EP2986911B1 - Central burner for multi-fuel, multi-lance burner system - Google Patents

Central burner for multi-fuel, multi-lance burner system Download PDF

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EP2986911B1
EP2986911B1 EP13722694.0A EP13722694A EP2986911B1 EP 2986911 B1 EP2986911 B1 EP 2986911B1 EP 13722694 A EP13722694 A EP 13722694A EP 2986911 B1 EP2986911 B1 EP 2986911B1
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EP
European Patent Office
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burner
lance
fuel
central
lances
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP13722694.0A
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German (de)
French (fr)
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EP2986911A1 (en
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André BÄTZ
Günther Balgar
Ramazan KELES
Holger Wulfert
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Loesche GmbH
Original Assignee
Loesche GmbH
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Publication date
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Publication of EP2986911A1 publication Critical patent/EP2986911A1/en
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/20—Burner staging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/06043—Burner staging, i.e. radially stratified flame core burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/07021—Details of lances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14241—Post-mixing with swirling means

Definitions

  • the invention relates to multi-fuel multi-lance burner systems.
  • Such multi-fuel multi-lance burner systems are mainly used in hot gas generators.
  • These hot gas generators serve, for example, to heat process gases within coal grinding plants, for example in iron ore smelting plants, or find use within coal grinding plants in coal gasification plants.
  • the heated process gases are here used both for the promotion of ground pulverized coal as well as for simultaneous grinding drying.
  • control ratio of 1: 8 is required for a hot gas generator for the operation of a grinding circuit and a control ratio of 1: 40, if the warming up of the entire system is taken into account.
  • the control ratio of 1: 8 is measured due to the different moisture content of the material to be ground and dried, with different outside temperatures and different throughputs of the mill.
  • gases are preferably used, which are incurred or generated in downstream processes in which the pulverized coal is used.
  • synthesis gas is produced in coal gasification.
  • these gases are not yet available when starting the system in the first operating states, it is often necessary to design the hot gas generators so that they can be operated with different fuels. To start the entire system, such as for startup and for the first period of operation, this is often a different gas, such as natural gas, used. Once enough coal dust has been produced, coal gasification can begin. As soon as this downstream process has started, and synthesis gas is generated, it is desirable to operate the hot gas generator with the cheaper synthesis gas. It is therefore necessary that the burner of the hot gas generator with both fuels can each achieve 100% of the required power for the downstream process plant.
  • this In order to realize the high required control range of 1: 40 with a hot gas generator, this often has a burner which has a separate starting burner. This starting burner is used to warm up the hot gas generator. It is also used for warming up the downstream system components, for example within the grinding circuit. For this purpose, the actual burners of the hot gas generator can not be used because they would often give off too much heat even at the lowest power, so Cautious warm-up of the hot gas generator and the downstream process would not perform safe.
  • the invention has for its object to provide a central burner for a multi-fuel multi-lance burner system, which is operable with different types of burners and has a high control range, so that can be dispensed with a separate additional starting burner.
  • a central lance is provided in the multi-fuel multi-lance burner according to the invention, which has an inner tube and an outer tube. These two tubes are aligned coaxially with each other. In this case, the inner and the outer tube to each other in the radial direction to form an annular gap channel spaced from each other. Combustion media can be conducted through this annular gap channel.
  • the outer tube of the central lance extends from a first feed chamber to a combustion chamber. In this case, the outer tube extends further into the combustion chamber than the inner tube.
  • a plurality of outer lances are arranged, which also extend at least from a second supply chamber to the combustion chamber.
  • a funnel-like mixing device is arranged in the region of the end of the inner tube. This has in the region of the end of the inner tube to an opening which substantially corresponds to the diameter of the inner tube.
  • the mixing device has at its other end a further opening which is larger than the diameter of the inner tube, however, smaller than the diameter of the outer tube.
  • openings for the passage of combustion media are provided in the wall of the mixing device.
  • a nozzle is mounted, which has at least lateral openings, which are arranged distributed asymmetrically along the lateral peripheral surface of the nozzle.
  • the outer lances and / or the nozzles of the outer lances are designed to be axially rotatable for influencing the position of the openings of the nozzles with respect to the central lance.
  • a basic idea of the invention can be seen in forming a central burner for multi-fuel multi-lance burner systems, which itself has a control ratio of 1:40. This means that it is possible with this central burner, both a hot gas generator with a multi-fuel multi-lance burner, which has the central burner according to the invention to heat itself, as well as to operate with the hot gas generator and the following system components completely in full load. It is thus possible to build a hot gas generator or a burner with the central burner according to the invention without starting torch.
  • lances for a second fuel may then be provided surrounding the central burner.
  • the central burner is designed for operation with a fuel and the other lances surrounding it for operation with a second fuel.
  • the high control ratio of the central burner according to the invention is achieved inter alia by combining a central lance with a plurality of outer lances surrounding it. This also plays the inventive design of funnel-shaped mixing device at the end of the inner tube within the outer tube of the central lance an essential role.
  • the fuel is supplied through the inner tube of the central lance and through the outer lances of the fuel, for example natural gas.
  • the annular gap between the inner tube and the outer tube serves to supply combustion air.
  • combustion air This can be normal ambient air but also an O 2 -depleted gas to ensure the required oxygen upper limit for a downstream grinding circuit.
  • the funnel-like mixing device according to the invention which has openings in its wall, a good mixing of the injected through the inner tube fuel with the combustion air is achieved, so that on the one hand, a stable flame is formed, on the other hand, a safe and complete combustion of the fuel is achieved ,
  • This inner flame in the area of the central lance also serves to support the flames of the outer lances.
  • nozzles of the external lances have at least lateral openings which are distributed asymmetrically along the lateral peripheral surfaces of the nozzles.
  • the outer lances or their nozzles are rotatable, whereby the position of the nozzles is changed.
  • This design makes it possible to use the central burner in various multi-fuel multi-lance burner systems in which the other lances surrounding the central burner for the second fuel can be designed differently.
  • the central burner can thus be adapted to differently designed and / or positioned secondary fuel lances.
  • the variation of the nozzles of the outer lances of the advantage that a multi-fuel multi-lance burner with the central burner according to the invention can be adjusted so that little or no vibrations in the furnace, ie within the muffle, or in the combustion chamber are available. This is important for the safe operation of a multi-fuel multi-lance burner system, since these vibrations can lead to unstable system conditions in which a safe operation of the burner or the hot gas generator is difficult to maintain.
  • the vibrations in the combustion chamber depend on the type of lance used for combustion of the secondary fuel as well as on its number and positioning.
  • the design of the nozzles of the outer lances of the central burners can be adapted very flexibly to differently constructed second fuel lance types, a different number of secondary fuel lances and different positions.
  • combustion air is used for a fluid which is used as an oxygen carrier for the combustion.
  • This can be, for example, ambient air, an O 2 -depleted gas or a mixture, for example of ambient air and recirculated low-oxygen gas.
  • An O 2 -depleted gas is used in particular when the oxygen content of the heated process gas should be as low as possible.
  • other fluids, in particular in gaseous form, can also be used as oxygen carrier.
  • combustible gases such as natural gas, synthesis gas or blast furnace gas may be referred to as fuel in the context of the invention.
  • the outer lances can be arranged arbitrarily with respect to the central lances. It is advantageous, however, if the outer lances are arranged at a radially equal distance from the central lance, in particular in a coronary manner. In this way, a support of the flames of the outer lances can be achieved by the flame of the central lance, so that a high control range during operation of the central burner is made possible.
  • swirl devices are provided. These may be provided, for example, on the inner wall of the outer tube and / or on the outer wall of the mixing device. Here you can the swirl devices be designed as swirl plates. In addition, it is possible to center the mixing device by means of the swirl devices on the inner wall of the outer tube. This is both the case when the swirl device is attached to the inner wall of the outer tube as on the mixing device itself. In the context of the invention, the swirl devices can also be regarded as turbulence installations or swirl plates. The aim of this Verwirbelungseinbauten is to give the injected gases Verwirbelungsimpulse so that the different gases, especially the fuel gas and the combustion air, mix better.
  • the inner tube is closed with a nozzle which has openings both in the axial and in the radial direction. But it is also possible to provide the openings only in one of these two directions.
  • a design of the tube with a nozzle improves the mixing behavior of the fuel with the combustion air, which in turn brings about an improved and increased control range.
  • the ratio of the fuel supply between the inner tube of the central lance and the outer lances is preferably determined over the entire working range of the central burner, in particular constant. It can vary depending on the exact number of external lances and is on average about 10% - 20%: 90% - 80% with respect to the fuel supply from the inner tube of the central lance to the outer tubes. Such a fixed ratio has been found to be advantageous for stable operation of the central burner.
  • the central burner according to the invention provided in a multi-fuel multi-lance burner which is designed without starting torch.
  • a hot gas generator in particular the muffle, and / or a process plant equipped with the multi-fuel multi-lance burner
  • the multi-lance burner according to the invention has a sufficiently high control range of up to 1: 40, so that he himself the function take over the starting burner.
  • the central burner may under no circumstances be regarded as starting burner itself, since unlike the starting burner it can also be operated in an operating state in which it supplies the entire connected process-technical plant, for example a grinding circuit, with sufficient energy, for example hot process gases.
  • the absence of a starting burner brings additional benefits, so that a complete controlled system for the starting burner is no longer needed.
  • a multi-fuel multi-lance burner with a central burner according to the invention can be used in a hot gas generator as a burner.
  • a hot gas generator has a burner muffle and a feed for process gas to be heated.
  • the inventive design of the central burner the use of the central burner with differently constructed multi-fuel multi-lance burners is possible.
  • a multi-fuel multi-lance burner can be designed so that the central burner is arranged within a central burner tube.
  • this central burner tube connects to the outer lances of the central burner.
  • the secondary fuel lances for the multi-fuel multi-lance burner should preferably be arranged around the central burner tube or the central burner. This can be done, for example, coronary analogous to the outer lances.
  • the secondary fuel lances may be formed, for example, from two tubes arranged one inside the other.
  • a second fuel and are supplied through the outer tube combustion air.
  • Swirl devices may also be provided at the ends of the two tubes.
  • the annular gap between the outer and the inner tube of the secondary fuel lance offers.
  • the swirl devices are preferably designed as swirl plates, like all swirl devices described within the scope of the invention.
  • another fluid can be supplied as additional fuel or for combustion.
  • the Zweitbrennstofplanzen by a single tube.
  • This can have an end nozzle.
  • the outlet direction of the second fuel can be influenced, so that here additionally the mixing of the fuel with the combustion air is improved.
  • the secondary fuel lances may be arranged arbitrarily with respect to the central burner. It is possible, for example, with a radially equal distance from the central lance, preferably in a coronary manner to arrange. Such an embodiment is particularly preferred for secondary fuel lances consisting of a single tube. In this embodiment, a homogeneous flame pattern is achieved.
  • a burner outer tube may be provided surrounding the secondary fuel lances. This completes the multi-fuel multi-lance burner to the outside.
