EP0629817B1 - Furnace - Google Patents

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage.The present invention relates to a furnace according to the preamble of claim 1. It also concerns a Process for operating such a system.

Stand der TechnikState of the art

Gemäss Luftreinhalte-Verordnung muss beim Betrieb einer Feuerungsanlage nicht nur im ordentlich Lastbetrieb, sondern auch während der ganzen Startphase sicher gestellt werden, dass die maximal vorgeschriebenen Emissionswerte der aus der Verbrennung entstehenden Schadstoffe nicht überschritten werden. Es ist zu diesem Zweck bekannt geworden, der Frischluft einen Anteil Rauchgase beizumischen, d.h. eine Rauchgasrezirkulation zu betreiben. Insbesondere bei der Startphase muss, um überhaupt eine Zündung des Gemisches zu gewährleisten, danach getrachtet werden, die Rezirkulationsrate möglichst klein zu halten. Später darf die Rezirkulationsrate angemessen erhöht werden. Die notwendige Rezirkulationsrate lässt sich durch entsprechende Massnahmen einstellen. Aus der Erkenntnis heraus, dass eine kleine Rauchgasrezirkulation niemals die minimal mögliche Schadstoff-Emissionswerte mit sich bringt, wobei eine mangelhafte Zumischung diesen Effekt noch verstärkt. Umgekehrt lässt sich das Problem auch nicht umgehen, indem bewusst mit einer höheren Rezikulationsrate operiert wird, denn während des transienten Betriebes würde dies unweigerlich die Gefahr mit sich bringen, dass Zündung und Flammenstabilität in Mitleidenschaft gezogen werden könnten.
Aus EP-A1-0 436 113 ist eine Feuerungsanlage bekanntgeworden, welche über ein Gebläse verfügt, das ausserhalb der Umhüllung der Feuerungsanlage wirkt und welches Frischluft ansaugt und mit einem bestimmten Anteil aus dem Brennraum angesaugter Rauchgase vermischt. Das daraus entstandene Frischluft/Rauchgas-Gemisch durchströmt auf seinem Weg zum Brennraum einen ersten Wärmetauscher, dessen kalorische Aufbereitung durch die zugeführten Rauchgase zustandekommt. Im Brennraum selbst durchströmt dieses Gemisch einen dort plazierten Wärmetauscher. Bevor dieses Gemisch einem Brenner als Verbrennungsluft zugeführt wird, erfährt es über einen Haupt-Jet-Injektor eine weitere Beimischung von Rauchgasen. Diese Rauchgas-Zumischungstechnik setzt eine verhältnismässig lange weitere gemischbildende Strecke stromauf des Eintritts in den Innenraum des Brenners voraus, wobei eine zentrale Ansaugung von Rauchgasen immer zu einer Forminstabilität führen kann.According to the Air Pollution Control Ordinance, when operating a combustion system, it must be ensured not only in normal load operation, but also during the entire start-up phase that the maximum prescribed emission values of the pollutants resulting from combustion are not exceeded. For this purpose, it has become known to add a proportion of flue gases to the fresh air, ie to operate a flue gas recirculation. In particular during the start-up phase, in order to ensure ignition of the mixture at all, efforts must be made to keep the recirculation rate as low as possible. The recirculation rate may later be increased appropriately. The necessary recirculation rate can be set by appropriate measures. Based on the knowledge that a small flue gas recirculation never brings the minimum possible pollutant emission values with it, whereby an insufficient admixture further increases this effect. Conversely, the problem cannot be avoided by consciously operating at a higher reciculation rate, because during transient operation this would inevitably entail the risk that ignition and flame stability could be affected.
From EP-A1-0 436 113, a firing system has become known which has a blower which acts outside the envelope of the firing system and which draws in fresh air and mixes it with a certain proportion of smoke gases drawn in from the combustion chamber. The resulting fresh air / flue gas mixture flows through a first heat exchanger on its way to the combustion chamber, the calorific treatment of which is achieved by the flue gases supplied. In the combustion chamber itself, this mixture flows through a heat exchanger placed there. Before this mixture is fed to a burner as combustion air, it is subjected to a further admixture of smoke gases via a main jet injector. This flue gas admixing technique requires a relatively long mixture-forming section upstream of the entry into the interior of the burner, whereby a central suction of flue gases can always lead to shape instability.

