DE1060082B - Burner for the optional combustion of fuel gases with different calorific values - Google Patents
Burner for the optional combustion of fuel gases with different calorific valuesInfo
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Description
Brenner zur wahlweisen Verfeuerung von Brenngasen unterschiedlichen Heizwertes Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur wahlweisen Verfeuerung von Brenngasen unterschiedlichen Heizwertes, bei dem die Verbrennungsteilnehmer über im wesentlichen konzentrisch angeordnete Düsen dem Verbrennungsraum derart zugeführt werden, daß die Ausströmungsquerschnitte für die brennbaren Medien dem sich ändernden Heizwert angepaßt sind.Burner for the optional combustion of different fuel gases Calorific value The invention relates to a burner for optional combustion of fuel gases with different calorific values at which the combustion participants the combustion chamber in this way via essentially concentrically arranged nozzles be supplied that the outflow cross-sections for the combustible media to the are adapted to changing calorific value.
Zur Beheizung von Wärmöfen aller Art werden vielfach gasförmige Brennstoffe verwendet, z. B. Hochofengas (Gichtgas), Ferngas, Stadtgas (Leuchtgas), Generatorgas und verschiedene Gasmischungen. Es kommt oft vor, daß ein Betrieb den normalerweise verwendeten Brennstoff nicht erhalten kann (Ausfall der Gasbelieferung usw.) oder daß zeitweise preisgünstig andere Brennstoffe zur Verfügung stehen oder aus anderen Gründen der Brennstoff gewechselt wird.Gaseous fuels are often used to heat heating furnaces of all types used, e.g. B. Blast furnace gas (furnace gas), long-distance gas, town gas (coal gas), generator gas and various gas mixtures. It often happens that a company normally does the fuel used (failure of the gas supply, etc.) or that at times other fuels are available cheaply or from other fuels Reasons the fuel is changed.
In diesen Fällen müssen entweder andere Öfen in Betrieb genommen oder die vorhandenen Öfen in zeitraubender Arbeit auf den Heizwert des neu angelieferten Brennstoffes umgestellt werden. Eine solche Umstellung bereitet Schwierigkeiten, da z. B. Erdgas mit etwa 9000 kcal/cbm fast den zehnfachen und Ferngas mit 4000 kcal/cbm mehr als den vierfachen Heizwert des Hochofengases mit 950 kcal/cbm besitzt.In these cases, either other ovens have to be put into operation or the existing ovens in time-consuming work on the calorific value of the newly delivered Fuel. Such a change creates difficulties, there z. B. natural gas with about 9000 kcal / cbm almost ten times and long-distance gas with 4000 kcal / cbm has more than four times the calorific value of blast furnace gas with 950 kcal / cbm.
Es sind bereits Gasbrenner zur wahlweisen Verbrennung von Starkgas und Schwachgas bekannt, bei denen die konzentrisch in der ringförmigen Luftdüse eingebaute Gasdüse mit den absperrbaren Stark- und Schwachgaszuleitungen verbunden und in der Gasdüse ein drehbares, mit Öffnungen versehenes Rohr angeordnet ist, durch das bei Drehung eine Verbindung mit der Gasdüse hergestellt wird.There are already gas burners for the optional combustion of high-strength gas and lean gas known, in which the concentric in the annular air nozzle built-in gas nozzle connected to the lockable high and low gas supply lines and a rotatable tube provided with openings is arranged in the gas nozzle, which, when turned, creates a connection with the gas nozzle.
Gasbrenner dieser Art, bei denen die Ausströmquerschnitte der brennbaren Medien innerhalb der eigentlichen Verbrennungsluft liegen, haben den Nachteil, daß durch die gegenüber der im wesentlichen konstant gehaltenen Luftmenge sich mit dem Heizwert ändernde Gasmenge unterschiedliche Flammeneigenschaften auftreten, die eine Einhaltung der vorgeschriebenen Verbrennungscharakteristik des Ofens praktisch unmöglich machen und zu einer Gefährdung des Einsatzes führen können.Gas burners of this type, in which the outflow cross-sections of the combustible Media are within the actual combustion air, have the disadvantage that by the amount of air that is kept essentially constant compared to the Gas amount changing calorific value different flame properties occur compliance with the prescribed combustion characteristics of the furnace is practical impossible and can endanger the operation.
Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Nachteile zu vermeiden.The invention aims to avoid the disadvantages mentioned.