  • combustion air can also be supplied through the intermediate space between the burner outer tube, the central burner tube or the outer tube of the central lance if no central burner tube is provided.
  • This second variant is particularly suitable for an embodiment in which the secondary fuel lances are formed from a single tube with an end nozzle.
  • the burner outer tube forms at its combustion chamber facing the end of the burner mouth. It may have a shape for this purpose, which also has an influence on the flame geometry. For example, it may be slightly bent in the end region to the central axis of the burner.
  • all swirl devices described in the context of the invention can be designed as desired. However, these are preferably designed as swirl plates that conduct the flow. These swirl plates are provided in particular at an angle to the outflow direction of the gases, in order to give up a swirl, that is to say a deflection, to the outflowing gases during the outflow.
  • An impeller is provided which is formed in the region between the inner wall of a central burner tube (101) or the inner wall of a burner outer tube (220) and the outer tube (12) of the central lance. The impeller is designed to be axially displaceable. It may extend to swirl devices provided on the inner wall of the central burner tube.
  • impeller itself may be designed in the manner of a perforated plate, whereby additionally a turbulence of the combustion air, which is passed in the annular gap between the outer tube of the central lance and central burner tube or burner outer tube, is achieved.
  • the secondary fuel lances may extend through the impeller so that they end toward the combustion chamber after the impeller.
  • the impeller is designed to be axially displaceable. This means that it can be moved back and forth in the direction of the combustion chamber. With this construction, vibrations resulting from the combustion can be minimized or prevented.
  • the position of the impeller serves to influence the turbulence of the combustion air and thus contribute to a desired burning behavior.
  • FIGS. 1 and 2 is a first embodiment of a multi-fuel multi-lance burner 100 with a central burner 1 according to the invention once in a perspective view, which is partially cut away, and shown once in a sectional view.
  • the central burner 1 is formed of a central lance 10, this surrounding outer lances 21 and the central burner 1 to the outside final central burner tube 101.
  • the central lance 10 has an inner tube 11 and an outer tube 12. These are arranged coaxially with one another such that an annular gap channel 13 is formed between the outside of the inner tube 11 and the inner side of the outer tube 12.
  • the outer tube 12 extends further in the direction of a combustion chamber 60 than the inner tube 11.
  • a mixing device 14 is provided at the end of the inner tube 11. This is funnel-shaped.
  • the mixing device 14 is provided with its first end in the end region of the inner tube 11 and has a diameter which substantially corresponds to that of the inner tube 11. Towards the opposite end of the mixing device 14, this widened like a funnel. In the wall of the mixing device 14 recesses, in particular holes, are provided.
  • swirl devices 15 are mounted in the form of swirl plates. In addition to their actual function of the turbulence of combustion air, these also serve to center the mixing device 14 centrally over the inner tube 11 of the central lance 10.
  • swirl devices 16 On the outside of the mixing device 14 can also swirl devices 16, for example, again in the form of swirl plates, can be provided.
  • the inner tube 11 itself is closed with a nozzle 17 in the region of the mixing device 14.
  • This nozzle 17 has both axial and radial openings. Preferably, these openings are dimensioned such that a larger part of the medium flowing through the inner tube 11 can escape in the axial direction than in the radial direction.
  • a plurality of outer lances 21 are arranged like a wreath. They each have the same distance to each other. Also, the outer lances 21 are each arranged at the same distance to the central axis of the multi-fuel multi-lance burner 100, which runs in the inner tube 11.
  • the outer lances 21 are each closed with a nozzle 22.
  • This has a plurality of openings 23 which are arranged radially.
  • the openings are provided asymmetrically on the peripheral surface of the nozzle 22, as shown schematically in FIG Fig. 5 shown.
  • Fig. 5 a section through a nozzle 22 of an outer lance 21 in the region of the openings 23 is shown. It is clear that the two openings 23 shown here are provided asymmetrically on the nozzle 22.
  • the nozzle 22 and / or the outer lances 21 may be rotatable about its axis. This makes it possible to align the openings 23 of the nozzle 22 arbitrarily with respect to the central center axis of the multi-fuel multi-lance burner 100. With this orientation, the central burner 1 on various multi-fuel multi-lance burner, as shown in Fig. 1 and later in Fig. 3 shown are set. It is also possible to minimize vibrations that occur during operation.
  • the central burner 1 is in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 completed by a central burner tube 101.
  • swirl devices 102 in the form of swirl plates are provided on the inner wall of the central burner tube 101.
  • the constructive design of the central burner 1 with the central lance 10 and the funnel-shaped mixing device 14 and the impeller 130 cause a stepwise combustion of the combustion gas and an internal recirculation of the fluid flow. This allows the high control ratio of 1:40, as internal recirculation and staged combustion provide a highly stable flame.
  • a plurality of secondary fuel lances 110 are arranged. These each have an inner tube 111 and an outer tube 112 surrounding the inner tube 111.
  • the inner tube 111 and the outer tube 112 are aligned coaxially with each other, so that between them an annular gap channel 113 is formed.
  • swirl devices 114 provided in the end region of the inner tube 111 are extending in the annular gap channel 113 swirl devices 114 provided.
  • the multi-fuel multi-lance burner 100 is closed to the outside by a burner outer tube 120.
  • an impeller 130 is provided between the central burner tube 101 and the outer tube 112 of the central lance 110. This is similar to a perforated plate.
  • the outer lances 21 extend through the impeller 130 therethrough.
  • the position of the impeller 130 can be changed axially.
  • the central burner 1 can be adapted to different multi-fuel multi-lance burners, since in this way vibrations arising in the combustion chamber 60 can be minimized. This is done by the axial positioning of the impeller 130.
  • the impeller 130 homogenizes the combustion air, which is passed through an annular gap channel 106 formed between the outer tube 12 and the central burner tube 101.
  • the inner tube 11 of the central lance 10 and the outer lances 21 are preferably connected to a feed for a first fuel gas, for example a natural gas feed.
  • the inner tubes 111 of the second fuel lances 110 may be connected to a feed for a second fuel gas, for example synthesis gas.
  • the annular gap channel 113 and the annular gap channel 106 which is formed between the outer tube 12 of the central lance 10 and the central burner tube 101, is connected to a combustion air supply.
  • the combustion air can be considered in the context of the invention is generally a particular gaseous oxygen carrier.
  • the combustion air supplied here can be an O 2 -depleted gas in order to meet the requirement for the reduced oxygen content in a downstream grinding plant.
  • the supply to the inner tube 11 takes place directly, the supply to the annular gap channel 13 via a feed chamber 61.
  • Combustion air is passed through a feed chamber 63 in the annular gap channel 106.
  • the supply of the first fuel gas to the inner tube 11 of the central lance 10 and the outer lances 121 in a fixed ratio, preferably in a range of 15%: 85%, is provided.
  • the supply of combustion air through the feed chambers 61 and 63 is set to a fixed ratio.
  • an ignition device 30 To start the multi-fuel multi-lance burner 100 is an ignition device 30. This is only intended for the actual, very short ignition. With this, the central burner 1 is ignited. First, the central burner 1 is driven at a very low level, wherein fuel flows through both the inner tube 11 of the central lance 12 and by the outer lances 21. As fuel, for example, natural gas can be used. This is done, as I said, with a very low power to a hot gas generator in which the burner is provided and to heat the downstream units. In this process, the burner muffle of the hot gas generator, which extends around the combustion chamber 60, is heated. As soon as the downstream units and the hot gas generator in which the burner 100 is used are themselves sufficiently heated, it is possible to switch to productive operation. This switching is done only by raising the central burner 1. This means it is supplied with more fuel and more combustion air.
  • the burner 100 is used, for example, as a hot gas generator for a coal grinding plant, which is used for synthesis gas production, it takes some time until the synthesis gas production sufficient synthesis gas is also available for the operation of the burner. Once this cheaper synthesis gas is available in sufficient quantity, the burner can be switched to synthesis mode. In this case, synthesis gas is introduced through the inner tubes 111 of the second fuel lances 110. At the same time combustion air is supplied through the annular gap channels 113. If about the synthesis gas combustion a stable combustion state is reached, the central burner 1 can now be shut down, and ideally completely switched off. This saves the necessary for its operation, for example, higher value and thus more expensive natural gas. It is also possible to start up the combustion of the synthesis gas and at the same time shut down the combustion of the natural gas.
  • FIGS. 1 and 2 another variant of a multi-fuel multi-lance burner 200 is shown with a central burner 1 according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 receive only different embodiments of the embodiment.
  • the same components are identified by the same reference numerals.
  • the essential difference between the multi-fuel multi-lance burner 200 and the multi-fuel multi-lance burner 100 is that another type of dual fuel lances 210 is used. These consist of a single tube 211 and have an end nozzle 212.
  • Another difference to the burner 100 is that in the burner 200 no central burner tube 101 is provided.
  • twisting devices 221 in the form of baffles 220 are provided on a burner outer tube 220. Furthermore, an annular gap channel 213 is formed between the burner outer tube 220 and the outer tube 12 of the central lance 11.
  • An impeller 230 is provided in the area between the outer tube 12 of the central lance 10 and the burner outer tube 220. Analogously to the burner 100, the outer lances 21 as well as the second fuel lances 210 extend through the impeller 230. This impeller 230 can also be displaced in the axial direction in order to minimize vibrations which can occur in the combustion space 60. Similarly as the impeller 130, the impeller 230 homogenizes the combustion air, which is passed through an annular gap channel 213 formed between the outer tube 12 and the burner tube 220.
  • the supply of fuel to the inner tube 11 of the central lance 10 takes place directly.
  • the supply of the outer lances 21 with fuel also takes place via the supply chamber 62nd
  • the secondary fuel lances 210 are supplied with the secondary fuel, for example synthesis gas.
  • combustion air is supplied via the supply chamber 262.
  • the operation of the burner 200 is analogous to the burner 100.
  • the central burner 1 is first started at a low level. As soon as the burner 200 itself and the hot gas generator equipped with it are sufficiently warm, the downstream process engineering plant continues to be heated with low power. Once this is sufficiently heated, can be started with the productive operation. For this purpose, the central burner 1 is started up and operated with sufficient power.
  • the secondary fuel lances 210 are supplied with them. If the supply of secondary fuel is ensured and the combustion is in a stable state, the supply of the first fuel can be set and the central burner 1 can be essentially switched off.
  • each secondary fuel lance carries its own combustion air by design.
  • each secondary fuel lance has a fixed capacity.
  • the burner 100 can be operated at a lower pressure.
  • the burner system 200 is characterized by the differently designed Second fuel lances a significantly lower weight compared to the burner 100 on.
  • a perforated jacket device 441 is shown schematically within a burner muffle 442. Together with the burner 400 thus results in a hot gas generator 401, which supplies, for example, hot process gases for a grinding plant.
  • the inner tube 11 of the central lance 10 as well as the outer lances 21 of the central burner 1 are connected to a supply for a first fuel gas such as natural gas.
  • a first fuel gas such as natural gas.
  • the supply to the outer lances 21 via a feed chamber 421 is realized.
  • This feed chamber as well as the feed chambers described below serve to equalize the flow of the fluid and ensure a possible uniform flow into the connected tubes or lances.
  • both the inner tube 11 and the outer lance 21 have the same gas supply source. It is only a branch provided, which distributes the gas in a predetermined ratio to the inner tube 11 and the outer lances 21. Via a feed chamber 422, a second different fuel gas, such as syngas, may be supplied to the second fuel lances 410.
  • a second different fuel gas such as syngas
  • a feed chamber 423 is used for supplying, in particular, the central lance with combustion air.
  • the remaining combustion air is supplied to the burner 400 via a supply chamber 424.
  • a recirculation gas feed into the combustion chamber 424 is provided. This serves to reduce the oxygen content of the combustion air, so that the generated heated process gas has the lowest possible oxygen content.
  • further process gas to be heated can be supplied to the hot gas generator 401 via the perforated jacket 441.
  • the entire heated process gas is then fed, for example, to a grinding process with a roller mill.

