DE4214693A1 - Gasheizkessel - Google Patents
GasheizkesselInfo
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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
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
- F23C9/08—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for reducing temperature in combustion chamber, e.g. for protecting walls of combustion chamber
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
- F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
- F23D14/045—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with a plurality of burner bars assembled together, e.g. in a grid-like arrangement
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- F23C2202/00—Fluegas recirculation
- F23C2202/20—Premixing fluegas with fuel
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gasheizkessel mit einem
atmosphärischen, als Injektor ausgebildeten Gasbrenner, der aus
einem an eine Brenngasquelle anschließbaren Gasverteilerrohr mit
einer oder mehreren Gasauslaßdüsen und diesen jeweils unter
Bildung eines Luftzwischenraums nachgeschalteten Brennerrohren
besteht, die im Abstand hinter den Gasauslaßdüsen im Feuerraum
des Gasheizkessels angeordnet sind, und deren Mantel mit Öffnun
gen zur Bildung der Flammen versehen ist.
Ein solcher bekannter Brenner ist in Fig. 1 darge
stellt. Einem Gasverteilerrohr 1 wird Brenngas 2 zugeführt, das
in der Regel aus mehreren Düsen 3 über einen Luftzwischenraum 4
in Brennerrohre 5 eintritt, die sich im Feuerraum des Gasheiz
kessels befinden und in ihrem Mantel 6 am oberen Ende eine Reihe
von Öffnungen 7 aufweisen, hinter denen sich die Flammen 8
ausbilden. Der Zwischenraum 4 kann - wie dargestellt - dadurch
gebildet werden, daß die Gasauslaßdüsen einen Abstand von den
Brennerrohren haben. Sie können jedoch auch in die Brennerrohre 5
hineinragen, so daß ein Ringraum zwischen dem Düsenaußendurch
messer und dem Brennerrohrinnendurchmesser gebildet wird. Treib
medium ist das Brenngas 2, das als Saugmedium einen Teil der er
forderlichen Verbrennungsluft (50 bis 70%) als Primärluft 9 im
Zwischenraum 4 ansaugt, wobei im vorderen Teil 11 der Brenner
rohre 5 eine Durchmischung von Brenngas und Primärluft erfolgt.
Die restliche Verbrennungsluft wird als Sekundärluft 10 durch den
im Feuerraum des Gasheizkessels vom Kaminzug herrührenden Unter
druck angesaugt. In der Regel befinden sich in den Brennerrohren
5′ nachgeschaltete Einrichtungen, z. B. Diffusoren und Leitmittel,
zur Vergleichmäßigung der Anströmung des Mantels der Brenner
rohre.
Verschärfte gesetzliche Vorschriften hinsichtlich der
Minderung des Schadstoffgehalts in den Abgasen erfordern auch bei
diesen Brennern besondere Maßnahmen. Es ist zu diesem Zweck be
kannt, oberhalb der Brennerrohre Kühlstäbe zu installieren, die
sich innerhalb der Flammen befinden und durch Absenkung der Ver
brennungstemperatur zur NOx-Minderung beitragen. Trotz dieser
Maßnahmen ist die Temperatur an der Oberfläche des Brennerrohres
hoch, wozu die Strahlungswärme der glühenden Kühlstäbe noch bei
trägt, so daß bei hohen Primärluftmengen erhebliche Verschleiß
erscheinungen an den Brennerrohren auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Gasheizkessel der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß die NOx-Werte in den Abgasen weiter vermindert werden und die
Lebensdauer der Brennerrohre erhöht wird.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß zwischen dem Gasverteilerrohr und den Brennerrohren
ein zweites, mit Gasauslaßdüsen versehenes Gasverteilerrohr vor
gesehen ist, das mit dem dem Wärmetauscher des Gasheizkessels
nachgeschalteten Abgasbereich und/oder dem Feuerraum verbunden
und so angeordnet ist, daß die Gasauslaßdüsen des ersten Gasver
teilerrohres unmittelbar in das zweite Gasverteilerrohr münden,
während die Gasauslaßdüsen des zweiten Gasverteilerrohres den
Luftzwischenraum zu den Brennerrohren bilden.
