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EP0625673B1 - Vormischbrenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage - Google Patents

Vormischbrenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage Download PDF

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Publication number
EP0625673B1
EP0625673B1 EP94105929A EP94105929A EP0625673B1 EP 0625673 B1 EP0625673 B1 EP 0625673B1 EP 94105929 A EP94105929 A EP 94105929A EP 94105929 A EP94105929 A EP 94105929A EP 0625673 B1 EP0625673 B1 EP 0625673B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
throat
premixing burner
operating
fuels
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94105929A
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English (en)
French (fr)
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EP0625673A3 (de
EP0625673A2 (de
Inventor
Klaus Dr. Döbbeling
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.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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.)
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Publication date
Application filed by ABB Asea Brown Boveri Ltd, Asea Brown Boveri AB filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
Publication of EP0625673A2 publication Critical patent/EP0625673A2/de
Publication of EP0625673A3 publication Critical patent/EP0625673A3/de
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Publication of EP0625673B1 publication Critical patent/EP0625673B1/de
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    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
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    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
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    • F23R3/12Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
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    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00002Gas turbine combustors adapted for fuels having low heating value [LHV]

Definitions

  • the invention relates to a premix burner for operation an internal combustion engine, a combustion chamber of a gas turbine group or furnace and an associated process, which are used to burn fuels with very different Properties are suitable.
  • Premix burners ie burners in which the premix zone is an integrated component of the burner itself and which are characterized by low NO x emissions, are known (EP-A1 0 321 809, 0 521 325 and US-A-3 982 392).
  • the invention tries to avoid all these disadvantages. It is based on the task of creating a premix burner for the operation of an internal combustion engine, a combustion chamber of a gas turbine group or a combustion system and an associated method which have low NO x emissions, in which fuels with very different properties can be burned without problems and the function the burner is also ensured outside the design point or in the event of partial failure.
  • this is the case with a premix burner from a swirl generator for the combustion air, a subsequent convergent part, one Narrowing point for the addition of liquid fuel a central lance and a downstream one Diffuser achieved in that the swirl generator is a double-cone burner with adjusted slot width and missing Fuel injection is, and that in the throat supply openings are arranged for further fuels, one Part of these feed openings are aligned radially and for the Supply of gaseous, dusty or liquid fuel is provided and at least a further part of the Feed openings aligned tangentially and for feeding provided by at least one other gaseous fuel is.
  • this is the case with the method for operating the Premix burner achieved in that when operating with gaseous Fuels that have a high flame speed have the fuel through the openings in the constriction opposite to the direction of swirl of the combustion air be injected that when operating with gaseous fuels, which has a low flame speed and a have low calorific value, the fuel through the openings in the constriction in the same direction as the swirl direction of the combustion air be injected, and that when operating with liquid or dusty fuel the fuel in the constriction perpendicular to the direction of flow or just before Constriction with a central lance in the swirled combustion air is injected.
  • the advantages of the invention include that when burning fuels with very different Properties the mixture before reaching the Flame front is complete and the flame does not reach the May interfere with the place of interference.
  • the main reaction zone becomes purely aerodynamic without touching the burner wall, stabilized. There are also no backflow zones, Steps or sudden expansion in the flame zone.
  • the burner also functions outside the design point and secured in the event of partial failure. Furthermore, the burner in an air or fuel graded combustion process applicable.
  • cross-sectional profile is like this is adapted that no flow separation on the wall is possible is.
  • the premix burner, in particular the diffuser is convectively coolable. This is even if the flame is applied to the end area of the diffuser safe burner operation guaranteed.
  • the premix burner shown in Fig. 1 which for combustion of fuels with very different properties is used, consists of a swirl generator 1 for the combustion air 10, a subsequent one convergent part 2, a constriction 3 and a diffuser 4.
  • a flow field with a possible constant total pressure generated Because of the vortex generated you can also the premix burner according to the invention as Designate vortex diffuser burner.
  • the convergent part 2, the constriction 3 and the diffuser 4 are to avoid Secondary flows are rotationally symmetrical and in adapted to their cross-sectional course so that the extension is just so strong that there is no flow separation from the Wall.
  • To the friction losses and, if necessary Keeping the surface to be cooled small is the length of the rotationally symmetrical parts as short as possible. With it result small mixed lengths.