Landscapes

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Description

Die Erfindung betrifft Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-Systeme.The invention relates to multi-fuel multi-lance burner systems.

Derartige Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-Systeme werden hauptsächlich in Heißgaserzeugern eingesetzt. Diese Heißgaserzeuger dienen beispielsweise dazu, Prozessgase, innerhalb von Kohlenmahlanlagen zum Beispiel in Anlagen zur Verhüttung von Eisenerz zu erhitzen oder finden Verwendung innerhalb von Kohlenmahlanlagen in Kohlevergasungsanlagen. Die erhitzten Prozessgase werden hierbei sowohl zur Förderung des gemahlenen Kohlenstaubs wie auch zur gleichzeitigen Mahltrocknung verwendet.Such multi-fuel multi-lance burner systems are mainly used in hot gas generators. These hot gas generators serve, for example, to heat process gases within coal grinding plants, for example in iron ore smelting plants, or find use within coal grinding plants in coal gasification plants. The heated process gases are here used both for the promotion of ground pulverized coal as well as for simultaneous grinding drying.

Zum Starten einer derartigen Mahl-Trocknungsanlage ist es erforderlich, sowohl den Heißgaserzeuger selbst zu erwärmen, das heißt warm zu fahren, wie auch die gesamte Mahl-Trocknungsanlage warmzufahren, die die Hauptkomponenten Mühle, Sichter, Filter, Mühlengebläse, Heißgaserzeuger, sowie entsprechenden Prozessgasleitungen aufweist. Beim Warmfahren einer derartigen Anlage ist es das Hauptziel, die Temperatur der Anlagenteile über den Wassertaupunkt anzuheben, damit es nicht zur Kondensation von Wasser innerhalb der Anlage kommen kann. Zum anderen müssen beim Mahlen von Kohle sauerstoffarme Bedingungen vorliegen, um Explosionen vorzubeugen. Derartige inerte Betriebszustände können unter anderem mittels der Verwendung von sauerstoffarmen Rauchgasen eines Heißgaserzeugers erreicht werden. Für diesen Anfahrprozess des Mahlkreislaufes müssen im Vergleich zum Hauptbetrieb sehr geringe Leistungen des Heißgaserzeugers vorliegen, damit es zu keinen temperaturseitigen Schäden in den Anlagenkomponenten kommt. Im Allgemeinen fordert man ein Regelverhältnis von 1: 8 für einen Heißgaserzeuger für den Betrieb eines Mahlkreislaufs und ein Regelverhältnis von 1: 40, wenn das Warmfahren des Gesamtsystems mitberücksichtigt wird. Das Regelverhältnis von 1: 8 bemisst sich aufgrund der unterschiedlichen Feuchtigkeit des zu mahlenden und zu trocknenden Materials, bei unterschiedlichen Außentemperaturen sowie unterschiedlichen Durchsätzen der Mühle.To start such a grinding-drying plant, it is necessary to heat both the hot gas generator itself, that is warm, as also warm the entire grinding-drying plant, which has the main components mill, classifier, filters, mill blower, hot gas generator, and corresponding process gas lines , When warming up such a system, the main goal is to raise the temperature of the system parts above the dew point so that water can not condense inside the system. On the other hand, low-carbon conditions must exist when grinding coal to prevent explosions. Such inert operating conditions can be achieved inter alia by means of the use of oxygen-poor flue gases of a hot gas generator. For this start-up process of the grinding circuit very low power of the hot gas generator must be present compared to the main operation, so there is no temperature-side damage in the system components. In general, a control ratio of 1: 8 is required for a hot gas generator for the operation of a grinding circuit and a control ratio of 1: 40, if the warming up of the entire system is taken into account. The control ratio of 1: 8 is measured due to the different moisture content of the material to be ground and dried, with different outside temperatures and different throughputs of the mill.

Zur Verbrennung in Heißgaserzeugern, insbesondere im Rahmen eines Mahl-Trocknungs-Prozesses, werden bevorzugt Gase verwendet, die in nachgeschaltenten Prozessen, in denen der Kohlenstaub verwendet wird, anfallen oder erzeugt werden. Beispielsweise wird bei der Kohlevergasung Synthesegas erzeugt. Da jedoch diese Gase beim Anfahren der Anlage in den ersten Betriebszuständen noch nicht zur Verfügung stehen, ist es oft notwendig, die Heißgaserzeuger derart auszulegen, dass sie mit unterschiedlichen Brennstoffen betrieben werden können. Zum Start der Gesamtanlage, wie zum Hochfahren und für die erste Betriebsdauer, wird hierbei oft ein anderes Gas, wie beispielsweise Erdgas, verwendet. Sobald ausreichend Kohlestaub produziert wurde, kann mit der Kohlevergasung begonnen werden. Sobald auch dieser nachgeschaltete Prozess angelaufen ist, und Synthesegas erzeugt wird, ist es wünschenswert, den Heißgaserzeuger mit dem günstigeren Synthesegas zu betreiben. Es ist demnach erforderlich, dass der Brenner des Heißgaserzeugers mit beiden Brennstoffen jeweils 100% der erforderlichen Leistung für die nachgeschaltete prozesstechnische Anlage erreichen kann.For combustion in hot gas generators, in particular in the context of a grinding-drying process, gases are preferably used, which are incurred or generated in downstream processes in which the pulverized coal is used. For example, synthesis gas is produced in coal gasification. However, since these gases are not yet available when starting the system in the first operating states, it is often necessary to design the hot gas generators so that they can be operated with different fuels. To start the entire system, such as for startup and for the first period of operation, this is often a different gas, such as natural gas, used. Once enough coal dust has been produced, coal gasification can begin. As soon as this downstream process has started, and synthesis gas is generated, it is desirable to operate the hot gas generator with the cheaper synthesis gas. It is therefore necessary that the burner of the hot gas generator with both fuels can each achieve 100% of the required power for the downstream process plant.

Aus der DE 196 27 203 C2 geht beispielsweise ein Mehrlanzenbrenner hervor. Des Weiteren ist der exemplarische Aufbau eines Heißgaserzeugers mit einem Brenner aus der DE 42 08 951 C2 bekannt.From the DE 196 27 203 C2 For example, a multi-lance burner emerges. Furthermore, the exemplary structure of a hot gas generator with a burner of the DE 42 08 951 C2 known.

Um den hohen geforderten Regelbereich von 1 : 40 mit einem Heißgaserzeuger realisieren zu können, weist dieser oft einen Brenner auf, der einen separaten Startbrenner besitzt. Dieser Startbrenner wird dazu benutzt den Heißgaserzeuger warmzufahren. Er wird auch für das Warmfahren der nachgeschalteten Anlagenkomponenten, beispielsweise innerhalb des Mahlkreislaufs, verwendet. Hierfür können die eigentlichen Brenner des Heißgaserzeugers nicht eingesetzt werden, da diese selbst bei geringster Leistung oft zu viel Wärme abgeben würden, sodass ein vorsichtiges Aufwärmen des Heißgaserzeugers und des nachgeschalteten Prozesses nicht sicher durchzuführen wäre.In order to realize the high required control range of 1: 40 with a hot gas generator, this often has a burner which has a separate starting burner. This starting burner is used to warm up the hot gas generator. It is also used for warming up the downstream system components, for example within the grinding circuit. For this purpose, the actual burners of the hot gas generator can not be used because they would often give off too much heat even at the lowest power, so Cautious warm-up of the hot gas generator and the downstream process would not perform safe.

Allerdings erfordert der zusätzliche Einbau eines Startbrenners erheblichen Aufwand. Insbesondere ist zu berücksichtigen, dass er nur für den Startprozess oder im Standby-Betrieb verwendet wird. Daher ist es wünschenswert, bei Brennern für Heißgaserzeuger auf einen separaten Startbrenner verzichten zu können und das Erwärmen des Heißgaserzeugers und des nachgeschalteten Prozesses direkt mit den Brennern des Heißgaserzeugers durchführen zu können. Dafür ist allerdings der zuvor beschriebene hohe Regelbereich von 1 : 40 erforderlich.However, the additional installation of a starting burner requires considerable effort. In particular, it should be noted that it is only used for the startup process or in standby mode. It is therefore desirable to be able to dispense with a separate starting burner in hot gas generators and to be able to carry out the heating of the hot gas generator and of the downstream process directly with the burners of the hot gas generator. However, the previously described high control range of 1:40 is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zentralbrenner für ein Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-System zu schaffen, welcher mit unterschiedlichen Brennertypen betreibbar ist und einen hohen Regelbereich aufweist, so dass auf einen separaten zusätzlichen Startbrenner verzichtet werden kann.The invention has for its object to provide a central burner for a multi-fuel multi-lance burner system, which is operable with different types of burners and has a high control range, so that can be dispensed with a separate additional starting burner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a multi-fuel multi-lance burner with the features of claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims, the description and the figures.

Gemäß Anspruch 1 ist beim erfindungsgemäßen Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner eine Zentrallanze vorgesehen, welche ein Innenrohr und ein Außenrohr aufweist. Diese beiden Rohre sind zueinander koaxial ausgerichtet. Dabei ist das Innen- und das Außenrohr zueinander in radialer Richtung zum Ausbilden eines Ringspaltkanals beabstandet voneinander angeordnet. Durch diesen Ringspaltkanal sind Verbrennungsmedien leitbar. Das Außenrohr der Zentrallanze erstreckt sich von einer ersten Zuführungskammer zu einem Verbrennungsraum. Hierbei reicht das Außenrohr weiter in den Verbrennungsraum als das Innenrohr.According to claim 1, a central lance is provided in the multi-fuel multi-lance burner according to the invention, which has an inner tube and an outer tube. These two tubes are aligned coaxially with each other. In this case, the inner and the outer tube to each other in the radial direction to form an annular gap channel spaced from each other. Combustion media can be conducted through this annular gap channel. The outer tube of the central lance extends from a first feed chamber to a combustion chamber. In this case, the outer tube extends further into the combustion chamber than the inner tube.

Um die Zentrallanze selbst sind mehrere Außenlanzen angeordnet, die sich zumindest von einer zweiten Zuführungskammer ebenfalls zu dem Verbrennungsraum erstrecken.To the central lance itself a plurality of outer lances are arranged, which also extend at least from a second supply chamber to the combustion chamber.

In der Verlängerung des Ringspaltkanals zwischen dem Innen- und dem Außenrohr ist im Bereich des Endes des Innenrohres eine trichterartige Mischeinrichtung angeordnet. Diese weist im Bereich des Endes des Innenrohres eine Öffnung auf, die im Wesentlichen dem Durchmesser des Innenrohres entspricht. In der Verlängerung des Ringspaltkanals weist die Mischeinrichtung an ihrem anderen Ende eine weitere Öffnung auf, welche größer als der Durchmesser des Innenrohres jedoch kleiner als der Durchmesser des Außenrohres ausgebildet ist. In der Wandung der Mischeinrichtung sind Öffnungen zum Durchströmen von Verbrennungsmedien vorgesehen.In the extension of the annular gap between the inner and the outer tube, a funnel-like mixing device is arranged in the region of the end of the inner tube. This has in the region of the end of the inner tube to an opening which substantially corresponds to the diameter of the inner tube. In the extension of the annular gap channel, the mixing device has at its other end a further opening which is larger than the diameter of the inner tube, however, smaller than the diameter of the outer tube. In the wall of the mixing device openings for the passage of combustion media are provided.

An jeder Außenlanze ist eine Düse angebracht, welche zumindest seitliche Öffnungen aufweist, die entlang der seitlichen Umfangsfläche der Düse asymmetrisch verteilt angeordnet sind. Zusätzlich ist vorgesehen, dass die Außenlanzen und/oder die Düsen der Außenlanzen zum Beeinflussen der Position der Öffnungen der Düsen in Bezug auf die Zentrallanze axial drehbar ausgebildet sind.At each outer lance a nozzle is mounted, which has at least lateral openings, which are arranged distributed asymmetrically along the lateral peripheral surface of the nozzle. In addition, it is provided that the outer lances and / or the nozzles of the outer lances are designed to be axially rotatable for influencing the position of the openings of the nozzles with respect to the central lance.

Eine Grundidee der Erfindung kann darin gesehen werden, einen Zentralbrenner für Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-Systeme auszubilden, welcher selbst ein Regelverhältnis von 1: 40 aufweist. Dies bedeutet, dass es mit diesem Zentralbrenner möglich ist, sowohl einen Heißgaserzeuger mit einem Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner, welcher den erfindungsgemäßen Zentralbrenner aufweist, selbst zu erwärmen, als auch mit den Heißgaserzeuger und die nachfolgenden Anlagenkomponenten komplett in Volllast zu betreiben. Es ist also möglich, einen Heißgaserzeuger beziehungsweise einen Brenner mit dem erfindungsgemäßen Zentralbrenner startbrennerlos aufzubauen.A basic idea of the invention can be seen in forming a central burner for multi-fuel multi-lance burner systems, which itself has a control ratio of 1:40. This means that it is possible with this central burner, both a hot gas generator with a multi-fuel multi-lance burner, which has the central burner according to the invention to heat itself, as well as to operate with the hot gas generator and the following system components completely in full load. It is thus possible to build a hot gas generator or a burner with the central burner according to the invention without starting torch.

