[go: up one dir, main page]

WO1997012180A2 - Process and device for improving the starting characteristics of an oil diffusion burner - Google Patents

Process and device for improving the starting characteristics of an oil diffusion burner Download PDF

Info

Publication number
WO1997012180A2
WO1997012180A2 PCT/DE1996/001780 DE9601780W WO9712180A2 WO 1997012180 A2 WO1997012180 A2 WO 1997012180A2 DE 9601780 W DE9601780 W DE 9601780W WO 9712180 A2 WO9712180 A2 WO 9712180A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel gas
oil
burner
nozzle
supplied
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.)
Ceased
Application number
PCT/DE1996/001780
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO1997012180A3 (en
Inventor
Bernd Prade
Stefan Brejora
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO1997012180A2 publication Critical patent/WO1997012180A2/en
Publication of WO1997012180A3 publication Critical patent/WO1997012180A3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • F23D11/26—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space with provision for varying the rate at which the fuel is sprayed
    • F23D11/28—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space with provision for varying the rate at which the fuel is sprayed with flow-back of fuel at the burner, e.g. using by-pass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details
    • F23D11/42—Starting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/002—Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water

Definitions

  • the present invention relates to a method for improving the starting behavior of an oldiffusion burner with at least one atomizing nozzle for fine atomization of oil in a combustion chamber.
  • the central part namely the lance-like atomizer nozzle with its supply systems is also described in WO 90/12987. From this document it is also known that such diffusion burner nozzles can be equipped with an additional supply system for an inert substance, in particular for the supply of water. This water serves to lower the flame temperature and thus the nitrogen oxide production during load operation. However, this system is irrelevant when starting the oil burner and is therefore not required.
  • US Pat. No. 5,408,830 describes a fuel nozzle for reducing combustion instabilities in gas turbine systems with low nitrogen oxide emissions.
  • a fuel nozzle for reducing combustion instabilities in gas turbine systems with low nitrogen oxide emissions.
  • a plurality of such fuel nozzles are used in the combustion chamber to supply
  • Each fuel nozzle consists of a plurality of concentrically enclosing tubes, so that annular gaps are formed between adjacent tubes.
  • the tubes open into a nozzle head which has bores to the annular gaps or the innermost tube, which run at an angle of 45 ° with respect to the tube axis of the innermost tube.
  • the fluid fuel feasible. Air for atomizing the fluid fuel is guided in the annular gap that follows next to the outside. During the start phase of the combustion, gaseous fuel for diffusion combustion is carried in an annular gap located further out.
  • gaseous fuel is supplied for a premix combustion operation and upstream of the nozzle head is fed to the combustion air by a swirl generator downstream of a swirl generator mixes. Any fuel is ignited by a single spark plug located downstream of all fuel nozzles.
  • the object of the present invention is to improve the starting behavior of an oldiffusion burner in order to achieve properties which are similar to those of gas burners.
  • the improvement should be able to be retrofitted with the smallest possible design changes to existing systems.
  • the method according to the invention for improving the starting behavior of an oldiffusion burner with at least one atomizing nozzle for the fine atomization of oil in a combustion chamber consists in that shortly before and during the start of the
  • Oil supply a fuel gas through at least one opening near the atomizer nozzle and ignited there, whereby a support flame is generated during the start phase of the diffusion burner.
  • a support flame is particularly well suited to uniformly igniting the oil droplets, which are atomized finely enough, when the oil supply is started, and directly a stable one Generate flame on the diffusion burner.
  • the support flame is located close to the atomizer nozzle and can ignite the escaping oil mist directly.
  • the invention is particularly suitable for swirl pressure oil atomizers, ie. H. for burners to which the combustion air is supplied by an air supply system that generates a swirl.
  • air supply systems which are usually formed by a swirl blading located near the burner nozzle, are described in the cited prior art.
  • the invention is preferably suitable for known return-controlled oil diffusion burners.
  • the fuel gas supplied can be, for example, a high-calorific gas, in particular propane, butane or natural gas, depending on the availability on site.
  • the fuel gas is supplied through a plurality of openings, preferably nozzle-shaped, surrounding the atomizing nozzle, in particular if these concentrically surround the atomizing nozzle. Then there is a particularly favorably shaped support flame which can ignite the completely injected oil immediately.
  • a preferred procedure for igniting the oldiffusion burner is that an ignition flame is ignited first, which then ignites the support flame fed by the fuel gas. As soon as the support flame burns, the pilot flame can be switched off. After a short start-up phase, the support flame can also be switched off as soon as the oil diffusion burner burns stably.
  • the drawing shows a partially schematic illustration of a longitudinal section through the central parts of a return-controlled pressure oil atomizer.
  • the oil diffusion burner 1 which is shown in the drawing without the surrounding air supply system and the combustion chamber, contains as its core a lance-shaped supply system made up of several concentrically nested channels.
  • a lance-shaped supply system made up of several concentrically nested channels.
  • pressure oil reaches an annular channel 6 and from there to the atomizing nozzle 2.
  • Excess oil flows through the central oil return channel 7 to the oil return 5, in which control elements known per se are arranged.
  • an inert substance in particular water
  • the nozzle-shaped openings 3 preferably surround the atomizing nozzle 2 concentrically.
  • the openings 3 and the inert material feed 8 can be dimensioned in such a way that with conventional ones available pressures, both suitable amounts of water during normal operation and suitable amounts of fuel gas during the start-up phase.
  • the supply line 8 can optionally be connected via valves 12, 13 to a source 11 for inert substance, in particular water, and to a fuel gas source 10.
  • propane gas can be considered as the fuel gas, but natural gas or other, in particular high-calorie, fuel gases can also be used.
  • Suitable fuel gas sources are usually available anyway for the pilot burner 14 shown schematically in the vicinity of the openings 3, so that the overall effort for implementing the present invention is very low. A considerable improvement in the starting behavior and a reduction in pollutants at the start are achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)