Aus GB-A-2 043 869 ist eine Feuerungsanlage bekanntgeworden, bei welcher radial wirkende Injektordüsen zur Bildung einer Verbrennungsluft vorhanden sind. Bei diesem Stand der Technik ist ersichtlich, dass die Injektordüsen nur radial gerichtet sind, d.h. eine integrale Abdeckung der ganzen der Frischluf zugeordneten Einströmungsfläche im Zusammenhang mit einem Brenner wird hier nicht vorgeschlagen. Für eine Verbrennung, bei welcher das Ziel vorherrscht, minimierte Schadstoff-Emissionen während des ganzen Betriebs der Anlage zu erreichen, ist es aber unabdingbar, dass die Bereitstellung des Frischluft/Rauchgas-Gemisches umfassend und optimal gehandhabt wird, d.h. der Grad des Frischluft/Rauchgas-Gemisches muss.besser und gezielter erfolgen.From GB-A-2 043 869 a furnace has become known, in which there are radially acting injector nozzles to form combustion air. With this prior art it can be seen that the injector nozzles are only radial are directed, i.e. an integral cover of all of the fresh air associated Inflow area in connection with a burner is not proposed here. For a combustion where the target predominates, minimized Pollutant emissions can be achieved during the entire operation of the plant but it is essential that the supply of the fresh air / flue gas mixture is handled comprehensively and optimally, i.e. the degree of fresh air / flue gas mixture must be better and more targeted.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Feuerungsanlage der eingangs genannten Art die Rauchgasrezirkulationsrate in Bezug auf die Minimierung der Schadstoff-Emissionen während des ganzen Betriebs der Feuerungsanlage so zu gestalten, dass eine Maximierung betreffend Homogenität des Frischluft/Rauchgas-Gemisches unter gleichzeitiger Minimierung der Länge der gemischbildenden Strecke erzielt werden kann.The invention seeks to remedy this. The invention, as it is characterized in the claims, the Task based on a furnace of the beginning type referred to the flue gas recirculation rate minimizing pollutant emissions throughout To operate the furnace in such a way that maximizing the homogeneity of the Fresh air / flue gas mixture with simultaneous minimization the length of the mixture-forming route can be.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass trotz Maximierung der Rauchgasrezirkulationsrate in jeder Phase des Betriebes der Feuerungsanlage, welche für eine Minimierung der Schadstoff-Emissionen unterhalb der gesetzlichen Vorschriften verantwortlich ist, keine negativen Einflüsse auf die Flamme entstehen.The main advantage of the invention is that that despite maximizing the flue gas recirculation rate in every phase of the operation of the furnace, which is for minimizing pollutant emissions below that is responsible, no negative Influences on the flame arise.

Dies lässt sich erreichen, indem die Feuerungsanlage so ausgebildet und mit Mitteln versehen wird, welche eine passive Rauchgasrezirkulation auszulösen vermögen. Die Feuerungsanlage ist so ausgebildet, dass die Rauchgase selbsttätig direkt in den Einflussbereich der Saugwirkung der einströmenden Frischluft kommen, und sich dort mit dieser zu einem Verbrennungsluftgemisch zu vereinigen. Die Mittel bestehen darin, dass die Einführung der Frischluft über eine möglichst grosse Anzahl von Jet-Injektoren geschieht. Die einzelnen Injektoren sind zunächst aussserhalb des eigentlichen Brenners plaziert, sie saugen jeweils eine ganz bestimmte Rauchgasmenge an, dergestalt, dass die Bildung der aus Frischluft und Rauchgase bestehenden Verbrennungsluft durch die Aufteilung in möglichst viele Teilströme einen optimalen Mischungsgrad aufweist. Dies führt unweigerlich dazu, dass die Mischungsfläche zwischen Injektor- und Ansaugsfläche maximiert werden kann, mit der Wirkung, dass je grösser diese Flächen sind, um so grösser die Rauchgasrezirkulationsrate ausfällt, was einerseits zu einer besseren Verdampfung des Brennstoffes und andererseits zur Kühlung der Flamme führt.This can be achieved by using the firing system like this is trained and provided with means which a can trigger passive flue gas recirculation. The Firing system is designed so that the flue gases automatically directly into the area of influence of the suction effect of the incoming fresh air and come with it to combine this into a combustion air mixture. The Means are that the introduction of fresh air happens via the largest possible number of jet injectors. The individual injectors are initially outside the actual burner, they each suck a certain amount of smoke gas, that the formation of fresh air and flue gases Combustion air by dividing it into as possible many partial flows have an optimal degree of mixing. This inevitably leads to the mixing area between injector and suction area can be maximized can, with the effect that the larger these areas are, the greater the flue gas recirculation rate, what on the one hand to better evaporation of the fuel and on the other hand leads to cooling the flame.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die obenbeschriebene Aufteilung zu einer unmittelbaren und besseren Gemischbildung bei minimierter Mischstrecke führt, was sich positiv auf die Dimensionierung des Brenners auswirkt.Another important advantage of the invention is that to see that the division described above into one immediate and better mixture formation with minimized Mixing section leads, which has a positive effect on the dimensioning of the burner.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Injektoren von ihrer Grösse und Ort her gezielt disponiert werden können, beispielsweise um den finalen Zweck gerecht zu werden, bei Teillast relativ mehr zu rezirkulieren, oder bei Vollast die Aerodynamik des Brenners nicht negativ zu beeinflussen.Another important advantage of the invention is that to see the injectors by size and location can be targeted, for example around the to meet the final purpose, relatively more at part load to recirculate, or at full load the aerodynamics of the Do not negatively influence Brenners.

Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient developments of the inventive Task solutions are in the further claims featured.

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen. In den verschiedenen Figuren sind gleiche Elemente resp. Abläufe mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung der verschiedenen Medien ist mit Pfeilen angegeben.In the following, exemplary embodiments are described with reference to the drawings the invention explained in more detail. All for the immediate Understanding of the invention is not required Elements are omitted. In the different figures are the same elements resp. Processes with the same reference numbers Mistake. The flow direction of the different Media is indicated with arrows.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer Feuerungsanlage,

Fig. 2

einen Brenner für den Betrieb der Feuerungsanlage in perspektivischer Darstellung entsprechend aufgeschnitten und

Fig. 3

einen Schnitt durch die Ebene III-III von Fig. 2, in schematischer vereinfachter Darstellung.

It shows:

Fig. 1

a schematic representation of a furnace,

Fig. 2

a burner for the operation of the furnace in a perspective view cut accordingly

Fig. 3

a section through the plane III-III of Fig. 2, in a schematic simplified representation.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwertbarkeitWays of carrying out the Invention, Commercial Usability

Fig. 1 zeigt in eine schematische Darstellung eine Feuerungsanlage 100, welche im wesentlichen aus einem in sich abgeschlossenen Brennraum 11 besteht, der seinerseits mit mindestens einem Brenner 200 bestückt ist. Beim gezeigten Brenner 200 handelt es sich um einen Vormischbrenner, dessen Betrieb mit einer Rauchgasrezirkulation ergänzt ist. Die Verbrennungsluftströme 15, 16, welche in den Innenraum 14 des Vormischbrenners 200 strömen und sich dort mit dem eingedüsten Brennstoff 12 vermischen, wobei auf diese Vermischung weiter unten noch näher eingegangen wird, besteht aus Frischluft 19 und aus einem Anteil Rauchgase 20, welche aus dem Brennraum 11 rückströmen. Diese Rückströmung der Rauchgase 20 ist eine passive Rauchgasrezirkulation, welche durch zwei entscheidende Vorkehrungen ausgelöst wird. Im Betrieb ist es so, dass der Vormischbrenner 200 grundsätzlich mit Rauchgasen 20 umgeben ist. Zum zweiten wird der Vormischbrenner 200 mit einer möglichst grossen Anzahl einzelner Zuführungen von Frischluft 19 bestückt, welche regelmässig und integral alle vorgesehenen Oeffnungen zum Innenraum 14 des Vormischbrenners 200 abdecken. Schematisch sind die Oeffnungen zum Innenraum 14 sowohl radial als auch axial durch die Pfeile 19 versinnbildlicht, wobei noch zu vermerken ist, dass es sich bei der radialen Verbrennungsluftzuführung beim ersichtlichen Vormischbrenner 200 um eine tangentiale Strömung handelt, wobei mehr darüber unter Fig. 2 und 3 gesagt wird. Die einzelnen Zuführungen mit Frischluft 19 sind durchwegs durch Jet-Injektoren 300 ergänzt, welche jene Saugkraft entfalten, die eine passive Rauchgasrezirkulation auszulösen vermag, d.h. die benötigte Rauchgasrezirkulationsrate wird durch die Saugwirkung der einströmenden Frischluft 19, ohne weitere fremde Hilfe eingestellt. Auf die Vorteile einer solchen Konfiguration wird weiter unten näher eingegangen. Was die Konfiguration der Jet- Injektoren betrifft wird auf Fig. 3 verwiesen.Fig. 1 shows a schematic representation of a furnace 100, which essentially consists of one in itself closed combustion chamber 11, which in turn with is equipped with at least one burner 200. In the shown Burner 200 is a premix burner, the Operation with flue gas recirculation is supplemented. The combustion air flows 15, 16, which are in the interior 14 of the premix burner 200 and flow there with the Mix injected fuel 12, this mixing is discussed in more detail below from fresh air 19 and from a portion of flue gases 20 which flow back from the combustion chamber 11. This backflow the flue gas 20 is a passive flue gas recirculation, which is triggered by two crucial precautions becomes. In operation, the premix burner 200 is basically surrounded by smoke gases 20. Second the premix burner 200 is as large as possible Number of individual fresh air feeds 19, which regularly and integrally all intended openings cover to interior 14 of premix burner 200. The openings to the interior 14 are both schematic symbolized radially and axially by the arrows 19, It should also be noted that the radial combustion air supply at the visible premix burner 200 is a tangential flow, where more about this is said under Figs. 2 and 3. The single ones Fresh air supplies 19 are consistently through Jet injectors 300 added, which develop that suction power, which trigger passive flue gas recirculation capable, i.e. the required flue gas recirculation rate due to the suction effect of the incoming fresh air 19, set without further outside help. On the advantages Such a configuration is discussed in more detail below. As for the configuration of the jet injectors reference is made to Fig. 3.