Weitere Lanzen für einen zweiten Brennstoff können dann den Zentralbrenner umgebend vorgesehen sein. Mit anderen Worten ist der Zentralbrenner zum Betrieb mit einem Brennstoff und die ihn umgebenden weiteren Lanzen für den Betrieb mit einem zweiten Brennstoff ausgelegt.Further lances for a second fuel may then be provided surrounding the central burner. In other words, the central burner is designed for operation with a fuel and the other lances surrounding it for operation with a second fuel.

Das erfindungsgemäße hohe Regelverhältnis des Zentralbrenners wird unter anderem durch die Kombination einer Zentrallanze mit mehreren sie umgebenden Außenlanzen erreicht. Hierbei spielt ebenfalls die erfindungsgemäße Ausbildung der trichterförmigen Mischeinrichtung am Ende des Innenrohres innerhalb des Außenrohres der Zentrallanze eine wesentliche Rolle.The high control ratio of the central burner according to the invention is achieved inter alia by combining a central lance with a plurality of outer lances surrounding it. This also plays the inventive design of funnel-shaped mixing device at the end of the inner tube within the outer tube of the central lance an essential role.

Im Betrieb des Zentralbrenners wird durch das Innenrohr der Zentrallanze sowie durch die Außenlanzen der Brennstoff, beispielsweise Erdgas, zugeführt. Der Ringspaltkanal zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr dient zur Zuführung von Verbrennungsluft. Hierbei kann es sich um normale Umgebungsluft aber auch um ein O2-abgereichertes Gas handeln, um die erforderliche Sauerstoffobergrenze für einen nachgeschalteten Mahlkreislauf zu gewährleisten. Mittels der erfindungsgemäßen trichterartigen Mischeinrichtung, welche Öffnungen in ihrer Wandung aufweist, wird eine gute Durchmischung des durch das Innenrohr eingeblasenen Brennstoffs mit der Verbrennungsluft erreicht, so dass zum einen eine stabile Flamme entsteht, zum anderen aber auch eine sichere und vollständige Verbrennung des Brennstoffes erreicht wird. Diese innere Flamme im Bereich der Zentrallanze dient auch zum Stützen der Flammen der Außenlanzen.During operation of the central burner, the fuel is supplied through the inner tube of the central lance and through the outer lances of the fuel, for example natural gas. The annular gap between the inner tube and the outer tube serves to supply combustion air. This can be normal ambient air but also an O 2 -depleted gas to ensure the required oxygen upper limit for a downstream grinding circuit. By means of the funnel-like mixing device according to the invention, which has openings in its wall, a good mixing of the injected through the inner tube fuel with the combustion air is achieved, so that on the one hand, a stable flame is formed, on the other hand, a safe and complete combustion of the fuel is achieved , This inner flame in the area of the central lance also serves to support the flames of the outer lances.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung kann in der Konstruktion der Düsen der Außenlanzen gesehen werden. Diese weisen zumindest seitliche Öffnungen auf, die entlang der seitlichen Umfangsflächen der Düsen asymmetrisch verteilt sind. Zusätzlich sind die Außenlanzen beziehungsweise deren Düsen drehbar, wodurch die Position der Düsen verändert wird.Another basic idea of the invention can be seen in the construction of the nozzles of the external lances. These have at least lateral openings which are distributed asymmetrically along the lateral peripheral surfaces of the nozzles. In addition, the outer lances or their nozzles are rotatable, whereby the position of the nozzles is changed.

Diese Konstruktion ermöglicht es, den Zentralbrenner in verschiedenen Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-Systemen zu verwenden, bei denen die den Zentralbrenner umgebenden weiteren Lanzen für den zweiten Brennstoff unterschiedlich ausgeführt sein können. Mittels der Position der Düsen an den Außenlanzen kann so der Zentralbrenner an verschieden ausgeführte und/oder positionierte Zweitbrennstofflanzen angepasst werden. Zusätzlich ergibt sich durch die Variation der Düsen der Außenlanzen der Vorteil, dass ein Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner mit dem erfindungsgemäßen Zentralbrenner derart eingestellt werden kann, dass kaum oder keine Schwingungen im Feuerraum, also innerhalb der Muffel, beziehungsweise auch im Verbrennungsraum vorhanden sind. Dies ist wichtig für einen sicheren Betrieb eines Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-Systems, da diese Schwingungen zu instabilen Systemzuständen führen können, bei denen ein sicherer Betrieb des Brenners beziehungsweise des Heißgaserzeugers schwer aufrechtzuerhalten ist.This design makes it possible to use the central burner in various multi-fuel multi-lance burner systems in which the other lances surrounding the central burner for the second fuel can be designed differently. By means of the position of the nozzles on the outer lances, the central burner can thus be adapted to differently designed and / or positioned secondary fuel lances. In addition, the variation of the nozzles of the outer lances of the advantage that a multi-fuel multi-lance burner with the central burner according to the invention can be adjusted so that little or no vibrations in the furnace, ie within the muffle, or in the combustion chamber are available. This is important for the safe operation of a multi-fuel multi-lance burner system, since these vibrations can lead to unstable system conditions in which a safe operation of the burner or the hot gas generator is difficult to maintain.

Die Schwingungen im Verbrennungsraum sind unter anderem abhängig von dem verwendeten Lanzentyp zur Verbrennung des Zweitbrennstoffes wie auch von deren Anzahl und Positionierung. Mit dem erfindungsgemäßen Zentralbrenner kann durch die Auslegung der Düsen der Außenlanzen der Zentralbrenner relativ einfach auf unterschiedlich aufgebaute Zweitbrennstoff-Lanzentypen, eine unterschiedliche Anzahl der Zweitbrennstofflanzen und unterschiedliche Positionierungen dieser sehr flexibel angepasst werden.Among other things, the vibrations in the combustion chamber depend on the type of lance used for combustion of the secondary fuel as well as on its number and positioning. With the central burner according to the invention, the design of the nozzles of the outer lances of the central burners can be adapted very flexibly to differently constructed second fuel lance types, a different number of secondary fuel lances and different positions.

Hierbei ist es vorgesehen im Betrieb durch das Innenrohr sowie die Außenlanzen dem Verbrennungsraum Brennstoff zuzuführen. Verbrennungsluft wird bevorzugt durch den Ringspaltkanal zugeführt. Im Rahmen der Erfindung wird der Begriff Verbrennungsluft für ein Fluid verwendet, welches als Sauerstoffträger für die Verbrennung verwendet wird. Es kann sich hierbei beispielsweise um Umgebungsluft, um ein O2-abgereichertes Gas oder um eine Mischung, beispielsweise aus Umgebungsluft und rezirkuliertem sauerstoffarmen Gas, handeln. Ein O2-abgereichertes Gas wird insbesondere dann verwendet, wenn der Sauerstoffgehalt des erhitzten Prozessgases möglichst gering sein soll. Grundsätzlich sind aber auch andere Fluide, insbesondere in Gasform, als Sauerstoffträger verwendbar.In this case, it is provided to supply fuel to the combustion chamber during operation through the inner tube and the outer lances. Combustion air is preferably supplied through the annular gap channel. In the context of the invention, the term combustion air is used for a fluid which is used as an oxygen carrier for the combustion. This can be, for example, ambient air, an O 2 -depleted gas or a mixture, for example of ambient air and recirculated low-oxygen gas. An O 2 -depleted gas is used in particular when the oxygen content of the heated process gas should be as low as possible. In principle, however, other fluids, in particular in gaseous form, can also be used as oxygen carrier.

Als Brennstoff können im Rahmen der Erfindung beispielsweise brennbare Gase wie Erdgas, Synthesegas oder Gichtgas bezeichnet werden.For example, combustible gases such as natural gas, synthesis gas or blast furnace gas may be referred to as fuel in the context of the invention.

Die Außenlanzen können beliebig in Bezug auf die Zentrallanzen angeordnet sein. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Außenlanzen mit radial gleichem Abstand zur Zentrallanze, insbesondere kranzartig, angeordnet sind. Hierdurch kann eine Stütze der Flammen der Außenlanzen durch die Flamme der Zentrallanze erreicht werden, so dass ein hoher Regelbereich beim Betrieb des Zentralbrenners ermöglicht wird.The outer lances can be arranged arbitrarily with respect to the central lances. It is advantageous, however, if the outer lances are arranged at a radially equal distance from the central lance, in particular in a coronary manner. In this way, a support of the flames of the outer lances can be achieved by the flame of the central lance, so that a high control range during operation of the central burner is made possible.

Eine gute Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft kann erreicht werden, wenn zusätzlich zu der trichterartigen Mischeinrichtung Dralleinrichtungen vorgesehen sind. Diese können beispielsweise an der Innenwand des Außenrohres und/oder an der Außenwand der Mischeinrichtung vorgesehen sein. Hierbei können die Dralleinrichtungen als Drallbleche ausgebildet sein. Zusätzlich ist es möglich, die Mischeinrichtung mittels der Dralleinrichtungen an der Innenwand des Außenrohres zu zentrieren. Dies ist sowohl der Fall, wenn die Dralleinrichtung an der Innenwand des Außenrohres wie auf der Mischeinrichtung selbst befestigt ist. Im Rahmen der Erfindung können die Dralleinrichtungen auch als Verwirbelungseinbauten oder Drallbleche angesehen werden. Ziel dieser Verwirbelungseinbauten ist es, dem eingeblasenen Gasen Verwirbelungsimpulse mitzugeben, so dass sich die unterschiedlichen Gase, insbesondere das Brenngas und die Verbrennungsluft, besser vermischen.Good mixing of the fuel with the combustion air can be achieved if, in addition to the funnel-like mixing device, swirl devices are provided. These may be provided, for example, on the inner wall of the outer tube and / or on the outer wall of the mixing device. Here you can the swirl devices be designed as swirl plates. In addition, it is possible to center the mixing device by means of the swirl devices on the inner wall of the outer tube. This is both the case when the swirl device is attached to the inner wall of the outer tube as on the mixing device itself. In the context of the invention, the swirl devices can also be regarded as turbulence installations or swirl plates. The aim of this Verwirbelungseinbauten is to give the injected gases Verwirbelungsimpulse so that the different gases, especially the fuel gas and the combustion air, mix better.

Vorteilhaft ist es, wenn das Innenrohr mit einer Düse abgeschlossen ist, welche Öffnungen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung aufweist. Es ist aber ebenso möglich, die Öffnungen nur in einer dieser beiden Richtungen vorzusehen. Eine Auslegung des Rohres mit einer Düse verbessert das Mischverhalten des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft, was wiederum einen verbesserten und erhöhten Regelbereich mit sich bringt.It is advantageous if the inner tube is closed with a nozzle which has openings both in the axial and in the radial direction. But it is also possible to provide the openings only in one of these two directions. A design of the tube with a nozzle improves the mixing behavior of the fuel with the combustion air, which in turn brings about an improved and increased control range.

Das Verhältnis der Brennstoffzuführung zwischen dem Innenrohr der Zentrallanze und den Außenlanzen ist bevorzugt über den gesamten Arbeitsbereich des Zentralbrenners festgelegt, insbesondere gleichbleibend. Es kann je nach exakter Anzahl der Außenlanzen variieren und beträgt durchschnittlich ca. 10% - 20% : 90% - 80% in Bezug auf die Brennstoffzuführung vom Innenrohr der Zentrallanze zu den Außenrohren. Ein derartiges festes Verhältnis hat sich als vorteilhaft für einen stabilen Betrieb des Zentralbrenners herausgestellt. Außerdem kann auf eine separate Regelstrecke für die Außenlanzen und die Zentrallanze verzichtet werden, und lediglich eine Regelstrecke hierfür verwendet werden.The ratio of the fuel supply between the inner tube of the central lance and the outer lances is preferably determined over the entire working range of the central burner, in particular constant. It can vary depending on the exact number of external lances and is on average about 10% - 20%: 90% - 80% with respect to the fuel supply from the inner tube of the central lance to the outer tubes. Such a fixed ratio has been found to be advantageous for stable operation of the central burner. In addition, can be dispensed with a separate control system for the outer lances and the central lance, and only a controlled system can be used for this purpose.