Abstract

A process and device are disclosed to improve the starting characteristics of an oil diffusion burner (1) with at least one spraying nozzle (2) that finely sprays the oil in a combustion chamber. Shortly before and during the beginning of oil supply, a combustion gas is supplied and ignited through at least one hole (3) close to the spraying nozzle (2), creating an auxiliary flame during the starting phase of the diffusion burner (1). The invention is particularly suitable for swirling spraying nozzles under pressure, in particular return-regulated ones. A water supply system that supplies water to reduce nitrogen emissions in the starting phase may in particular be used for feeding combustion gas. The starting characteristics of the oil diffusion burner may thus become almost comparable to those of a gas burner.

Description

Beschreibungdescription

Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Startverhal¬ tens eines OldiffusionsbrennersMethod and device for improving the starting behavior of an oldiffusion burner

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbes¬ serung des Startverhaltens eines Oldiffusionsbrenners mit mindestens einer Zerstäuberdüse zur feinen Zerstäubung von Öl in einer Brennkammer.The present invention relates to a method for improving the starting behavior of an oldiffusion burner with at least one atomizing nozzle for fine atomization of oil in a combustion chamber.

Anders als bei Gasbrennern ist das Zünden von Öldiffusionε- brennern in einer Brennkammer mit Schwierigkeiten verbunden und führt zu unerwünschten Nebeneffekten. Häufig brennt vor dem Beginn der Olzufuhr eine Zündflamme in dem Bereich, in den das Öl eingedüst werden soll. Werden nun Verbrennungsluft und Olzufuhr angeschaltet, so kann trotz einer feinen Zer¬ stäubung des Öls nicht sofort eine gleichmäßige, brennernahe und stabile Verbrennung im gesamten Eindüsungsbereich erfol- gen. So kann es zu einem deflagrativen Zünden des Öles kom¬ men, was dann mit einer unvollständen Verbrennung und starken Rußemission verbunden ist, und es gelangt teilweise unver¬ branntes Öl, insbesondere Heizöl, an die Wände der Brennkam¬ mer und brennt dort. Es kann sich ein von den Brennern losge- löstes Flammenmeer in der Brennkammer bilden, so daß erst nach längerer Zeit stabile, an den Flammenhaltern der Brenner brennende Flammen erreicht werden.In contrast to gas burners, igniting oil diffusion burners in a combustion chamber is difficult and leads to undesirable side effects. Often, before the oil supply begins, a pilot flame burns in the area into which the oil is to be injected. If combustion air and oil supply are now switched on, even though the oil is finely atomized, uniform, near-burner and stable combustion cannot take place in the entire injection area. This can result in deflagrative ignition of the oil, which then results in a incomplete combustion and strong soot emission is connected, and partially unburned oil, in particular heating oil, reaches the walls of the combustion chamber and burns there. A sea of flames detached from the burners can form in the combustion chamber, so that stable flames burning on the flame holders of the burners can only be reached after a long time.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Öldiffusionsbren- ner bekannt, bei denen dieses Problem auftreten kann. Bekannt sind insbesondere auch aus der EP 0 193 838 Bl sogenannte Hy¬ bridbrenner, welche wahlweise als Vormischbrenner für Erdgas oder Öl eingesetzt werden können. Für solche Brenner ist es auch bekannt, diese nicht nur mit einem zentralen Diffusi- onsbrenner zur Erzeugung einer Pilotflamme, sondern mit einem großen, beispielsweise rücklaufgeregelten Dralldruckölzer- stäuber zur Erzeugung einer ölbetriebenen Hauptflamme einzu- setzen, z. B. aus der Broschüre "Schadstoffarme Verbrennung in Gasturbinen" der Siemens AG, 11/1988, 132041 WS 011883. Auch in der DE 36 06 625 AI sind verschiedene Brenneranord¬ nungen, darunter auch Dralldruckölzerstäuber beschrieben.Various oil diffusion burners in which this problem can occur are known from the prior art. So-called hybrid burners are also known in particular from EP 0 193 838 B1, which can optionally be used as premix burners for natural gas or oil. For such burners, it is also known to use them not only with a central diffusion burner to produce a pilot flame, but also with a large, for example, return-controlled swirl pressure oil atomizer to produce an oil-operated main flame. put, e.g. B. from the brochure "Low-Emission Combustion in Gas Turbines" from Siemens AG, 11/1988, 132041 WS 011883. Also in DE 36 06 625 AI various burner arrangements, including swirl pressure oil atomizers, are described.

