DE4308731A1

DE4308731A1 - Method for reducing the formation of NOx, and boiler

Info

Publication number: DE4308731A1
Application number: DE19934308731
Authority: DE
Inventors: Guenter Hoefeld; Ralf Wessel
Original assignee: Babcock Omnical Industriekessel GmbH
Current assignee: Omnical GmbH
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-22

Abstract

To reduce the formation of NOx in the combustion of fuels in the furnace (1) of a boiler for producing steam or hot water, flue gas is drawn from the end of the boiler via a blower (16) and is injected, via drive nozzles (20), with such a jet momentum from outside into the first third of a flame (14) generated in the furnace (1), that flue gas, in an amount exceeding the amount drawn, is drawn in from the furnace (1) by the flue gas sucked back and is mixed into the flame (14). The drive nozzles (20) emanate from a distribution duct (19) which is arranged in the boiler door (10) sealing off the furnace (1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Bildung von NO_x nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen Kessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.The invention relates to a method for reducing the formation of NO _x according to the preamble of claim 1 and a boiler according to the preamble of claim 7.

Bekannte Kessel mit einer Umkehrbrennkammer haben trotz rückkehrender Gase nur eine geringe natürliche, interne Rezirkulation in die Flammenwurzel, weil das Rauchgas am Rand des Kesselflammrohres entlang mit nach vorne steigender Geschwindigkeit zu den abführenden Rauchrohren strömt. Zwischen diesem Hauptrauchgasstrom und der Flammenwurzel bilden sich Wirbel aus, die nur eine geringe Einmischung von rückkehrendem Rauchgas in das erste Flammendrittel zulassen.Known boilers with a reverse combustion chamber have despite returning gases only a small natural, internal Recirculation to the flame root because the flue gas is on the edge along the boiler flame tube ascending Speed flows to the exhaust pipes. Between this main smoke gas stream and the flame root are formed Vortexes that have only a slight interference from returning Allow flue gas in the first third of the flame.

Zur Absenkung der Flammentemperatur und damit zur Absenkung der NO_x-Werte über eine Inertisierung durch eine Absenkung des Sauerstoffpartialdrucks bzw. über eine verzögerte Verbrennung müssen etwa 20 bis 25% der gesamten Rauchgasmenge in die Flamme eingemischt werden. Es ist bekannt, die interne Rauchgasrezirkulation über eine von Treibstrahlen ausgeübte Injektorwirkung zu verstärken (EP-OS 0 348 646). Als Treibstrahl dient dabei die Verbrennungsluft oder zusätzlich auch der gasförmige Brennstoff. Das Eindüsen von Luft über die Treibdüsen ist mit einer gelenkten Rückführung der Rauchgase durch Einschieben eines hitzebeständigen Leitschirmes in das Kesselflammrohr und mit einer geometrisch festen Zuordnung des Leitschirmes zu der Kesseltür und den Treibdüsen verbunden. Es ist auch möglich (DE-PS 37 38 622), Rauchgas aus dem Feuerraum durch eine Öffnung in der Kesseltür mit Hilfe des Brennergebläse anzusaugen und zusammen mit der Verbrennungsluft in den Feuerraum einzubringen.In order to lower the flame temperature and thus to lower the NO _x values by means of inerting by lowering the oxygen partial pressure or by delaying combustion, approximately 20 to 25% of the total amount of flue gas must be mixed into the flame. It is known to increase the internal flue gas recirculation via an injector effect exerted by propellant jets (EP-OS 0 348 646). The combustion air or additionally the gaseous fuel serves as the driving jet. The injection of air via the propulsion nozzles is associated with a controlled return of the flue gases by inserting a heat-resistant guide screen into the boiler flame tube and with a geometrically fixed assignment of the guide screen to the boiler door and the drive nozzles. It is also possible (DE-PS 37 38 622) to draw in flue gas from the combustion chamber through an opening in the boiler door using the burner fan and to introduce it into the combustion chamber together with the combustion air.

Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 27 31 562), zur Minderung der Bildung von NO_x Rauchgas vom kalten Ende des Kessels über ein Gebläse anzusaugen und über einen Rückführkanal der Verbrennungsluft vor Eintritt in den Feuerraum beizumischen. It is also known (DE-PS 27 31 562) to suck in the formation of NO _x flue gas from the cold end of the boiler by means of a fan and to mix it with the combustion air via a return duct before entering the combustion chamber.