  • the size of the burner can be sufficient under the condition of one high Reynolds number in the burner and under the boundary conditions the desired thermal output and the desired Total length can be chosen arbitrarily.
  • the swirl generator 1 is a double-cone burner with adjusted slot width of the air inlet slots 12 provided without the usual fuel injection.
  • mixing zone i.e. where the fuel-air mixture is present (premix section 6, main reaction zone 7) no internals, e.g. Swirl generator or flame holder, available. Changes in swirl number are dependent on Fuel 9 possible without moving parts in the burner. It are also no backflow zones, steps or sudden extensions the flame zone in place, so that good flame stability (low pulsations) is reached.
  • the main reaction zone 7 is due to the bursting swirl flow (Vortex Breakdown 5) purely aerodynamic, without the Touching the burner wall stabilized.
  • the premix burner is operated with gaseous fuels, which has a high flame speed (short ignition delay times) the fuels must be in opposite directions to the swirl direction of the combustion air 10 in the narrow point 3 be injected (Fig. 2). This will cause the vortex breakdown 5 greatly weakened.
  • gaseous fuels with low flame speed and low calorific value flame stabilization is used by the same direction Injection in relation to the swirl direction of the combustion air and thus by reinforcing the vortex breakdown 5 improved.
  • the burner is a multifunctional system, because of how Fig. 2 shows, for example, low calorie Fuels 9a, natural gas 9b and hydrogen-containing gases 9c be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Vormischbrenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage und ein dazugehörendes Verfahren, welche zur Verbrennung von Brennstoffen mit stark unterschiedlichen Eigenschaften geeignet sind.
Stand der Technik
Vormischbrenner, also Brenner, bei denen die Vormischzone ein integrierter Bestandteil des Brenners selbst ist und die sich durch geringe NOx-Emissionen auszeichnen, sind bekannt (EP-A1 0 321 809, 0 521 325 und US-A-3 982 392).
Bei diesen Brennern wird sichergestellt, dass die Zündung des Brennstoff-/Luftgemisches an einem Ort vonstatten geht, an dem keine zu grosse Strömungsgeschwindigkeit des Mediums vorherrscht. Zugleich wird dafür gesorgt, dass die Fortpflanzung der Flammenfont in Richtung des Brennerausganges, wo sich die Flammenfront einstellt, definiert erfolgt.
Bei den bekannten Vormischbrennern ergeben sich Probleme, wenn Brennstoffe mit stark unterschiedlichen Eigenschaften verbrannt werden sollen. Dann muss das Strömungsfeld so gestaltet sein, dass bei allen Brennstoffen sichergestellt ist, dass die Mischung vor dem Erreichen der Flammenzone abgeschlossen ist und die Flammen unter keinen Umständen an den Ort der Einmischung zurückschlagen. Zusätzlich dürfen in den Gebieten, die von der Flamme unter bestimmten Betriebsbedingungen erreicht werden, d.h. überall dort, wo ein Brennstoff-Luftgemisch vorhanden ist, keine ungekühlten Einbauten, wie Drallerzeuger oder Flammenhalter, vorhanden sein. Wenn z.B. im Gemischstrom Drallerzeuger angeordnet sind, ergeben sich die bekannten Nachteile, wie z.B. Belagsbildung oder Zerstörung der Drallschaufel durch Überhitzung.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vormischbrenner besteht darin, dass ihr Betrieb ausserhalb des Auslegungspunktes und bei Teilversagen, z.B. bei Leckagen im Kühlluftsystem, problematisch ist. Versucht man nämlich, bei Teillastbetrieb magerer zu fahren, verschlechtert sich bei den bekannten Brennern der Ausbrand und die CO/UHC-Emissionen steigen stark an (CO/UHC-NOx-Schere).
