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DE4435640A1 - Process and burner for burning dusty fuel - Google Patents

Process and burner for burning dusty fuel

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Publication number
DE4435640A1
DE4435640A1 DE4435640A DE4435640A DE4435640A1 DE 4435640 A1 DE4435640 A1 DE 4435640A1 DE 4435640 A DE4435640 A DE 4435640A DE 4435640 A DE4435640 A DE 4435640A DE 4435640 A1 DE4435640 A1 DE 4435640A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
burner
primary
primary air
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4435640A
Other languages
German (de)
Other versions
DE4435640C2 (en
Inventor
Hans-Ulrich Dr Ing Thierbach
Matthias Dr Ing Jochem
Wolfgang Dipl Ing Schreier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bbp Energy 46049 Oberhausen De GmbH
Original Assignee
L&C Steinmueller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L&C Steinmueller GmbH filed Critical L&C Steinmueller GmbH
Priority to DE4435640A priority Critical patent/DE4435640C2/en
Priority to ES95115733T priority patent/ES2156595T3/en
Priority to DE59509155T priority patent/DE59509155D1/en
Priority to EP95115733A priority patent/EP0706007B1/en
Priority to AT95115733T priority patent/ATE200347T1/en
Publication of DE4435640A1 publication Critical patent/DE4435640A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4435640C2 publication Critical patent/DE4435640C2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D1/00Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/02Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2214/00Cooling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

In the burner longitudinal axis is an oil ignition lance (1), arranged inside a core air tube (2). The core air tube at its lateral rear end is closed by a plate (2a), through which the oil lance passes, and in the vicinity of its rear end has a lateral aperture (2b). The core air tube is axially displaceably located in a guide tube (4). Joined at right-angles to the guide tube is a core air feed tube (5). The lateral aperture of the core air tube is aligned with the outlet aperture of the core air feed tube with a corresp. axial opening width so that by displacement of the core air tube the air fed via the core air feed tube can enter uninterruptedly in the core air tube.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.The invention relates to a method in the preamble of Claim 1 mentioned type.

Bei der Verbrennung von Brennstoff, insbesondere staubförmiger Kohle, entstehen Stickoxide in erster Linie durch Oxidation des in der Kohle enthaltenden Brennstoffstickstoffs. Es kommt zunächst zur Bildung von Wasserstoffcyanid (HCN) oder Ammoniak (NH₃). Diese werden dann zu Stickoxiden oxidiert. Es wird daher eine mindestens zweistufige Verbrennung angestrebt, bei der zunächst eine Verbrennung unter unterstöchiometrische Bedingungen (Primärverbrennungszone) mit Primär- und Mantelluft durchgeführt wird, so daß verbleibende verbrennliche Komponenten in einer nachfolgenden sekundären Verbrennungszone verbrannt werden. Bei dieser gestuften Verbrennung muß bei kleiner Luftzahl in der Primärverbrennungszone die Zündstabilität gewährleistet bleiben, d. h. es muß für eine besonders gute Einmischung der als erstes zu zündenden Brennstoffanteile gesorgt werden.When burning fuel, in particular dusty coal, nitrogen oxides are primarily formed by oxidation of the contained in the coal Fuel nitrogen. First of all, Hydrogen cyanide (HCN) or ammonia (NH₃). These will then oxidized to nitrogen oxides. It will therefore be at least one aimed at two-stage combustion, initially with one Combustion under substoichiometric conditions (Primary combustion zone) with primary and jacket air is performed so that remaining combustible Components in a subsequent secondary Combustion zone to be burned. In this tiered Combustion must have a small air ratio in the Primary combustion zone ensures ignition stability stay d. H. it must be for particularly good interference of the fuel components to be ignited first will.

Da in der Primärverbrennungszone unterstöchiometrisch verbrannt wird, muß ein relativ hoher Tertiär- bzw. Stufenluftanteil möglichst spät, jedoch besonders gut eingemischt werden. Gleichzeitig sollte die Möglichkeit, Rauchgas aus dem die Flamme umgebenden Feuerraum in die Flamme einzusaugen, gewährleistet sein.Because sub-stoichiometric in the primary combustion zone is burned, a relatively high tertiary or Step air percentage as late as possible, but especially good to be mixed in. At the same time, the possibility of  Flue gas from the combustion chamber surrounding the flame into the Be sure to suck in the flame.

Hieraus ergibt sich, daß für den Betrieb eines solchen Brenners eine möglichst hohe Zahl von Freiheitsgraden für eine Brenneroptimierung zur Verminderung der Bildung von Stickoxiden zur Verfügung stehen sollte. Bei der aus der DE 42 17 879 A1 bekannten Verfahrensführung wird zu diesem Zwecke die Tertiärluft in einem die verdrallte Mantelluft umgebenden Ringstrahl zugeführt, der aus dem Ringraum eines das Mantelluftrohr umgebenden Tertiärluftrohrs austritt. Mantelluftrohr und Tertiärluftrohr sind jeweils mit einem spiralförmigen Einlaufgehäuse und mit separaten Lufteintrittsleitungen verbunden. Darüber hinaus ist innerhalb des Primärluftrohres ein auf dem Kernluftrohr befestigter Dralleinsatz vorgesehen, der eine eine gleichmäßige Durchströmung des Primärluftrohres ergebende Rotationsströmung erzeugt. Gleichzeitig wird der Kohlenstaub innerhalb des Gemischstromes am äußeren Umfang des Primärluftrohres angereichert; bei Austritt aus dem Primärluftrohr wird durch einen dort angeordneten Ring die Kohlenstaubkonzentration im Randbereich aufgerissen, wodurch Rezirkulationswirbel erzeugt werden. Diese Rezirkulationswirbel sorgen für eine beschleunigte Aufheizung des Kohlenstaubes und eine ausreichende Durchmischung des Kohlenstaubes mit einem Teil der Mantelluft. Die Kohlenstaubkonzentration an einer definierten Stelle in der Brennermuffel bewirkt das Auftreten eines partiell sehr starken Luftmangels der örtlich und zeitlich mit der Ausgangsphase des Kohlenstaubs einhergeht. Dem Primärluftrohr ist ein rechtwinkliger Einlaufkrümmer vorgeschaltet.It follows that for the operation of such Brenner has the greatest possible number of degrees of freedom for burner optimization to reduce the formation of Nitrogen oxides should be available. With the from the DE 42 17 879 A1 known process management becomes this Purpose the tertiary air in one the twisted jacket air surrounding ring beam supplied from the annulus of a the jacket air pipe surrounding tertiary air pipe emerges. Sheathed air pipe and tertiary air pipe are each with one spiral inlet housing and with separate Air inlet lines connected. Beyond that inside the primary air tube on the core air tube attached swirl insert provided, the one a uniform flow through the primary air pipe Rotational flow generated. At the same time the Coal dust within the mixture flow on the outer circumference enriched the primary air pipe; upon leaving the The primary air tube is the ring arranged there Coal dust concentration torn up in the edge area, which creates recirculation vortices. These Recirculation vortices ensure an accelerated Heating up the coal dust and sufficient Mixing the coal dust with part of the Jacket air. The coal dust concentration on one defined place in the burner muffle Occasion of a very severe lack of air in the location and time with the initial phase of the coal dust goes along. The primary air pipe is a right-angled one Inlet elbow upstream.

Nachteilig ist, daß für die Veränderung der Kohlenstaubverteilung im Primärluftrohr ein im Primärluftstrom angeordneter Dralleinsatzes erforderlich ist. Weiterhin läßt der Stufenluftringstrahl keine ausreichende Eindringtiefe der Stufenluft erwarten. The disadvantage is that for changing the Coal dust distribution in the primary air pipe Primary air flow requires a swirl insert is. Furthermore, the stepped air ring jet leaves none expect sufficient penetration depth of the step air.  