Um den Aufbau des Vormischbrenners 200 besser zu verstehen, sollten die Fig. 2 und 3 gleichzeitig konsultiert werden. Des weiteren, um Fig. 2 nicht unnötig unübersichtlich zu gestalten, sind darin die nach Fig. 3 gezeigten Jet-Injektoren sowie die Mischstrecken bis zum Innenraum des Vormischbrenners nicht zeichnerisch erfasst worden. Der Vormischbrenner 200 nach Fig. 2 besteht aus zwei halben hohlen kegeligen Teilkörpern 1, 2, die versetzt zueinander aufeinander liegen. Selbstverständlich ist die zur Bildung des Vormischbrenners 200 benötigte Anzahl an kegeligen Teilkörpern nicht auf zwei beschränkt. Die Kegelform der gezeigten Teilkörper 1, 2 weist in Strömungsrichtung einen bestimmten festen Winkel auf. Selbstverständlich können die Teilkörper 1, 2 in Strömungsrichtung eine andere Oeffnungkonfiguration aufweisen, beispielsweise eine regelmässig oder unregelmässig zunehmende Kegelneigung, welche bildlich etwa zu einer Trompetenform führt, oder eine regelmässig oder unregelmässig abnehmende Kegelneigung, welche bildlich in etwa zu einer Tulpenform führt. Die beiden letztgenannten Formen sind zeichnerisch nicht erfasst, da sie ohne weiteres nachzuempfinden sind. Welche Form schlussendlich gewählt wird, hängt von den verschiedenen Parametern der jeweiligen Verbrennung ab. Die Versetzung der jeweiligen Mittelachse 1b, 2b der kegeligen Teilkörper 1, 2 zueinander schafft auf beiden Seiten in achsensymmetrischer Anordnung jeweils einen tangentialen Lufteintrittsschlitz 21, 22 (Fig. 3) und einen axialen Einströmungsquerschnitt 18 frei, durch welche die aus einem Frischluft/Rauchgas-Gemisch bestehende Verbrennungsluft 15, 16 in den Innenraum 14 des Vormischbrenners 200 strömt. Die beiden kegeligen Teilkörper 1, 2 haben je einen zylindrischen Anfangsteil 1a, 2a, die ebenfalls analog zu den Teilkörpern 1, 2 versetzt zueinander verlaufen, so dass die tangentialen Lufteintrittsschlitze 21, 22 über die ganze Länge des Vormischbrenners 200 vorhanden sind. Selbstverständlich kann der Vormischbrenner 200 rein kegelig, also ohne zylindrische Anfangsteile 1a, 2a ausgebildet sein. In diesem zylindrischen Anfangsteil 1a, 2a, der sich beispielsweise besonders gut als Sitz für die Verankerung des ganzen Vormischbrenners 200 eignet, ist mindestens eine Brennstoffdüse 3 untergebracht. Danebst sind dort auch eine Anzahl Jet-Injektoren untergebracht, welche die axial herangeführte und ebenfalls aus Frischluft und Rauchgas zusammengesetzte Verbrennungsluft 16 bereitstellen. Für die Ausgestaltung dieser Jet-Injektoren 300 wird auf die Fig. 3 verwiesen. Beide Teilkörper 1, 2 weisen nach Bedarf je eine in axialer Richtung sich erstreckende Brennstoffleitung 8, 9 auf, welche mit einer Anzahl Düsen 17 versehen sind. Durch diese Leitungen wird vorzugsweise ein gasförmiger Brennstoff 13 geleitet, der durch die genannten Düsen 17 im Bereich der tangentialen Lufteintrittsschlitze 21, 22 (Vgl. Fig. 3) der dort durchströmenden Verbrennungsluft 15 beigegeben wird. Der Vormischbrenner 200 kann allein mit der Brennstoffzuführung über die Düse 3, oder über die Düsen 17 betrieben werden. Selbstverständlich ist ein Mischbetrieb über beiden Düse 3, 17 möglich, insbesondere dann, wenn über die einzelnen Düsen verschiedene Brennstoffe zugeführt werden. Brennraumseitig 11 weist der Vormischbrenner 200 eine kragenförmige Platte 10 auf, welche eine Anzahl Bohrungen 10a aufweist, durch welche Verdünnungs- oder Kühlluft dem vorderen Teil des Vormischbrenners 200 zugeführt wird. Wird über die Düse 3 ein flüssiger Brennstoff 12 zugeführt, so wird dieser in einem spitzen Winkel in den Innenraum 14 des Vormischbrenners 200 eingedüst, dergestalt, dass sich bis zur Brenneraustrittsebene ein möglichst homogenes kegeliges Spraybild 5 einstellt. Bei der Brennstoffeindüsung 4 kann es sich um eine luftunterstützte Düse oder um eine Düse handelt, welche nach einem Druckzerstäubungsprinzip arbeitet. Das kegelige Spraybild 5 wird, entsprechend der Anzahl der Lufteintrittschlitze 21, 22, von tangential einströmenden Verbrennungsluftströmen 15 und von der axial herangeführten weiteren Verbrennungsluft 16 umschlossen. In Strömungsrichtung des Vormischbrenners 200 wird die Konzentration des eingedüsten Brennstoffes 12 fortlaufend durch die genannten Verbrennungsluftströme 15, 16 abgebaut. Wird ein gasförmiger Brennstoff 13 eingebracht, beginnt die Gemischbildung mit der Verbrennungsluft 15 bereits im Bereich der Lufteintrittsschlitze 21, 22. Beim Einsatz eines flüssigen Brennstoffes 12 wird im Bereich des Wirbelaufplatzens, also im Bereich der Rückströmzone 6 am Ende des Vormischbrenners 200, die optimale, homogene Brennstoffkonzentration über den Querschnitt erreicht. Die Zündung des Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches beginnt an der Spitze der Rückströmzone 6. Erst an dieser Stelle kann eine stabile Flammenfront 7 entstehen. Ein Rückschlag der Flamme ins Innere der Vormischbrenners 200, wie dies bei bekannten Vormischstrecken stets zu befürchten ist, wogegen dort mit komplizierten Flammenhaltern Abhilfe versucht wird, ist hier nicht zu befürchten. Ist die Verbrennungsluft 15, 16 allenfalls vorgewärmt, so stellt sich eine beschleunigte ganzheitliche Verdampfung des flüssigen Brennstoffes 12 ein, bevor der Punkt am Ausgang des Vormischbrenners 200 erreicht ist, an welchem die Zündung des Gemisches stattfinden kann. Auf die Möglichkeit der Rauchgasrezirkulation, welche nicht nur eine kalorische Komponente beinhaltet, wurde bereits unter Fig. 1 näher eingegangen. Der Grad der Verdampfung ist von der Grösse des Vormischbrenners 200, der Tropfengrösse des Brennstoffes 12 und der Temperatur der Verbrennungsluftströme 15, 16 abhängig. Die Minimierung der Schadstoff-Emissionen hängt ursächlich von der Rauchgasrezirkulation ab, welche bewirkt, dass eine vollständige Verdampfung des Brennstoffes vor Eintritt in die Verbrennungszone stattfinden kann. Bei der Gestaltung der kegeligen Teilkörper 1, 2 hinsichtlich Kegelneigung und Breite der tangentialen Lufteintrittsschlitze 21, 22 sind enge Grenzen einzuhalten, damit sich das gewünschte Strömungsfeld der Verbrennungsluft mit ihrer Rückströmzone 6 im Bereich der Mündung des Vormischbrenners 200 zur Flammenstabilisierung einstellt. Allgemein ist zu sagen, dass eine Verkleinerung der Lufteintrittsschlitze 21, 22 die Rückströmzone 6 weiter stromaufwärts verschiebt, wodurch dann allerdings das Gemisch früher zur Zündung kommt. Immerhin ist hier zu sagen, dass die einmal örtlich fixierte Rückströmzone 6 an sich positionsstabil ist, denn die Drallzahl nimmt in Strömungsrichtung im Bereich der Kegelform des Vormischbrenners 200 zu. Die Axialgeschwindigkeit des Gemisches lässt sich des weiteren durch die bereits genannte axiale Zuführung von Verbrennungsluft 16 beeinflussen. Die Konstruktion des Vormischbrenners 200 eignet sich, bei vorgegebener, nicht zu überschreitender Baulänge des Vormischbrenners 200, vorzüglich, die Spaltbreite der tangentialen Lufteintrittsschlitze 21, 22 zu verändern, indem die Teilkegelkörper 1, 2 zu- oder auseinander verschoben werden können, wodurch sich der Abstand der beiden Mittelachsen 1b, 2b, als Folge davon, verkleinert resp. vergrössert, wie dies aus Fig. 3 gut ableitbar ist. Es ist ohne weiteres auch möglich, die kegeligen Teilkörper 1, 2 durch eine drehende Bewegung ineinander zu verschieben. Somit ist es möglich, bei entsprechender Vorkehrung, die Form und die Grösse der tangentialen Lufteintrittsschlitze 21, 22 während des Betriebes zu variieren, womit, ohne Veränderung der Baulänge, der gleiche Vormischbrenner 200 eine breite Funktionalität abdecken kann.To better understand the structure of the premix burner 200, 2 and 3 should be consulted at the same time will. Furthermore, in Fig. 2 not unnecessarily confusing to design, are those shown in FIG. 3 Jet injectors and the mixing sections to the interior of the premix burner has not been recorded. The premix burner 200 according to FIG. 2 consists of two halves hollow conical partial bodies 1, 2, which are offset from one another lie on one another. It goes without saying that Forming the premix burner 200 required number of tapered Partial bodies are not limited to two. The cone shape the partial body 1, 2 shown points in the direction of flow a certain fixed angle. Of course can the partial body 1, 2 in the flow direction another Have opening configuration, for example regularly or irregularly increasing taper, which figuratively leads to a trumpet shape, or a regularly or irregularly decreasing taper, which figuratively leads to a tulip shape. The latter two forms are not drawn recorded because they are easy to understand. Which The final form chosen depends on the different Parameters of the respective combustion. The dislocation the respective central axis 1b, 2b of the conical Partial body 1, 2 creates each other on both sides in Axially symmetrical arrangement each a tangential Air inlet slot 21, 22 (Fig. 3) and an axial Inflow cross section 18 free, through which the one Fresh air / flue gas mixture of existing combustion air 15, 16 into the interior 14 of the premix burner 200 flows. The two conical partial bodies 1, 2 each have a cylindrical starting part 1a, 2a, which is also analog to the partial bodies 1, 2 run offset to one another, so that the tangential air inlet slots 21, 22 over the entire length of the premix burner 200 is present. Of course, the premix burner 200 can be purely conical, thus formed without cylindrical starting parts 1a, 2a be. In this cylindrical initial part 1a, 2a, the is particularly good as a seat for anchoring of the whole premix burner 200 is at least a fuel nozzle 3 housed. Are next there are also a number of jet injectors, which the axially brought up and also from fresh air and Provide flue gas composed of combustion air 16. For the design of these jet injectors 300 referred to Fig. 3. Both partial bodies 1, 2 have if necessary, one extending in the axial direction Fuel line 8, 9, which with a number of nozzles 17 are provided. Through these lines is preferred a gaseous fuel 13 passed through the above Nozzles 17 in the area of the tangential air inlet slots 21, 22 (see FIG. 3) of those flowing through there Combustion air 15 is added. The premix burner 200 alone with the fuel supply over the Nozzle 3, or operated via the nozzles 17. Of course is a mixed operation via both nozzles 3, 17 possible, especially when using the individual nozzles different fuels are supplied. Combustion chamber side 11, the premix burner 200 has a collar-shaped plate 10, which has a number of bores 10a what dilution or cooling air the front part of the Premix burner 200 is supplied. Is via the nozzle 3 A liquid fuel 12 is supplied, so this is in an acute angle into the interior 14 of the premix burner 200 injected, such that it extends to the burner outlet level the most homogeneous conical spray pattern possible 5 sets. The fuel injection 4 can be an air-assisted nozzle or a nozzle which works on a pressure atomization principle. The conical Spray pattern 5 is, according to the number of air inlet slots 21, 22, of combustion air flows flowing in tangentially 15 and from the axially brought up further combustion air 16 enclosed. In the direction of flow of the premix burner 200 becomes the concentration of the injected fuel 12 continuously by the above Combustion air flows 15, 16 reduced. Becomes a introduced gaseous fuel 13, the mixture formation begins with the combustion air 15 already in the area the air inlet slots 21, 22. When using a liquid fuel 12 is in the area of the vortex burst, So in the area of the backflow zone 6 at the end of Premix burner 200, the optimal, homogeneous fuel concentration reached across the cross section. The ignition of the fuel / combustion air mixture begins at Tip of the backflow zone 6. Only at this point can a stable flame front 7 arise. A setback to the Flame inside the premix burner 200 as in known pre-mixing sections is always to be feared, whereas tried to remedy the situation with complicated flame holders is not to be feared here. Is the combustion air 15, 16 preheated at most, so there is an accelerated holistic evaporation of the liquid fuel 12 before the point at the outlet of the premix burner 200 is reached, at which the ignition of the Mixture can take place. On the possibility of flue gas recirculation, which is not just a caloric component has already been discussed in more detail in FIG. 1. The degree of evaporation depends on the size of the Premix burner 200, the drop size of the fuel 12 and the temperature of the combustion air streams 15, 16 dependent. The minimization of pollutant emissions depends causally from the flue gas recirculation, which causes that complete evaporation of the fuel can take place before entering the combustion zone. At the design of the tapered part body 1, 2 with respect Taper and width of the tangential air inlet slots 21, 22 narrow limits must be observed so that the desired flow field of the combustion air with your Backflow zone 6 in the area of the mouth of the premix burner 200 for flame stabilization. General is to say that a reduction in the air inlet slots 21, 22 the backflow zone 6 further upstream moves, but then the mixture earlier comes to ignition. After all, it can be said here that the backflow zone 6, once fixed locally, is itself stable in position is because the swirl number increases in the direction of flow in the area of the cone shape of the premix burner 200 to. The axial speed of the mixture can be further by the aforementioned axial feeding of Influence combustion air 16. The construction of the Premix burner 200 is not suitable for a given one length of the premix burner 200 to be exceeded, excellent, the gap width of the tangential air inlet slots 21, 22 to change by the partial cone body 1, 2 can be moved to or from each other, whereby the distance between the two central axes 1b, 2b, as a result, reduced or magnified like this can be easily derived from FIG. 3. It is straightforward too possible, the tapered body 1, 2 by a rotating Shift movement into each other. So it is possible with appropriate precautions, the shape and size of the tangential air inlet slots 21, 22 during operation to vary with what, without changing the overall length, the same premix burner 200 a wide functionality can cover.

Fig. 3 ist ein Schnitt etwa in der Mitte des Vormischbrenners 200, gemäss Schnittebene III-III aus Fig. 2. Die spiegelbildlich tangential angeordneten Einlaufkanäle 25, 26 erfüllen die Funktion einer Mischstrecke, in welchen die endgültige Gemischbildung zwischen Frischluft 19 und rückgeführtem Rauchgas 20 perfektioniert wird. Die Verbrennungsluft 15 wird in einem Jet-Injektorsystem 300 aufbereitet; die axial herangeführte Luft wird ebenfalls in einem Jet-System aufbereitet. Stromauf jedes Einlaufkanals 25, 26, der als tangentiale Einströmung in den Innenraum des Vormischbrenners 200 dient, wird die Frischluft 19 auf der ganzen Länge dieses Vormischbrenners gleichmässig über eine axiale Rinne 27, 28 verteilt, was in Fig. 1 durch die Anzahl Pfeile versinnbildlich ist. In Strömungsrichtung zur tangentialen Eintrittsschlitze 21, 22 ist diese Rinne 27, 28 durch eine perforierte Platte 23, 24 abgeschlossen. Die Perforierungen erfüllen die Funktion einzelner Injektordüsen 29a, 29b, welche eine Saugwirkung gegenüber dem umliegenden Rauchgas 20 ausüben, dergestalt, dass jede Injektordüse 29a, 29b jeweils nur einen bestimmten Anteil an Rauchgas 20 ansaugt, worauf über die ganze axiale Länge der perforierten Platte 27, 28 eine gleichmässige Rauchgas-Zumischung stattfindet. Diese Konfiguration bewirkt, dass bereits am Berührungsort der beiden Medien, also der Frischluft 19 und des Rauchgases 20, eine innige Vermischung stattfindet, so dass die Strömungslänge der Einlaufkanäle 25, 26 für die Gemischbildung minimiert werden kann. Danebst zeichnet sich die hiesige Jet-Injektor-Konfiguration 300 dadurch aus, dass die Geometrie des Vormischbrenners 200, insbesondere was die Form und Grösse der tangentialen Lufteintrittssschlitze 21, 22 betrifft, formstabil bleibt, d.h. durch die gleichmässig dosierte Verteilung der an sich heissen Rauchgase 20 entlang der ganzen axialen Länge des Vormischbrenners 200 entstehen keine wärmebedingten Verwerfungen. Die gleiche Jet-Injektor-Konfiguration, wie die soeben hier beschriebene, gilt auch für die axiale Frischluft/Rauchgas-Gemischbildung. Der Eintrömungsquerschitt 18 ist hier ebenfalls mit einer Anzahl Injektordüsen 29c abgedeckt, welche nach dem gleichen Prinzip wie die Injektordüsen 29a, 29b funktionieren, was versinnbildlicht auch aus Fig. 1 hervorgeht. Demnach sind sämtliche Einströmungsöffnungen der Frischluft 19 vor deren Gemischbildung mit Rauchgas 20 in Strömungsrichtung zum Innenraum des Vormischbrenners 200 mit einen dichten Netz von Injektordüsen 29a, 29b, 29c versehen, welche den Grad des Frischluft/Rauchgas-Gemisches bestimmen. Fig. 3 is a section approximately in the middle of the premix burner 200, according to section plane III-III from Fig. 2. Die Inlet channels 25 arranged in mirror image in tangential fashion, 26 perform the function of a mixing section, in which the final mixture formation between fresh air 19 and recirculated flue gas 20 is perfected. The combustion air 15 is processed in a jet injector system 300; the axially brought in air is also in processed in a jet system. Upstream of each inlet channel 25, 26, as a tangential inflow into the interior of the premix burner 200, the fresh air 19 is on evenly over the entire length of this premix burner an axial groove 27, 28 distributed, which in Fig. 1 by the Number of arrows is emblematic. In the direction of flow this channel is to the tangential entry slots 21, 22 27, 28 closed by a perforated plate 23, 24. The perforations perform the function of individual injector nozzles 29a, 29b, which have a suction effect the surrounding flue gas 20 so that each Injector nozzle 29a, 29b each only a certain proportion sucked in flue gas 20, whereupon over the entire axial length the perforated plate 27, 28 a uniform flue gas admixture takes place. This configuration causes that already at the point of contact of the two media, i.e. the Fresh air 19 and the flue gas 20, an intimate mixture takes place, so the flow length of the inlet channels 25, 26 can be minimized for the mixture formation can. The local jet injector configuration also stands out 300 characterized in that the geometry of the premix burner 200, especially what the shape and size of the tangential air inlet slots 21, 22, remains dimensionally stable, i.e. through the evenly dosed Distribution of the hot smoke gases 20 along the Entire axial length of the premix burner 200 arise no thermal distortions. The same jet injector configuration, like the one just described here applies also for axial fresh air / flue gas mixture formation. The inflow cross section 18 is here also with a Number of injector nozzles 29c covered, which after the same Principle of how the injector nozzles 29a, 29b work, which also symbolizes from Fig. 1. Therefore are all inflow openings of the fresh air 19 before their mixture formation with flue gas 20 in the direction of flow to the interior of the premix burner 200 with a tight one Provided network of injector nozzles 29a, 29b, 29c, which the Determine the degree of fresh air / flue gas mixture.

BezeichnungslisteLabel list

1, 21, 2

Kegeliger TeilkörperPartial tapered body

1a, 2a1a, 2a

Anfangsteil des kegeligen TeilkörpersInitial part of the tapered body

1b, 2b1b, 2b

Mittelachse des kegeligen TeilkörpersCentral axis of the tapered body

33rd

BrennstoffdüseFuel nozzle

44th

BrennstoffeindüsungFuel injection

55

Kegeliges SpraybildConical spray pattern

66

RückströmzoneBackflow zone

77

FlammenfrontFlame front

8, 98, 9

BrennstoffleitungenFuel lines

1010th

Platteplate

10a10a

BohrungenHoles

1111

BrennraumCombustion chamber

1212th

Brennstofffuel

1313

Brennstofffuel

1414

Innenraum des BrennersInterior of the burner

15, 1615, 16

VerbrennungsluftCombustion air

1717th

BrennstoffdüseFuel nozzle

1818th

Axiale Einströmung, Querschnitt des BrennersAxial inflow, cross section of the burner

1919th

FrischluftFresh air

2020th

RauchgasFlue gas

21, 2221, 22

Tangentiale LufteintrittsschlitzeTangential air inlet slots

23, 2423, 24

LochplattePerforated plate

25, 2625, 26

Einlaufenema

27, 2827, 28

RinneGutter

29a-c29a-c

InjektordüsenInjector nozzles

100100

FeuerungsanlageCombustion plant

200200

VormischbrennerPremix burner

300300

Jet-InjektorJet injector

Claims (7)

1. Firing installation, consisting of a combustion space (11), a premixing burner (200) and means for forming combustion air (15, 16) consisting of fresh air (19) and combustion gas (20), the premixing burner consisting, in the flow direction, of at least two hollow partial bodies (1, 2) positioned one upon the other, whose centre lines (1b, 2b) extend offset relative to one another in the longitudinal direction of the partial bodies so that, thereby, an axial inlet flow cross-section and tangential inlet slots (21, 22) appear for the supply of the combustion air into the internal space (14) of the premixing burner, and it being possible to operate the premixing burner with at least one fuel nozzle (3, 17), characterized in that the means for forming the combustion air consist of individual injector nozzles (29a, 29b, 29c), in that the injector nozzles (29a, 29b, 29c) are placed upstream of the tangential inlet slots in the axial inlet flow cross-section (18) and in the flow direction of the combustion air (15) such that all the inlet openings of the fresh air (19) before the formation of its mixture with the combustion gas (20) are provided, in the flow direction towards the internal space of the premixing burner, with a tight network of injectors (29a, 29b, 29c).
2. Firing installation according to Claim 1, characterized in that the premixing burner (200) is provided with at least one fuel nozzle (3) placed at the front end and/or is provided with a number of fuel nozzles (17) arranged in the region of the tangential inlet slots (21, 22).
3. Firing installation according to Claim 2, characterized in that a liquid fuel (12) can be supplied through the fuel nozzle (3) and a gaseous fuel (13) can be supplied through the of fuel nozzles (17).
4. Firing installation according to Claim 1, characterized in that the partial bodies (1, 2) have a uniformly increasing flow cross-section in the flow direction.
5. Firing installation according to Claim 1, characterized in that the partial bodies (1, 2) have an unevenly increasing flow cross-section in the flow direction.
6. Firing installation according to Claim 1, characterized in that the partial bodies (1, 2) have a decreasing flow cross-section in the flow direction.
7. Method for operating a firing installation according to Claim 1, characterized in that the combustion gases (20) for the formation of the combustion air (15, 16) are induced directly from the combustion space (11) of the firing installation by the suction effect of the injector nozzles (29a, 29b, 29c) through which fresh air flows.

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