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung versucht, all diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vormischbrenner für den Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder einer Feuerungsanlage und ein dazugehörendes Verfahren zu schaffen, die niedrige NOx-Emissionen aufweisen, bei denen Brennstoffe mit stark unterschiedlichen Eigenschaften problemlos verbrannt werden können und die Funktion des Brenners auch ausserhalb des Auslegungspunktes bzw. bei Teilversagen sichergestellt ist.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Vormischbrenner, bestehend aus einem Drallerzeuger für die Verbrennungsluft, einem sich daran anschliessenden konvergenten Teil, einer Engstelle für die Zugabe von flüssigem Brennstoff mittels einer zentralen Lanze und einem stromabwärts angeordneten Diffusor dadurch erreicht, dass der Drallerzeuger ein Doppelkegelbrenner mit angepasster Schlitzweite und fehlender Brennstoffeindüsung ist, und dass in der Engstelle Zufuhröffnungen für weitere Brennstoffe angeordnet sind, wobei ein Teil dieser Zufuhröffnungen radial ausgerichtet und für die Zufuhr von gasförmigem, staubförmigem oder flüssigem Brennstoff vorgesehen ist und mindestens ein weiterer Teil der Zufuhröffnungen tangential ausgerichtet und für die Zufuhr von mindestens einem weiteren gasförmigen Brennstoff vorgesehen ist.
Erfindungsgemäss wird dies bei dem Verfahren zum Betrieb des Vormischbrenners dadurch erreicht, dass beim Betrieb mit gasförmigen Brennstoffen, welche eine hohe Flammengeschwindigkeit haben, die Brennstoffe über die Öffnungen in der Engstelle gegensinnig zur Drallrichtung der Verbrennungsluft eingedüst werden, dass beim Betrieb mit gasförmigen Brennstoffen, welche eine geringe Flammengeschwindigkeit und einen geringen Heizwert haben, die Brennstoffe über die Öffnungen in der Engstelle gleichsinnig zur Drallrichtung der Verbrennungsluft eingedüst werden, und dass beim Betrieb mit flüssigem oder staubförmigem Brennstoff der Brennstoff in der Engstelle senkrecht zur Strömungsrichtung oder kurz vor der Engstelle mit einer zentralen Lanze in die verdrallte Verbrennungsluft eingedüst wird.
Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass bei der Verbrennung von Brennstoffen mit stark unterschiedlichen Eigenschaften die Mischung vor dem Erreichen der Flammenfront abgeschlossen ist und die Flamme nicht an den Ort der Einmischung zurückschlagen kann. Die Hauptreaktionszone wird rein aerodynamisch, ohne die Brennerwand zu berühren, stabilisiert. Ausserdem gibt es keine Rückströmzonen, Stufen oder plötzliche Erweiterungen in der Flammenzone. Die Funktion des Brenners ist auch ausserhalb des Auslegungspunktes und bei Teilversagen gesichert. Weiterhin ist der Brenner in einem luft- oder brennstoffgestuften Verbrennungsprozess einsetzbar.
Es ist besonders zweckmässig, wenn der konvergente Teil, die Engstelle und der Diffusor rotationssymmetrisch ausgebildet sind, weil dann Sekundärströmungen vermieden werden und vor dem Vortex Breakdown nur kleine Turbulenzen vorhanden sind.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Querschnittsverlauf so angepasst ist, dass keine Strömungsablösung an der Wand möglich ist.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Vormischbrenner, insbesondere der Diffusor, konvektiv kühlbar ist. Dadurch ist selbst bei einem Anlegen der Flamme im Endbereich des Diffusors ein sicherer Brennerbetrieb gewährleistet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt des Vormischbrenners;
Fig. 2
einen Schnitt durch den engsten Querschnitt (Eindüsungsstelle) des Vormischbrenners.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung der Arbeitsmittel ist mit Pfeilen bezeichnet.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Der in Fig. 1 dargestellte Vormischbrenner, welcher zur Verbrennung von Brennnstoffen mit stark unterschiedlichen Eigenschaften eingesetzt wird, besteht aus einem Drallerzeuger 1 für die Verbrennungsluft 10, einem sich daran anschliessenden konvergenten Teil 2, einer Engstelle 3 und einem Diffusor 4. Im Drallerzeuger 1 wird ein Strömungfeld mit einem möglichst konstanten Totaldruck erzeugt. Aufgrund der erzeugten Wirbel kann man den erfindungsgemässen Vormischbrenner auch als Wirbeldiffusor-Brenner bezeichnen. Der konvergente Teil 2, die Engstelle 3 und der Diffusor 4 sind zur Vermeidung von Sekundärströmungen rotationssymmetrisch ausgebildet und in ihrem Querschnittsverlauf so angepasst, dass die Erweiterung gerade so stark ist, dass keine Strömungsablösung von der Wand erfolgt. Um die Reibungsverluste und die gegebenenfalls zu kühlende Oberfläche klein zu halten, ist die Länge der rotationssymmetrischen Teile möglichst kurz. Damit ergeben sich kleine Mischlängen.
