DE4102610A1 - Kohlenstaub-drallbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kohlenstaub-Drallbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kohlenstaubbrenner sollen unter schwankenden Qualitäts­ parametern der angelieferten Kohle, unterschiedlichen Lastzuständen der Feuerung und verschiedenen Verschleiß­ zuständen des Staubaufbereitungssystems stets einen maxi­ malen Ausbrand bei möglichst geringer Schadstoffemission sichern.

Es sind Drallbrenner bekannt, bei denen ein zentraler oder kreisringförmiger Kanal für das Kohlenstaub-Primärluft­ Gemisch vorgesehen ist, der von einem Sekundärluftkanal mit Dralleinbauten umgeben ist (DD 2 17 966, 2 31 474, DD 2 34 585).

Ferner ist bekannt, neben der Verdrallung der Sekundärluft auch eine Verdrallung des Kohlenstaub-Primärluft-Gemisches vorzusehen, die entweder durch Dralleinbauten (DD 2 68 364), wie Leitflächen, oder durch tangentiale Zufuhr des Kohlen­ staub-Primärluft-Gemisches in das Gehäuse des Brenners er­ folgt (DD 2 31 247).

Es ist ein Kohlenstaubbrenner mit tangentialer Einleitung des Staub-Luft-Gemisches in das Brennergehäuse bekannt, in dem ein verstellbarer Streukegel angeordnet ist, der von dem Gemisch spiralig umströmt wird und der einen regelbaren Ringspalt als Brenneröffnung freigibt (DE 4 69 315). Die Verstellung des Kegels erfolgt von der der Brenneröff­ nung gegenüberliegenden Rückwand des Brennergehäuses. Mit dieser Lösung ist die Austrittsgeschwindigkeit des Brenn­ stoff-Luft-Gemisches und damit die Flammenlänge variierbar. Auf diese Weise ist aber nur die lokale Wärmeübertragung in einem Dampfkessel entsprechend der Flammenlänge nicht aber die Güte der Verbrennung (Zündstabilität und Ausbrand­ verhalten) im Hinblick auf eine Optimierung der Wärmeüber­ tragung beeinflußbar.

Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist die Gestaltung eines Kohlenstaub-Drallbrenners, bei dem sowohl das Staub-Primärluft-Gemisch als auch die Sekundärluft verdrallt werden, dergestalt, daß durch ein­ fache und robuste Steuerung des Primärdralls ein vergrößertes Betriebsfeld bezüglich der Verbrennungsgüte er­ reicht wird. Dabei wird von einem Brenner mit tangentialer Einleitung des Staub-Primärluft-Gemisches in eine Eintritts­ kammer des Brennergehäuses ausgegangen.

Erfindungsgemäß sind in der Eintrittskammer einstellbare Mittel zur Beeinflussung der Tangentialgeschwindigkeit des Staub-Primärluft-Gemisches vorgesehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der der Brenneröffnung gegenüberliegenden Rückwand der Eintritts­ kammer ein axial beweglicher, zylindrischer, den Rotations­ querschnitt des Staub-Primärluft-Gemisches verkleinernder Verdrängungskörper angeordnet.

Dieser Verdrängungskörper ist an seinem vorderen Ende zweck­ mäßig kegelstumpf förmig. Durch axiale Verstellung läßt sich der Rotationsquerschnitt der Strömung und damit deren Tan­ gentialquerschnitt, d. h. die Drallzahl, vergrößern bzw. verkleinern.

Die Steuerung des Verdrängungskörpers kann nach Temperatur­ erfassung mittels Sensoren mit Hilfe einer Recheneinrich­ tung und einer elektromagnetischen oder hydraulischen Ver­ stelleinrichtung realisiert werden, um durch die jeweilige Brennerleistung eine optimale Feuerführung zu gewährleisten. Die gleichen Wirkungen sind erreichbar, wenn an Stelle des Verdrängungskörpers in der Rückwand mindestens eine einstell­ bare Zuführung bzw. Absaugung von Fördergas (Primärluft) zur Beeinflussung der Tangentialgeschwindigkeit vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine Prinzipskizze des Kohlen­ staub-Drallbrenners im Längsschnitt darstellt.

Er besteht aus einem zentrischen Brennerrohr 1, das von einem mit Dralleinbauten, versehenen Kanal 8 für Sekundärluft 12 umgeben ist und mittels eines Übergangs­ stückes 2 mit einer Eintrittskammer 3 verbunden ist, in die tangential ein Kanal 6 zur Einleitung des Kohlen­ staub-Primärluft-Gemisches 11 mündet. Durch die der Brenneröffnung 9 gegenüberliegende Rückwand 4 der Ein­ trittskammer 3 ragt ein axial verstellbarer zylindri­ scher Verdrängungskörper 5 mit einem kegelstumpfförmigen vorderen Ende 10.

Der bewegliche Verdrängungskörper 5 bewirkt beim Vor­ schieben eine Erhöhung und beim Zurückziehen eine Ab­ senkung der Drallzahl, da er den Rotationsquerschnitt für das Staub-Primärluft-Gemisch 11 dann verkleinert bzw. vergrößert.

Die Steuerung des Verdrängungskörpers 5 erfolgt in nicht dargestellter Weise mit z. B. elektromechanischen oder hydraulischen Mitteln zweckmäßig über eine Recheneinheit, die ihre Eingangsdaten von Meßwertaufnehmern für das Feuerungssystem erhält.

Claims (6)

1. Kohlenstaub-Drallbrenner mit tangentialer Einleitung des Staub-Primärluft-Gemisches in eine Eintrittskammer des Brennergehäuses, an die sich ein Brennerrohr mit der Brenneröffnung anschließt, gekennzeichnet dadurch, daß in der Eintrittskammer (3) einstellbare Mittel zur Beeinflussung der Tangentialgeschwindigkeit des Staub- Primärluft-Gemisches (11) vorgesehen sind.

2. Kohlenstaub-Drallbrenner nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch; daß in der der Brenneröffnung (9) gegenüber­ liegenden Rückwand (4) der Eintrittskammer (3) ein axial beweglicher, zylindrischer, den Rotationsquerschnitt des Staub-Primärluft-Gemisches (11) in der Eintrittskammer (3) beeinflussender Verdrängungskörper (5) angeordnet ist.

3. Kohlenstaub-Drallbrenner nach Anspruch 2, gekennzeich­ net dadurch, daß der Verdrängungskörper (5) an seinem vor­ deren Ende (10) kegelstumpfförmig ist.

4. Kohlenstaub-Drallbrenner nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch, daß in der der Brenneröffnung (9) gegenüber liegenden Rückwand (4) des Brennergehäuses mindestens eine Öffnung für eine einstellbare Zuführung bzw. Absaugung von Kohlenstaubfördergas (Primärluft) vorgesehen ist.

5. Kohlenstaub-Drallbrenner nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch, daß zwischen der Eintrittskammer (3) mit größerem Durchmesser und dem Brennerrohr (1) mit kleinerem Durchmesser ein konisches Übergangsstück (2) angebracht ist.

6. Kohlenstaub-Drallbrenner nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch, daß die einstellbaren Mittel in der Eintritts­ kammer (3) durch vorzugsweise in einer Recheneinheit ausge­ wertete Betriebsparameter (wie Temperaturen und Rauchgas­ zusammensetzung) steuerbar sind.