Der erfindungsgemäße Zentralbrenner in einem Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner vorgesehen welcher startbrennerlos ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass auf einen separaten Startbrenner zum der weiteren Baugruppen eines Heißgaserzeugers, insbesondere der Muffel, und/oder einer mit dem Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner ausgestatteten prozesstechnischen Anlage verzichtet werden kann, da der erfindungsgemäße Mehrlanzenbrenner einen ausreichend hohen Regelbereich von bis zu 1 : 40 aufweist, so dass er selbst die Funktion des Startbrenners übernehmen kann. Hierbei darf der Zentralbrenner jedoch keinesfalls als Startbrenner selbst betrachtet werden, da er im Gegensatz zum Startbrenner auch in einem Betriebszustand betreibbar ist, in dem er die gesamte angeschlossene prozesstechnische Anlage, zum Beispiel einen Mahlkreislauf, mit ausreichend Energie, beispielsweise heißen Prozessgasen, versorgt. Des Weiteren bringt der Verzicht auf einen Startbrenner zusätzliche Vorteile, so dass eine komplette Regelstrecke für den Startbrenner nicht mehr benötigt wird.The central burner according to the invention provided in a multi-fuel multi-lance burner which is designed without starting torch. This means that it is possible to dispense with a separate start burner for the further assemblies of a hot gas generator, in particular the muffle, and / or a process plant equipped with the multi-fuel multi-lance burner, since the multi-lance burner according to the invention has a sufficiently high control range of up to 1: 40, so that he himself the function take over the starting burner. However, the central burner may under no circumstances be regarded as starting burner itself, since unlike the starting burner it can also be operated in an operating state in which it supplies the entire connected process-technical plant, for example a grinding circuit, with sufficient energy, for example hot process gases. Furthermore, the absence of a starting burner brings additional benefits, so that a complete controlled system for the starting burner is no longer needed.

Ein Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner mit einem erfindungsgemäßen Zentralbrenner kann in einem Heißgaserzeuger als Brenner verwendet werden. Zusätzlich weist ein Heißgaserzeuger eine Brennermuffel sowie eine Zuführung für zu erhitzenden Prozessgas auf.A multi-fuel multi-lance burner with a central burner according to the invention can be used in a hot gas generator as a burner. In addition, a hot gas generator has a burner muffle and a feed for process gas to be heated.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion des Zentralbrenners ist die Verwendung des Zentralbrenners mit verschieden aufgebauten Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brennern möglich. So kann beispielsweise ein derartiger Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner so ausgebildet sein, dass der Zentralbrenner innerhalb eines Zentralbrennerrohres angeordnet ist. Mit anderen Worten, schließt sich dieses Zentralbrennerrohr an die Außenlanzen des Zentralbrenners an.The inventive design of the central burner, the use of the central burner with differently constructed multi-fuel multi-lance burners is possible. For example, such a multi-fuel multi-lance burner can be designed so that the central burner is arranged within a central burner tube. In other words, this central burner tube connects to the outer lances of the central burner.

An der Innenwand des Zentralbrennerrohres können zusätzliche Dralleinrichtungen vorgesehen sein. Bei einer derartigen Konstruktion wird durch den großen Ringspaltkanal zwischen dem Außenrohr der Zentrallanze und dem Zentralbrennerrohr ebenfalls Verbrennungsluft zugeführt. Durch die Dralleinrichtungen an der Innenwand des Zentralbrennerrohres wird eine gute Vermischung der Verbrennungsluft mit dem Brennstoff, welcher insbesondere durch die Außenlanzen ausgeblasen wird, erreicht.On the inner wall of the central burner tube additional swirl devices may be provided. In such a construction, combustion air is also supplied through the large annular gap between the outer tube of the central lance and the central burner tube. By the swirl devices on the inner wall of the central burner tube, a good mixing of the combustion air with the fuel, which is blown in particular by the outer lances, is achieved.

Unabhängig von der exakten Ausführungsform der Zweitbrennstofflanzen für den Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner sollten diese bevorzugt um das Zentralbrennerrohr beziehungsweise den Zentralbrenner angeordnet sein. Dies kann beispielsweise kranzartig analog zu den Außenlanzen erfolgen.Regardless of the exact embodiment of the secondary fuel lances for the multi-fuel multi-lance burner, these should preferably be arranged around the central burner tube or the central burner. This can be done, for example, coronary analogous to the outer lances.

Die Zweitbrennstofflanzen können beispielsweise aus zwei ineinander angeordneten Rohren gebildet sein. Bei dieser Ausführung kann durch das Innere der ineinander angeordneten Rohre ein zweiter Brennstoff und durch das äußere Rohr Verbrennungsluft zugeführt werden. An den Enden der beiden Rohre können ebenfalls Dralleinrichtungen vorgesehen sein. Insbesondere bietet sich hierbei der Ringspaltkanal zwischen dem äußeren und dem inneren Rohr der Zweitbrennstofflanze an. Die Dralleinrichtungen sind bevorzugt wie alle im Rahmen der Erfindung beschriebenen Dralleinrichtungen als Drallbleche ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch möglich, mehrere, beispielsweise drei, ineinander angeordnete Rohre als Zweitbrennstofflanzen zu verwenden. So kann zusätzlich zur Verbrennungsluft und dem Zweitbrennstoff ein weiteres Fluid als zusätzlicher Brennstoff oder zur Verbrennung zugeführt werden.The secondary fuel lances may be formed, for example, from two tubes arranged one inside the other. In this embodiment, through the inside of each other arranged tubes a second fuel and are supplied through the outer tube combustion air. Swirl devices may also be provided at the ends of the two tubes. In particular, in this case, the annular gap between the outer and the inner tube of the secondary fuel lance offers. The swirl devices are preferably designed as swirl plates, like all swirl devices described within the scope of the invention. In principle, it is also possible to use several, for example three, tubes arranged inside one another as secondary fuel lances. Thus, in addition to the combustion air and the secondary fuel another fluid can be supplied as additional fuel or for combustion.

Es ist aber auch möglich, die Zweitbrennstofflanzen durch ein einzelnes Rohr auszubilden. Dieses kann eine Enddüse aufweisen. Mittels der Enddüse kann die Austrittsrichtung des Zweitbrennstoffes beeinflusst werden, so dass hier zusätzlich die Vermischung des Brennstoffs mit der Verbrennungsluft verbessert wird.But it is also possible to form the Zweitbrennstofplanzen by a single tube. This can have an end nozzle. By means of the end nozzle, the outlet direction of the second fuel can be influenced, so that here additionally the mixing of the fuel with the combustion air is improved.

Grundsätzlich können die Zweitbrennstofflanzen beliebig in Bezug auf den Zentralbrenner angeordnet sein. Es ist beispielsweise möglich, diese mit radial gleichem Abstand zur Zentrallanze, bevorzugt kranzartig, anzuordnen. Eine derartige Ausführung ist insbesondere bei Zweitbrennstofflanzen, die aus einem einzelnen Rohr bestehen, bevorzugt. In dieser Ausbildung wird ein homogenes Flammenbild erreicht.In principle, the secondary fuel lances may be arranged arbitrarily with respect to the central burner. It is possible, for example, with a radially equal distance from the central lance, preferably in a coronary manner to arrange. Such an embodiment is particularly preferred for secondary fuel lances consisting of a single tube. In this embodiment, a homogeneous flame pattern is achieved.

Ferner kann ein Brenneraußenrohr die Zweitbrennstofflanzen umgebend vorgesehen sein. Dieses schließt den Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner nach außen ab. Abhängig von der Ausführung der Zweitbrennstofflanzen kann durch den Zwischenraum zwischen dem Brenneraußenrohr, dem Zentralbrennerrohr oder dem Außenrohr der Zentrallanze, wenn kein Zentralbrennerrohr vorgesehen ist, ebenfalls Verbrennungsluft zugeführt werden. Diese zweite Variante bietet sich insbesondere bei einer Ausführung an, bei der die Zweitbrennstofflanzen aus einem einzelnen Rohr mit einer Enddüse gebildet sind. Das Brenneraußenrohr bildet an seinem dem Verbrennungsraum zugewandten Ende den Brennermund aus. Es kann zu diesem Zweck eine Formgebung aufweisen, die ebenfalls einen Einfluss auf die Flammengeometrie hat. Beispielsweise kann es im Endbereich zu der Zentralachse des Brenners leicht hingebogen ausgebildet sein.Furthermore, a burner outer tube may be provided surrounding the secondary fuel lances. This completes the multi-fuel multi-lance burner to the outside. Depending on the design of the secondary fuel lances, combustion air can also be supplied through the intermediate space between the burner outer tube, the central burner tube or the outer tube of the central lance if no central burner tube is provided. This second variant is particularly suitable for an embodiment in which the secondary fuel lances are formed from a single tube with an end nozzle. The burner outer tube forms at its combustion chamber facing the end of the burner mouth. It may have a shape for this purpose, which also has an influence on the flame geometry. For example, it may be slightly bent in the end region to the central axis of the burner.

Bei einer Ausführung kann es vorgesehen sein, weitere Dralleinrichtungen an der Innenwand des Brenneraußenrohres vorzusehen. Diese dienen dazu, die Verbrennungsluft mit dem Brennstoff besser zu vermischen und so ein verbessertes Verbrennungsverhalten zu ermöglichen.In one embodiment, it may be provided to provide further swirl devices on the inner wall of the burner outer tube. These serve to better mix the combustion air with the fuel and thus to allow improved combustion behavior.

Grundsätzlich können alle im Rahmen der Erfindung beschriebenen Dralleinrichtungen beliebig ausgeführt sein. Bevorzugt sind diese jedoch als Drallbleche ausgeführt, die die Strömung leiten. Diese Drallbleche sind insbesondere in einem Winkel zur Ausströmrichtung der Gase vorgesehen, um den ausströmenden Gasen beim Ausströmen einen Drall, das heißt eine Ablenkung, aufzugeben. Es ist ein Impeller vorgesehen, welcher im Bereich zwischen der Innenwand eines Zentralbrennerrohres (101) oder der Innenwand eines Brenneraußenrohres (220) und dem Außenrohr (12) der Zentrallanze aisgebildet ist. Der Impeller ist axial verschiebbar ausgebildet. Er kann sich bis zu Dralleinrichtungen erstrecken, die an der Innenwand des Zentralbrennerrohres vorgesehen sind.In principle, all swirl devices described in the context of the invention can be designed as desired. However, these are preferably designed as swirl plates that conduct the flow. These swirl plates are provided in particular at an angle to the outflow direction of the gases, in order to give up a swirl, that is to say a deflection, to the outflowing gases during the outflow. An impeller is provided which is formed in the region between the inner wall of a central burner tube (101) or the inner wall of a burner outer tube (220) and the outer tube (12) of the central lance. The impeller is designed to be axially displaceable. It may extend to swirl devices provided on the inner wall of the central burner tube.

Unabhängig von der exakten Position des Impellers erstreckt sich dieser in einer bevorzugten Ausführungsform insbesondere bis zu einem Bereich, in dem das Außenrohr der Zentrallanze endet. Der Impeller selbst kann in Art eines Lochbleches ausgeführt sein, wodurch zusätzlich eine Verwirbelung der Verbrennungsluft, welche in dem Ringspaltkanal zwischen Außenrohr der Zentrallanze und Zentralbrennerrohr beziehungsweise Brenneraußenrohr geleitet wird, erreicht wird.Regardless of the exact position of the impeller, this extends in a preferred embodiment, in particular to a region in which the outer tube of the central lance ends. The impeller itself may be designed in the manner of a perforated plate, whereby additionally a turbulence of the combustion air, which is passed in the annular gap between the outer tube of the central lance and central burner tube or burner outer tube, is achieved.