Die Baugrösse des Brenners kann unter der Bedingung einer genügend hohen Reynoldszahl im Brenner und unter den Randbedingungen der gewünschten thermischen Leistung und der gewünschten Gesamtlänge beliebig gewählt werden.
Der Drallerzeuger 1 ist erfindunggemäss ein Doppelkegelbrenner mit angepasster Schlitzweite der Lufteintrittsschlitze 12 ohne die sonst übliche Brennstoffeindüsung vorgesehen.
Im konvergenten Teil 2 erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit, bis sie an der Engstelle 3 ihren höchsten Wert hat. Dort an der Engstelle 3, dem Ort der höchsten Strömungsgeschwindigkeit, erfolgt die Einmischung des Brennstoffes 9. Damit wird erreicht, dass sich der Brennstoff 9 schnell mit der Verbrennungsluft 10 mischt, die Mischung vor dem Erreichen der Flammenzone abgeschlossen ist und die Flamme unter keinen Umständen an den Ort der Brennstoffeinmischung zurückschlagen kann. Der zur Mischung erforderliche Brennstoffvordruck ist nur gering. Öffnungnen 13 dienen dabei der Zufuhr von gasförmigem Brennstoff 9, während eine zentral angeordnete Lanze 11 zur Zufuhr von staubförmigem oder flüssigem Brennstoff 9 vorgesehen ist. Die Zuführöffnungen 13 sind radial oder tangential ausgerichtet.
In der Mischzone, also dort, wo das Brennstoff-Luftgemisch vorhanden ist (Vormischstrecke 6, Hauptreaktionszone 7) sind keine Einbauten, wie z.B. Drallerzeuger oder Flammenhalter, vorhanden. Drallzahländerungen sind in Abhängigkeit vom Brennstoff 9 möglich ohne bewegliche Teile im Brenner. Es sind auch keine Rückströmzonen, Stufen oder plötzliche Erweiterungen der Flammenzone vorhanden, so dass eine gute Flammenstabilität (geringe Pulsationen) erreicht wird.
Wegen der axialsymmetrischen Geometrie sind vor dem Vortex Breakdown 5 nur kleine Turbulenzen vorhanden.
Die Hauptreaktionszone 7 wird durch die aufplatzende Drallströmung (Vortex Breakdown 5) rein aerodynamisch, ohne die Brennerwand zu berühren, stabilisiert.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der divergente Teil der Brenners konvektiv gekühlt. Durch die kombinierte Brenner- und Brennkammerkühlung 8 wird erreicht, dass selbst bei einem Anlegen der Flamme im Endbereich des Diffusors 4 noch ein sicherer Brennerbetrieb gewährleistet wird. Selbstverständlich kann in einem anderen Ausführungsbeispiel der gesamte Brenner durch konvektive Kühlung relativ einfach vollständig gekühlt sein, deshalb ist er auch für den Betrieb als Stufenbrenner in einem luft- oder brennstoffgestuften System, z.B. als erste, zweite oder dritte Stufe geeignet.
Wird der Vormischbrenner mit gasförmigen Brennstoffen betrieben, welche eine hohe Flammengeschwindigkeit (kurze Zündverzugszeiten) haben, so müssen die Brennstoffe gegensinnig zur Drallrichtung der Verbrennungsluft 10 in der Engstelle 3 eingedüst werden (Fig. 2). Dadurch wird der Vortex Breakdown 5 stark abgeschwächt. Werden dagegen gasförmige Brennstoffe mit geringer Flammengeschwindigkeit und geringem Heizwert verwendet, wird die Flammenstabilisierung durch gleichsinniges Eindüsen in Bezug auf die Drallrichtung der Verbrennungsluft und damit durch Verstärkung des Vortex Breakdowns 5 verbessert.