Diese bekannte externe Raudligasrezirkulation hat den Nachteil, daß wegen der relativ großen rückzuführenden Rauchgasmenge und des Einmischens des Rauchgases im Brenner vor der Mischeinrichtung hohe Druckverluste auftreten. Die große Rauchgasmenge und der hohe Druckverlust erfordern ein großes Gebläse mit einer hohen Antriebsleistung. Der Rückführkanal muß einen großen Querschnitt haben und wegen Kondensationsproblemen durch Taupunktunterschreitung aus Edelstahl gefertigt, dickwandig ausgebildet und ohne Wärmebrücken isoliert sein. Der Brenner selbst muß in der Regel um eine Baugröße größer ausgeführt sein, da das rückgeführte Rauchgas zusätzlich durch den Brenner und die Mischeinrichtung geführt wird. Vor allem aber führen die Kondensationsprobleme in dem Rückführkanal und dem Brenner zu Schwierigkeiten und zu einer Verringerung deren Lebensdauer. Der konstruktive Aufwand für ein solches System ist insgesamt erheblich, und der erhöhte Energieaufwand beim Brenner und durch das große Rauchgasgebläse führt zu einer Minderung des Anlagenwirkungsgrades. Schließlich erfordert die externe Rauchgasrezirkulation einen erheblichen Platzbedarf.This known external Raudligas recirculation has the disadvantage that because of the relatively large amount of flue gas to be recycled and of mixing the flue gas in the burner before Mixing device high pressure losses occur. The size The amount of flue gas and the high pressure drop require a large one Blower with a high drive power. The return channel must have a large cross section and due to condensation problems manufactured from stainless steel by falling below the dew point, be thick-walled and insulated without thermal bridges. Of the Burner itself usually has to be one size larger be carried out because the recirculated flue gas through the burner and the mixing device is guided. Especially but cause the condensation problems in the return duct and the burner to difficulties and reducing them Lifespan. The design effort for such a system is overall considerable, and the increased energy consumption of the burner and the large flue gas fan leads to a reduction in the System efficiency. After all, the external one requires Flue gas recirculation requires a considerable amount of space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung von NO_x bei der Verbrennung in dem Feuerraum eines Kessels bei vermindertem Energieaufwand zu verringern, wobei der Kessel einfacher gestaltet werden soll.The invention has for its object to reduce the formation of NO _x during combustion in the combustion chamber of a boiler with reduced energy expenditure, the boiler should be made simpler.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Ein Kessel zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruches 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is carried out in a generic method according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved. A boiler to carry out the Process is the subject of claim 7. Advantageous Embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Bei der Erfindung wird Rauchgas in einer kleinen Menge von nur 5 bis 7% von dem kalten Ende des Kessels angesaugt und als Treibstrahl in das erste Drittel der Flamme eingeblasen. Dabei wird die Injektionswirkung dieses Treibstrahles genutzt, um insgesamt 20 bis 25% Rauchgas in den heißesten Flammenbereich einzumischen. Da die angesaugte und rückgeführte Rauchgasmenge klein ist, weist im Vergleich mit der erzielten Wirkung die Rezirkulationsleitung eine geringe Nennweite und das Gebläse eine geringe Antriebsleistung auf. Aufgrund der kleinen rückgeführten Rauchgasmenge bietet das Verfahren weiterhin den Vorteil, daß nur diese kleine Rauchgasmenge im Kessel im Kreislauf gefahren werden muß, so daß der Druckverlust im Kessel rauchgasseitig nur geringfügig ansteigt. Schließlich wird durch die Verwendung von Rauchgas anstelle von Luft als Treibstrahl ein höherer Grad an Inertisierung im Auftreffbereich der Flamme erreicht.In the invention, flue gas is used in a small amount of only 5 sucked up to 7% from the cold end of the boiler and as Blowing propellant jet into the first third of the flame. Here the injection effect of this propulsion jet is used to a total of 20 to 25% flue gas in the hottest flame area to get involved. Because the amount of smoke sucked in and returned is small, shows in comparison with the effect achieved Recirculation pipe a small nominal size and the blower a low drive power. Because of the small The process continues to offer the amount of flue gas returned Advantage that only this small amount of flue gas in the boiler in Circuit must be run so that the pressure loss in the boiler increases only slightly on the flue gas side. Eventually through the use of flue gas instead of air as a propellant jet a higher degree of inerting in the area of impact of the flame reached.