Bei der Erfindung sind also zwei Injektoren hinterein
andergeschaltet, wobei durch die Injektionswirkung des Brenngases
nicht nur Verbrennungsluft, sondern auch Abgas eigenständig an
gesaugt wird, so daß durch den zusätzlichen Abgasballast die Ver
brennungstemperatur deutlich abgesenkt werden kann, was die NOx-
Emission nennenswert vermindert und auch die Temperatur der Bren
neroberfläche reduziert, so daß die Lebensdauer der Brennerrohre
verlängert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:
Fig. 1 die zuvor beschriebene bekannte Ausbildung
eines Gasbrenners,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines erfin
dungsgemäß ausgebildeten Gasheizkessels und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Brenneranordnung in
Fig. 2.
Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Gasheizkessel enthält
einen Brenner mit einem Gasverteilerrohr 1, dem Brenngas 2 zu
geführt wird. Das zugeführte Brenngas 2 strömt über eine oder
mehrere im Abstand voneinander angeordnete Düsen, im vorliegenden
Ausführungsbeispiel drei Düsen 3 in ein zweites Gasverteilerrohr
12, das seinerseits gleich viele Gasauslaßdüsen 13 wie das
Gasverteilerrohr 1 enthält, die mit den Gasauslaßdüsen 3 fluch
ten. Die Gasauslaßdüsen 13 enden unter Bildung eines Luftzwi
schenraums 4 im Abstand vor oder in Brennerrohren 5, die im Gas
heizkessel 14 angeordnet sind und in ihrer Oberfläche Öffnungen 7
aufweisen, hinter denen sich die Flammen ausbilden. In jedem der
Brennerrohre 5 ist ein Rohr angeordnet, dessen vorderer Teil 11
die Mischstrecke bildet, und dessen hinterer Teil ein Diffusor 15
ist, der in Verbindung mit einem geeignet geformten Leitblech 21
dafür sorgt, daß der Mantel der Brennerrohre 5 gleichmäßig ange
strömt wird. Oberhalb der Öffnungen 7 können zusätzlich Kühlstäbe
16 installiert werden, die sich innerhalb der Flammen befinden
und die Verbrennungstemperatur absenken.
Das zweite Gasverteilerrohr 12 ist über eine Rohrlei
tung 19 mit dem Abgassammler 18 hinter dem Wärmetauscher 17 ver
bunden, so daß durch die Injektionswirkung des aus den Auslaßdü
sen 3 des Gasverteilerrohres 1 in das Gasverteilerrohr 12 strö
menden Brenngases kühle Abgase angesaugt und mit dem Brenngas
durch die Gasauslaßdüsen 13 in die Brennerrohre 5 hineingetrieben
werden. Die angesaugte Abgasmenge beträgt etwa 5 bis 20% der
stöchiometrischen Verbrennungsluftmenge. Im Zwischenraum 4 zwi
schen den Gasauslaßdüsen 13 und den Brennerrohren 5 wird Primär
luft 9 angesaugt. Die restliche erforderliche Verbrennungsluft
gelangt als Sekundärluft 10 in den Verbrennungsraum. Durch die
Misch-Reihenfolge Brenngas-Abgas-Primärluft wird sichergestellt,
daß das Brenngas bis zum Erreichen des Mantels der Brennerrohre
homogen mit Abgas vermischt ist, so daß durch den zusätzlichen
Abgasballast die Verbrennungstemperatur deutlich abgesenkt werden
kann, was die NOx-Emission erheblich vermindert und die Tempera
tur der Oberfläche der Brennerrohre 5 reduziert. Je nach Bedarf
kann zusätzlich oder anstelle der Rohrleitung 19 eine Rohrleitung
20 mit dem Gasverteilerrohr 12 verbunden sein, über die heißeres
Abgas aus dem Feuerraum angesaugt wird, dessen Temperatur aber
ausreichend unter der Verbrennungstemperatur liegt, um die not
wendige Kühlwirkung für die Flammen zu entfalten.