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem die Brenneroptimierung hinsichtlich der Verminderung der Bildung von Stickoxiden weiter verbessert wird.It is therefore the object of the present invention Specify method of the generic type, in which the Burner optimization with regard to the reduction of Formation of nitrogen oxides is further improved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vor dem Aufreißen der Kohlenstaubkonzentration im Randbereich die Strömungsgeschwindigkeit der Primärluft verändert wird und die Stufenluft in einem die Primärverbrennungszone umgebenden Kranz von Einzelstrahlen eingebracht wird derart, daß der Gesamtstufenluft ein Drall aufgeprägt wird.This problem is solved in that before tearing open the coal dust concentration in the edge area Flow rate of the primary air is changed and the step air in a the primary combustion zone surrounding wreath of individual rays is introduced in such a way that a swirl is imparted to the total stage air.

Die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit kann durch Einziehung des Querschnitts erfolgen, wodurch der Kohlenstaub aufkonzentriert, beschleunigt und in Richtung des sich in der Primärverbrennungszone ausbildenden inneren Rezirkulationsgebiet abgelenkt wird. Durch Aufreißen der Kohlenstaubkonzentration im Randbereich wird Feinstaub aus der aufkonzentrierten Staubströmung nach außen transportiert und in den Mantelluftstrom eingemischt.The change in flow rate can be caused by Retraction of the cross-section take place, whereby the Coal dust concentrated, accelerated and heading of the inner one developing in the primary combustion zone Recirculation area is distracted. By tearing open the Coal dust concentration in the edge area becomes fine dust the concentrated dust flow to the outside transported and mixed into the jacket air stream.

Andererseits kann der Strömungsquerschnitt erweitert werden, wodurch die Gasströmung verlangsamt wird. Gleichzeitig tritt die Separierung von Feinstaub ein, da dieser der Erweiterung am schnellsten folgt. Durch das Aufreißen der Kohlenstaubkonzentration im Randbereich, bei der es sich in erster Linie um Feinkohlenstaub handelt, erfolgt eine Verwirbelung, Transport des Feinstaubs nach außen und schnelle Einmischung des Feinstaubs in die Mantelluft.On the other hand, the flow cross section can be expanded which slows down the gas flow. At the same time, the separation of fine dust occurs because this follows the expansion most quickly. By the Tearing up the coal dust concentration in the edge area, at which is primarily fine coal dust, swirling takes place, transport of fine dust after outside and quick mixing of the fine dust into the Jacket air.

Durch die Verfahrensführung wird einerseits eine ausreichende Zündstabilität erreicht und andererseits eine gute Einmischung der Stufenluft in die sekundäre Verbrennungszone ermöglicht. Durch die Auftrennung der Stufenluft in Einzelstrahlen ist sichergestellt, daß eine ausreichende Eindringtiefe erreicht wird und daß zwischen die Einzelstrahlen Rauchgas aus dem Feuerraum in die Flamme eintreten kann.The process management on the one hand sufficient ignition stability achieved and on the other hand good mixing of the step air into the secondary Combustion zone allows. By separating the Step air in individual jets ensures that a sufficient depth of penetration is achieved and that between  the single jets of flue gas from the combustion chamber into the flame can occur.

Es wird somit stets eine innenliegende primäre Verbrennungszone mit einer niedrigen Luftzahl und eine außenliegende sauerstoffreichere stabile Flammenumhüllung erzielt, aus der die brennstoffreiche Flamme verzögert mit Sauerstoff versorgt wird. Durch den möglichen Eintritt von Rauchgas in die Flammenumhüllung kann die Zufuhr von Sauerstoff zur brennstoffreichen Flamme weiter verzögert werden.It always becomes an internal primary Combustion zone with a low air ratio and a external, oxygen-rich, stable flame envelope achieved from which the fuel-rich flame retards with Oxygen is supplied. Due to the possible entry of Flue gas in the flame envelope can prevent the supply of Oxygen to the fuel-rich flame is further delayed will.

Die Erfindung richtet sich auch auf einen Brenner der im Anspruch 4 genannten Art, sowie auf von diesem abhängige Unteransprüche 5 bis 14. Weiterhin richtet sich die vorliegende Erfindung auf einen Brenner gemäß Oberbegriff des Anspruches 15, dessen Hauptziel eine einfache gleichmäßige Beaufschlagung des Primärluftrohrs mit dem Brennstoff-Luftgemisch ist.The invention is also directed to a burner in the Claim 4 mentioned type, as well as dependent on this Subclaims 5 to 14. Furthermore, the present invention on a burner according to the preamble of claim 15, the main objective of which is simple even application of air to the primary air pipe Air-fuel mixture is.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 15 gelöst. Der Brenner nach Anspruch 15 kann mit besonderem Vorteil bei einem Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-14 eingesetzt werden, da dem Flammenhalter 19 eine besonders gleichmäßig verteilte Primärluft zugeführt werden kann. Die Unteransprüche 16-18 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Brenners nach Anspruch 15.This object is achieved by the features of the characterizing part of claim 15. The burner according to claim 15 can be used with particular advantage in a burner according to at least one of claims 4-14, since the flame holder 19 can be supplied with a particularly evenly distributed primary air. The subclaims 16-18 relate to advantageous embodiments of the burner according to claim 15.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.Various embodiments of the invention are shown in FIGS Drawings are shown and are described in more detail below explained.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners, wobei am Kohlenstaubaustritt eine Einziehung am äußeren Umfang vorgesehen ist, Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the burner according to the invention, in which a recovery is provided on the outer circumference at the coal dust outlet,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Brennerkopf gemäß Fig. 1 zur Darstellung der sich ausbildenden Kohlenstaubsträhne und der Gasströmung, wobei die Anströmung von unten erfolgt, Fig. 2, showing the forming of the strand of pulverized coal and the gas flow, wherein the gas inflow is a partial section through the torch head of FIG. 1 from below,

Fig. 3 eine Darstellung vergleichbar Fig. 2, wobei die Anströmung von oben erfolgt, Fig. 3 is a view comparable to Fig. 2, wherein the incident flow is from the top,

Fig. 4 eine perspektivische Teildarstellung des Brennerkopfes zur Erläuterung der Anordnung eines am Eintrittsende des Primärluftrohrs angeordneten Strahlenbrechers in "gläserner Darstellung", Fig. 4 is a partial perspective view of the burner head for explaining the arrangement of which is arranged at the inlet end of the primary air pipe rays breaker in "transparent view"

Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung des Flammenhalters gemäß Fig. 1, Fig. 5 is an enlarged partial view of the flame holder of FIG. 1,

Fig. 6 eine Teilaufsicht von rechts auf den Brenner gemäß Fig. 1 Fig. 6 is a partial plan view from the right of the burner of FIG. 1

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Flammenhalters, Fig. 7 shows another embodiment of the flame holder,

Fig. 8 eine Abwicklung längs der Linie VIII-VIII in Fig. 1 zur Darstellung der Lage der Stufenluftdüsen und ihres Aufbaus in Form zweier Teilkanäle, Figure 8 is a developed view taken along the line VIII-VIII in FIG. 1, two for representing the position of the stage air nozzles and their construction in the form of subchannels.,

Fig. 9 eine Teildarstellung vergleichbar Fig. 6 und zur Erläuterung der Einstellagen der Einzeldüsen, Fig. 9 is a partial view similar to Fig. 6 and illustrating the adjustment positions of the individual nozzles,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch das Austrittsende einer in einem Führungsrohr drehbar gelagerten Stufenluftdüse, Fig. 10 is a longitudinal section through the outlet end of a rotatably mounted in a guide tube Stufenluftdüse,

Fig. 11 eine Aufsicht auf das Düsenende gemäß Fig. 10 in Blickrichtung der Pfeile XI-IX in der Fig. 10, Fig. 11 is a plan view of the nozzle end in FIG. 10 in the direction of arrows XI-IX in FIG. 10,

Fig. 12 eine Aufsicht auf das Austrittsende der Düse gemäß Fig. 10 und FIG. 12 is a plan view of the outlet end of the nozzle according to FIGS. 10 and

Fig. 13 ein Schaltbild zur Darstellung der Primärluftströmung, Mantelluftströmung (Sekundärluftströmung) und Stufenluftströmung (Tertiärluftströmung). Fig. 13 is a diagram illustrating the primary air flow, outer air flow (secondary air flow) and stage air flow (tertiary air flow).