Der zentrale Teil, nämlich die lanzenartige Zerstäuberdüse mit ihren ZuführSystemen ist auch in der WO 90/12987 be¬ schrieben. Aus dieser Schrift ist auch bekannt, daß solche Diffusionsbrennerdüsen mit einem zusätzlichen Zuführsystem für einen Inertstoff ausgestattet sein können, insbesondere für die Zuführung von Wasser. Dieses Wasser dient dazu, beim Lastbetrieb die Flammentemperatur und damit die Stickoxidpro¬ duktion zu senken. Beim Starten des Ölbrenners spielt dieses System jedoch keine Rolle und wird daher nicht benötigt.The central part, namely the lance-like atomizer nozzle with its supply systems is also described in WO 90/12987. From this document it is also known that such diffusion burner nozzles can be equipped with an additional supply system for an inert substance, in particular for the supply of water. This water serves to lower the flame temperature and thus the nitrogen oxide production during load operation. However, this system is irrelevant when starting the oil burner and is therefore not required.

In dieser Schrift ist auch die Rücklaufregelung eines Oldif¬ fusionsbrenners beschrieben, die im wesentlichen darin be¬ steht, daß der Zerstäuberdüse wesentlich mehr Öl zugeführt wird als tatsächlich in die Brennkammer eingespritzt werden soll. Das überschüssige Öl wird zurückgeführt, wobei auf diese Weise der Druck an der Zerstäuberdüse mit einfachen re¬ gelungstechnischen Mitteln durch geeignete Drosselung der Strömung im Rücklauf geregelt bzw. konstant gehalten werden kann.In this document the return flow control of an old fusion burner is also described, which essentially consists in that considerably more oil is supplied to the atomizing nozzle than is actually to be injected into the combustion chamber. The excess oil is returned, and in this way the pressure at the atomizer nozzle can be regulated or kept constant by simple control means by suitable throttling of the flow in the return.

In der US-PS 5,408,830 ist eine Brennnstoffdüse zur Reduzie¬ rung von Verbrennungsinstabilitäten bei Gasturbinenanlagen mit geringem Stickoxid-Ausstoß beschrieben. In einer Gastur¬ binenanlage mit einer Brennkammer werden eine Mehrzahl sol- eher Brennstoffdüsen in der Brennkammer zur Zuführung vonUS Pat. No. 5,408,830 describes a fuel nozzle for reducing combustion instabilities in gas turbine systems with low nitrogen oxide emissions. In a gas turbine system with a combustion chamber, a plurality of such fuel nozzles are used in the combustion chamber to supply