Die Gasauslaßdüsen 13 haben einen größeren Durchmesser
als die Gasauslaßdüsen 3, um dem durch die angesaugten Abgase
erhöhten Volumenstrom Rechnung zu tragen.
Bei Stillstand des Brenners sind die Abgaswege des
Gaskessels und die Rohre 19, 20 durch die Wirkung des Kaminzuges
mit Luft gefüllt, so daß das Zünden und das Überzünden in glei
cher Weise wie bei herkömmlichen Brennern erfolgt. Die Entnahme
position im Abgassammler 18 bzw. im Feuerraum ist so gewählt, und
die Rohrleitungen 19 und 20 sind so dimensioniert, daß unmittel
bar nach der Zündung Abgas zugeführt wird.
Claims (4)
1. Gasheizkessel mit einem atmosphärischen, als Injektor
ausgebildeten Gasbrenner, der aus einem an eine Brenngasquelle
anschließbaren Gasverteilerrohr mit einer oder mehreren Gasaus
laßdüsen und diesen jeweils unter Bildung eines Luftzwischenraums
nachgeschalteten Brennerrohren besteht, die im Feuerraum des
Gasheizkessels angeordnet sind, und deren Mantel mit Öffnungen
zur Bildung der Flammen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Gasverteilerrohr (1) und den Brennerrohren (5) ein
zweites, mit Gasauslaßdüsen (13) versehenes Gasverteilerrohr (12)
vorgesehen ist, das mit dem dem Wärmetauscher (17) des Gasheiz
kessels (14) nachgeschalteten Abgasbereich (18) und/oder dem Feu
erraum verbunden und so angeordnet ist, daß die Gasauslaßdüsen
(3) des ersten Gasverteilerrohres (1) unmittelbar in das zweite
Gasverteilerrohr (12) münden, während die Gasauslaßdüsen (13) des
zweiten Gasverteilerrohres (12) im Luftzwischenraum zu den Bren
nerrohren (5) enden.
2. Gasheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasauslaßdüsen (3) des ersten Gasverteilerrohres (1) je
weils mit den Gasauslaßdüsen (13) des zweiten Gasverteilerrohres
(12) fluchten.
3. Gasheizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasauslaßdüsen (3) des ersten Gasverteilerrohres (1)
einen kleineren Durchmesser als die Gasauslaßdüsen (13) des zwei
ten Gasverteilerrohres (12) haben.
4. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entnahmeposition im Abgassammler (18)
bzw. im Feuerraum so gewählt ist und die zum zweiten Gasvertei
lerrohr (12) führenden Abgasleitungen (19, 20) so dimensioniert
sind, daß unmittelbar nach der Zündung dem zweiten Gasverteiler
rohr (12) Abgas zugeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4214693A DE4214693A1 (de) | 1992-05-02 | 1992-05-02 | Gasheizkessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4214693A DE4214693A1 (de) | 1992-05-02 | 1992-05-02 | Gasheizkessel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4214693A1 true DE4214693A1 (de) | 1993-11-04 |
Family
ID=6458120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4214693A Withdrawn DE4214693A1 (de) | 1992-05-02 | 1992-05-02 | Gasheizkessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4214693A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1096202A1 (de) * | 1999-10-26 | 2001-05-02 | John Zink Company,L.L.C. | Brennstoffverdünnungsverfahren und Vorrichtung zur NOx Reduktion |
WO2007022772A1 (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-01 | Danfoss A/S | A burner assembly comprising a plurality of burner nozzle units |
-
1992
- 1992-05-02 DE DE4214693A patent/DE4214693A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1096202A1 (de) * | 1999-10-26 | 2001-05-02 | John Zink Company,L.L.C. | Brennstoffverdünnungsverfahren und Vorrichtung zur NOx Reduktion |
WO2007022772A1 (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-01 | Danfoss A/S | A burner assembly comprising a plurality of burner nozzle units |
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Legal Events
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