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners. In der Brennerlängsachse ist eine Ölzündlanze 1 vorgesehen, die innerhalb eines Kernluftrohres 2 angeordnet ist. In der Figur ist schematisch der Flammenkegel 3 der Ölzündflamme angedeutet. Das Kernluftrohr ist an seinem hinteren Ende durch eine Platte 2a verschlossen, die von der Öllanze durchsetzt ist, und weist in der Nähe seines hinteren Endes eine seitliche Öffnung 2b auf. Weiterhin ist das Kernluftrohr axial verschieblich - wie durch den Pfeil P angedeutet - in einem Führungsrohr 4 gelagert. Rechtwinklig zum Führungsrohr 4 ist mit diesem ein Kernluftzuführungsrohr 5 verbunden. Der Austrittsöffnung des Kernluftzuführungsrohres 5 ist die seitliche Öffnung 2b des Kernluftrohres 2 zugeordnet und mit einer entsprechenden axialen Öffnungsweite versehen derart, daß bei Verschiebung des Kernluftrohres die über das Kernluftzuführungsrohr herangeführte Luft ungehindert in das Kernluftrohr eintreten kann. Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of the burner according to the invention. An oil ignition lance 1 is provided in the longitudinal axis of the burner and is arranged within a core air tube 2 . The flame cone 3 of the oil pilot flame is indicated schematically in the figure. The core air tube is closed at its rear end by a plate 2 a, which is penetrated by the oil lance, and has a side opening 2 b near its rear end. Furthermore, the core air tube is axially displaceable - as indicated by the arrow P - in a guide tube 4 . At right angles to the guide tube 4 , a core air supply tube 5 is connected to it. The outlet opening of the core air supply tube 5 is assigned to the side opening 2 b of the core air tube 2 and provided with a corresponding axial opening width such that when the core air tube is displaced, the air brought in via the core air supply tube can enter the core air tube unhindered.

Der vordere Abschnitt des Kernluftrohres ist unter Bildung eines zylindrischen Ringkanals von einem Primärluftrohr 6 umgeben, dessen Austrittsöffnung gegenüber der Austrittsöffnung des Kernluftrohres zurückversetzt ist.The front section of the core air tube is surrounded by a primary air tube 6 to form a cylindrical ring channel, the outlet opening of which is set back relative to the outlet opening of the core air tube.

Das Kernluftrohr wird auf folgende Weise mit einem Kohlenstaub-Gas-Gemisch beaufschlagt. Das von einer nicht gezeigten Kohlenmahlanlage oder Kohlenstaubquelle herangeführte Kohlenstaub-Gas-Gemisch wird einem dem Brenner vorgeschalteten Umlenkkrümmer 7 zugeführt, in dem eine Aufkonzentrierung des Kohlenstaubs K an der dem Feuerraum zugewandten Seite des Krümmers erzwungen wird. The core air tube is charged with a coal dust-gas mixture in the following way. The coal dust-gas mixture brought up from a coal grinding plant or coal dust source, not shown, is fed to a deflection manifold 7 upstream of the burner, in which a concentration of the coal dust K is forced on the side of the manifold facing the combustion chamber.

Der Umlenkkrümmer 7 ist vorzugsweise ein stetig gekrümmter Krümmer. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, erfolgt diese zwangsweise Aufkonzentration unabhängig davon, ob die Anströmung von unten (Fig. 2) oder von oben (Fig. 3) erfolgt. Auf den Krümmer 7 folgt eine als Verzögerungskanal dienende Kanalerweiterung 8, die bei der gezeigten Ausführungsform ein Kanal mit rechteckigem Querschnitt ist, d. h. es erfolgt hier ein erweiternder Übergang von einer Leitung mit rundem Querschnitt auf eine Leitung mit rechteckigem Querschnitt. In dem Verzögerungskanal wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases von z. B. 23 m/s auf 12 m/s reduziert, wodurch sich die Kohlenstaubgeschwindigkeit ebenfalls verringert. Neben der Verlangsamung der Strömung wird in dem Verzögerungskanal 8 eine zumindest teilweise Entmischung des Kohlenstaub-Gas-Gemisches erreicht, wie dies in den Fig. 2 und 3 durch den Kohlenstaub K und die Gasströmung G schematisch dargestellt ist. Bei senkrechter Anströmung von unten oder oben kann die Ausbildung der Staubsträhne K durch eine entsprechende geometrische Gestaltung des Eintritts der Kohlenstaubleitung in den Verzögerungskanal festgelegt werden.The deflection manifold 7 is preferably a continuously curved manifold. As FIGS. 2 and 3 show, this forced concentration takes place regardless of whether the inflow is from below ( FIG. 2) or from above ( FIG. 3). The manifold 7 is followed by a channel extension 8 serving as a delay channel, which in the embodiment shown is a channel with a rectangular cross section, ie there is an expanding transition from a line with a round cross section to a line with a rectangular cross section. In the delay channel, the flow rate of the gas from z. B. reduced 23 m / s to 12 m / s, which also reduces the coal dust speed. In addition to slowing the flow, at least partial segregation of the coal dust-gas mixture is achieved in the delay channel 8 , as is shown schematically in FIGS. 2 and 3 by the coal dust K and the gas flow G. In the case of a vertical flow from below or above, the formation of the dust streak K can be determined by a corresponding geometric design of the entry of the coal dust line into the delay channel.

Die bereits verlangsamte Kohlenstaubsträhne K trifft am Ende des Verzögerungskanals 8 auf einen Strähnenbrecher 9. Der Strähnenbrecher 9 besteht aus einer Vielzahl von stabförmigen Brechelementen 10, die längs eines vorgegebenen Kreissektors der Eintrittsöffnung 11a einer venturiartigen Eintrittsbaugruppe 11 vorgeschaltet sind und sich im wesentlichen parallel zur Brennerachse erstrecken. Bei der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform bestehen die Brecherelemente aus auf Abstand angeordneten Quadern. Bei Verschleiß können die Brechelemente leicht ausgetauscht werden.The strand of coal dust K which has already slowed down hits a strand breaker 9 at the end of the delay duct 8 . The strands breaker 9 is composed of a plurality of rod-shaped crushing elements 10, which are a 11 a venturi-like inlet assembly 11 upstream along a predetermined circle sector of the inlet opening and extending substantially parallel to the burner axis. In the embodiment shown in FIG. 4, the crusher elements consist of cuboids arranged at a distance. The crushing elements can be easily replaced when worn.

Die Eintrittsbaugruppe 11 umgibt das dem Feuerraum zugewandte Ende des Führungsrohres 4 unter Ausbildung eines Ringkanals. Die an der Rückwand des Verzögerungskanals anliegende Gasströmung wird durch eine sich vorzugsweise unter einem Winkel von 45° erstreckende und von dem Führungsrohr 4 durchsetzte Schließplatte 12 in die kreisringartige Eintrittsöffnung der Eintrittsbaugruppe 11 umgelenkt und trifft im Winkel von nahezu 90° auf die verzögerte und durch den Strähnenbrecher aufgelöste Staubströmung. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Kohlenstaubs über den Ringquerschnitt erreicht. Durch die venturiartige Ausgestaltung der Eintrittsbaugruppe 11 wird eine Beschleunigung der Gasströmung parallel zur Brennerachse erreicht. Durch die am Austritt der Venturibaugruppe entstehende Wirbelbildung werden am Umfang eventuell vorhandene lokale Kohlenstaubsträhnen aufgelöst, wodurch Kohlenstaub und Gas gemischt werden. Die Einschnürung des freien Querschnitts in der Eintrittsbaugruppe kann zwischen 10-70% liegen. Gleichzeitig wird die Gasströmung gestaut, wodurch eine weitere Vergleichmäßigung erzielt wird.The inlet assembly 11 surrounds the end of the guide tube 4 facing the combustion chamber, forming an annular channel. The gas flow applied to the rear wall of the delay channel is deflected by a closing plate 12 , preferably extending at an angle of 45 ° and penetrated by the guide tube 4 , into the annular inlet opening of the inlet assembly 11 and strikes the delayed and through the at an angle of almost 90 ° Breakwater broken dust flow. This ensures that the coal dust is evenly distributed over the ring cross-section. The venturi-like design of the inlet assembly 11 accelerates the gas flow parallel to the burner axis. As a result of the vortex formation that occurs at the outlet of the venturi assembly, any local strands of coal dust that may be present on the circumference are dissolved, whereby coal dust and gas are mixed. The constriction of the free cross-section in the entry assembly can be between 10-70%. At the same time, the gas flow is blocked, which results in a further equalization.