Brennstoff verwendet. Jede Brennstoffdüse besteht aus einer Mehrzahl konzentrisch einander umschließender Rohre, so daß zwischen benachbarten Rohren jeweils Ringspalte gebildet wer¬ den. Die Rohre münden in einen Düsenkopf, welcher Bohrungen zu den Ringspalten bzw. dem innersten Rohr aufweist, die un¬ ter einem Winkel von 45° gegenüber der Rohrachse des inner¬ sten Rohres verlaufen. In dem innersten Rohr ist bei einem Betrieb der Gasturbinenanlage mit einem Fluidbrennstoff der Fluidbrennstoff führbar. In dem nach außen hin nächstfolgen¬ den Ringspalt wird Luft zur Zerstäubung des Fluidbrennstoffes geführt . Während der Startphase der Verbrennung wird in einem weiter außenliegenden Ringspalt gasförmiger Brennstoff für eine Diffusionsverbrennung geführt. In dem am weitesten außen liegenden Ringspalt, welcher durch keine Bohrung mit dem Dü¬ senkopf verbunden ist, wird gasförmigr Brennstoff für einen Vormisch-Verbrennungsbetrieb zugeführt und stromauf des Dύ- senkopfes durch radial nach außen weisende Brennstoffinjekto- ren stromab eines Drallerzeugers der Verbrennungsluft beige¬ mischt. Jedweder Brennstoff wird durch eine einzige stromab sämtlicher Brennstoffdüsen angeordneten Zündkerze gezündet.Fuel used. Each fuel nozzle consists of a plurality of concentrically enclosing tubes, so that annular gaps are formed between adjacent tubes. The tubes open into a nozzle head which has bores to the annular gaps or the innermost tube, which run at an angle of 45 ° with respect to the tube axis of the innermost tube. In the innermost tube is one Operation of the gas turbine system with a fluid fuel, the fluid fuel feasible. Air for atomizing the fluid fuel is guided in the annular gap that follows next to the outside. During the start phase of the combustion, gaseous fuel for diffusion combustion is carried in an annular gap located further out. In the outermost annular gap, which is not connected to the nozzle head by a bore, gaseous fuel is supplied for a premix combustion operation and upstream of the nozzle head is fed to the combustion air by a swirl generator downstream of a swirl generator mixes. Any fuel is ignited by a single spark plug located downstream of all fuel nozzles.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, daß Startverhalten eines Oldiffusionsbrenners zu verbessern, um ähnlich gute Ei¬ genschaften wie bei Gasbrennern zu erreichen. Insbesondere soll die Verbesserung mit möglichst geringen konstruktiven Änderungen an vorhandenen Systemen nachgerüstet werden kön- nen.The object of the present invention is to improve the starting behavior of an oldiffusion burner in order to achieve properties which are similar to those of gas burners. In particular, the improvement should be able to be retrofitted with the smallest possible design changes to existing systems.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a method according to claim 1 or by a device according to claim 11 or 12. Advantageous embodiments are described in the respective dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbesserung des Startver¬ haltens eines Oldiffusionsbrenners mit mindestens einer Zer¬ stäuberdüse zur feinen Zerstäubung von Öl in einer Brennkam- mer besteht darin, daß kurz vor und während des Beginns derThe method according to the invention for improving the starting behavior of an oldiffusion burner with at least one atomizing nozzle for the fine atomization of oil in a combustion chamber consists in that shortly before and during the start of the

Olzufuhr ein Brenngas durch mindestens eine Öffnung nahe der Zerstäuberdüse zugeführt und dort entzündet wird, wodurch eine Stützflamme während der Startphase des Diffusionsbren¬ ners erzeugt wird. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, daß eine solche Stützflamme besonders gut geeignet ist, die an sich fein genug zerstäubten Öltröpfchen beim Starten der Ol¬ zufuhr gleichmäßig zu entzünden und direkt eine stabile Flamme am Diffusionsbrenner zu erzeugen. Anders als bei den üblicherweise zum Zünden verwendeten Zündbrennern befindet sich die Stützflamme nahe an der Zerstäuberdüse und kann den austretenden Ölnebel direkt entzünden.Oil supply a fuel gas through at least one opening near the atomizer nozzle and ignited there, whereby a support flame is generated during the start phase of the diffusion burner. Experiments have shown that such a support flame is particularly well suited to uniformly igniting the oil droplets, which are atomized finely enough, when the oil supply is started, and directly a stable one Generate flame on the diffusion burner. Unlike the pilot burners commonly used for ignition, the support flame is located close to the atomizer nozzle and can ignite the escaping oil mist directly.

Besonders geeignet ist die Erfindung für Dralldruckölzerstäu- ber, d. h. für Brenner, denen die Verbrennungsluft von einem Luftzufuhrsystem zugeführt wird, welches einen Drall erzeugt. Solche Luftzufuhrsysteme, die üblicherweise durch eine nahe der Brennerdüse liegende Drallbeschaufelung gebildet werden, sind im zitierten Stand der Technik beschrieben. Die Erfin¬ dung ist bevorzugt geeignet für an sich bekannte rücklaufge¬ regelte Öldiffusionsbrenner.The invention is particularly suitable for swirl pressure oil atomizers, ie. H. for burners to which the combustion air is supplied by an air supply system that generates a swirl. Such air supply systems, which are usually formed by a swirl blading located near the burner nozzle, are described in the cited prior art. The invention is preferably suitable for known return-controlled oil diffusion burners.