Gemäß der Erfindung ist ein Brenner zur wahlweisen Verfeuerung von Brenngasen unterschiedlichen Heizwertes vorgesehen, bei welchem Düsen konzentrisch zueinander angeordnet sind, von denen zwei Gas und eine Luft führen, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und äußere Düse an Gaszuführungen und die mittlere Düse an eine Luftzuführung angeschlossen und daß Schaltmittel vorgesehen sind, die so stellbar sind, daß das Gas mit geringerem Heizwert sowohl durch die innere als auch durch die äußere Düse zugeführt wird, während bei Verfeuerung von Gas höheren Heizwertes die Zuleitung zur äußeren Düse bis zum völligen Abschluß um so mehr gedrosselt wird, je höher der Heizwert des Gases ist.According to the invention, a burner for the optional firing of fuel gases of different calorific values is provided, in which nozzles are arranged concentrically to one another, two of which lead gas and one air, characterized in that the inner and outer nozzle to gas feeds and the middle nozzle to an air feed connected and that switching means are provided which can be adjusted so that the gas with a lower calorific value is fed through both the inner and outer nozzle, while when firing gas with a higher calorific value, the feed line to the outer nozzle is even more so until it is completely closed is throttled, the higher the calorific value of the gas.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß bei Verwendung von Strömungsmedien höheren Heizwertes diese Medien zunächst mit Luft vermischt werden.It is preferably provided that when using flow media higher calorific value, these media are first mixed with air.
Eine besonders geeignete Ausführung der Erfindung ist ein Brenner, in dem drei einander umschließende Düsen vorgesehen sind, von denen die Zufuhrleitungen zur äußeren und inneren Düse wahlweise verbunden werden können und in der Zufuhrleitung zu der zwischen ihnen liegenden Düse eine Einrichtung angeordnet ist, die geeignet ist, dem durchströmenden Medium eine Wirbelbewegung (Drallbewegung) zu erteilen.A particularly suitable embodiment of the invention is a burner, in which three surrounding nozzles are provided, of which the supply lines can be optionally connected to the outer and inner nozzle and in the supply line a device is arranged for the nozzle lying between them which is suitable is to give the flowing medium a whirling movement (swirl movement).
Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden an zwei beispielsweisen Vorrichtungen näher erläutert.Further features and advantageous embodiments of the invention are explained in more detail using two exemplary devices.
Fig. 1 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar; Fig. 2 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel dar. In Fig. 1 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Düsenanordnung 1, einer Zufuhrleitung 2 für Gase höheren Heizwertes (Reichgase), einer Zufuhrleitung 3 für Gase normalen Heizwertes (Normgase) und einer Zufuhrleitung 4 für Gase niedrigeren Heizwertes (Armgase) dargestellt. Über Leitung 5 wird Luft zugeführt. In allen vier Zuführungsleitungen sind Absperrorgane 12, 13, 14 und 15 angeordnet.Fig. 1 shows a first embodiment of a device for Practice of the method according to the invention; Fig. 2 shows a second embodiment In Fig. 1 is a device according to the invention with a nozzle arrangement 1, a supply line 2 for gases with a higher calorific value (rich gases), a supply line 3 for gases with normal calorific value (standard gases) and a supply line 4 for gases with lower values Calorific value (lean gases) shown. Air is supplied via line 5. In all four Supply lines are shut-off devices 12, 13, 14 and 15.
Die Reichgaszufuhrleitung 2 steht über eine Mischeinrichtung 6 und Rohr 7 mit einem zentral angeordrieten Düsenkanal 9 in Verbindung. Die Mischeinrichtung steht über Rohr 8 finit Drosselklappe 18 mit der Luftzufuhrleitung 5 in Verbindung.The rich gas supply line 2 is above a mixing device 6 and Tube 7 with a centrally arranged Nozzle channel 9 in connection. The mixing device is via pipe 8 finite throttle valve 18 with the air supply line 5 in connection.
Die Normgaszufuhrleitung 3 ist an der Stelle 16 mit der zentralen Düsenöffnung 9 verbunden. Weiter besitzt Leitung 3 an der Stelle 17 mit Drosselklappe 20 eine Verbindung zur Leitung 4.The standard gas supply line 3 is at the point 16 with the central one Nozzle opening 9 connected. Next has line 3 at point 17 with a throttle valve 20 a connection to line 4.
Die Armgaszufuhrleitung 4 steht über Drosselklappe 19 mit einem Düsenkanal 11 in Verbindung. Die Luftzufuhrleitung 5 führt zu einem Düsenkanal 10, welcher zwischen den Düsen 9 und 11 angeordnet ist. Düsenkanal 10 besitzt eine Vorrichtung 32, welche der in den Verbrennungsraum 21 eintretenden Luft eine regelbare Wirbelbewegung (Drallbewegung) erteilen kann. Verbrennungsraum 21 ist von dem Brennerstein 22 umgeben.The arm gas supply line 4 is above the throttle valve 19 with a nozzle channel 11 in connection. The air supply line 5 leads to a nozzle channel 10, which is arranged between the nozzles 9 and 11. Nozzle channel 10 has a device 32, which gives the air entering the combustion chamber 21 a controllable vortex movement (Twist movement) can give. Combustion chamber 21 is surrounded by burner block 22.