Die Zweitbrennstofflanzen können sich durch den Impeller hindurch erstrecken, so dass diese nach dem Impeller in Richtung Verbrennungsraum enden. Der Impeller ist axial verschiebbar ausgebildet. Dies bedeutet, dass er in Richtung Verbrennungsraum hin und zurück verschoben werden kann. Mit dieser Konstruktion können Schwingungen, die durch die Verbrennung entstehen, minimiert beziehungsweise verhindert werden.The secondary fuel lances may extend through the impeller so that they end toward the combustion chamber after the impeller. The impeller is designed to be axially displaceable. This means that it can be moved back and forth in the direction of the combustion chamber. With this construction, vibrations resulting from the combustion can be minimized or prevented.

Ebenfalls dient die Stellung des Impellers dazu, die Verwirbelung der Verbrennungsluft zu beeinflussen und so zu einem gewünschten Brennverhalten beizutragen.Also, the position of the impeller serves to influence the turbulence of the combustion air and thus contribute to a desired burning behavior.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und schematischen Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine perspektivisch geschnittene Ansicht eines ersten Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners mit einem erfindungsgemäßen Zentralbrenner;
Fig. 2
eine Schnittansicht des Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners nach Fig. 1;
Fig. 3
eine perspektivisch geschnittene Ansicht eines zweiten Mehrbrennstofif-Mehrlanzen-Brenners mit einem erfindungsgemäßen Zentralbrenner;
Fig. 4
eine Schnittansicht des Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners nach Fig. 3;
Fig. 5
einen Schnitt durch eine Düse einer Außenlanze; und
Fig. 6
ein Schaubild zur Erläuterung des Betriebes eines Heißgaserzeugers mit einem Mehrbrennstofif-Mehrlanzen-Brenner mit einem erfindungsgemäßen Zentralbrenner.
The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and schematic drawings. In these drawings show:
Fig. 1
a perspective sectional view of a first multi-fuel multi-lance burner with a central burner according to the invention;
Fig. 2
a sectional view of the multi-fuel multi-lance burner after Fig. 1 ;
Fig. 3
a perspective sectional view of a second Mehrbrennstofif multi-lance burner with a central burner according to the invention;
Fig. 4
a sectional view of the multi-fuel multi-lance burner after Fig. 3 ;
Fig. 5
a section through a nozzle of an outer lance; and
Fig. 6
a diagram illustrating the operation of a hot gas generator with a Mehrbrennstofif multi-lance burner with a central burner according to the invention.

In den Figuren 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners 100 mit einem erfindungsgemäßen Zentralbrenner 1 einmal in einer perspektivischen Ansicht, welche teilweise aufgeschnitten ist, und einmal in einer Schnittansicht dargestellt.In the FIGS. 1 and 2 is a first embodiment of a multi-fuel multi-lance burner 100 with a central burner 1 according to the invention once in a perspective view, which is partially cut away, and shown once in a sectional view.

Der Zentralbrenner 1 ist aus einer Zentrallanze 10, diese umgebende Außenlanzen 21 und einem den Zentralbrenner 1 nach außen abschließenden Zentralbrennerrohr 101 gebildet.The central burner 1 is formed of a central lance 10, this surrounding outer lances 21 and the central burner 1 to the outside final central burner tube 101.

Die Zentrallanze 10 weist ein Innenrohr 11 und ein Außenrohr 12 auf. Diese sind zueinander koaxial derart angeordnet, dass ein Ringspaltkanal 13 zwischen der Außenseite des Innenrohrs 11 und der Innenseite des Außenrohrs 12 ausgebildet wird. Das Außenrohr 12 erstreckt sich weiter in Richtung eines Verbrennungsraums 60 als das Innenrohr 11. Endseitig an dem Innenrohr 11 ist eine Mischeinrichtung 14 vorgesehen. Diese ist trichterartig ausgebildet.The central lance 10 has an inner tube 11 and an outer tube 12. These are arranged coaxially with one another such that an annular gap channel 13 is formed between the outside of the inner tube 11 and the inner side of the outer tube 12. The outer tube 12 extends further in the direction of a combustion chamber 60 than the inner tube 11. At the end of the inner tube 11, a mixing device 14 is provided. This is funnel-shaped.

Die Mischeinrichtung 14 ist mit ihrem ersten Ende im Endbereich des Innenrohres 11 vorgesehen und weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem des Innenrohres 11 entspricht. In Richtung zum entgegengesetzten Ende der Mischeinrichtung 14 verbreitert sich diese trichterartig. In der Wandung der Mischeinrichtung 14 sind Aussparungen, insbesondere Löcher, vorgesehen.The mixing device 14 is provided with its first end in the end region of the inner tube 11 and has a diameter which substantially corresponds to that of the inner tube 11. Towards the opposite end of the mixing device 14, this widened like a funnel. In the wall of the mixing device 14 recesses, in particular holes, are provided.

An der Innenseite des Außenrohres 12 sind Dralleinrichtungen 15 in Form von Drallblechen angebracht. Neben ihrer eigentlichen Funktion der Verwirbelung von Verbrennungsluft dienen diese auch zur Zentrierung der Mischeinrichtung 14 zentral über dem Innenrohr 11 der Zentrallanze 10. An der Außenseite der Mischeinrichtung 14 können ebenfalls Dralleinrichtungen 16, beispielsweise wieder in Form von Drallblechen, vorgesehen sein.On the inside of the outer tube 12 swirl devices 15 are mounted in the form of swirl plates. In addition to their actual function of the turbulence of combustion air, these also serve to center the mixing device 14 centrally over the inner tube 11 of the central lance 10. On the outside of the mixing device 14 can also swirl devices 16, for example, again in the form of swirl plates, can be provided.

Das Innenrohr 11 selbst ist mit einer Düse 17 im Bereich der Mischeinrichtung 14 abgeschlossen. Diese Düse 17 weist sowohl axiale wie auch radiale Öffnungen auf. Bevorzugt sind diese Öffnungen derart dimensioniert, dass ein größerer Teil des durch das Innenrohr 11 strömenden Mediums in axialer Richtung austreten kann als in radialer Richtung.The inner tube 11 itself is closed with a nozzle 17 in the region of the mixing device 14. This nozzle 17 has both axial and radial openings. Preferably, these openings are dimensioned such that a larger part of the medium flowing through the inner tube 11 can escape in the axial direction than in the radial direction.

Um das Außenrohr 12 der Zentrallanze 10 sind mehrere Außenlanzen 21 kranzartig angeordnet. Sie haben jeweils zueinander denselben Abstand. Auch sind die Außenlanzen 21 jeweils mit selbem Abstand zur Zentralachse des Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners 100, welche im Innenrohr 11 verläuft, angeordnet.To the outer tube 12 of the central lance 10 a plurality of outer lances 21 are arranged like a wreath. They each have the same distance to each other. Also, the outer lances 21 are each arranged at the same distance to the central axis of the multi-fuel multi-lance burner 100, which runs in the inner tube 11.

Die Außenlanzen 21 sind jeweils mit einer Düse 22 abgeschlossen. Diese weist mehrere Öffnungen 23 auf, die radial angeordnet sind. Hierbei sind die Öffnungen asymmetrisch auf der Umfangsfläche der Düse 22 vorgesehen, wie schematisch in Fig. 5 dargestellt.The outer lances 21 are each closed with a nozzle 22. This has a plurality of openings 23 which are arranged radially. Here, the openings are provided asymmetrically on the peripheral surface of the nozzle 22, as shown schematically in FIG Fig. 5 shown.

In Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine Düse 22 einer Außenlanze 21 im Bereich der Öffnungen 23 dargestellt. Hierbei ist deutlich, dass die zwei hier gezeigten Öffnungen 23 asymmetrisch an der Düse 22 vorgesehen sind.In Fig. 5 a section through a nozzle 22 of an outer lance 21 in the region of the openings 23 is shown. It is clear that the two openings 23 shown here are provided asymmetrically on the nozzle 22.

Die Düse 22 und/oder die Außenlanzen 21 können drehbar um ihre Achse ausgeführt sein. Hierdurch ist es möglich, die Öffnungen 23 der Düse 22 beliebig in Bezug auf die zentrale Mittelachse des Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners 100 auszurichten. Mit dieser Ausrichtung kann der Zentralbrenner 1 auf verschiedene Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner, wie sie in Fig. 1 und später in Fig. 3 gezeigt sind, eingestellt werden. Auch ist es hiermit möglich, Schwingungen, die beim Betrieb auftreten, zu minimieren.The nozzle 22 and / or the outer lances 21 may be rotatable about its axis. This makes it possible to align the openings 23 of the nozzle 22 arbitrarily with respect to the central center axis of the multi-fuel multi-lance burner 100. With this orientation, the central burner 1 on various multi-fuel multi-lance burner, as shown in Fig. 1 and later in Fig. 3 shown are set. It is also possible to minimize vibrations that occur during operation.

Der Zentralbrenner 1 wird in der Ausführungsform nach Figuren 1 und 2 durch ein Zentralbrennerrohr 101 abgeschlossen. An der Innenwandung des Zentralbrennerrohres 101 sind wiederum Dralleinrichtungen 102 in Form von Drallblechen vorgesehen.The central burner 1 is in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 completed by a central burner tube 101. In turn, swirl devices 102 in the form of swirl plates are provided on the inner wall of the central burner tube 101.

Die konstruktive Auslegung des Zentralbrenners 1 mit der Zentrallanze 10 sowie der trichterförmigen Mischeinrichtung 14 und dem Impeller 130 bewirken eine stufenweise Verbrennung des Verbrennungsgases sowie eine interne Rezirkulation des Fluidstroms. Dies ermöglicht das hohe Regelverhältnis von 1 : 40, da durch die interne Rezirkulation und die stufenweise Verbrennung eine äußerst stabile Flamme ermöglicht wird.The constructive design of the central burner 1 with the central lance 10 and the funnel-shaped mixing device 14 and the impeller 130 cause a stepwise combustion of the combustion gas and an internal recirculation of the fluid flow. This allows the high control ratio of 1:40, as internal recirculation and staged combustion provide a highly stable flame.

Um den Zentralbrenner 1 sind mehrere Zweitbrennstofflanzen 110 angeordnet. Diese weisen jeweils ein Innenrohr 111 und ein das Innenrohr 111 umgebendes Außenrohr 112 auf. Das Innenrohr 111 und das Außenrohr 112 sind koaxial zueinander ausgerichtet, so dass zwischen ihnen ein Ringspaltkanal 113 ausgebildet ist. Im Endbereich des Innenrohrs 111 sind sich in den Ringspaltkanal 113 erstreckende Dralleinrichtungen 114 vorgesehen. Der Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner 100 wird nach außen durch ein Brenneraußenrohr 120 abgeschlossen.To the central burner 1 a plurality of secondary fuel lances 110 are arranged. These each have an inner tube 111 and an outer tube 112 surrounding the inner tube 111. The inner tube 111 and the outer tube 112 are aligned coaxially with each other, so that between them an annular gap channel 113 is formed. In the end region of the inner tube 111 are extending in the annular gap channel 113 swirl devices 114 provided. The multi-fuel multi-lance burner 100 is closed to the outside by a burner outer tube 120.

Ferner ist zwischen dem Zentralbrennerrohr 101 und dem Außenrohr 112 der Zentrallanze 110 ein Impeller 130 vorgesehen. Dieser ist ähnlich wie ein Lochblech ausgebildet. Die Außenlanzen 21 erstrecken sich durch den Impeller 130 hindurch. Ferner kann die Position des Impellers 130 axial verändert werden. Mittels dieser Veränderung kann der Zentralbrenner 1 auf verschiedene Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner angepasst werden, da hierdurch im Verbrennungsraum 60 entstehende Schwingungen minimiert werden können. Dies erfolgt durch die axiale Positionierung des Impellers 130. Außerdem homogenisiert der Impeller 130 die Verbrennungsluft, welche durch einen zwischen dem Außenrohr 12 und dem Zentralbrennerrohr 101 gebildeten Ringspaltkanal 106 geleitet wird.Further, an impeller 130 is provided between the central burner tube 101 and the outer tube 112 of the central lance 110. This is similar to a perforated plate. The outer lances 21 extend through the impeller 130 therethrough. Furthermore, the position of the impeller 130 can be changed axially. By means of this change, the central burner 1 can be adapted to different multi-fuel multi-lance burners, since in this way vibrations arising in the combustion chamber 60 can be minimized. This is done by the axial positioning of the impeller 130. In addition, the impeller 130 homogenizes the combustion air, which is passed through an annular gap channel 106 formed between the outer tube 12 and the central burner tube 101.