Das zugeführte Brenngas kann beispielsweise ein hochkaloriges Brengas, insbesondere Propan, Butan oder Erdgas sein, je nach der Verfügbarkeit vor Ort.The fuel gas supplied can be, for example, a high-calorific gas, in particular propane, butane or natural gas, depending on the availability on site.

Besonders günstig ist es, wenn das Brenngas durch mehrere die Zerstäuberdüse umgebende, vorzugsweise düsenförmige, Öffnun¬ gen zugeführt wird, insbesondere wenn diese die Zerstäuberdü¬ se konzentrisch umgeben. Dann besteht eine besonders günstig geformte Stützflamme, die das eingedüste Öl sofort vollstän¬ dig entzünden kann.It is particularly favorable if the fuel gas is supplied through a plurality of openings, preferably nozzle-shaped, surrounding the atomizing nozzle, in particular if these concentrically surround the atomizing nozzle. Then there is a particularly favorably shaped support flame which can ignite the completely injected oil immediately.

Es hat sich als realisierbar und besonders vorteilhaft erwie¬ sen, ein einziges Zuführsystem für Brenngas zur Erzeugung ei¬ ner Stützflamme und für Wasser zur Reduzierung der Stickoxid¬ emission vorzusehen. Die für die Stützflamme benötigte ge- ringe Menge an Brenngas von z. B. 1 bis 10 g/s, vorzugsweise 3 bis 5 g/s läßt sich gerade durch Düsen zuführen, die sich auch für die Eindüsung von ausreichenden Mengen Wasser wäh¬ rend des Betriebes eignen. Es muß daher lediglich eine Um¬ schaltung von Wasserzufuhr auf Brenngaszufuhr am Einlaß die- ses Zuführsystems vorgesehen werden, um beide Funktionen mit geringem Aufwand zu erreichen. Bei vorhandenen Brennern mit Zuführsystem für Wasser bedeutet dies, daß nur eine Zu- satzausrüεtung am Einlaß für Wasser erforderlich ist. Diese kann aus einem Drei-Wege-Ventil oder getrennten Ventilen be¬ stehen, die mit einer Wasser- bzw. Brenngasquelle verbunden sind.It has proven to be feasible and particularly advantageous to provide a single supply system for fuel gas for generating a supporting flame and for water for reducing the nitrogen oxide emission. The small amount of fuel gas required for the support flame of e.g. B. 1 to 10 g / s, preferably 3 to 5 g / s can be fed straight through nozzles which are also suitable for injecting sufficient amounts of water during operation. It is therefore only necessary to switch over from water supply to fuel gas supply at the inlet of this supply system in order to achieve both functions with little effort. In existing burners with a water supply system, this means that only one supply kit equipment at the inlet for water is required. This can consist of a three-way valve or separate valves which are connected to a water or fuel gas source.

Ein bevorzugtes Vorgehen zum Zünden des Oldiffusionsbrenners besteht darin, daß zunächst eine Zündflamme gezündet wird, die dann die von dem Brenngas gespeiste Stützflamme zündet. Sobald die Stützflamme brennt, kann die Zündflamme abgeschal- tet werden. Nach einer kurzen Startphase kann dann auch die Stützflamme abgeschaltet werden, sobald der Öldiffusionsbren- ner stabil brennt.A preferred procedure for igniting the oldiffusion burner is that an ignition flame is ignited first, which then ignites the support flame fed by the fuel gas. As soon as the support flame burns, the pilot flame can be switched off. After a short start-up phase, the support flame can also be switched off as soon as the oil diffusion burner burns stably.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiels näher beschrieben.Further details and advantages of the invention are described in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt in teilweise schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch die zentralen Teile eines rücklauf- geregelten Druckδlzerstäubers.The drawing shows a partially schematic illustration of a longitudinal section through the central parts of a return-controlled pressure oil atomizer.