Wie insbesondere aus den Fig. 1-4 ersichtlich ist, stellen die Schließplatte 12 zusammen mit den zugeordneten Seitenwänden 13 und 14, sowie der die Brechelemente 10 tragende Stirnwand 15 zusammen mit der Eintrittsbaugruppe 11 eine Baueinheit dar, die mit der vom Feuerraum abgewandten Seitenwand 16a eines Geschränks Luftkastens 16 durch eine Schraubverbindung 17 verbunden ist. Die Bauteile 12, 13, 14 und 15 bilden einen Eintrittskrümmer. Nach Aufbau der Verbindung ragt die Eintrittsbaugruppe 11 in das Primärluftrohr 6 hinein, das mit der Seitenwand 16a verschweißt ist.As can be seen in particular from FIGS. 1-4, the closing plate 12 together with the associated side walls 13 and 14 , as well as the end wall 15 carrying the crushing elements 10 together with the inlet assembly 11 constitute a structural unit which is connected to the side wall 16 facing away from the combustion chamber a of a cabinet air box 16 is connected by a screw 17 . Components 12 , 13 , 14 and 15 form an intake manifold. After establishing the connection, the inlet assembly 11 projects into the primary air pipe 6 , which is welded to the side wall 16 a.

Für die Primärflamme wird eine heiße, stark unterstöchiometrische kompakte Primärverbrennungszone mit möglichst vollständiger Pyrolyse des Brennstoffes und interner Brennstoffstufung angestrebt. In der Primärflamme soll eine Luftzahl von 0,4-0,6 realisiert werden. Hierzu wird am Staubaustrittsende des Primärluftrohres 6 eine solche Gestaltung angestrebt, daß zum einen eine Stufung des Brennstoffeintrags in die Primärflamme erreicht wird und zum anderen eine stabile und schnelle Zündung des Kohlenstaubs unterstützt wird. Hierzu wird angestrebt, den Feinstaub am äußeren Umfang des Staubaustritts zu konzentrieren und zu verlangsamen, um eine schnelle Vermischung mit der Mantelluft zu gewährleisten, die über ein Mantelluftrohr zugeführt wird, das konzentrisch unter Bildung eines zylindrischen Ringkanals das Primärluftrohr 6 umgibt. Für die gröbere Fraktion ist es erforderlich, diese mit höheren Geschwindigkeiten in die innere Rezirkulationszone der sich bildenden Primärflamme zu transportieren. Es ist also anzustreben, daß beim Eintritt der Staubströmung in die innere Rezirkulationszone der Flamme eine Querstromsichtung des Kohlenstaubs erfolgt, so daß die feineren Partikel relativ schnell in die Verbrennungszone abgelenkt und die gröbsten Partikel am weitesten in das Rezirkulationsgebiet eindringen. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, daß mit steigender Partikelgröße eine längere Zeitspanne für die Aufheizung und Pyrolyse vorhanden ist und ein verzögerter kontinuierlicher Brennstoffeintrag in die Primärflamme erfolgt.For the primary flame, a hot, strongly substoichiometric, compact primary combustion zone with the most complete pyrolysis of the fuel and internal fuel grading is sought. An air ratio of 0.4-0.6 should be achieved in the primary flame. For this purpose, such a design is sought at the dust outlet end of the primary air pipe 6 that, on the one hand, a gradation of the fuel input into the primary flame is achieved and, on the other hand, a stable and fast ignition of the coal dust is supported. For this purpose, the aim is to concentrate and slow down the fine dust on the outer circumference of the dust outlet in order to ensure rapid mixing with the jacket air, which is supplied via a jacket air pipe which concentrically surrounds the primary air pipe 6 , forming a cylindrical ring channel. For the coarser fraction, it is necessary to transport it into the inner recirculation zone of the primary flame that is being formed at higher speeds. It should therefore be aimed for, when the dust flow enters the inner recirculation zone of the flame, a cross-flow screening of the coal dust takes place, so that the finer particles are deflected relatively quickly into the combustion zone and the coarsest particles penetrate the furthest into the recirculation area. In this way it can be ensured that with increasing particle size there is a longer period of time for heating and pyrolysis and that there is a delayed continuous introduction of fuel into the primary flame.

Um diese Ziele zu erreichen, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dem Austrittsende des Primärluftrohrs 6 ein Flammenhalter 19 zugeordnet, dessen dem Feuerraum zugewandtes Ende in der Fig. 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Dieser Flammenhalter besteht aus einem rohrartigen Kanal 20 mit einem geradzylindrischen Abschnitt 20a, einem sich konisch verjüngenden Abschnitt 20b und einem sich konisch erweiternden Abschnitt 20c. Der Kanal übergreift mit seinem geradzylindrischen Ende 20a die freie Kante des Primärluftrohres und ist mittels sich radial erstreckender Stege 21 auf dem Ende des Kernluftrohres 2 abgestützt, so daß sich bei Verschiebung des Kernluftrohres 2 der Flammenhalter 19 in entsprechender Weise verschiebt (vergl. Fig. 1 und 6). Im Bereich der durch die Abschnitte 20b und 20c gegebenen Einziehung des Kanals 20 sind Versperrungszähne 22 vorgesehen, die in die Primärströmung vorragen und in gleichmäßiger Umfangsverteilung angeordnet sind. Anstelle einzelner Versperrungszähne kann auch ein gezahnter Versperrungsring vorgesehen sein. Durch die Einziehung des Querschnitts des Kanals 20 wird der Kohlenstaub in dem Kohlenstaub-Gas-Gemisch aufkonzentriert, beschleunigt und in Richtung des inneren Rezirkulationsgebietes der sich an der Brennermündung bildenden Flamme abgelenkt. Die Versperrungszähne im Bereich des engsten Querschnittes bewirken eine Verwirbelung der Strömung im äußeren Bereich, wodurch vor allem Feinstaub aus der aufkonzentrierten Strömung ausgetragen und nach außen abtransportiert wird. Die Verwirbelung der Strömung begünstigt außerdem eine Einmischung des Feinstaubs in den Mantelluftstrom. Der beschleunigte und nach innen abgelenkte gröbere Staub gelangt in die innere Rezirkulationszone, wo eine Querstromsichtung des Kohlenstaubes durch die Rezirkulationsströmung erfolgt. Der Brennstoffeintrag in die Primärflamme wird somit mehrfach gestuft.In order to achieve these goals, a flame holder 19 is assigned to the outlet end of the primary air pipe 6 in the embodiment according to FIG. 1, the end of the flame facing the combustion chamber is shown on an enlarged scale in FIG. 5. This flame holder consists of a tubular channel 20 with a straight cylindrical section 20 a, a conically tapering section 20 b and a conically widening section 20 c. The channel overlaps with its straight cylindrical end 20 a the free edge of the primary air tube and is supported by means of radially extending webs 21 on the end of the core air tube 2 , so that when the core air tube 2 is displaced, the flame holder 19 moves in a corresponding manner (see FIG. 1 and 6). In the area of the indentation of the channel 20 given by the sections 20 b and 20 c, blocking teeth 22 are provided which protrude into the primary flow and are arranged in a uniform circumferential distribution. Instead of individual locking teeth, a toothed locking ring can also be provided. By drawing in the cross section of the channel 20 , the coal dust in the coal dust-gas mixture is concentrated, accelerated and deflected in the direction of the inner recirculation area of the flame forming at the burner mouth. The blocking teeth in the area of the narrowest cross-section cause a swirling of the flow in the outer area, as a result of which fine dust in particular is discharged from the concentrated flow and transported away to the outside. The turbulence of the flow also favors the mixing of the fine dust into the jacket air flow. The accelerated and inwardly deflected coarse dust reaches the inner recirculation zone, where the coal dust is cross-viewed by the recirculation flow. The fuel input into the primary flame is thus classified several times.