Beim Betrieb des Brenners mit flüssigem oder staubförmigen Brennstoff wird dieser im engsten Querschnitt, also an der Engstelle 3, senkrecht zur Strömungsrichtung bzw. kurz vor dem engsten Querschnitt mittels der zentralen Lanze 11 eingedüst.
Der Brenner ist ein multifuelfähiges System, denn wie aus Fig. 2 hervorgeht, können beispielsweise niederkalorige Brennstoffe 9a, Erdgas 9b und wasserstoffhaltige Gase 9c verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass er auch ausserhalb des Auslegungspunktes und bei Teilversagen, wenn beispielsweise im Kühlluftsystem Leckagen vorhanden sind, voll funktionsfähig ist. Schliesslich sind noch die geringen NOx-Emissionen hervorzuheben.
Bezugszeichenliste
1
Drallerzeuger
2
konvergenter Teil
3
Engstelle
4
Diffusor
5
Vortex Breakdown
6
Vormischstrecke
7
Hauptreaktionszone
8
kombinierte Brenner- und Brennkammerkühlung
9
Brennstoff
9a
niederkaloriger Brennstoff
9b
Erdgas
9c
wasserstoffhaltige Gase
10
Verbrennungsluft
11
zentrale Brennstofflanze
12
Lufteintrittsschlitze
13
Zufuhröffnungen für Brennstoff

Claims (6)

  1. Vormischbrenner für den Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage, bestehend aus einem Drallerzeuger (1) für Verbrennungsluft (10), einem sich daran anschliessenden konvergenten Teil (2), einer Engstelle (3) für die Zugabe von flüssigem Brennstoff (9) mittels einer zentralen Lanze (11) und einem stromabwärts angeordneten Diffusor (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Drallerzeuger (1) ein Doppelkegelbrenner mit angepasster Schlitzweite und fehlender Brennstoffeindüsung ist, und dass in der Engstelle (3) Zufuhröffnungen (13) für weitere Brennstoffe (9) angeordnet sind, wobei ein Teil dieser Zufuhröffnungen (13) radial ausgerichtet und für die Zufuhr von gasförmigem, staubförmigem oder flüssigem Brennstoff (9) vorgesehen ist und mindestens ein weiterer Teil der Zufuhröffnungen (13) tangential ausgerichtet und für die Zufuhr von mindestens einem weiteren gasförmigen Brennstoff (9) vorgesehen ist.
  2. Vormischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konvergente Teil (2), die Engstelle (3) und der Diffusor (4) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
  3. Vormischbrenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnittsverlauf so angepasst ist, dass keine Strömungsablösung an der Wand möglich ist.
  4. Vormischbrenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vormischbrenner vollständig konvektiv kühlbar ist.
  5. Vormischbrenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass vorrangig der Diffusor (4) konvektiv kühlbar ist.
  6. Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb mit gasförmigen Brennstoffen, welche eine hohe Flammengeschwindigkeit haben, die Brennstoffe über die Öffnungen (13) in der Engstelle (3) gegensinnig zur Drallrichtung der Verbrennungsluft (10) eingedüst werden, dass beim Betrieb mit gasförmigen Brennstoffen, welche eine geringe Flammengeschwindigkeit und einen geringen Heizwert haben, die Brennstoffe über die Öffnungen (13) in der Engstelle (3) gleichsinnig zur Drallrichtung der Verbrennungsluft (10) eingedüst werden, und dass beim Betrieb mit flüssigem oder staubförmigem Brennstoff der Brennstoff in der Engstelle (3) senkrecht zur Strömungsrichtung oder kurz vor der Engstelle (3) mit der zentralen Lanze (11) in die verdrallte Verbrennungsluft (10) eingedüst wird.