Der Öldiffusionsbrenner 1, der in der Zeichnung ohne das ihn umgebende Luftzuführungssystem und die Brennkammer darge¬ stellt ist, enthält als Kernstück ein lanzenförmiges Zuführ- System aus mehreren konzentrisch ineinanderliegenden Kanälen. Durch eine ÖlZuführung 4 gelangt Drucköl in einen Ringkanal 6 und von dort zu der Zerstäuberdüse 2. Überschüssiges Öl fließt durch den zentralen Ölrücklaufkanal 7 zur Ölrückfüh- rung 5, in der an sich bekannte Regelorgane angeordnet sind. Bei dieser Brenneranordnung kann ein Inertεtoff, insbesondere Wasser, durch eine InertstoffZuführung 8 über einen äußeren Ringkanal oder eine getrennte Leitung dem Brenner 1 zugeführt werden, so daß der Inertstoff durch düsenförmige Öffnungen 3 in den Bereich der Diffusionsflamme austreten kann. Die dü- senförmigen Öffnungen 3 umgeben die Zerstäuberdüse 2 vorzugs¬ weise konzentrisch. Die Öffnungen 3 und die InertstoffZufüh¬ rung 8 lassen sich so dimensionieren, daß sich mit üblichen zur Verfügung stehenden Drücken, sowohl geeignete Mengen an Wasser während des Normalbetriebes, als auch geeignete Mengen an Brenngas während der Startphase zuführen lassen. Die Zu¬ führung 8 ist über Ventile 12, 13 mit einer Quelle 11 für Inertstoff, insbesondere Wasser, und mit einer Brenngasquelle 10 wahlweise verbindbar. Als Brenngas kommt beispielsweise Propangas in Betracht, jedoch können insbesondere auch Erdgas oder andere, insbesondere hochkalorige Brenngase eingesetzt werden. Geeignete Brenngasquellen stehen üblicherweise ohne- hin für den schematisch in der Umgebung der Öffnungen 3 dar¬ gestellten Zündbrenner 14 zur Verfügung, so daß insgesamt der Aufwand für die Ausführung der vorliegenden Erfindung sehr gering ist. Es wird eine erhebliche Verbesserung des Start¬ verhaltens und eine Verringerung von Schadstoffen beim Start erreicht.The oil diffusion burner 1, which is shown in the drawing without the surrounding air supply system and the combustion chamber, contains as its core a lance-shaped supply system made up of several concentrically nested channels. Through an oil supply 4, pressure oil reaches an annular channel 6 and from there to the atomizing nozzle 2. Excess oil flows through the central oil return channel 7 to the oil return 5, in which control elements known per se are arranged. In this burner arrangement, an inert substance, in particular water, can be fed to the burner 1 through an inert substance feed 8 via an outer ring channel or a separate line, so that the inert substance can escape through nozzle-shaped openings 3 into the area of the diffusion flame. The nozzle-shaped openings 3 preferably surround the atomizing nozzle 2 concentrically. The openings 3 and the inert material feed 8 can be dimensioned in such a way that with conventional ones available pressures, both suitable amounts of water during normal operation and suitable amounts of fuel gas during the start-up phase. The supply line 8 can optionally be connected via valves 12, 13 to a source 11 for inert substance, in particular water, and to a fuel gas source 10. For example, propane gas can be considered as the fuel gas, but natural gas or other, in particular high-calorie, fuel gases can also be used. Suitable fuel gas sources are usually available anyway for the pilot burner 14 shown schematically in the vicinity of the openings 3, so that the overall effort for implementing the present invention is very low. A considerable improvement in the starting behavior and a reduction in pollutants at the start are achieved.

Die vorliegende Erfindung wurde zwar anhand eines rücklaufge¬ regelten Dralldruckölzerstäubers beschrieben, ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Die Anwendung ist für jede Art von Diffusionsbrennern möglich. Although the present invention has been described with reference to a return-regulated swirl pressure atomizer, it is not restricted to this application. It can be used for any type of diffusion burner.