Durch eine Änderung der Position des Flammenhalters 19 durch Verschiebung des Kernluftrohres 2 relativ zum Kohlenstaubrohr 6 kann eine Optimierung zwischen Umlenkung nach innen und Beschleunigung des Kohlenstaubs erfolgen.By changing the position of the flame holder 19 by moving the core air pipe 2 relative to the coal dust pipe 6 , an optimization between the deflection inwards and acceleration of the coal dust can take place.

In der Fig. 7 ist eine andere Möglichkeit für die Ausgestaltung des Kanals eines Flammenhalters dargestellt. Der dortige Kanal 23 weist einen geradzylindrischen Abschnitt 23a und einen sich daran anschließenden sich konisch erweiterenden Abschnitt 23b auf. Nahe dem Austrittsende des sich erweiterenden Abschnittes 23b sind Versperrungszähne 24, vergleichbar den Versperrungszähnen 22, ausgebildet. Es soll darauf hingewiesen werden, daß unter Umständen nicht getrennte Versperrungszähne erforderlich sind, sondern daß unter Umständen auch ein durchgehender Versperrungsring ausreicht. Another possibility for the design of the channel of a flame holder is shown in FIG. 7. The channel 23 there has a straight cylindrical section 23 a and an adjoining conically widening section 23 b. Blocking teeth 24 , comparable to blocking teeth 22 , are formed near the outlet end of the widening section 23 b. It should be pointed out that separate locking teeth may not be required, but that a continuous locking ring may be sufficient.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 erfolgt durch die Erweiterung des Staubquerschnitts im Kanalabschnitt 23b eine Verlangsamung der Gasströmung und es entsteht ein Geschwindigkeitsprofil mit einer außenliegenden langsameren und einer innenliegenden schnelleren Strömung. Gleichzeitig tritt eine Separierung von Feinstaub ein, da dieser der Erweiterung am schnellsten folgt, d. h. die Kohlenkonzentration wird in dem dem Kernluftrohr benachbarten Bereich höher sein als in der äußeren langsameren Strömung, da die gröberen Kohleteilchen ihre Strömungsrichtung beibehalten werden. Die Versperrungszähne 24 bewirken eine weitere Verlangsamung des Staubs im äußeren Bereich des Kohlenstaubquerschnitts und eine Verwirbelung der Strömung, die den Transport des Feinstaubs nach außen und somit seine schnelle Einmischung in die Mantelluft begünstigt. Der gröbere Staub wird durch die verzögerte Strömung nur vergleichsweise wenig abgebremst. Er gelangt mit relativ hoher Geschwindigkeit in das innere Rezirkulationsgebiet, wo eine Querstromsichtung des gröberen Staubes erfolgt. Insgesamt wird also auch bei dieser Ausführungsform eine mehrfache Stufung des Brennstoffes in der Primärflamme erreicht. Die Erweiterung des Kohlenstaubquerschnittes bewirkt außerdem eine strömungsdynamische Trennung der Mantelluft von der Hauptströmung des Kohlenstaubes, wodurch ein gestufter Brennstoffeintrag in die Primärflamme ebenfalls begünstigt wird.In the embodiment of Fig. 7 is performed by the extension of the dust cross section in the channel portion 23 b slowing the gas flow and there is a velocity profile with an outer and an inner slower faster flow. At the same time, a separation of fine dust occurs, since this follows the expansion most quickly, ie the coal concentration will be higher in the area adjacent to the core air pipe than in the outer, slower flow, since the coarser coal particles will keep their direction of flow. The blocking teeth 24 cause a further slowdown of the dust in the outer region of the coal dust cross section and a swirling of the flow, which favors the transport of the fine dust to the outside and thus its rapid mixing into the jacket air. The coarser dust is only slowed down comparatively little by the delayed flow. It reaches the inner recirculation area at a relatively high speed, where cross-flow screening of the coarser dust takes place. Overall, a multiple gradation of the fuel in the primary flame is also achieved in this embodiment. The widening of the coal dust cross section also causes a dynamic separation of the jacket air from the main flow of the coal dust, which also favors a stepped fuel input into the primary flame.

In einem zum Einströmende hin sich erweiternden Abschnitt des Mantelluftrohrs 18 ist eine Einrichtung zur Beeinflussung des Dralls in Form von drehbar gelagerten axialen Drallklappen 25 angeordnet, die über ein Gestänge 26 und einen Stellantrieb von außen verstellbar sind. Durch diese axialen Drallklappen wird der Mantelluft ein Drall von einstellbarer Größe aufgezwungen.A device for influencing the swirl in the form of rotatably mounted axial swirl flaps 25 is arranged in a section of the jacket air pipe 18 that widens toward the inflow end and can be adjusted from the outside via a linkage 26 and an actuator. These axial swirl flaps impose a swirl of adjustable size on the jacket air.

An das dem Feuerraum zugewandte Ende des Mantelluftrohres 18 schließt sich eine aus einer Keramikmasse aufgebaute Muffel 27 an, die sich mit einer S-förmigen Gestaltung ihrer Innenfläche zum Feuerraum hin erweitert. Diese Muffelform kombiniert mit der entsprechenden Gestaltung des Kohlenstaubaustritts und einer starken Verdrallung der Mantelluft mit Hilfe der Drallklappen 25 garantiert eine schnelle intensive Zündung. Durch eine hohe Umfangsgeschwindigkeit der Mantelluft und einer entsprechende Gestaltung des Staubaustrittsquerschnittes wird eine schnelle Einmischung von Feinstaub in die Mantelluft realisiert. Die insbesondere aus der Fig. 1 ersichtliche S-Form der Muffel verhindert auch bei hoher Drallintensität der Mantelluft ein Aufreißen der Primärflamme. Die S-Form läuft zum Feuerraum so aus, daß eine Abströmung der Mantelluft mit einer nahezu zur Brennerachse parallelen Strömungskomponente erfolgen kann. Damit werden eine kompakte Primärflamme, eine kleinere, aber intensivere (höhere Rückströmgeschwindigkeit) interne Rezirkulationszone und eine stärkere äußere Rezirkulation des Rauchgas es durch die Gassen zwischen den nachstehend zu erläuternden Stufenluftdüsen 28 erreicht. Wie bereits erwähnt, sind zur Steuerung des Ablaufs der Verbrennung in der Primärflamme das Kernluftrohr 6 und der Flammenhalter 19 und damit der Staubaustrittsquerschnitt axial verschiebbar. Über die Verschiebung des inneren Austrittsquerschnitts können bei entsprechender Gestaltung des Kohlenstaubaustrittsquerschnitts die Austrittsgeschwindigkeit der Mantelluft sowie Ort und Geschwindigkeit der Einmischung des Kohlenstaubs in die Mantelluft beeinflußt werden. Damit sind Ort und Intensität der Zündung, sowie der Stufung des Brennstoffes innerhalb der Primärflamme einstellbar. Neben der Möglichkeit, einen bestimmten Verbrennungsverlauf in der Primärflamme zu steuern, kann mit der Verschiebung des Kohlenstaubaustrittsquerschnitts sehr gut auf verschiedenste Kohlequalitäten bezüglich Zündung und Abbrandverhalten reagiert werden. A muffle 27 constructed of a ceramic mass adjoins the end of the jacket air tube 18 facing the combustion chamber and extends towards the combustion chamber with an S-shaped configuration of its inner surface. This muffle shape combined with the corresponding design of the coal dust outlet and a strong swirling of the jacket air with the help of the swirl flaps 25 guarantees a quick intensive ignition. Due to the high peripheral speed of the jacket air and an appropriate design of the dust outlet cross-section, a rapid mixing of fine dust into the jacket air is realized. The S-shape of the muffle, which can be seen in particular in FIG. 1, prevents the primary flame from tearing open even with a high swirl intensity of the jacket air. The S-shape runs out to the combustion chamber in such a way that an outflow of the jacket air can take place with a flow component almost parallel to the burner axis. A compact primary flame, a smaller but more intensive (higher backflow speed) internal recirculation zone and a stronger external recirculation of the flue gas are thus achieved through the alleys between the step air nozzles 28 to be explained below. As already mentioned, the core air tube 6 and the flame holder 19, and thus the dust outlet cross section, are axially displaceable to control the course of the combustion in the primary flame. With a corresponding design of the coal dust outlet cross section, the exit speed of the jacket air and the location and speed of the mixing of the coal dust into the jacket air can be influenced by shifting the inner outlet cross section. The location and intensity of the ignition and the grading of the fuel within the primary flame can thus be set. In addition to the possibility of controlling a certain combustion process in the primary flame, the shift in the coal dust outlet cross-section can react very well to a wide variety of coal qualities with regard to ignition and combustion behavior.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 6 und 8-12 soll nun die Sekundärverbrennung beschrieben werden.The secondary combustion will now be described with reference to FIGS. 1, 6 and 8-12.