EP94105929A 1993-05-17 1994-04-16 Vormischbrenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage Expired - Lifetime EP0625673B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4316474A DE4316474A1 (de) 1993-05-17 1993-05-17 Vormischbrenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0625673A2 EP0625673A2 (de) 1994-11-23
EP0625673A3 EP0625673A3 (de) 1995-05-17
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US (1) US5673551A (de)
EP (1) EP0625673B1 (de)
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4435266A1 (de) * 1994-10-01 1996-04-04 Abb Management Ag Brenner
DE19527453B4 (de) * 1995-07-27 2009-05-07 Alstom Vormischbrenner
DE19545309A1 (de) * 1995-12-05 1997-06-12 Asea Brown Boveri Vormischbrenner
DE19548853A1 (de) * 1995-12-27 1997-07-03 Abb Research Ltd Kegelbrenner
DE19610930A1 (de) * 1996-03-20 1997-09-25 Abb Research Ltd Brenner für einen Wärmeerzeuger
DE19757189B4 (de) * 1997-12-22 2008-05-08 Alstom Verfahren zum Betrieb eines Brenners eines Wärmeerzeugers
US6585784B1 (en) * 1999-12-13 2003-07-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Method for utilizing gas reserves with low methane concentrations for fueling gas turbines
DE10029607A1 (de) * 2000-06-15 2001-12-20 Alstom Power Nv Brenner mit gestufter Vormischgas-Eindüsung
US6769903B2 (en) 2000-06-15 2004-08-03 Alstom Technology Ltd Method for operating a burner and burner with stepped premix gas injection
DE10056243A1 (de) 2000-11-14 2002-05-23 Alstom Switzerland Ltd Brennkammer und Verfahren zum Betrieb dieser Brennkammer
DE10340826A1 (de) 2003-09-04 2005-03-31 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Homogene Gemischbildung durch verdrallte Einspritzung des Kraftstoffs
DE10348604A1 (de) 2003-10-20 2005-07-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Kraftstoffeinspritzdüse mit filmartiger Kraftstoffplatzierung
EP1568942A1 (de) 2004-02-24 2005-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Vormischbrenner sowie Verfahren zur Verbrennung eines niederkalorischen Brenngases
EP1828684A1 (de) * 2004-12-23 2007-09-05 Alstom Technology Ltd Vormischbrenner mit mischstrecke
DE102007043626A1 (de) 2007-09-13 2009-03-19 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbinenmagerbrenner mit Kraftstoffdüse mit kontrollierter Kraftstoffinhomogenität
EP2058590B1 (de) * 2007-11-09 2016-03-23 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Betrieb eines Brenners
CN101910723B (zh) * 2007-11-27 2013-07-24 阿尔斯通技术有限公司 用于在预混燃烧器中燃烧氢气的设备
WO2009109454A1 (de) * 2008-03-07 2009-09-11 Alstom Technology Ltd Verfahren und brenneranordnung zum erzeugen von heissgas sowie anwendung des verfahrens
WO2009109448A1 (de) * 2008-03-07 2009-09-11 Alstom Technology Ltd Brenneranordnung sowie anwendung einer solchen brenner-anordnung
WO2009109452A1 (de) * 2008-03-07 2009-09-11 Alstom Technology Ltd Brenneranordnung sowie anwendung einer solchen brenner-anordnung
EP2107313A1 (de) * 2008-04-01 2009-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Gestufte Brennstoffversorgung in einem Brenner
EP2299178B1 (de) 2009-09-17 2015-11-04 Alstom Technology Ltd Verfahren und Gasturbinenverbrennungssystem zum sicheren Mischen von H2-reichen Brennstoffen mit Luft
ES2462974T3 (es) * 2010-08-16 2014-05-27 Alstom Technology Ltd Quemador de recalentamiento
EP2420730B1 (de) * 2010-08-16 2018-03-07 Ansaldo Energia IP UK Limited Nachbrenner
TWI435978B (zh) * 2011-10-31 2014-05-01 Atomic Energy Council 富氫氣體燃燒器
EP2703721B1 (de) 2012-08-31 2019-05-22 Ansaldo Energia IP UK Limited Vormischbrenner
US9194583B2 (en) * 2013-02-20 2015-11-24 Jorge DE LA SOVERA Mixed fuel vacuum burner-reactor
WO2014181951A1 (ko) * 2013-05-07 2014-11-13 한국기계연구원 배출물 저감을 위한 벤튜리관 구조의 예혼합형 연소기
CN111520764A (zh) * 2020-03-25 2020-08-11 西北工业大学 一种带有尾部冷却结构的燃烧室
US20220333783A1 (en) * 2021-03-07 2022-10-20 CPS-Holding Limited Hydrogen-Fueled Combustor for Gas Turbines

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH291617A (fr) * 1949-06-29 1953-06-30 Canadian Patents Dev Chambre de combustion pour turbine à gaz.