Claims

O 97/12180 PC17DE96/01780Patentansprüche O 97/12180 PC17DE96 / 01780 patent claims 1. Verfahren zur Verbesserung des Startverhaltens eines Ol¬ diffusionsbrenners (1) mit mindestens einer Zerstäuberdüse (2) zur feinen Zerstäubung von Öl in einer Brennkammer, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß kurz vor und während des Beginns der Olzufuhr ein Brenngas durch min¬ destens eine Öffnung (3) nahe der Zerstäuberdüse (2) zuge¬ führt und dort entzündet wird, wodurch eine Stützflamme wäh- rend der Startphase des Oldiffusionsbrenners (1) erzeugt wird.1. A method for improving the starting behavior of an oil diffusion burner (1) with at least one atomizing nozzle (2) for the fine atomization of oil in a combustion chamber, characterized in that shortly before and during the start of the oil supply, a fuel gas through at least one opening ( 3) is supplied near the atomizing nozzle (2) and ignited there, as a result of which a support flame is generated during the starting phase of the oldiffusion burner (1). 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Öl- diffusionsbrenner (1) von einem Luftzufuhrsystem mit Verbren¬ nungsluft versorgt wird, welches Luft mit einem Drall zur Brennkammer zuführt.2. The method according to claim 1, so that the oil diffusion burner (1) is supplied with combustion air by an air supply system which supplies air to the combustion chamber with a swirl. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Öl¬ diffusionsbrenner (1) rücklaufgeregelt wird.3. The method of claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the oil diffusion burner (1) is controlled backflow. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zu- geführte Brenngas ein hochkalorisches Brenngas, vorzugsweise Propan, Buton oder Erdgas ist.4. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fuel gas supplied is a high-calorific fuel gas, preferably propane, butone or natural gas. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Brenngas durch mehrere die Zerstäuberdüse (2) umgebende, vor¬ zugsweise düsenförmige, Öffnungen (3) zugeführt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fuel gas through a plurality of the atomizer nozzle (2) surrounding, preferably nozzle-shaped, openings (3) is supplied. 6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Öff- nungen (3) für das Brenngas die Zerstäuberdüse (2) konzen¬ trisch umgeben. 6. The method according to claim 5, characterized in that the openings (3) for the fuel gas surround the atomizing nozzle (2) concentrically. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Brenngas durch ein für die Zufuhr von Inertstoff, insbeson¬ dere Wasser, vorhandenes System (8, 9, 3) zugeführt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, that the fuel gas is supplied by a system (8, 9, 3) available for the supply of inert material, in particular water. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Brenngas mittels einer Zündflamme gezündet und diese dann vorzugsweise abgeschaltet wird.8. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fuel gas is ignited by means of an ignition flame and this is then preferably switched off. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Brenngas mit einer geringen Menge von z. B. 1 bis 10 g/s, vorzugsweise 3 bis 5 g/s zugeführt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fuel gas with a small amount of z. B. 1 to 10 g / s, preferably 3 to 5 g / s is supplied. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stützflamme nach der Startphase abgeschaltet wird.10. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the support flame is switched off after the start phase. 11. Vorrichtung zur Verbesserung des Startverhaltens eines11. Device for improving the starting behavior of a Oldiffusionsbrenners (1) mit mindestens einer ZerstäuberdüseOldiffusion burner (1) with at least one atomizing nozzle (2) zur feinen Zerstäubung von Öl in einer Brennkammer, wobei in der Nähe der Zerstäuberdüse (2) mindestens eine Öffnung(2) for fine atomization of oil in a combustion chamber, with at least one opening in the vicinity of the atomizing nozzle (2) (3) zur Zuführung von Brenngas für eine Stützflamme vorhanden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Sy¬ stem (8, 9, 3) zur Zuführung von Inertstoff, vorzugsweise Wasser, zum Öldiffusionsbrenner (1) vorhanden ist, welches umschaltbar (12, 13) auf die Zuführung von Brenngas ist.(3) for supplying fuel gas for a supporting flame, characterized in that a system (8, 9, 3) for supplying inert material, preferably water, is provided to the oil diffusion burner (1), which can be switched (12, 13) on the supply of fuel gas. 12. Vorrichtung zur Verbesserung des Startverhaltenε eines Oldiffusionsbrenners (1) mit mindestens einer Zerstäuberdüse (2) zur feinen Zerstäubung von Öl in einer Brennkammer, wobei in der Nähe der Zerstäuberdüse (2) mindestens eine Öffnung (3) zur Zuführung von Brenngas für eine Stützflamme vorhanden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Zünd¬ brenner (14) zum Entzünden der vom Brenngas erzeugten Stütz¬ flamme vorhanden ist, wobei Zündbrenner (14) und Stützflamme einzeln abschaltbar sind.12. Device for improving the starting behavior of an oldiffusion burner (1) with at least one atomizer nozzle (2) for the fine atomization of oil in a combustion chamber, with at least one opening (3) in the vicinity of the atomizer nozzle (2) for supplying fuel gas for a support flame is available, characterized in that there is a pilot burner (14) for igniting the support flame generated by the fuel gas, pilot burner (14) and support flame being able to be switched off individually. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Öl¬ diffusionsbrenner (1) ein Dralldruckölzerstäuber ist.13. The apparatus of claim 11 or 12 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the oil diffusion burner (1) is a swirl pressure oil atomizer. 14. Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Öl¬ diffusionsbrenner (1) ein rücklaufgeregelter Brenner ist.14. The apparatus according to claim 11, 12 or 13, so that the oil diffusion burner (1) is a reflux-controlled burner. 15. Vorrichtung nach einem der Ansürüche 11 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere, die Zerstäuberdüse (2) umgebende Öffnungen (3) zur Zuführung von Brenngas vorhanden sind.15. Device according to one of claims 11 to 14, so that several openings (3) surrounding the atomizer nozzle (2) for supplying fuel gas are present. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die vor¬ zugsweise düsenförmigen Öffnungen (3) die Zerstäuberdüse (2) konzentrisch umgeben.16. The apparatus according to claim 15, so that the nozzles (3) concentrically surround the atomizing nozzle (2). 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zu¬ führsystem für Brenngas für geringe Gasmengen von 1 bis 10 g/s, vorzugsweise 3 bis 5 g/s, ausgelegt ist. 17. Device according to one of claims 11 to 16, that the supply system for fuel gas is designed for small amounts of gas of 1 to 10 g / s, preferably 3 to 5 g / s.
PCT/DE1996/001780 1995-09-28 1996-09-19 Process and device for improving the starting characteristics of an oil diffusion burner Ceased WO1997012180A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19536210.1 1995-09-28
DE19536210 1995-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO1997012180A2 true WO1997012180A2 (en) 1997-04-03
WO1997012180A3 WO1997012180A3 (en) 1997-05-09