Im Sekundärverbrennungsgebiet soll bei einer Feuerung mit Ausbrandluft eine Luftzahl 0,9-1,05 und bei einer Feuerung ohne Ausbrandluft eine Luftzahl von 1,1-1,3 erreicht werden.In the secondary combustion area, a furnace should also be used Burnout air has an air ratio of 0.9-1.05 and at one Firing without burnout air an air ratio of 1.1-1.3 can be achieved.

Um eine Sekundärverbrennung zu erreichen, ist um die Brennermuffel 27 herum ein Kranz aus einer Vielzahl von Stufenluftdüsen 28 vorgesehen, wobei die Stufenluftdüsen in die die Muffel 27 bildende Keramikmasse KM eingebettet sind. Vorzugsweise sind acht auf Abstand angeordnete Stufenluftdüsen 28 vorgesehen. Die Anordnung der Stufenluftdüsen 28 soll einerseits eine ausreichende äußere Rezirkulation zur Primärflamme ermöglichen und den Sauerstoff ausreichend lange von der Primärflamme fernhalten, andererseits soll die Primärflamme sicher in eine sauerstoffreiche Gasströmung eingeschlossen werden. Durch die Nutzung von Einzeldüsen im Vergleich zu einer die Muffel umgebenden Ringdüse soll eine hohe Eindringtiefe der sauerstoffreichen Gasströmung erreicht werden. Wie aus den Figuren, insbesondere Fig. 9, ableitbar ist, sind die Düsen 28 zunächst mit einem von der Brennerachse nach außen gerichteten Anstellwinkel angeordnet, um eine direkte schnelle Einmischung der Stufenluft in die sich bildende Primärflamme zu vermeiden. In den Figuren sind die Luftdüsen 28 alle mit demselben nach außen gerichteten Anstellwinkel dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, den Düsen differenzierte axiale Anstellwinkel zuzuordnen und somit eine Mehrfachluftstufung innerhalb der Flamme zu erzielen.In order to achieve a secondary combustion is provided around the burner muffle 27 around a rim of a plurality of stages of air nozzles 28, wherein the steps of air nozzles in the muffle 27 forming ceramic mass KM are embedded. Eight spaced stage air nozzles 28 are preferably provided. The arrangement of the stepped air nozzles 28 is intended, on the one hand, to allow adequate external recirculation to the primary flame and to keep the oxygen away from the primary flame for a sufficiently long time, and on the other hand to securely enclose the primary flame in an oxygen-rich gas flow. By using individual nozzles in comparison to an annular nozzle surrounding the muffle, a high penetration depth of the oxygen-rich gas flow is to be achieved. As can be derived from the figures, in particular FIG. 9, the nozzles 28 are initially arranged with an angle of incidence directed outward from the burner axis in order to avoid direct rapid mixing of the step air into the primary flame which is formed. In the figures, the air nozzles 28 are all shown with the same outward angle of attack. However, it is also possible to assign differentiated axial angles of attack to the nozzles and thus to achieve a multiple air gradation within the flame.

Wie insbesondere aus der Fig. 9 in Zusammenschau mit den Fig. 1 und 8 ersichtlich ist, weisen die Stufenluftdüsen 28 nicht nur einen radial nach außen gerichteten Anstellwinkel auf, sondern auch gleichzeitig eine tangentiale Anstellung, d. h. sie erstrecken sich so, daß die Düsenachse die Brennerachse nicht schneidet. Damit wird der Stufenluftströmung ein Drall aufgeprägt, so daß es zu einer Ausbildung einer zur Muffel 27 konzentrischen "pneumatischen Muffel" kommt. Vorzugsweise wird der Stufenluftströmung ein Drall aufgeprägt, der gleichsinnig mit dem der Mantelluftströmung durch die Drallklappen 25 aufgeprägten Drall ist. Auf diese Weise wird die Strömung stabilisiert und eine zu schnelle Vermischung der Stufenluftströmung mit der Strömung der Primärflamme verhindert.As can be seen in particular from FIG. 9 in conjunction with FIGS . 1 and 8, the stepped air nozzles 28 not only have a radially outward angle of attack, but also a tangential angle at the same time, ie they extend so that the nozzle axis Torch axis does not cut. A swirl is thus imparted to the step air flow, so that a "pneumatic muffle" concentric with the muffle 27 is formed. A swirl is preferably applied to the step air flow which is in the same direction as the swirl imparted to the jacket air flow by the swirl flaps 25 . This stabilizes the flow and prevents the step air flow from mixing too quickly with the flow of the primary flame.

Die aus den Stufenluftdüsen 28 austretenden Strahlen saugen bei ihrer Abströmung Rauchgas RG aus der Flammenumgebung an, wodurch der Sauerstoffpartialdruck in der Sekundärverbrennungszone sinkt und die NOx-Bildung in diesem Bereich vermindert wird.The jets emerging from the stepped air nozzles 28 draw flue gas RG out of the flame environment as they flow out, as a result of which the oxygen partial pressure in the secondary combustion zone drops and the NO x formation in this area is reduced.

Obwohl die Düsen mit unveränderlichem Abströmwinkel als Stufenluftdüsen eingesetzt werden können, ist es von Vorteil, wenn Düsen mit veränderlichem Abströmwinkel benutzt werden. Um dies zu erreichen, werden Zweikanaldüsen eingesetzt, deren Bauart insbesondere aus den Fig. 10-12 ablesbar ist.Although the nozzles with a constant discharge angle can be used as stepped air nozzles, it is advantageous if nozzles with a variable discharge angle are used. To achieve this, two-channel nozzles are used, the design of which can be read in particular from FIGS. 10-12.

Die Zweikanaldüse 28 weist einen geradzylindrischen Abschnitt 28a auf, in dem eine Trennwand 29 angeordnet ist. Entsprechend der gewünschten Strömungsverteilung muß die Trennwand nicht mittig angeordnet sein, sondern kann aus einer Radialebene heraus versetzt angeordnet sein. Die Trennwand 29 endet mit Abstand von einer gegenüber der Düsenachse A geneigten Austrittsöffnung 30. Durch geeignete Ausschnitte aus einem Rohr wird die Austrittsöffnung 30 durch verbleibende Rohrabschnitte 28b und 28c sowie durch eine unter einem ersten Winkel gegenüber der Achse A geneigte Deckplatte 31 und durch eine gegenüber einem anderen vorgegebenen Winkel bezüglich der Achse A geneigte Deckplatte 32 begrenzt. The two-channel nozzle 28 has a straight cylindrical section 28 a, in which a partition 29 is arranged. According to the desired flow distribution, the partition does not have to be arranged in the center, but can be arranged offset from a radial plane. The partition wall 29 ends at a distance from an outlet opening 30 which is inclined with respect to the nozzle axis A. The outlet opening 30 is formed by remaining pipe sections 28 b by means of suitable sections of a tube, and 28 c as well as the axis A inclined with respect to an inclined at a first angle relative to the axis A cover plate 31 and through a with respect to another predetermined angle cover plate 32 is limited.

Die Winkel der Deckplatten 31 bzw. 32 bestimmen die möglichen Austrittswinkel, mit denen ein Gasstrom aus der Austrittsöffnung 30 austreten kann.The angles of the cover plates 31 and 32 determine the possible exit angles with which a gas flow can exit the exit opening 30 .

Durch volumetrische unterschiedliche Beaufschlagung der durch die Trennwand 29 bestimmten Kanäle 33 bzw. 34 mit Stufenluft kann ein unterschiedlicher Austrittswinkel bezüglich der Achse A erreicht werden. Es kann z. B. möglich sein, daß bei Beaufschlagung der Kanäle 33 und 34 mit jeweils 50% der Stufenluft der Stufenluftstrahl parallel zur Deckplatte 31 austritt bzw. daß bei Beaufschlagung des Kanals 33 mit 10% der Stufenluft und des Kanals 34 mit 90% der Stufenluft der Düse 28 der Strahl parallel zur Deckplatte 32 austritt.A different exit angle with respect to the axis A can be achieved by volumetrically different action of the channels 33 or 34 determined by the partition 29 with step air. It can e.g. B. be possible that when the channels 33 and 34 are loaded with 50% of the step air, the step air jet emerges parallel to the cover plate 31 or that when the channel 33 is loaded with 10% of the step air and the channel 34 with 90% of the step air of the nozzle 28 the beam emerges parallel to the cover plate 32 .

Zur unterschiedlichen Beaufschlagung der beiden Kanäle 33 und 34 ist wie aus der Fig. 1 ersichtlich vorgesehen, daß in dem Luftkasten 16 zusätzlich zur Seitenwand 16a und der rechts dargestellten Seitenwand 35 im Luftkasten 16 noch zwei Innenwände 36 und 37 vorgesehen sind. Die Innenwandung 36 trennt die Stufenluft gegenüber der Mantelluft und die Innenwandung 37 trennt die Stufenluft in zwei Teilströme auf. Der Raum zwischen den Trennwänden 36 und 37 ist über den Raum zwischen den Trennwänden 37 und 35 durchsetzende Kanalabschnitte 38 mit den Teilkanälen 34 der Stufenluftdüsen 28 verbunden, während die Teilkanäle 33 direkt mit dem Raum zwischen der Seitenwand 35 und der Trennwand 37 verbunden sind. Die Beaufschlagung der Kanäle 33 und 34 mit unterschiedlichen Luftströmungen wird durch Einstellung der in die Räume zwischen der Trennwand 36 und 37 bzw. 37 und 35 eintretenden Luft mittels Regelklappen 39 bzw. 40 ermöglicht. Bezüglich der Fig. 8 ist anzumerken, daß diese eine Abwicklung längs der Linie VIII-VIII in der Fig. 1 darstellt, während die Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie I-I in der Fig. 8 darstellt.For the different loading of the two channels 33 and 34 , as can be seen from FIG. 1, provision is made for two inner walls 36 and 37 to be provided in the air box 16 in addition to the side wall 16 a and the side wall 35 shown on the right in the air box 16 . The inner wall 36 separates the step air from the jacket air and the inner wall 37 separates the step air into two partial flows. The space between the partition walls 36 and 37 is connected to the sub-channels 34 of the stepped air nozzles 28 via the passage sections 38 passing through the space between the partition walls 37 and 35 , while the sub-channels 33 are connected directly to the space between the side wall 35 and the partition wall 37 . The action of the channels 33 and 34 with different air flows is made possible by adjusting the air entering the spaces between the partition 36 and 37 or 37 and 35 by means of control flaps 39 and 40 . With regard to FIG. 8, it should be noted that this represents a development along the line VIII-VIII in FIG. 1, while FIG. 1 shows a section along the line II in FIG. 8.

Die vorstehend beschriebene Beaufschlagung der Teilkanäle 34 erfolgt über starr mit ihnen verbundene Kanäle 38. The above-described loading of the subchannels 34 takes place via channels 38 rigidly connected to them.

Eine andere Verbindungskonfiguration ist erforderlich, wenn die Stufenluftdüsen 28 jeweils einzeln zumindest über einen Teilbereich drehbar angeordnet sind. Zu diesem Zwecke wird die einzelne Düse in einem Führungsrohr 39 drehbar gelagert. Bei einer solchen Anordnung wäre sowohl der tangentiale als auch der radiale Anströmwinkel einstellbar und somit eine besonders gute Optimierung der Luftstufung am Brenner erreichbar. Die Beaufschlagung der Teilkanäle 33 und 34 wäre jedoch komplizierter.Another connection configuration is required if the stepped air nozzles 28 are each individually rotatable at least over a partial area. For this purpose, the individual nozzle is rotatably supported in a guide tube 39 . With such an arrangement, both the tangential and the radial inflow angle would be adjustable and thus a particularly good optimization of the air gradation on the burner could be achieved. The application of subchannels 33 and 34 would, however, be more complicated.

Es ist auch vorgesehen, daß einzelne Stufenluftdüsen absperrbar sind, um die erforderlichen Austrittsgeschwindigkeiten der Stufenluft auch im Teillastbetrieb realisieren zu können.It is also contemplated that individual stage air vents lockable to the required Exit speeds of the step air also in To be able to implement part-load operation.

Es ist selbstverständlich, daß die Menge an Primärluft, Kernluft und Mantelluft ebenfalls geregelt werden kann. In der Fig. 13 sind Regelklappen 41, 42 und 43 dargestellt, die ein Schema der dem Brenner von einem Gebläse 44 zugeführten Luftströme und des von einer Kohlenmühle 45 zugeführten Brennstoffs zeigt. Die Regelklappe 41 regelt die Mantelluft und die Stufenluft stromauf der Regelklappen 39 und 40 gleichzeitig. Die Regelklappe 42 regelt die über ein Druckerhöhungsgebläse 42a herangeführte Primärluft und die Regelklappe 43 die Kernluft, soweit das Kernluftrohr beaufschlagt werden muß.It goes without saying that the amount of primary air, core air and jacket air can also be regulated. In Fig. 13, control valves 41, 42 and 43 are shown which shows a schematic of the burner by a blower 44 and supplied air flows supplied from a coal mill 45 fuel. The control flap 41 regulates the jacket air and the step air upstream of the control flaps 39 and 40 simultaneously. The control flap 42 controls the primary air supplied via a pressure-increasing blower 42 a and the control flap 43 controls the core air insofar as the core air pipe has to be acted on.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist die Muffel 27 in einen in den Wasserdampfkreislauf eines Dampferzeugers eingebundenen Rohrleitungskorb 46 ausgebildet, der mit der Wandberohrung 47 des Feuerraums in Verbindung steht, in den Brenner hineinbrennt. Im Bereich der Muffel ist weiterhin eine Isolierung 48 vorgesehen.As can be seen from FIG. 1, the muffle 27 is formed in a pipeline basket 46 which is integrated into the water vapor circuit of a steam generator and which is connected to the wall bore 47 of the combustion chamber and burns into the burner. Insulation 48 is also provided in the area of the muffle.

Claims (18)

1. Verfahren zur Verbrennung von staubförmigem Brennstoff, insbesondere Kohle, mittels eines Brenners mit einem ein Gemisch aus Luft und Brennstoff (Primärluft) führenden Primärluftrohr und einem Mantelluft führenden und das Primärluftrohr umgebenden Mantelluftrohr, bei dem die Primärluft und verdrallte Mantelluft in eine Brennermuffel unter Bildung einer Primärverbrennungszone mit internem Rezirkulationsgebiet austreten, bei dem beim Austritt der Primärluft die Kohlenstaubkonzentration im Randbereich des Primärluftrohrs unter Erzeugung von Wirbeln aufgerissen wird und bei dem verdrallte Stufenluft der Primärflamme zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufreißen der Kohlenstaubkonzentration im Randbereich die Strömungsgeschwindigkeit der Primärluft verändert wird und die Stufenluft in einem die Primärverbrennungszone umgebenden Kranz von Einzelstrahlen eingebracht wird derart, daß der Gesamtstufenluft ein Drall aufgeprägt wird.1. A method for the combustion of dusty fuel, in particular coal, by means of a burner with a primary air pipe leading a mixture of air and fuel (primary air) and a jacket air pipe leading and surrounding the primary air pipe, in which the primary air and swirled jacket air enter a burner muffle with formation emerge from a primary combustion zone with an internal recirculation area, in which, when the primary air emerges, the coal dust concentration in the edge region of the primary air pipe is torn open with the production of eddies and in which the swirled step air is fed to the primary flame, characterized in that, before the coal dust concentration in the edge region is torn open, the flow velocity of the primary air is changed and the step air is introduced into a ring of individual jets surrounding the primary combustion zone in such a way that a swirl is imparted to the total step air. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit durch Einziehen des Querschnitts erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized, that the change in flow rate through The cross section is drawn in.   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit durch Erweiterung des Strömungsquerschnitts erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized, that the change in flow rate through Expansion of the flow cross section takes place. 4. Brenner zur Verbrennung von staubförmigem Brennstoff, insbesondere Kohle mit einem ein Gemisch aus Luft und Brennstoff (Primärluft) führenden Primärluftrohr, einem Mantelluft führenden und das Primärluftrohr umgebenden Mantelluftrohr, an das sich eine Brennermuffel anschließt, und einer Einrichtung zum Zuführen von verdrallter Stufenluft, wobei dem Austrittsende des Primärluftrohres ein Flammenhalter mit einer in die Primärluft hineinragenden Versperrung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Versperrung (22; 24) des Flammenhalters (19) eine Änderung des Querschnitts für die Primärluftströmung vorgeschaltet ist und daß für die Zufuhr der Stufenluft ein die Brennermuffel umgebender Kranz von Stufenluftdüsen (28) vorgesehen ist, die zumindest bezüglich der Brennerachse tangential angestellt sind derart, daß der Stufenluft ein Drall aufgeprägt ist.4.Burner for the combustion of dusty fuel, in particular coal, with a primary air pipe carrying a mixture of air and fuel (primary air), a jacket air pipe carrying jacket air and surrounding the primary air pipe, to which a burner muffle is connected, and a device for supplying swirled step air, wherein the outlet end of the primary air pipe is assigned a flame holder with a barrier projecting into the primary air, characterized in that the barrier ( 22 ; 24 ) of the flame holder ( 19 ) is preceded by a change in the cross section for the primary air flow and that a supply of the step air is provided the ring surrounding the burner muffle is provided by stepped air nozzles ( 28 ) which are made tangential at least with respect to the burner axis in such a way that a twist is imparted to the stepped air. 5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Primärluftrohres (6) ein eine Ölzündlanze (1) aufnehmendes Kernluftrohr (2) angeordnet ist.5. Burner according to claim 4, characterized in that an oil ignition lance ( 1 ) receiving core air tube ( 2 ) is arranged within the primary air tube ( 6 ). 6. Brenner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenhalter (19) relativ zum Primärluftrohr (6) verschiebbar angeordnet ist.6. Burner according to claim 4 or 5, characterized in that the flame holder ( 19 ) is arranged displaceably relative to the primary air pipe ( 6 ). 7. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenhalter (19) mit einem axial verschiebbar angeordneten Kernluftrohr (2) verbunden ist.7. Burner according to at least one of claims 4-6, characterized in that the flame holder ( 19 ) is connected to an axially displaceable core air tube ( 2 ). 8. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsänderung eine Querschnittsverengung (Fig. 1; Fig. 5) ist und die Versperrung (22) im Bereich des engsten Querschnittes angeordnet ist.8. Burner according to at least one of claims 4-7, characterized in that the cross-sectional change is a cross-sectional constriction ( Fig. 1; Fig. 5) and the obstruction ( 22 ) is arranged in the region of the narrowest cross-section. 9. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsveränderung eine Querschnittserweiterung ist (Fig. 7).9. Burner according to at least one of claims 4-7, characterized in that the cross-sectional change is a cross-sectional expansion ( Fig. 7). 10. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffel (27) in Richtung der Brennerachse einen im wesentlichen S-förmigen Querschnitt aufweist derart, daß Luft im wesentlichen parallel zur Brennerachse in die Muffel einströmt bzw. aus der Muffel in den Feuerraum ausströmt.10. Burner according to at least one of claims 4-9, characterized in that the muffle ( 27 ) has a substantially S-shaped cross section in the direction of the burner axis such that air flows into the muffle or from the substantially parallel to the burner axis Muffle flows out into the firebox. 11. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenluftdüsen (28) zusätzlich radial nach außen angestellt sind.11. Burner according to at least one of claims 4-10, characterized in that the stepped air nozzles ( 28 ) are additionally set radially outwards. 12. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenluftdüsen (28) Düsen mit veränderlichem Abströmwinkel sind.12. Burner according to at least one of claims 4-11, characterized in that the stepped air nozzles ( 28 ) are nozzles with a variable outflow angle. 13. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenluftdüsen (28) zwei in unterschiedlicher Weise mit Stufenluft beaufschlagbare Kanäle (33, 34) aufweisen, die in einem zumindest von zwei unter unterschiedlichen Winkeln gegen die Düsenachse (A) geneigten Platten (31, 32) begrenzten Vorraum öffnen, aus denen die Luft über eine zur Achse (A) der Düse geneigte Austrittsöffnung (30) austreten kann.13. Burner according to at least one of claims 4-12, characterized in that the step air nozzles ( 28 ) have two channels ( 33 , 34 ) which can be acted upon in different ways with the step air and which are in at least two at different angles against the nozzle axis (A ) open inclined plates ( 31 , 32 ) limited vestibule, from which the air can exit via an outlet opening ( 30 ) inclined to the axis (A) of the nozzle. 14. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 4-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen um ihre Längsachse drehbar gelagert sind.14. Burner according to at least one of claims 4-13, characterized, that the nozzles are rotatably mounted about their longitudinal axis. 15. Brenner zum Verbrennen von staubförmigem Brennstoff mindestens mit einem ein Gemisch aus Luft und Brennstoff (Primärluft) führenden Primärluftrohr und mit einem dem Primärluftrohr vorgeschalteten Eintrittskrümmer, insbesondere Brenner nach einem der Ansprüche 4-14, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Umlenkkrümmer (7) vorgesehen ist und daß zwischen dem Umlenkkrümmer (7) und dem Eintrittskrümmer (12, 13, 14, 15) ein in seinem Querschnitt gegenüber dem Querschnitt des Umlenkkrümmers erweiterter Verzögerungskanal (8) angeordnet ist und am Ende des Verzögerungskanals (8) im Bereich der sich im Umlenkkrümmer bildenden und durch den Verzögerungskanal geführten Brennstoffstaubsträhne (K) ein Strähnenbrecher (9; 10) angeordnet ist und die den Verzögerungskanal durchsetzende Gasströmung (G) im Eintrittskrümmer so umgelenkt wird, daß die Gasströmung (G) unter einem vorgegebenen Winkel auf die zumindest in Teilsträhnen gebrochene Brennstoffstaubsträhne (K) auftrifft und Luft und Kohlenstaub in gleichmäßiger Verteilung in das Primärluftrohr (6) eintreten.15. Burner for burning dusty fuel at least with a mixture of air and fuel (primary air) leading primary air pipe and with an upstream of the primary air pipe inlet manifold, in particular burner according to one of claims 4-14, characterized in that in addition a deflection manifold ( 7 ) is provided and that between the deflection manifold ( 7 ) and the inlet manifold ( 12 , 13 , 14 , 15 ) is arranged in its cross-section compared to the cross section of the deflection manifold extended delay channel ( 8 ) and at the end of the delay channel ( 8 ) in the area A strand breaker ( 9 ; 10 ) is arranged in the deflecting elbow and through the delay duct, a strand breaker ( 9 ; 10 ) and the gas flow (G) passing through the delay duct is deflected in the inlet manifold in such a way that the gas flow (G) is at a predetermined angle to the at least Partial strands of broken fuel streak (K) strikes and air and coal dust enter the primary air pipe ( 6 ) in an even distribution. 16. Brenner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eintritt in das Primärluftrohr (6) eine Versperrung (11) vorgeschaltet ist. 16. Burner according to claim 15, characterized in that the entry into the primary air pipe ( 6 ) is preceded by a blockage ( 11 ). 17. Brenner nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Versperrung (11) venturiartig ausgebildet ist.17. Burner according to claim 15 or 16, characterized in that the blockage ( 11 ) is venturi-like. 18. Brenner nach mindestens einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, daß der Strähnenbrecher (9) aus einer Vielzahl von auf Abstand und vorzugsweise auf einem Kreissektor angeordneten stabförmigen Brechelementen (10) besteht.18. Burner according to at least one of claims 15-17, characterized in that the strand breaker ( 9 ) consists of a plurality of bar-shaped breaking elements ( 10 ) arranged at a distance and preferably on a circular sector.
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