Im Folgenden wird nun auf den Anschluss und Betrieb des Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners 100 eingegangen.The following will now discuss the connection and operation of the multi-fuel multi-lance burner 100.

Das Innenrohr 11 der Zentrallanze 10 sowie die Außenlanzen 21 sind bevorzugt mit einer Zuführung für ein erstes Brenngas, beispielsweise einer Erdgaszuführung, verbunden. Die Innenrohre 111 der Zweitbrennstofflanzen 110 können mit einer Zuführung für ein zweites Brenngas, beispielsweise Synthesegas, verbunden sein. Der Ringspaltkanal 113 sowie der Ringspaltkanal 106, welcher zwischen dem Außenrohr 12 der Zentrallanze 10 und dem Zentralbrennerrohr 101 ausgebildet ist, ist mit einer Verbrennungsluftzufuhr verbunden. Als Verbrennungsluft kann im Rahmen der Erfindung allgemein ein insbesondere gasförmiger Sauerstoffträger betrachtet werden.The inner tube 11 of the central lance 10 and the outer lances 21 are preferably connected to a feed for a first fuel gas, for example a natural gas feed. The inner tubes 111 of the second fuel lances 110 may be connected to a feed for a second fuel gas, for example synthesis gas. The annular gap channel 113 and the annular gap channel 106, which is formed between the outer tube 12 of the central lance 10 and the central burner tube 101, is connected to a combustion air supply. As the combustion air can be considered in the context of the invention is generally a particular gaseous oxygen carrier.

Grundsätzlich kann es sich bei der hier zugeführten Verbrennungsluft um ein O2-abgereichertes Gas handeln, um die Anforderung an den reduzierten Sauerstoffgehalt in einer nachgeschalteten Mahlanlage zu erfüllen.In principle, the combustion air supplied here can be an O 2 -depleted gas in order to meet the requirement for the reduced oxygen content in a downstream grinding plant.

In der hier dargestellten Ausführungsform erfolgt die Zuführung zum Innenrohr 11 direkt, die Zuführung zum Ringspaltkanal 13 über eine Zuführungskammer 61. Die Zuführung zu den Außenlanzen 21 erfolgt über eine Zuführungskammer 62. Verbrennungsluft wird über eine Zuführungskammer 63 in den Ringspaltkanal 106 geleitet. Die Zuführung des zweiten Brenngases zu den Innenrohren 111 der Zweitbrennstofflanzen 110 erfolgt über eine Zuführungskammer 161 und die Zuführung der Verbrennungsluft zu den Ringspaltkanälen 113 über eine Zuführungskammer 162.In the embodiment shown here, the supply to the inner tube 11 takes place directly, the supply to the annular gap channel 13 via a feed chamber 61. The supply to the outer lances 21 via a feed chamber 62. Combustion air is passed through a feed chamber 63 in the annular gap channel 106. The supply of the second fuel gas to the inner tubes 111 of the second fuel lances 110 via a supply chamber 161 and the supply of combustion air to the annular gap channels 113 via a feed chamber 162nd

Hierbei ist die Zuführung des ersten Brenngases zum Innenrohr 11 der Zentrallanze 10 sowie den Außenlanzen 121 in einem festen Verhältnis, bevorzugt auf einem Bereich von 15% : 85%, vorgesehen. In analoger Weise ist die Zuführung der Verbrennungsluft durch die Zuführkammern 61 und 63 auf ein festes Verhältnis gesetzt.Here, the supply of the first fuel gas to the inner tube 11 of the central lance 10 and the outer lances 121 in a fixed ratio, preferably in a range of 15%: 85%, is provided. In an analogous manner, the supply of combustion air through the feed chambers 61 and 63 is set to a fixed ratio.

Zum Starten des Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners 100 dient eine Zündeinrichtung 30. Diese ist nur für den eigentlichen, sehr kurzen Zündvorgang vorgesehen. Mit dieser wird der Zentralbrenner 1 gezündet. Zuerst wird der Zentralbrenner 1 auf einer sehr niedrigen Stufe gefahren, wobei Brennstoff sowohl durch das Innenrohr 11 der Zentrallanze 12 sowie durch die Außenlanzen 21 strömt. Als Brennstoff kann beispielsweise Erdgas verwendet werden. Dies erfolgt, wie gesagt, mit einer sehr geringen Leistung, um einen Heißgaserzeuger in dem der Brenner vorgesehen ist sowie die nachgeschalteten Aggregate zu erwärmen. In diesem Prozess wird auch die Brennermuffel des Heißgaserzeugers, welche sich um den Verbrennungsraum 60 erstreckt, erwärmt. Sobald die nachgeschalteten Aggregate sowie der Heißgaserzeuger in den der Brenner 100 verwendet wird selbst ausreichend erwärmt sind, kann in den Produktivbetrieb umgeschaltet werden. Diese Umschaltung erfolgt lediglich durch ein Hochfahren des Zentralbrenners 1. Dies bedeutet, er wird mit mehr Brennstoff und mehr Verbrennungsluft versorgt.To start the multi-fuel multi-lance burner 100 is an ignition device 30. This is only intended for the actual, very short ignition. With this, the central burner 1 is ignited. First, the central burner 1 is driven at a very low level, wherein fuel flows through both the inner tube 11 of the central lance 12 and by the outer lances 21. As fuel, for example, natural gas can be used. This is done, as I said, with a very low power to a hot gas generator in which the burner is provided and to heat the downstream units. In this process, the burner muffle of the hot gas generator, which extends around the combustion chamber 60, is heated. As soon as the downstream units and the hot gas generator in which the burner 100 is used are themselves sufficiently heated, it is possible to switch to productive operation. This switching is done only by raising the central burner 1. This means it is supplied with more fuel and more combustion air.

Wird der Brenner 100 beispielsweise als ein Heißgaserzeuger für eine Kohlemahlanlage verwendet, die zur Synthesegaserzeugung eingesetzt wird, so dauert es einige Zeit, bis durch die Synthesegasherstellung ausreichend Synthesegas auch zum Betrieb des Brenners zur Verfügung steht. Sobald dieses günstigere Synthesegas in ausreichender Menge zur Verfügung steht, kann der Brenner auf Synthesebetrieb umgeschaltet werden. In diesem Fall wird Synthesegas durch die Innenrohre 111 der Zweitbrennstofflanzen 110 eingeleitet. Gleichzeitig wird Verbrennungsluft durch die Ringspaltkanäle 113 zugeführt. Wenn über die Synthesegasverbrennung ein stabiler Brennzustand erreicht wird, kann nun der Zentralbrenner 1 heruntergefahren werden, und idealerweise komplett abgeschaltet werden. Dies spart das für seinen Betrieb beispielsweise notwendige höherwertige und damit teurere Erdgas. Es ist ebenfalls möglich, die Verbrennung des Synthesegases hochzufahren, und zeitgleich die Verbrennung des Erdgases herunterzufahren.If the burner 100 is used, for example, as a hot gas generator for a coal grinding plant, which is used for synthesis gas production, it takes some time until the synthesis gas production sufficient synthesis gas is also available for the operation of the burner. Once this cheaper synthesis gas is available in sufficient quantity, the burner can be switched to synthesis mode. In this case, synthesis gas is introduced through the inner tubes 111 of the second fuel lances 110. At the same time combustion air is supplied through the annular gap channels 113. If about the synthesis gas combustion a stable combustion state is reached, the central burner 1 can now be shut down, and ideally completely switched off. This saves the necessary for its operation, for example, higher value and thus more expensive natural gas. It is also possible to start up the combustion of the synthesis gas and at the same time shut down the combustion of the natural gas.

In den Figuren 3 und 4 ist eine andere Variante eines Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenners 200 mit einem erfindungsgemäßen Zentralbrenner 1 dargestellt. Hierbei wird im Folgenden nur auf unterschiedliche Ausgestaltungen zu der Ausführungsform nach Figuren 1 und 2 eingegangen. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the Figures 3 and 4 another variant of a multi-fuel multi-lance burner 200 is shown with a central burner 1 according to the invention. In the following, only different embodiments of the embodiment become apparent FIGS. 1 and 2 received. The same components are identified by the same reference numerals.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner 200 zu dem Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner 100 besteht darin, dass ein anderer Typ von Zweitbrennstofflanzen 210 verwendet wird. Diese bestehen aus einem einzelnen Rohr 211 und weisen eine Enddüse 212 auf.The essential difference between the multi-fuel multi-lance burner 200 and the multi-fuel multi-lance burner 100 is that another type of dual fuel lances 210 is used. These consist of a single tube 211 and have an end nozzle 212.

Ein weiterer Unterschied zu dem Brenner 100 besteht darin, dass bei dem Brenner 200 kein Zentralbrennerrohr 101 vorgesehen ist.Another difference to the burner 100 is that in the burner 200 no central burner tube 101 is provided.

Dafür sind an einem Brenneraußenrohr 220 Dralleinrichtungen 221 in Form von Leitblechen vorgesehen. Ferner wird ein Ringspaltkanal 213 zwischen dem Brenneraußenrohr 220 und dem Außenrohr 12 der Zentrallanze 11 ausgebildet. Ein Impeller 230 ist im Bereich zwischen dem Außenrohr 12 der Zentrallanze 10 und dem Brenneraußenrohr 220 vorgesehen. Analog wie beim Brenner 100 erstrecken sich die Außenlanzen 21 wie auch die Zweitbrennstofflanzen 210 durch den Impeller 230 hindurch. Auch dieser Impeller 230 kann in axialer Richtung verschoben werden, um Schwingungen, die im Verbrennungsraum 60 entstehen können, zu minimieren. In ähnlicher Weise wie der Impeller 130 homogenisiert auch der Impeller 230 die Verbrennungsluft, welche durch einen Ringspaltkanal 213 geleitet wird, der zwischen dem Außenrohr 12 und dem Brennerrohr 220 ausgebildet ist.For this purpose, twisting devices 221 in the form of baffles 220 are provided on a burner outer tube 220. Furthermore, an annular gap channel 213 is formed between the burner outer tube 220 and the outer tube 12 of the central lance 11. An impeller 230 is provided in the area between the outer tube 12 of the central lance 10 and the burner outer tube 220. Analogously to the burner 100, the outer lances 21 as well as the second fuel lances 210 extend through the impeller 230. This impeller 230 can also be displaced in the axial direction in order to minimize vibrations which can occur in the combustion space 60. Similarly as the impeller 130, the impeller 230 homogenizes the combustion air, which is passed through an annular gap channel 213 formed between the outer tube 12 and the burner tube 220.

Im Folgenden wird die Versorgung der einzelnen Lanzen und Ringspaltkanäle mit Brennstoff, wie Erdgas oder Synthesegas, sowie Verbrennungsluft erläutert.In the following, the supply of the individual lances and annular gap channels with fuel, such as natural gas or synthesis gas, as well as combustion air will be explained.

Die Zuführung des Brennstoffes zum Innenrohr 11 der Zentrallanze 10 erfolgt direkt. Die Zuführung der Verbrennungsluft in den Ringspaltkanal 13 erfolgt über die Zuführung 65. Die Versorgung der Außenlanzen 21 mit Brennstoff erfolgt ebenfalls über die Zuführungskammer 62.The supply of fuel to the inner tube 11 of the central lance 10 takes place directly. The supply of combustion air into the annular gap channel 13 via the supply 65. The supply of the outer lances 21 with fuel also takes place via the supply chamber 62nd

Über eine Zuführungskammer 261 werden die Zweitbrennstofflanzen 210 mit dem Zweitbrennstoff, beispielsweise Synthesegas, versorgt. In den Ringspaltkanal 213 wird über die Zuführungskammer 262 Verbrennungsluft zugeführt.Via a feed chamber 261, the secondary fuel lances 210 are supplied with the secondary fuel, for example synthesis gas. In the annular gap channel 213 combustion air is supplied via the supply chamber 262.