Family

ID=7773504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1996/001780 Ceased WO1997012180A2 (en) 1995-09-28 1996-09-19 Process and device for improving the starting characteristics of an oil diffusion burner

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO1997012180A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1031789A1 (en) * 1999-02-23 2000-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Backflow oil diffusion burner and NOx reduction process for such a burner

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1267897A (en) * 1960-06-14 1961-07-28 Fourment & Laduree Universal burner
US4098255A (en) * 1976-09-07 1978-07-04 Thermo Electron Corporation Dual fuel radiant tube burner
US4197076A (en) * 1978-02-13 1980-04-08 Pacific Turbo Flame Ltd. Forced draft burner
US4600151A (en) * 1982-11-23 1986-07-15 Ex-Cell-O Corporation Fuel injector assembly with water or auxiliary fuel capability
IT1263683B (en) * 1992-08-21 1996-08-27 Westinghouse Electric Corp NOZZLE COMPLEX FOR FUEL FOR A GAS TURBINE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1031789A1 (en) * 1999-02-23 2000-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Backflow oil diffusion burner and NOx reduction process for such a burner

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997012180A3 (en) 1997-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0902233B1 (en) Combined pressurised atomising nozzle
DE69207073T2 (en) Supply system for the fuel and water injection into the combustion part of a rotating machine and method for operating the fuel supply system
DE69222655T2 (en) LOW-EMISSION COMBUSTION SYSTEM FOR GAS TURBINE ENGINES
EP0193838B1 (en) Burner disposition for combustion installations, especially for combustion chambers of gas turbine installations, and method for its operation
DE19903770B4 (en) Gasification burner for a gas turbine engine
DE102006007087B4 (en) A gas turbine combustor
DE69819155T2 (en) PILOT BURNER WITH MEDIUM FOR STEAM INJECTION AND COMBUSTION PROCESS WITH REDUCED NOX EMISSION
EP1812756B1 (en) Burner starting method
DE2060158C3 (en) Fuel injector for a gas turbine jet engine
EP2257736B1 (en) Method for the production of hot gas
EP0849532B1 (en) Method of operating a burner
DE3029095A1 (en) DOUBLE FUEL INJECTOR FOR GAS TURBINE ENGINES
EP1855054B1 (en) Method for supplying fuel to a premix burner
EP1999410A1 (en) Burner for the operation of a heat generator
DE19712806A1 (en) Fuel injector
EP0806558A2 (en) Device to use an annular gas turbine combustor with liquid and gasseous fuels
DE19738054C2 (en) Method and device for changing the swirl number of the combustion air of a burner during operation
EP1241334B1 (en) Ignition method for a turbomachine
WO1997012180A2 (en) Process and device for improving the starting characteristics of an oil diffusion burner
DE69916274T2 (en) METHOD FOR STARTING A COMBUSTION APPLIANCE
EP1754937B1 (en) Burner head and method of combusting fuel
DE10334228A1 (en) Operating premix burner involves selecting second, third further fuel nozzle opening groups, applying fuel to them independently of each other so second, third groups form premixing, diffusion stages
DE10247955A1 (en) Burner for gas turbine has at least one resonance tube with one end open and other closed
EP0043908A1 (en) Spray nozzle for continuous fuel injection
WO2008025525A1 (en) Method of controlling the combustion in a combustion chamber and combustion chamber device

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CN CZ JP KR RU UA US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CN CZ JP KR RU UA US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase