Yerfaliren zum Betrieb von Feuerungen: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Feuerungen, insbesondere für Gaserhitzer von Gasturbinenanlagen, bei denen zur Verminderung der Feuerraumtem- peratur eine Teilmenge des Rauchgaues in den Verbrennungsraum zurückgeführt wird.
Beim Betrieb von Feuerungen, insbeson dere von Feuerungen zur Beheizung von Gaserhitzern, müssen einerseits die wärme aufnehmenden Heizflächen vor zu hoher Temperatur geschützt werden, anderseits sol len sie nicht mit grossem Luftüberschuss ar beiten, wenn die Abwärmeverluste möglichst klein sein sollen. Zur Lösung der aufgezeich neten Aufgabe wurde schon ein Teil des Rauchgases wieder in den Brennraum zurück gefördert, so dass die Temperatur des die Heizflächen berührenden Verbrennungsgases vermindert wurde.
Die Erfindung besteht in einer besonde ren Bemessung einerseits des Luftüberschus ses und anderseits der Menge der umgewälz ten Rauchgase im Hinblick auf die Gesamt luftmenge. Gemäss der Erfindung soll der Luftüberschuss höchstens auf 40% der zur Verbrennung theoretisch notwendigen Luft menge und die umgewälzte Rauchgasmenge mindestens auf 50,% der gesamten Frisch luftmenge bemessen werden.
Bisher war man der Meinung, eine Ver brennung würde um so besser vor sich gehen, je grösser der Luftüberschuss ist. Ein Luft überschuss von nur 40% der theoretisch not wendigen Luftmenge oder gar noch weniger bei gleichzeitiger Rauehgasumwälzung wurzle als ungenügend für eine vollkommene Yer- brsnnung angesehen. Sollten zudem noch Rauchgase beigemischt werden, so befürch tete man erst recht einen ungünstigen Ver lauf der Verbrennung.
Man hielt eine grosse Sauerstoffkonzentration im Verbrennungs raum als unerlässliche Bedingung für eine vollständige Verbrennung. Versuche haben indessen entgegen jeder Erwartung gezeigt, dass auch bei relativ kleiner Sauerstoffkon- zentration eine einwandfreie Verbrennung noch möglich ist.
Man kann beispielsweise noch eine in jeder Bezieliun. einwandfreie Verbrennung erzielen, wenn der Luftülierschuss nur 2,0% beträgt und ausserdem noch Rauchgase der Frischluft beigemischt sind, deren Menge ebenso gross ist, wie die Frischluftmenge selbst. Die Verbrennungsraumtemperaturen können dann auf ungefähr 1400 C gehalten werden, selbst wenn die Frischluft bis auf 400 C vorgewärmt ist. Durch die Umwäl zung der Rauchgase wird gleichzeitig der AbwärmeveTlust vermindert.
Die Zeichnung stellt einen Lufterhitzer vereinfacht dar, welcher sich zur Durchfüh rung des Feuerungsverfahrens nach der Er findung eignet. Dieses wird nachfolgend bei spielsweise erläutert.
Im Brennraum 1 ist ein Rohrbündel 2 untergebracht, in welches -die zu erhitzende Luft .durch die Leitung 3, eintritt. Die er hitzte Luft strömt durch die Leitung 4 zii den nicht dargestellten Verbrauchsstellen. Die Verbrennungsgase gelangen nach Durch streichen des Rohrbündels 2' in das Rohrbün del des Vorwärmers 5 und dann in die Lei tung 6. Ein Teil der Rauchgase wird durch die Leitung 7 abgeführt, ii-ährend ein anderer Teil der Rauchgase durch das Gebläse 8 und die Leitung 9 wieder in den Verbrennungs raum 1 geführt wird.
Durch das Gebläse 11 wird aus der Leitung 10 Frischluft ange saugt, die nach Vorwärmung im Vorwärmer 5 durch die Leitungen 12 und 1.3 dem Bren ner 14 zugeführt wird. Die Frischluft und die umgewälzte Rauehgasmenge werden in der Leitung 13. vermischt.
Mit Hilfe des Drosselorganes 15 wird die zugeführte Luftmenge so eingestellt, dass der Überschuss übet die theoretisch zur Verbren nung notwendige Luftmenge höchstens 40 beträgt. Das Drosselorgan 16 dient dazu, die umzuwälzende Rauchgasmenge so einzustel len, dass sie mindestens 5,0% der durch das DroSseloTgan 1'5 eingestellten Frischluft menge beträgt. Die Drosselorgane 15 und 1'6 können zum Beispiel durch selbsttätige Vor richtungen nach Massgabe der dem Brenner zugeführten Brennstoffmenge eingestellt werden.
Die Rauchgase könnten auch ohne Mi schung mit der Frisehluft unmittelbar in den Verbrennungsraum 1 eingeführt werden, so dass dem Brenner 14 ausschliesslich Frisch luft zugeführt wird. Zur Feuerung wird zweckmässig gasförmiger, flüssiger oder staubförmiger Brennstoff verwendet. Die Er findung kann aber auch für Feuerungen, die mit fasten Stiiekbrennstoffen betrieben wer den, Anwendung finden.
Yerfaliren for the operation of furnaces: The invention relates to a method for the operation of furnaces, in particular for gas heaters of gas turbine systems, in which a subset of the smoke gauze is returned to the combustion chamber in order to reduce the furnace temperature.
When operating furnaces, especially furnaces for heating gas heaters, on the one hand the heat-absorbing heating surfaces must be protected from excessively high temperatures, on the other hand they should not work with a large excess of air if the waste heat losses should be as small as possible. In order to solve the problem mentioned, part of the flue gas was already fed back into the combustion chamber, so that the temperature of the combustion gas in contact with the heating surfaces was reduced.
The invention consists in a particular ren measurement on the one hand of the excess air and on the other hand the amount of the circulated flue gases with regard to the total amount of air. According to the invention, the excess air should be measured at a maximum of 40% of the amount of air theoretically required for combustion and the circulated amount of flue gas at least 50% of the total amount of fresh air.
Up until now, it was believed that the greater the excess air, the better the combustion. An excess of air of only 40% of the theoretically necessary amount of air, or even less, with simultaneous circulation of the raw gas, was considered to be insufficient for complete combustion. If flue gases were to be added, there was even more fear of an unfavorable combustion process.
A high concentration of oxygen in the combustion chamber was considered to be an essential condition for complete combustion. However, contrary to all expectations, tests have shown that perfect combustion is still possible even with a relatively low oxygen concentration.
For example, you can have one more in each goal. Achieve perfect combustion if the Luftülierschuss is only 2.0% and also smoke gases are added to the fresh air, the amount of which is as large as the amount of fresh air itself. The combustion chamber temperatures can then be kept at around 1400 C, even if the fresh air is up to 400 C is preheated. By circulating the flue gases, the waste heat loss is also reduced.
The drawing shows a simplified air heater which is suitable for implementing the firing process according to the invention. This is explained below for example.
A tube bundle 2 is housed in the combustion chamber 1, into which the air to be heated enters through the line 3. The heated air he flows through the line 4 to the consumption points, not shown. The combustion gases get through the tube bundle 2 'in the Rohrbün del of the preheater 5 and then into the Lei device 6. Part of the flue gases is discharged through the line 7, while another part of the flue gases through the fan 8 and the Line 9 is passed back into the combustion chamber 1.
By the fan 11 fresh air is sucked from the line 10, which is fed to the burner 14 after preheating in the preheater 5 through the lines 12 and 1.3. The fresh air and the circulated amount of raw gas are mixed in line 13.
With the help of the throttle element 15, the amount of air supplied is adjusted so that the excess amount of air theoretically required for combustion is at most 40. The throttle element 16 is used to adjust the amount of smoke gas to be circulated so that it amounts to at least 5.0% of the amount of fresh air set by the DroSseloTgan 1'5. The throttling elements 15 and 1'6 can be adjusted, for example, by automatic devices in accordance with the amount of fuel supplied to the burner.
The flue gases could also be introduced directly into the combustion chamber 1 without mixing with the hairdressing air, so that only fresh air is supplied to the burner 14. It is advisable to use gaseous, liquid or pulverulent fuel for firing. However, the invention can also be used for firings that are operated with fast fuel fuels.