Für die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 können vier Fälle unterschieden werden: 1. Es wird ein Gas normalen Heizwertes verwendet (meist Heizwert des Fern- oder Stadtgases mit etwa 4000 Drosselklappen 18 und 20 sind geschlossen. Die Absperrorgane 12 und 14 sind geschlossen, 13 und 15 geöffnet. Das Gas gelangt über Rohr 7 zum Düsenkanal 9. Verbrennungsluft wird über Luftzufuhrleitung 5 und Dralleinrichtung 32 dem Düsenkanal 10 zugeführt. Beim Eintritt in den Verbrennungsraum 21 wird das Gas von dem unter Bezugszeichen 23 angedeuteten Luftwirbel erfaßt und im Wirbelkern verbrannt.Four cases can be used for the operation of the device according to FIG. 1 A distinction can be made between: 1. A gas with a normal calorific value is used (usually calorific value of the long-distance or town gas with about 4000 throttle valves 18 and 20 are closed. The shut-off devices 12 and 14 are closed, 13 and 15 are open. The gas arrives via pipe 7 to the nozzle channel 9. Combustion air is supplied via air supply line 5 and Swirl device 32 is fed to the nozzle channel 10. When entering the combustion chamber 21, the gas is detected by the air vortex indicated by reference numeral 23 and burned in the vertebral core.
2. Es wird Gas geringeren Heizwertes verwendet (z. B. Hochofengas oder Mischgase aller Art). Die Absperrorgane 12 und 13 sind geschlossen, 14 und 15 geöffnet. Drosselklappe 18 ist geschlossen, 19 geöffnet.2. Gas with a lower calorific value is used (e.g. blast furnace gas or mixed gases of all kinds). The shut-off devices 12 and 13 are closed, 14 and 15 open. Throttle valve 18 is closed, 19 is open.
Drosselklappe 20 ist so weit geöffnet, daß Düsenkanal 9 voll beaufschlagt ist und diejenige Gasmenge. die die Schluckfähigkeit des Düsenkanals 9 übersteigt, dem Düsenkanal 11 zugeführt wird. Der Luftwirbel 23 bietet dem Gas nun zwei Mischflächen dar: eine innere, verhältnismäßig kleine Fläche und eine äußere größere Fläche. Durch diese Vergrößerung der wirksamen Mischfläche ist erreicht, daß bei geringerem Heizwert und größerer Menge des zugeführten Gases die Flamme praktisch die gleichen Eigenschaften wie unter 1 hat. Die Reaktionsträgheit des Armgases wird also durch eine intensivere Mischung ausgeglichen.The throttle valve 20 is open so far that the nozzle channel 9 is fully pressurized and that amount of gas. which exceeds the swallowing capacity of the nozzle channel 9 is fed to the nozzle channel 11. The air vortex 23 now offers the gas two mixing areas: an inner, relatively small area and an outer, larger area. This enlargement of the effective mixing surface ensures that the flame has practically the same properties as under 1 with a lower calorific value and a larger amount of gas supplied. The inertia of the lean gas is compensated for by more intensive mixing.
3. Es wird Gas höheren Heizwertes verwendet (z. B. Erdgas). Die Absperrorgane 13 und 14 und die Drosselklappen 19 und 20 sind geschlossen. Die Absperrorgane 12 und 15 und Drosselklappe 18 sind geöffnet. Das zugeführte Gas gelangt in die Mischeinrichtung 6 und wird hier mit Luft, die aus Rohr 8 herangeführt wird, innig vermischt, so daß das Gas nun mit dem normalen Heizwert von etwa 4000 zum Düsenkanal 9 gelangt und hier. wie unter 1 beschrieben, in den Verbrennungsraum zur Verbrennung geleitet wird.3. Gas with a higher calorific value is used (e.g. natural gas). The shut-off devices 13 and 14 and the throttle valves 19 and 20 are closed. The shut-off devices 12 and 15 and throttle valve 18 are open. The supplied gas enters the mixing device 6 and is intimately mixed here with air that is brought in from tube 8, see above that the gas now reaches the nozzle channel 9 with the normal calorific value of about 4000 and here. as described under 1, fed into the combustion chamber for combustion will.
4. Es werden Gase verschiedener Heizwerte zugleich verbrannt.4. Gases of different calorific values are burned at the same time.
Durch passende Einstellung der Absperrorgane 12, 13, 14 sowie der Drosselklappen 18, 19 und 20 wird dafür gesorgt. daß der Düsenkanal 9 mit einem Gemisch voll beaufschlagt wird, dessen Heizwert möglichst gleich dem des Normgases ist, während die Restmenge über Kanal 11 zugeführt wird. Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die besonders geeignet ist, wenn das Verbrennungsgas über eine einzige Zufuhrleitung 3' zugeführt wird und das Gas zu verschiedenen Zeiten verschiedene Heizwerte hat. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist vorausgesetzt, daß das zugeführte Gas höchstens den Heizwert des Normgases hat.By appropriately setting the shut-off devices 12, 13, 14 and the Throttle valves 18, 19 and 20 are taken care of. that the nozzle channel 9 with a The mixture is fully pressurized, the calorific value of which is as close as possible to that of the standard gas while the remaining amount is fed in via channel 11. Fig. 2 shows an apparatus according to the invention, which is particularly suitable when the combustion gas via a single supply line 3 'is supplied and the gas is different at different times Has calorific values. In the embodiment of FIG. 2, it is assumed that the supplied Gas has at most the calorific value of the standard gas.
Ein in der Zufuhrleitung 3' angeordneter Drehschieber 24 ist in Fig.2 in derjenigen Lage gezeichnet, die er bei Zufuhr von Normgas einnimmt. Das Gas strömt durch den Drehschieber 24 über Zuführung 25 zum zentralen Düsenkanal 9 und wird anschließend im Verbrennungsraum mit der drallförmig bewegten Verbrennungsluft verbrannt.A rotary valve 24 arranged in the supply line 3 'is shown in FIG drawn in the position that it assumes when standard gas is supplied. The gas flows by the rotary valve 24 via feed 25 to the central nozzle channel 9 and is then burned in the combustion chamber with the swirling combustion air.
Soll Gas geringeren Heizwertes verbrannt werden, so wird der Drehschieber 24 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, und es wird zusätzlich eine mehr oder weniger große Öffnung für das dem Düsenkanal 11 zuströmende Gas freigegeben. Der Drehschieber 24 ist so eingerichtet, daß der zentrale Düsenkanal stets voll beaufschlagt wird und diejenige Gasmenge, die die Schluckfähigkeit des zentralen Kanals übersteigt, dein Düsenkanal 11 zugeführt wird. Die Verbrennung erfolgt dann entsprechend dem obenerwähnten Fall 2.If gas with a lower calorific value is to be burned, the rotary slide valve 24 is rotated counterclockwise, and a more or less large opening for the gas flowing into the nozzle channel 11 is also opened. The rotary valve 24 is set up in such a way that the central nozzle channel is always fully pressurized and the amount of gas that exceeds the ability of the central channel to swallow is fed to the nozzle channel 11. The combustion then takes place in accordance with case 2 mentioned above.
Die beschriebenen Beispiele beruhen auf der Annahme, daß die dem Düsenaustritt zugeführte Verbrennungsluft eine Wirbelbewegung erhält. Dies hat sich als zweckmäßig erwiesen, weil dadurch stets eine sichere Zündung gewährleistet ist. Es kann aber auch vorteilhaft sein, in allen drei Düsenkanälen oder in einem oder beiden der für die Gaszufuhr vorgesehenen Düsenkanälen Dralleinrichtungen vorzusehen. Der Drehsinn der Drallbewegung in den Gas- und Luftkanälen kann gleichlaufend oder entgegengesetzt gerichtet sein, und man kann dadurch Mischwirkung und Flammenbildung beliebig beeinflussen.The examples described are based on the assumption that the nozzle outlet supplied combustion air receives a vortex movement. This has proven to be useful proven, because it always guarantees a safe ignition. But it can also be advantageous in all three nozzle channels or in one or both of the swirl devices are to be provided for the nozzle channels provided for the gas supply. The sense of rotation the swirl movement in the gas and air ducts can be parallel or opposite be directed, and you can thereby influence the mixing effect and flame formation as desired.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann z. B. auch vorgesehen werden, daß die innerhalb oder außerhalb des Luftwirbels angeordneten Gasaustrittskanäle beliebig unterteilt sind.The invention is not limited to the exemplary embodiments described limited. So z. B. can also be provided that the inside or outside of the air vortex arranged gas outlet channels are divided as desired.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DEO3251A DE1060082B (en) | 1953-10-26 | 1953-10-26 | Burner for the optional combustion of fuel gases with different calorific values |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1060082B true DE1060082B (en) | 1959-06-25 |
Family
ID=7350078
Family Applications (1)
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