Welche Eigenschaften haben FDI-Brenner?

Der Ausstrom aus einem gerichteten Brenner ist ein gerichteter Strahl. Dieser zeichnet sich durch einen kleinen Ausbreitungswinkel sowie eine große Reichweite aus. Was den einzelnen Strahl betrifft, so ist seine Umgebungsverwirbelung geringer als bei zirkulierenden Brennern; außerdem gibt es keinen zentralen Rückstrom. Dies erschwert die Zündung. Bei Direktfeuerungsbrennern wird jedoch eine Anordnung an vier Ecken sowie eine Kreisbrennweise verwendet. Die Strömung der Luft im Ofen entsteht durch die vier Strahlen der Brenner an den vier Ecken; insgesamt bilden sie einen rotierenden Luftstrom. Der aus dem Brenner austretende Kohlenstaubstrom verwandelt sich im mittleren Bereich der Verbrennungskammer in hochtemperierte, stark brennende Abgase. Ein Teil davon gelangt direkt zur Basis des Strahls des benachbarten Brenners, wodurch dieser erhitzt und entzündet wird. Die Eigenschaften der Einsaugung des Strahls selbst sowie das gegenseitige Entzünden benachbarter Ecken bewirken, dass die Anordnung der vier Ecken von Durchströmungsbrennern sowie die kreisförmige Verbrennungsmethode über gute Zündeigenschaften verfügen. Ein weiterer Vorteil der Gleichstrombrenner ist die Art und Weise, wie die Sekundärluft zugeführt wird. Da die Öffnungen für die Sekundärluft relativ unabhängig von den Öffnungen für die Primärluft sind, kann ihre Anordnung frei gestaltet werden. Dadurch lassen sich verschiedene Konfigurationen erzielen. Zudem kann bestimmt werden, zu welchem Zeitpunkt die Sekundärluft mit der Primärluft vermischt wird – dadurch können die unterschiedlichen Anforderungen der verschiedenen Brennstoffe an die Mischung berücksichtigt werden. Dies verbessert wiederum die Zündfähigkeit. Darüber hinaus führt die langsame Abnahme des Primärluftstroms sowie die verstärkende Wirkung des Sekundärluftstroms zu einer intensiven Vermischung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches in der späteren Phase. Zusammen mit der Rotation des Luftstroms im Ofen steigt der Kohlenstaub spiralförmig nach oben und legt dabei einen langen Weg zurück. Daher zeichnen sich Direktstrahlbrenner mit Kreisbrennverfahren durch eine gute Verbrennungsvollständigkeit aus. Der Hauptunterschied zwischen den verschiedenen direktbrennenden Brennern liegt in der Anordnung der Primär- und Sekundärluftdüsen. Eine kurze Einführung in die Anordnung der Lufteinlässe bei einigen Gleichstrom-Brennern. 1. Die Primär- und Sekundärluft sind in Abständen angeordnet; nach dem Zünden vermischt sich die Sekundärluft schnell. Dies entspricht der Anforderung an eine zeitgerechte Vermischung der Sekundärluft bei Kohle mit hohem Flüchtigstoffgehalt. Die Entfernung zwischen den primären und sekundären Lüftungsöffnungen kann je nach Eigenschaften des Kohlestoffs festgelegt werden. Bei hochwertigem Steinkohle kann diese Entfernung auf Null gesetzt werden. Dieser Brenner ist ein typischer Brenner für Steinkohle. Gleichstrombrenner mit Peripheriewind. Es zeichnet sich dadurch aus, dass die Primärluft relativ konzentriert ist, wodurch die lokale Kohlenstaubkonzentration erhöht wird. Der Abstand zwischen der Primär- und Sekundärluft ist groß, sodass die Vermischung erst später erfolgt – dies begünstigt die Zündfähigkeit. Die Primärluftdüse hat eine schmale rechteckige Form; dadurch ist die dem Feuer zugewandte Umgrenzung des Kohlenstaubstrahls lang, was ebenfalls die Zündung fördert. Um die Primärluftdüse herum befindet sich Randluft; deren Volumenstrom ist jedoch gering, während die Geschwindigkeit hoch ist. Dadurch wird die Primärluftdüse gekühlt. Es gibt 2 Öffnungen für die sekundäre Luftzufuhr, über die eine stufenweise Luftverteilung möglich ist – was die Regulierung erleichtert. Diese Brenner werden zur Verbrennung von Steinkohle verwendet und sind auf die Eigenschaften der Steinkohle abgestimmt – nämlich ihren niedrigen Gehalt an Flüchtigkeiten, die Schwierigkeit beim Entzünden sowie den hohen Grad an Kohlenstoffierung, der eine vollständige Verbrennung erschwert. Bei der Kreisbrennweise mit vier Eckbrennern ist die optimale Querschnittsform des Brennraums quadratisch. In der Praxis werden jedoch aus konstruktiven Gründen im Bereich des Kesselbaus häufig rechteckige Querschnitte verwendet; dabei liegt das Verhältnis von Breite zu Tiefe nahe bei 1, überschreitet in der Regel aber nicht 1,2. Der Durchmesser des hypothetischen Schnittkreises sollte unter Berücksichtigung der Zündeigenschaften und der Schlackenbildungseigenschaften des Brennstoffs bestimmt werden. Wenn der Durchmesser des Schnittrunds groß ist, rotiert die Flamme im Zentrum des Ofens stark. Die Flamme, die nach außen strömt, befindet sich in der Nähe der Öffnung – dadurch kann es sogar dazu kommen, dass der Luftstrom an den Wänden entlangfließt. Die Flamme trifft dann auf die wassergekühlten Wände und verursacht dort Ablagerungen. Wenn der Durchmesser des Schnittrunds zu klein ist, wird die Flamme im Zentrum der Brennkammer kleiner – was wiederum der Verbrennung nicht zugutekommt.

Der Ausstrom aus den Direktstrahlbrennern (FDI-Brennern) ist ein gerichteter Strahl. Dieser zeichnet sich durch einen kleinen Ausbreitungswinkel sowie eine große Reichweite aus. Im Vergleich zu den Strahlen von Zyklonbrennern weist dieser Strahl eine geringere Umgebungsverwirbelung auf; außerdem gibt es keinen zentralen Rückströmungsbereich. Dies erschwert die Zündung. Bei Direktfeuerungsbrennern wird jedoch eine Anordnung an vier Ecken sowie eine Kreisbrennweise verwendet. Die Strömung der Luft im Ofen entsteht durch die vier Strahlen der Brenner an den vier Ecken; insgesamt bilden sie einen rotierenden Luftstrom.