Die Betriebsweise des Brenners 200 ist analog zu dem Brenner 100. Dies bedeutet, zum Aufheizen des Brenners 200 beziehungsweise des mit ihm bestückten Heißgaserzeugers wird zuerst der Zentralbrenner 1 auf niedriger Stufe gestartet. Sobald der Brenner 200 selbst und der mit ihm bestückte Heißgaserzeuger ausreichend warm ist, wird weiterhin mit geringer Leistung die nachgeschaltete prozesstechnische Anlage erwärmt. Sobald diese ausreichend erwärmt ist, kann mit dem Produktivbetrieb begonnen werden. Hierzu wird der Zentralbrenner 1 hochgefahren und mit einer ausreichenden Leistung betrieben.The operation of the burner 200 is analogous to the burner 100. This means, for heating the burner 200 and the hot gas generator equipped with it, the central burner 1 is first started at a low level. As soon as the burner 200 itself and the hot gas generator equipped with it are sufficiently warm, the downstream process engineering plant continues to be heated with low power. Once this is sufficiently heated, can be started with the productive operation. For this purpose, the central burner 1 is started up and operated with sufficient power.

Sobald genug Zweitbrennstoffe, beispielsweise Synthesegas, zur Verfügung steht, werden die Zweitbrennstofflanzen 210 damit versorgt. Ist die Versorgung mit Zweitbrennstoff gesichert und die Verbrennung in einem stabilen Zustand, kann die Versorgung mit dem Erstbrennstoff eingestellt und der Zentralbrenner 1 im Wesentlichen abgeschaltet werden.As soon as enough secondary fuels, for example synthesis gas, are available, the secondary fuel lances 210 are supplied with them. If the supply of secondary fuel is ensured and the combustion is in a stable state, the supply of the first fuel can be set and the central burner 1 can be essentially switched off.

Im Folgenden wird auf die Unterschiede der beiden Brennervarianten 100 und 200 eingegangen, sowie anschließend die jeweiligen Vorteile erläutert.In the following, the differences between the two burner variants 100 and 200 are discussed, and then the respective advantages are explained.

Um beim Brenner 100 eine höhere Leistung im Zweitbrennstoffbetrieb zu erreichen, reicht es aus, mehr Zweitbrennstofflanzen vorzusehen. Dies ergibt sich dadurch, dass jede Zweitbrennstofflanze konstruktionsbedingt ihre eigene Verbrennungsluft mitführt. Mit anderen Worten weist jede Zweitbrennstofflanze eine festgelegte Leistung auf. Selbstverständlich vergrößert sich dann auch der Gesamtdurchmesser des Brenners.In order to achieve a higher performance in the second burner operation in the burner 100, it is sufficient to provide more secondary fuel lances. This is because each secondary fuel lance carries its own combustion air by design. In other words, each secondary fuel lance has a fixed capacity. Of course, then increases the overall diameter of the burner.

Im Gegensatz zum Brenner 200 kann der Brenner 100 mit einem geringeren Druck betrieben werden. Das Brennersystem 200 weist durch die anders ausgelegten Zweitbrennstofflanzen ein deutlich geringeres Gewicht gegenüber dem Brenner 100 auf.In contrast to the burner 200, the burner 100 can be operated at a lower pressure. The burner system 200 is characterized by the differently designed Second fuel lances a significantly lower weight compared to the burner 100 on.

Im Folgenden werden in Bezug auf Fig. 6 nochmals in übersichtlicher Weise die verschiedenen Zuführungen zu einem Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-System 400 mit erfindungsgemäßem Zentralbrenner 1 erläutert.The following will be related to Fig. 6 again explained in a clear manner, the various feeds to a multi-fuel multi-lance burner system 400 with inventive central burner 1.

Im Verbrennungsraum 60 des Brenners 400 ist hierbei eine Lochmanteleinrichtung 441 innerhalb einer Brennermuffel 442 schematisch dargestellt. Zusammen mit dem Brenner 400 ergibt sich somit ein Heißgaserzeuger 401, der beispielsweise heiße Prozessgase für eine Mahlanlage liefert.In the combustion space 60 of the burner 400 in this case a perforated jacket device 441 is shown schematically within a burner muffle 442. Together with the burner 400 thus results in a hot gas generator 401, which supplies, for example, hot process gases for a grinding plant.

Das Innenrohr 11 der Zentrallanze 10 wie auch die Außenlanzen 21 des Zentralbrenners 1 sind mit einer Zuführung für ein erstes Brenngas wie Erdgas verbunden. Hierbei ist die Zuführung zu den Außenlanzen 21 über eine Zuführungskammer 421 realisiert. Diese Zuführungskammer wie auch die im Folgenden beschriebenen Zuführungskammern dienen zur Vergleichmäßigung des Zustroms des Fluides und sorgen für einen möglichen gleichmäßigen Zustrom in die angeschlossenen Rohre oder Lanzen.The inner tube 11 of the central lance 10 as well as the outer lances 21 of the central burner 1 are connected to a supply for a first fuel gas such as natural gas. Here, the supply to the outer lances 21 via a feed chamber 421 is realized. This feed chamber as well as the feed chambers described below serve to equalize the flow of the fluid and ensure a possible uniform flow into the connected tubes or lances.

Wie in dem Schaubild gezeigt, haben sowohl das Innenrohr 11 wie die Außenlanze 21 dieselbe Gaszuführungsquelle. Es ist lediglich eine Verzweigung vorgesehen, die das Gas in einem vorgegebenen Verhältnis auf das Innenrohr 11 und die Außenlanzen 21 verteilt. Über eine Zuführungskammer 422 kann ein zweites unterschiedliches Brenngas, wie beispielsweise Synthesegas, den Zweitbrennstofflanzen 410 zugeführt werden.As shown in the graph, both the inner tube 11 and the outer lance 21 have the same gas supply source. It is only a branch provided, which distributes the gas in a predetermined ratio to the inner tube 11 and the outer lances 21. Via a feed chamber 422, a second different fuel gas, such as syngas, may be supplied to the second fuel lances 410.

Zur Versorgung insbesondere der Zentrallanze mit Verbrennungsluft dient eine Zuführungskammer 423.For supplying, in particular, the central lance with combustion air, a feed chamber 423 is used.

Die restliche Verbrennungsluft wird über eine Zuführungskammer 424 dem Brenner 400 zugeführt. Hierbei ist zusätzlich noch eine Rezirkulationsgaseinspeisung in die Verbrennungskammer 424 vorgesehen. Dies dient dazu, den Sauerstoffgehalt der Verbrennungsluft zu reduzieren, damit das erzeugte erhitzte Prozessgas einen möglichst geringen Sauerstoffgehalt aufweist.The remaining combustion air is supplied to the burner 400 via a supply chamber 424. In this case, additionally a recirculation gas feed into the combustion chamber 424 is provided. This serves to reduce the oxygen content of the combustion air, so that the generated heated process gas has the lowest possible oxygen content.

Zusätzlich kann über die Lochmanteleinrichtung 441 weiteres zu erhitzendes Prozessgas dem Heißgaserzeuger 401 zugeführt werden. Das gesamte erhitzte Prozessgas wird anschließend beispielsweise einem Mahlprozess mit einer Wälzmühle zugeführt.In addition, further process gas to be heated can be supplied to the hot gas generator 401 via the perforated jacket 441. The entire heated process gas is then fed, for example, to a grinding process with a roller mill.

Mit dem erfindungsgemäßen Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner ist es möglich, startbrennerlose Mehrbrennstoff-Mehrlanzen-Brenner-Systeme zu konstruieren, die jeweils unterschiedlich aufgebaut sein können, ohne hierbei den Zentralbrenner verändern zu müssen.With the multi-fuel multi-lance burner according to the invention, it is possible to construct starting torchless multi-fuel multi-lance burner systems, each of which can be constructed differently, without having to change the central burner.

Claims (11)

  1. Multi-fuel multiple lance burner (100, 200),
    which is formed without a start burner and comprising
    a central burner (1) for multi-fuel multiple lance burner systems,
    having a central lance (10) with an inner pipe (11) and an outer pipe (12) which are provided coaxially relative to each other,
    wherein the inner pipe (11) and the outer pipe (12) are arranged spaced apart from each other in the radial direction to form an annular clearance duct (13), and combustion media can be conveyable through the annular clearance duct (13),
    wherein the outer pipe (12) of the central lance (10) extends from a first feed chamber (61) to a combustion chamber (60),
    wherein a plurality of outer lances (21) are arranged around the central lance (10),
    said outer lances (21) extending from at least a second feed chamber (62) to the combustion chamber (60),
    wherein the outer pipe (12) extends further into the combustion chamber (60) than the inner pipe (11),
    wherein a funnel-like mixing device (14) is provided in the extension of the annular clearance duct (13) in the region of the end of the inner pipe (11),
    said mixing device (14) having an opening in the region of the end of the inner pipe (11), said opening corresponding substantially to the diameter of the inner pipe (11),
    wherein the mixing device (14) has in the extension of the annular clearance duct (13) at its end an opening which is larger than the diameter of the inner pipe (11) and smaller than the diameter of the outer pipe (12),
    wherein openings for combustion media to flow through are provided in the wall of the mixing device (14),
    wherein a nozzle (22) is provided on each outer lance (21), said nozzle (22) having at least lateral openings arranged distributed asymmetrically along the lateral circumferential area of the nozzle,
    wherein the outer lances (21) and / or the nozzles (22) of the outer lances (21) are formed to be axially rotatable in order to influence the position of the openings of the nozzles (22),
    wherein an impeller (130, 230) is provided which is formed in the region between the inner wall of a central burner pipe (101) or the inner wall of a burner outer pipe (220) and the outer pipe (12) of the central lance (10), and
    wherein the impeller (130, 230) is formed to be axially displaceable.
  2. Multi-fuel multiple lance burner (100, 200) according to claim 1,
    characterised in that
    the outer lances (21) are arranged at an equal radial distance from the central lance (10), in particular in a ring-like manner.
  3. Multi-fuel multiple lance burner (100, 200) according to claim 1 or 2,
    characterised in that
    swirl means (15, 16) are provided on the inner wall of the outer pipe (12) and / or on the outer wall of the mixing device (14).
  4. Multi-fuel multiple lance burner (100, 200) according to one of the claims 1 to 3,
    characterised in that
    the inner pipe (11) is terminated with a nozzle (17) which has openings in the axial and / or radial direction.
  5. Multi-fuel multiple lance burner according to one of the claims 1 to 4,
    characterised in that
    the central burner (1) is arranged within the central burner pipe (101).
  6. Multi-fuel multiple lance burner according to one of the claims 1 to 5,
    characterised in that
    swirl means (102) are provided on the inner wall of the central burner pipe (101).
  7. Multi-fuel multiple lance burner according to one of the claims 1 to 6,
    characterised in that
    second fuel lances (110) are arranged around the central burner pipe (101) and the second fuel lances (110) are formed from two pipes (111, 112) arranged one inside the other.
  8. Multi-fuel multiple lance burner according to one of the claims 1 to 7,
    characterised in that
    second fuel lances (210) are provided arranged around the central burner (1) at an equal radial distance from the central lance (10), in particular in a ring-like manner.
  9. Multi-fuel multiple lance burner according to one of the claims 1 to 6 or 8,
    characterised in that
    the second fuel lances (210) are formed by a single pipe (211) and have an end nozzle (212).
  10. Multi-fuel multiple lance burner according to one of the claims 1 to 9,
    characterised in that
    the burner outer pipe (120, 220) is provided surrounding the second fuel lances (110,210).
  11. Multi-fuel multiple lance burner according to claim 10,
    characterised in that
    swirl means (221) are provided on the inner wall of the burner outer pipe (210).
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