US2671313A (en) * 1952-03-07 1954-03-09 Emile A Laramee Jet engine vacuum expansion nozzle
DE1013467B (de) * 1955-07-30 1957-08-08 Daimler Benz Ag Brennkammer fuer Gasturbinen und Strahltriebwerke mit Zerstaeubungseinrichtung
DE2141575C3 (de) * 1970-08-18 1978-03-23 Kureha Chemical Industry Co. Ltd. Brenner, insbesondere für gasförmigen Brennstoff
US3638865A (en) * 1970-08-31 1972-02-01 Gen Electric Fuel spray nozzle
US3736746A (en) * 1971-08-13 1973-06-05 Gen Electric Recirculating annular slot fuel/air carbureting system for gas turbine combustors
US3820320A (en) * 1971-12-15 1974-06-28 Phillips Petroleum Co Combustion method with controlled fuel mixing
US3915619A (en) * 1972-03-27 1975-10-28 Phillips Petroleum Co Gas turbine combustors and method of operation
US3866413A (en) * 1973-01-22 1975-02-18 Parker Hannifin Corp Air blast fuel atomizer
GB1465785A (en) * 1973-03-12 1977-03-02 Tokyo Gas Co Ltd Burner and method of combustion-
US3872664A (en) * 1973-10-15 1975-03-25 United Aircraft Corp Swirl combustor with vortex burning and mixing
US3982392A (en) * 1974-09-03 1976-09-28 General Motors Corporation Combustion apparatus
SU571615A2 (ru) * 1975-08-13 1977-09-05 Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела Генератор инертного газа
US3984528A (en) * 1975-12-01 1976-10-05 Phillips Petroleum Company Carbon black reactor and process
US4144313A (en) * 1976-06-04 1979-03-13 Bayer Aktiengesellschaft Method of purifying gases by combustion
US4120640A (en) * 1977-02-18 1978-10-17 Infern-O-Therm Corporation Burner for liquid fuel
GB2055187B (en) * 1979-08-01 1983-12-14 Rolls Royce Gaseous fuel injector for a gas turbine engine
US4373325A (en) * 1980-03-07 1983-02-15 International Harvester Company Combustors
US4425755A (en) * 1980-09-16 1984-01-17 Rolls-Royce Limited Gas turbine dual fuel burners
GB2150277B (en) * 1983-11-26 1987-01-28 Rolls Royce Combustion apparatus for a gas turbine engine
GB2175684B (en) * 1985-04-26 1989-12-28 Nippon Kokan Kk Burner
US4845952A (en) * 1987-10-23 1989-07-11 General Electric Company Multiple venturi tube gas fuel injector for catalytic combustor
CH674561A5 (de) * 1987-12-21 1990-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie
JPH0792213B2 (ja) * 1988-03-16 1995-10-09 高茂産業株式会社 エゼクタ形バーナ装置
JPH02118890U (de) * 1989-03-10 1990-09-25
CH679692A5 (de) * 1989-04-24 1992-03-31 Asea Brown Boveri
US5156002A (en) * 1990-03-05 1992-10-20 Rolf J. Mowill Low emissions gas turbine combustor
US5228283A (en) * 1990-05-01 1993-07-20 General Electric Company Method of reducing nox emissions in a gas turbine engine
CH682952A5 (de) * 1991-03-12 1993-12-15 Asea Brown Boveri Brenner für eine Vormischverbrennung eines flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffes.
CH684962A5 (de) * 1991-07-03 1995-02-15 Asea Brown Boveri Brenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder einer Feuerungsanlage.
US5295352A (en) * 1992-08-04 1994-03-22 General Electric Company Dual fuel injector with premixing capability for low emissions combustion
US5303554A (en) * 1992-11-27 1994-04-19 Solar Turbines Incorporated Low NOx injector with central air swirling and angled fuel inlets
DE4304213A1 (de) * 1993-02-12 1994-08-18 Abb Research Ltd Brenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage
US5345768A (en) * 1993-04-07 1994-09-13 General Electric Company Dual-fuel pre-mixing burner assembly
US5477685A (en) * 1993-11-12 1995-12-26 The Regents Of The University Of California Lean burn injector for gas turbine combustor

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