Der das angesaugte Rauchgas auf die Treibdüsen verteilende Kanal ist innerhalb der Kesseltür angeordnet. Durch dieses Einbringen dieses Verteilkanales in die Kesseltür wird infolge der Durchströmung mit maximal 160 bis 170°C warmen Rauchgas in der Kesseltür künstlich eine Zone niedrigen Temperaturniveaus geschaffen, wobei die hintere Wand des Verteilkanals immer maximal die Temperatur des rückgeführten Rauchgases (160 bis 170°C) hat. Der Verteilkanal ist deshalb auch so ausgebildet, daß er den größten Teil der Türfläche abdeckt bis auf einen äußeren Ring, der der vorderen Mauerung zusätzlich Halt gibt. Hinter dem Verteilkanal, zur Türaußenseite hin, kann billige und leichte Steinwolle eingebracht werden, die zudem eine viel bessere Wärmedämmung hat als eine dichte Ausmauerungsschicht. Der Verteilkanal selbst bildet zusätzlich die notwendige Türversteifung ohne direkte metallische Wärmeleitung auf die Türvorderseite. Die Kesseltür wird leichter, die Türoberflächentemperatur sinkt, und die Abstrahlverluste werden geringer. Diese Türausführung bietet selbst bei einer kleinen Rauchgasmenge von weniger als 5%, die bei nur geringfügiger Minderung von NO_x einfach nur in den Feuerraum abgeführt wird, einen enormen Wärmedämmeffekt. Wegen der etwas gesteigerten Wärmeabfuhr liegt zudem die vordere Mauerungsschicht in einem etwas niedrigeren und damit sichereren Temperaturniveau. Damit ergibt sich ein zusätzlicher geringer Kühleffekt auch auf die Flamme.The channel that distributes the sucked-in flue gas to the driving nozzles is arranged inside the boiler door. By introducing this distribution channel into the boiler door, a zone of low temperature levels is artificially created in the boiler door as a result of the flow of flue gas having a maximum temperature of 160 to 170 ° C, the rear wall of the distribution channel always having a maximum temperature of the returned flue gas (160 to 170 ° C ) Has. The distribution channel is therefore also designed so that it covers most of the door surface except for an outer ring, which gives the front wall additional support. Cheap and light rock wool can be installed behind the distribution channel, towards the outside of the door, which also has much better thermal insulation than a dense brick layer. The distribution channel itself also forms the necessary door reinforcement without direct metallic heat conduction on the front of the door. The boiler door becomes lighter, the door surface temperature drops and the radiation losses decrease. This door design offers an enormous thermal insulation effect even with a small amount of smoke gas of less than 5%, which is simply discharged into the combustion chamber with only a slight reduction in NO _x . Due to the slightly increased heat dissipation, the front layer of masonry is also at a somewhat lower and therefore safer temperature level. This results in an additional low cooling effect on the flame.

Die Rezirkulationsleitung kann wegen ihrer vergleichsweise geringen Nennweite vorteilhaft innerhalb des Kesselkörpers zwischen dem Kesselmantel und der Kesselisolierung verlegt werden. Anders als bei einer Anordnung innerhalb des Wassermantels des Kessels wird die Rezirkulationsleitung beim Hochfahren des Kessels bei einer Temperatur des Kesselwassers unterhalb von 30 bis 50°C sehr schnell heiß, so daß keine unerwünschte Schwitzwasserbildung durch Kondensation auftritt. Dies wird durch den Abstand der Rezirkulationsleitung von dem Kesselmantel begünstigt. Gegenüber der externen Rauchgasrezirkulation besteht der Vorteil darin, daß die kleinere Rezirkulationsleitung durch die ohnehin erforderliche Kesselisolierung mit isoliert wird und sich damit sowohl eine kostengünstige Lösung als auch eine zusätzlich platzsparende Lösung ergibt. Die optisch kompakte Ausführung des Kessels wird durch die Rauchgasrezirkulation nicht gestört wird.The recirculation line can be comparative because of it small nominal size advantageous within the boiler body laid between the boiler jacket and the boiler insulation become. Unlike an arrangement within the The boiler's water jacket becomes the recirculation line Start-up of the boiler at a temperature of the boiler water very quickly hot below 30 to 50 ° C, so that none undesirable condensation water formation occurs. This is due to the distance of the recirculation line from that Boiler shell favors. Towards the external Flue gas recirculation has the advantage that the smaller recirculation line due to the already necessary Boiler insulation is insulated with and therefore both a cost-effective solution as well as an additional space-saving one Solution results. The optically compact design of the boiler is is not disturbed by the flue gas recirculation.

Von Vorteil ist auch, daß die Rezirkulationsleitung in stetem Gefälle vom Rauchgassammler bis zur Kesseltür verlegt ist und dadurch das Rauchgas über das ebenfalls mit Neigung angeordnete Gebläse zum Verteilkanal in der Kesseltür geführt wird. Eventuell doch einmal, z. B. beim Kaltstart des Kessels, auftretendes Kondensat wird automatisch in den heißen Verteilkanal geführt und kann hier verdampfen. Zudem sind wegen der Isolation der gesamten Rauchgasrückführung alle Bereiche sehr schnell in ihren Wandtemperaturen oberhalb des Taupunktes und damit trocken, so daß ein kritischer, längerer Zeitraum im nassen oder feuchten Zustand, der die Gefahr der Korrosion birgt, nicht eintreten kann. Ein Hauptproblem der externen Rauchgasrezirkulation und auch der im Kesselwasser verlegten Rezirkulationsleitung ist damit gelöst.It is also advantageous that the recirculation line in constant Slope is laid from the flue gas collector to the boiler door and thereby the flue gas over that also arranged at an incline Fan is led to the distribution channel in the boiler door. Maybe once, e.g. B. when the boiler starts cold, Condensate that occurs is automatically heated Distributed channel and can evaporate here. Also are because the isolation of the entire flue gas recirculation all areas very quickly in their wall temperatures above the dew point and therefore dry, so that a critical, longer period in the wet or damp condition, which increases the risk of corrosion hides, cannot occur. A major problem with the external Flue gas recirculation and also that laid in the boiler water Recirculation line is thus solved.

Wird Wasser, vorzugsweise in feinsten Tröpfchen vor Eintritt des rückgeführten Rauchgases in den Verteilkanal eingesprüht, so wird es vom Rauchgasstrom aufgenommen, kühlt diesen etwas herunter und gelangt über die Treibdüsen und den Treibstrahl in den Feuerraum und die Flamme. Dort verdampft das Wasser und entzieht der Flamme die Verdampfungsenthalpie. Es wird also im Sinne der NO_x-Minderung die Flamme gekühlt und durch den Dampf zusätzlich inertisiert. Die Treibdüse zur Wassereindüsung ist keramisch ausgebildet, um bei Eindringung von vorzugsweise kaltem Wasser auf der dem Rauchgas zugewandten Außenseite der Treibdüse hohe Temperaturen zu haben und Taupunktunterschreitungen in diesem Bereich zu vermeiden.If water, preferably in the finest droplets, is sprayed into the distribution channel before the recirculated flue gas enters, it is taken up by the flue gas stream, cools it down a little and reaches the combustion chamber and the flame via the propulsion nozzles and the propulsion jet. There the water evaporates and removes the enthalpy of vaporization from the flame. The flame is therefore cooled in the sense of NO _x reduction and additionally rendered inert by the steam. The driving nozzle for water injection is ceramic in order to have high temperatures on the outside of the driving nozzle facing the flue gas when preferably cold water penetrates and to avoid falling below the dew point in this area.

Zur Absicherung des Systems der Rauchgasrezirkulation ist in die Rezirkulationsleitung eine vorzugsweise federbelastete Rückschlagklappe eingebaut, die ein Durchströmen in umgekehrter Richtung z. B. bei verzögerter Zuschaltung des das Rauchgas ansaugenden Gebläses nach dem Brennerstart verhindert. Der zusätzliche Einbau eines Strömungswächters ist vorgesehen, um den Brenner bei Versagen des Gebläses, d. h. bei fehlendem Rauchgasstrom, abzuschalten.To secure the system of flue gas recirculation is in the Recirculation line a preferably spring-loaded Non-return valve installed, which allows a flow in reverse Direction z. B. with delayed connection of the flue gas suction fan after starting the burner. Of the additional installation of a flow switch is provided to the burner if the fan fails, d. H. if missing Flue gas flow to switch off.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:Several embodiments of the invention are in the drawing shown and are explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kessel, Fig. 1 a longitudinal section through a boiler,

Fig. 2 den Schnitt II-II nach Fig. 1 Fig. 2 shows the section II-II of FIG. 1

Fig. 3 die Vorderansicht der Kesseltür Fig. 3 is the front view of the boiler door

Fig. 4 eine Einzelheit der Kesseltür und Fig. 4 shows a detail of the boiler door and

Fig. 5 den Längsschnitt durch einen anderen Kessel. Fig. 5 shows the longitudinal section through another boiler.

Ein Kessel zur Erzeugung von Dampf oder Heißwasser enthält einen als Umkehrbrennkammer ausgebildeten Feuerraum 1, der durch ein Flammrohr 2 begrenzt ist. Das Flammrohr 2 ist einseitig durch einen Boden 3 geschlossen und von Rauchrohren 4 umgeben, die achsparallel zu dem Flammrohr 2 angeordnet sind und einen zweiten Rauchgaszug darstellen. Das Flammrohr 2 und die Rauchrohre 4 liegen innerhalb eines Wasserraumes 5, der durch einen Kesselmantel 6 begrenzt ist. Der Kesselmantel 6 ist von einer Isolierung 7 umgeben. Die Rauchrohre 4 münden in einen Rauchgassammler 8, der über einem Anschlußstutzen 9 mit einem nicht gezeigten Kamin verbunden ist.A boiler for generating steam or hot water contains a combustion chamber 1 designed as a reversal combustion chamber, which is delimited by a flame tube 2 . The flame tube 2 is closed on one side by a base 3 and surrounded by smoke tubes 4 , which are arranged axially parallel to the flame tube 2 and represent a second flue gas duct. The flame tube 2 and the smoke tubes 4 lie within a water space 5 which is delimited by a boiler jacket 6 . The boiler jacket 6 is surrounded by insulation 7 . The smoke pipes 4 open into a flue gas collector 8 which is connected to a chimney (not shown) via a connecting piece 9 .

Auf der dem Boden 3 abgewandten Seite ist der Feuerraum 1 durch eine Kesseltür 10 geschlossen. Die Kesseltür 10 nimmt das Brennerflammrohr 11 eines Brenners 12 auf, der an der Kesseltür 10 mitsamt eines Brennergebläses 13 zur Versorgung der Feuerung mit Verbrennungsluft befestigt ist. Durch die Verbrennung von Brennstoff wird in dem Feuerraum 1 eine Flamme 14 erzeugt. Die Flamm- oder Rauchgase werden an dem Boden 3 des Flammrohres 2 in Richtung auf die Flamme 14 umgelenkt und treten über eine in der Kesseltür 10 gebildete Umlenkkammer in die Rauchrohre 4 ein, aus denen sie über den Rauchgassammler 8 abgeführt werden.On the side facing away from the floor 3 , the combustion chamber 1 is closed by a boiler door 10 . The boiler door 10 receives the burner flame tube 11 of a burner 12 , which is attached to the boiler door 10 together with a burner fan 13 for supplying the furnace with combustion air. A flame 14 is generated in the combustion chamber 1 by the combustion of fuel. The flame or flue gases are deflected at the bottom 3 of the flame tube 2 in the direction of the flame 14 and enter the flue pipes 4 via a deflection chamber formed in the boiler door 10 , from which they are discharged via the flue gas collector 8 .

An den Rauchgassammler 8 ist eine Rezirkulationsleitung 15 angeschlossen, die achsparallel zu den Rauchrohren 4 zu einem Gebläse 16 geführt ist. Das Gebläse 16 ist an der Kesseltür 10 befestigt und zwischen dem Kesselmantel 6 und der Kesseltür 10 über ein leicht lösbares Verbindungselement 17 in Form einer Rohrkupplung mit der Rezirkulationsleitung 15 verbunden. Auf diese Weise wird ein unkompliziertes Öffnen der Kesseltür 10 mit der Zugänglichkeit des Kesselinneren ermöglicht.A recirculation line 15 is connected to the flue gas collector 8 and is guided axially parallel to the flue pipes 4 to a blower 16 . The fan 16 is attached to the boiler door 10 and between the boiler jacket 6 and the boiler door 10 via an easily releasable connecting element 17 in the form of a pipe coupling with the recirculation 15th In this way, an uncomplicated opening of the boiler door 10 is made possible with the accessibility of the interior of the boiler.

Der Austritt des Gebläses 16 ist über einen Verbindungskanal 18 mit einem in der Kesseltür 10 angeordneten Verteilkanal 19 verbunden. Von dem Verteilkanal 19 gehen Treibdüsen 20 aus, die in den Feuerraum 1 münden. Die Treibdüsen 20 sind konzentrisch zu dem Brennerflammrohr 11 angeordnet und unter einem spitzen Winkel auf die Flamme 14 gerichtet. Die Treibdüsen 20 bestehen aus einem keramischen Werkstoff, um in dem eingesetzten Temperaturbereich und im Hinblick auf eine Kondensatbildung Probleme zu vermeiden.The outlet of the blower 16 is connected via a connecting duct 18 to a distribution duct 19 arranged in the boiler door 10 . Propelling nozzles 20 emanate from the distribution channel 19 and open into the combustion chamber 1 . The driving nozzles 20 are arranged concentrically to the burner flame tube 11 and directed at the flame 14 at an acute angle. The driving nozzles 20 consist of a ceramic material in order to avoid problems in the temperature range used and with regard to the formation of condensate.

Das Gebläse 16 saugt über die Rezirkulationsleitung 15 aus dem Rauchgassammler 8 eine geringe Menge (5 bis 7%) Rauchgas an und bläst dieses Rauchgas durch die Treibdüsen 20 als Treibstrahlen 21 in den Feuerraum 1. Die Treibstrahlen 21 treffen unter einem optimierten Anströmwinkel auf das erste Drittel der Flamme 14, wo sie sich in die Flamme 14 einmischen. Der Anströmwinkel wird so gewählt, daß das Rauchgas in den heißesten Flammenbereich trifft und die Stabilität der Flamme 14 gewährleistet ist. Die Treibstrahlen 21 üben eine Injektorwirkung aus, durch die ein Teil der aus dem Feuerraum 1 rückkehrenden Rauchgase in die Treibstrahlen 21 eingesaugt und mit diesen in die Flamme 14 eingemischt werden. Durch die Wahl der Höhe des einstellbaren Impulses der Treibstrahlen 21 gelingt es, mit einer kleinen Menge an angesaugtem Rauchgas insgesamt 20 bis 25% Rauchgas in die Flamme 14 einzumischen. The blower 16 sucks a small amount ( 5 to 7%) of flue gas out of the flue gas collector 8 via the recirculation line 15 and blows this flue gas through the propulsion nozzles 20 into the combustion chamber 1 as propulsion jets 21 . The driving jets 21 strike the first third of the flame 14 at an optimized incident angle, where they mix into the flame 14 . The flow angle is chosen so that the flue gas hits the hottest flame area and the stability of the flame 14 is ensured. The propellant jets 21 exert an injector effect, through which a portion of the flue gases returning from the combustion chamber 1 are sucked into the propellant jets 21 and mixed with them into the flame 14 . By selecting the level of the adjustable pulse of the driving jets 21 , a total of 20 to 25% of the flue gas can be mixed into the flame 14 with a small amount of aspirated flue gas.

In der Nähe der Kesseltür 10 ist an der Innenwand des Flammrohres 2 eine Strömungsleiteinrichtung in Form eines keramischen Ringes 22 angebracht. Dieser Ring 22 lenkt die aus dem Feuerraum 1 rückkehrenden Rauchgase in den Einzugsbereich der Treibstrahlen 21.In the vicinity of the boiler door 10 , a flow guide device in the form of a ceramic ring 22 is attached to the inner wall of the flame tube 2 . This ring 22 directs the flue gases returning from the combustion chamber 1 into the intake area of the driving jets 21 .

Die Kesseltür 10 besteht aus einem metallischen Rahmen sowie aus einer vorderen keramischen Auskleidung 24 und einer hinteren Isolierschicht 24, zwischen denen der Verteilkanal 19 angeordnet ist. Der Verteilkanal 19 ist so ausgebildet, daß er den größten Teil des Türquerschnittes ausfüllt. Das durch den Verteilkanal 19 geführte Rauchgas bewirkt eine Kühlung der Kesseltür 10 in der Weise, daß die Rückseite des Verteilkanals 19 maximal die Temperatur des angesaugten Rauchgases annehmen kann. Die hintere Isolierschicht 23 besteht aus Steinwolle, während die dem Feuerraum 1 zugewandte, der Wärmeeinstrahlung ausgesetzte Schicht 24 aus einem dichten Material gefertigt ist.The boiler door 10 consists of a metallic frame as well as a front ceramic lining 24 and a rear insulating layer 24 , between which the distribution channel 19 is arranged. The distribution channel 19 is designed so that it fills most of the door cross-section. The flue gas guided through the distribution channel 19 cools the boiler door 10 in such a way that the rear of the distribution channel 19 can at most assume the temperature of the sucked-in flue gas. The rear insulation layer 23 consists of rock wool, while the layer 24 facing the combustion chamber 1 and exposed to the heat radiation is made of a dense material.

Da durch die Rezirkulationsleitung 15 nur eine kleine Menge Rauchgas gefördert wird, kann die Rezirkulationsleitung 15 aus einem Rohr von verhältnismäßig geringem Durchmesser bestehen. Die Rezirkulationsleitung 15 ist auf der Außenseite des Kesselmantels 6 in einem geringen Abstand von diesem und innerhalb der Isolierung 7 verlegt. Die Rezirkulationsleitung 15 weist ein geringes Gefälle von dem Rauchgassammler 8 zur Kesseltür 10 hin auf. Kondensat, das eventuell in dem Rauchgas enthalten ist, gelangt so immer in den Verteilkanal 19, wo es verdampft.Since only a small amount of flue gas is conveyed through the recirculation line 15 , the recirculation line 15 can consist of a tube of relatively small diameter. The recirculation line 15 is laid on the outside of the boiler jacket 6 at a short distance from it and within the insulation 7 . The recirculation line 15 has a slight gradient from the flue gas collector 8 to the boiler door 10 . Condensate, which may be contained in the flue gas, always reaches the distribution channel 19 , where it evaporates.

Innerhalb der Rezirkulationsleitung 15 ist eine federbelastete Rückschlagklappe 25 angeordnet, die ein Rückströmen von Rauchgas in Richtung des Rauchgassammlers 8 verhindert. Ein solcher Fall könnte eintreten, wenn das Gebläse 16 verzögert nach dem Start des Brenners 12 zugeschaltet wird. Zusätzlich kann in die Rezirkulationsleitung 15 ein Strömungswächter 26 eingebaut werden. Dieser Strömungswächter 26 schaltet bei einem Versagen des Gebläses 16, das heißt bei fehlendem Rauchgasstrom, den Brenner 12 ab. Zum gleichen Zweck der Sicherheitsüberwachung kann auch eine Druckdifferenzmessung vorgesehen werden. A spring-loaded non-return valve 25 is arranged within the recirculation line 15 and prevents flue gas from flowing back in the direction of the flue gas collector 8 . Such a case could occur if the fan 16 is switched on after the start of the burner 12 with a delay. In addition, a flow monitor 26 can be installed in the recirculation line 15 . This flow monitor 26 switches off the burner 12 in the event of a failure of the fan 16 , that is to say in the absence of a flue gas flow. A pressure difference measurement can also be provided for the same purpose of safety monitoring.

In dem Verbindungskanal 18 ist eine Düse 27 angeordnet, die mit einer ein Absperr- oder Regelventil 28 aufnehmenden Zuführungsleitung 29 verbunden ist. Über diese Zuführungsleitung 29 wird Wasser zugeführt, das durch die Düse 27 in feiner Zerstäubung in das rückgesaugte Rauchgas vor dessen Eintritt in den Feuerraum 1 eingesprüht wird. Das Wasser kühlt das Rauchgas und entzieht nach dem Eintritt in den Feuerraum 1 über die Verdampfungsenthalpie der Flamme 14 Wärme und wirkt zusätzlich als Dampf inertisierend auf die Flamme 14.In the connecting channel 18, a nozzle 27 is arranged, the receiving with a shut-off or control valve 28 supply line is connected 29th Water is supplied via this feed line 29 and is sprayed through the nozzle 27 in fine atomization into the back-sucked flue gas before it enters the combustion chamber 1 . The water cools the flue gas and, after entering the combustion chamber 1, extracts heat via the enthalpy of vaporization of the flame 14 and additionally acts as an inerting agent on the flame 14 .

Die Erfindung ist am Beispiel eines Kessels mit einer Umlenkbrennkammer erläutert worden. Die beschriebene Rauchgasrückführung ist auch bei Kesseln mit hinterer Rauchgasabströmung einsetzbar. Ein solcher Kessel weist gemäß Fig. 5 ein Flammrohr 2 auf, das in eine hintere Wendekammer 30 mündet. Die Rauchrohre 4 führen von dieser hinteren Wendekammer über eine vordere Wendekammer 31 zu dem Rauchgassammler 8, an den die Rezirkulationsleitung 15 angeschlossen ist. Die übrige Ausbildung dieses Kessels entspricht dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Kessel.The invention has been explained using the example of a boiler with a deflection combustion chamber. The flue gas recirculation described can also be used in boilers with a rear flue gas outflow. According to FIG. 5, such a boiler has a flame tube 2 which opens into a rear turning chamber 30 . The smoke pipes 4 lead from this rear turning chamber via a front turning chamber 31 to the flue gas collector 8 , to which the recirculation line 15 is connected. The remaining design of this boiler corresponds to the boiler shown in FIGS. 1 to 4.

Claims

1. Verfahren zur Verminderung der Bildung von NO_x bei der Verbrennung von Brennstoffen in dem Feuerraum eines Kessels zur Dampf- oder Heißwassererzeugung, bei dem Rauchgas vom Ende des Kessels über ein Gebläse angesaugt und in den Feuerraum zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das rückgesaugte Rauchgas über Treibdüsen mit einem solchen Strahlimpuls von außen in das erste Drittel einer in dem Feuerraum erzeugten Flamme eingeblasen wird, daß das rückgesaugte Rauchgas in einer die angesaugte Menge übersteigenden Menge Rauchgas aus dem Feuerraum in sich einsaugt und in die Flamme einmischt.1. A method for reducing the formation of NO _x in the combustion of fuels in the combustion chamber of a boiler for steam or hot water production, in which flue gas is sucked in from the end of the boiler via a blower and returned to the combustion chamber, characterized in that the sucked back Flue gas is injected from the outside into the first third of a flame generated in the combustion chamber via propulsion nozzles with such a jet pulse that the back-sucked flue gas sucks in the flue gas from the combustion chamber and mixes it into the flame.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 5 bis 7% des am Ende des Kessels anfallenden Rauchgases durch das Gebläse angesaugt und in den Feuerraum zurückgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that about 5 up to 7% of the flue gas at the end of the boiler through the Fan is sucked in and returned to the combustion chamber.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das angesaugte Rauchgas konzentrisch zu der und unter einem spitzen Winkel in die Flamme eingeblasen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sucked flue gas concentric to and under one acute angle is blown into the flame.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das angesaugte Rauchgas vor dem Eintritt in den Feuerraum durch die den Feuerraum verschließende Kesseltür geführt wird und diese kühlt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the sucked flue gas before entering the firebox through the boiler door closing the firebox is led and this cools.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintritt in den Feuerraum Wasser in das angesaugte Rauchgas eingesprüht wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that before entering the combustion chamber water in the aspirated flue gas is sprayed.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Feuerraum in Richtung auf die Flamme zurückströmende Rauchgas in den Einzugsbereich des Stromes des eingeblasenen Rauchgases umgelenkt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that in the firebox towards the Flame gas flowing back into the catchment area of the Current of the injected flue gas is deflected.

7. Kessel zur Dampf- oder Heißwassererzeugung mit einem Feuerraum (1) und mit einem oder mehreren, zu einem Rauchgassammler (8) geführten Rauchgaszügen, wobei der Feuerraum (1) durch eine Kesseltür (10) verschließbar ist, in der ein oder mehrere Brenner (12) angeordnet sind, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rauchgassammler (8) eine Rezirkulationsleitung (15) angeschlossen ist, die über ein Gebläse (16) mit einem in der Kesseltür (10) angeordneten Verteilkanal verbunden ist und daß von dem Verteilkanal (19) Treibdüsen (20) ausgehen, die in den Feuerraum (1) münden.7. Boiler for steam or hot water generation with a combustion chamber ( 1 ) and with one or more flue gas ducts guided to a flue gas collector ( 8 ), the combustion chamber ( 1 ) being closable by a boiler door ( 10 ) in which one or more burners ( 12 ) are arranged for carrying out the method according to claims 1 to 6, characterized in that a recirculation line ( 15 ) is connected to the flue gas collector ( 8 ), which is connected via a blower ( 16 ) with a in the boiler door ( 10 ) arranged distribution channel is connected and that from the distribution channel ( 19 ) drive nozzles ( 20 ) emanating into the combustion chamber ( 1 ).

8. Kessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (16) in der Kesseltür (10) integriert ist und daß die Rezirkulationsleitung (15) zwischen der Kesseltür (10) und dem Kessel mit dem Gebläse (16) über ein leicht lösbares Verbindungselement (17) verbunden ist.8. Boiler according to claim 7, characterized in that the fan ( 16 ) in the boiler door ( 10 ) is integrated and that the recirculation line ( 15 ) between the boiler door ( 10 ) and the boiler with the fan ( 16 ) via an easily detachable Connecting element ( 17 ) is connected.

9. Kessel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüsen (20) konzentrisch um den Brenner (12) angeordnet und unter einem spitzen Winkel auf die Achse des Brenners (12) gerichtet sind.9. Boiler according to claim 7 or 8, characterized in that the driving nozzles ( 20 ) are arranged concentrically around the burner ( 12 ) and are directed at an acute angle to the axis of the burner ( 12 ).

10. Kessel nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüsen (20) aus Keramik gefertigt sind.10. Boiler according to one of claims 7 to 9, characterized in that the driving nozzles ( 20 ) are made of ceramic.

11. Kessel nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel durch einen von einer Isolierung (7) umgebenden Kesselmantel (6) begrenzt ist und daß die Rezirkulationsleitung (15) in einem Abstand von dem Kesselmantel (6) innerhalb der Isolierung (7) angeordnet ist.11. Boiler according to one of claims 7 to 10, characterized in that the boiler is delimited by an insulation ( 7 ) surrounding the boiler jacket ( 6 ) and that the recirculation line ( 15 ) at a distance from the boiler jacket ( 6 ) within the Insulation ( 7 ) is arranged.

12. Kessel nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezirkulationsleitung (15) von dem Rauchgassammler (8) zu der Kesseltür (10) mit Gefälle verlegt ist.12. Boiler according to one of claims 7 to 11, characterized in that the recirculation line ( 15 ) from the flue gas collector ( 8 ) to the boiler door ( 10 ) is laid with a slope.

13. Kessel nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilkanal (19) innerhalb der Kesseltür (10) zwischen zwei in Richtung der Wärmebelastung aus dem Feuerraum (1) angeordneten Schichten (23, 24) einer Auskleidung vorgesehen ist. 13. Boiler according to one of claims 7 to 12, characterized in that the distribution channel ( 19 ) within the boiler door ( 10 ) between two in the direction of heat from the combustion chamber ( 1 ) arranged layers ( 23 , 24 ) of a lining is provided.

14. Kessel nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rezirkulationsleitung (15) ein Strömungswächter (26) angeordnet ist, der mit der Steuerung des Brenners (12) gekoppelt ist.14. Boiler according to one of claims 7 to 13, characterized in that a flow monitor ( 26 ) is arranged in the recirculation line ( 15 ), which is coupled to the control of the burner ( 12 ).

15. Kessel nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rezirkulationsleitung (15) eine Rückschlagklappe (25) angeordnet ist.15. Boiler according to one of claims 7 to 14, characterized in that a non-return valve ( 25 ) is arranged in the recirculation line ( 15 ).

16. Kessel nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einzugsbereich der Treibdüsen (20) an der Wandung des Feuerraumes (1) ein in den Feuerraum (1) hineinragender Strömungsleitring (22) angeordnet ist.16. Boiler according to one of claims 7 to 15, characterized in that a flow guide ring ( 22 ) projecting into the combustion chamber ( 1 ) is arranged in the intake region of the driving nozzles ( 20 ) on the wall of the combustion chamber ( 1 ).