns away.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist, einen Gasbrenner mit hoher Betriebssuverlässigkeit vorzuschlagen.The aim of the invention is to propose a gas burner with high operational reliability.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Gasbrenners, der in einem breiten Lastbereich von Gas, Sauerstoff und Dampf zuverlässig arbeitet.The object of the invention is to provide a gas burner which operates reliably in a wide load range of gas, oxygen and steam.
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-Erdindungsgemäß is in the gas burner, which consists of a water-cooled housing with a nozzle for the supply of gas and a distribution grid, a central tube for the supply of oxygen with a collecting channel, which is provided with a pipe grid on the front side with pipes mounted therein, from the distribution grid are led out, best eht, in the annular space between the walls of the housing and the central tube a cylindrical tube-shot for. installed the supply of steam with a collecting channel, which is equipped with a pipe grid on the front side with pipes therein, wherein the collecting channel of the central tube is within the collecting channel of the tube section, the tubes of the collecting channel of the central tube are inserted into the tubes of the collecting channel of the tube section and the
teilungsgitter des Gehäuses innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.distribution grating of the housing is disposed within the housing.
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,The distribution grid can be made either in the form of a disc with a system of openings or in the form of a ring with a semicircular profile on the inner surface of the ring,
Ausführungsbeispiel :Exemplary embodiment:
Figur 1 zeigt den Längsschnitt des Gasbrenners Figur 2 und 3 zeigt den Querschnitt des Brenners für zwei Varianten des VerteilungsgittereFigure 1 shows the longitudinal section of the gas burner Figure 2 and 3 shows the cross section of the burner for two variants of the distribution grid
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 denThe gas burner consists of a water-cooled housing 1 with the nozzle 2 for the gas supply, with the distribution grid 3 and the double jacket 4 for the cooling, which is equipped with the nozzle 5 and β for the supply and discharge of water, the central tube. 7 for the supply of oxygen to the plenum 8, with. a pipe grid 9 is equipped with pipes 10 fixed therein, the pipe auger 11 with the nozzle 12 for the supply of steam and with the collecting space 13, which is provided with a pipe grid I4 "with the tubes fest'befestigten therein 15. The collection space of the central tube 8 lies within the collecting space of the pipe section 13. The tubes of the Sarmnelraumes of the central tube 10 are coaxially within the tubes of the collecting space of the tube section 15 with the formation of an annular gap, said tubes 10 and 15 are led out of the distribution grid 13 of the housing The distribution grille 13 of the housing is disposed at a certain distance from the outlet end face of the housing within the latter.Such arrangement of the distribution grate 3 allows the exit end of the housing to be viewed as a unitary cylindrical exit nozzle of the burner Cross section of the burner for the
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*Pall of the installation of the distribution grid in the form of a disc with a system of openings through which the formation of a gap, the tubes 15 are led out. , FIG. 3 shows a cross-section of the burner in the case of incorporating the distribution grid 3 in the form of a ring with a system of half-round profile cavities on the inner surface of the ring, with the depressions around the outer row of tubes forming a gap between them they and the pipes lie *
Der vorgeschlagene Brenner arbeitet auf folgende Art und Weise: .The proposed burner works in the following way:.
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).Through the central tube 7 leads the oxygen zn, which is distributed over the tubes 10 and enters the reaction space. About the nozzle 12 leads to the annular space between the central tube 7 and the tube shot to the water vapor, which passes into the gap zwischen.den'Rohren 10 and 15 and further into the reaction space. Through the nozzle 2 leads into the space between the housing 1 and the pipe section 11, the natural gas which reaches the distribution grid 3 and through the annular gaps between the tubes 15 and the edges of the openings of the distribution grid 3 (device according to Figures 1, 2) flows out. When using the distribution grid 3 in the form of a ring with a system of. Wells around the outer row of tubes 15, the gas flows to. Center from (device according to figures 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 innerenThe distribution grid in the form of a disc with a system of openings (Figure 2) is used when a large number of concentric rows of tubes is present. With a small number of concentric tubes and a very high packing density of the tubes, it is preferable to have a grid in the form of a ring with a system of depressions on the inside
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 verläßtUse surface (Figure 3). In both cases, the gas at the exit from the housing "1 emerges as a dense stream containing the tubes for the supply of vapor and oxygen." At the exit from the burner, oxygen and gas are separated from each other by intermediate layers of vapor. The water for cooling is supplied through the spigot 5 into the gap between the housing and the inner wall of the jacket, the water bypassing the inner wall, passing through the gap between the inner and outer walls of the jacket to the neck 6, through which it leaves the burner
Der erfindungsgemäße Gasbrenner hat folgende Vorteile: The gas burner according to the invention has the following advantages:
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,1, characterized in that in the annulus zwisehenden walls of the housing and the central tube, a cylindrical pipe section for the supply of steam is arranged with a collecting space, which is equipped with a pipe grid with attached to the front side pipes, wherein the collecting space of the central tube within the plenum of the Rohrschusses are gas and Sauerstoff.am exit at the burner not in contact with each other but they are separated by an intermediate layer of water vapor and their mixture is detected only at a certain distance from the outlet end face of the burner housing. why a burning away of the supply pipes is not detected,
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.2, The fact that the distribution grid is disposed within the housing, it is pulled away from the Flammenwursei and also by .a the. Heat-absorbing layer of natural gas effectively protected, which moves from the distribution grid to the front of the burner housing, so the distribution grid is not overheated and does not burn away.
Der Gasbrenner hat eine hohe Zuverlässigkeit bei beliebigen Gas- und Säuerstoffbelastungen, bei Änderungen des Gas-Sauerstoff-Verhältnisses, bei Ände-The gas burner has a high reliability with any gas and Säuerstoffbelastungen, with changes in the gas-oxygen ratio, with changes
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.even a relatively small supply of vapor between the gas and oxygen flows ensured a safe distance between the face of the burner housing and the root of the flame. When reproducing the operating conditions where failure of the base object was detected. There was neither overheating nor burning of the elements of the burner or their failure during the entire duration of the experiment.
Claims (3)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |