Kohle ist weltweit der dominierende Primärenergieträger in der Stromerzeugung. Effizienzsteigerungsmaßnahmen in der Kraftwerkstechnik können folglich einen bedeutenden Beitrag zur Reduzierung des Brennstoffeinsatzes und damit des CO2-Ausstoßes liefern. Die Anordnung der Brenner im Kessel und die Optimierung der gegenseitigen Beeinflussung stellen dafür einen vielversprechenden Ansatzpunkt dar. Nur bis in die 1970er Jahre hinein wurde der experimentellen Untersuchung der Brennerinteraktion Bedeutung beigemessen, wobei lediglich erdgasgefeuerte Systeme in einem eingeschränkten Parameterraum untersucht wurden, so dass nur in begrenztem Umfang Daten verfügbar sind. In der vorliegenden Arbeit wird ein Überblick über den Stand der Technik bezüglich des Brennraums und der Brenner gegeben, gefolgt vom Stand des Wissens zur Flammeninteraktion und einer Zusammenfassung bisheriger Forschungsvorhaben. Anschließend werden neue experimentelle Daten zweier Versuchsanlagen zu erdgas- und kohlegefeuerten Zweibrennersystemen hinsichtlich der Wärmeübertragung, der chemischen Zusammensetzung der Produktgase und der Flammen- und Gastemperaturen vorgestellt und diskutiert. Der Fokus liegt dabei auf Oxyfuel-Prozessen. Die Ergebnisse legen nahe, dass durch die gruppierte Anordnung von Kraftwerksbrennern die Gesamtwärmestromdichten in den Brennerebenen stark erhöht werden. Vom Interaktionseinfluss besonders betroffen sind Betriebsfälle vergleichsweise hoher Massenströme, wie Luft- oder Oxyfuelfälle hoher Rezirkulationsraten. Bei Leistungserhöhung werden daher speziell die Konvektionsanteile der Wärmeübertragung erhöht. Die Anordnung der Brenner in geringerem Abstand zueinander führt zum einen zu einem tendenziell verbesserten Verbrennungsverlauf, zum anderen zu höheren Flammentemperaturen. In den vorliegenden Daten konnte kein Einfluss der Gruppierung der Brenner auf die NOx-Emissionen beobachtet werden.     «

Kohle ist weltweit der dominierende Primärenergieträger in der Stromerzeugung. Effizienzsteigerungsmaßnahmen in der Kraftwerkstechnik können folglich einen bedeutenden Beitrag zur Reduzierung des Brennstoffeinsatzes und damit des CO2-Ausstoßes liefern. Die Anordnung der Brenner im Kessel und die Optimierung der gegenseitigen Beeinflussung stellen dafür einen vielversprechenden Ansatzpunkt dar. Nur bis in die 1970er Jahre hinein wurde der experimentellen Untersuchung der Brennerinteraktion Bedeu...     »

Coal fired processes are one of the major primary energy consumers with respect to electricity production worldwide. Thus, increasing the efficiency of power plant technology can contribute significantly to reducing fuel consumption and CO2 emissions. Optimising the array of the burners and their mutual interaction is a promising approach in this respect. Burner interaction has only been investigated experimentally up until the 1970s. Thereby, process operation was restricted to natural gas firing, which accounts for the limited availability of validated data regarding burner interaction. The present study provides an overview of state-of-the-art boiler and burner designs, followed by the research status on burner interaction and a summary of past research projects. Subsequently, results from two coal and natural gas fired experimental facilities with two burners each are presented. A special focus was put on heat transfer, chemical composition of product gases, and flame temperatures in oxyfuel processes. Results show that total heat fluxes are increased significantly in burner arrays compared to the single burner due to burner interaction phenomena. Operation cases featuring high mass ow (air case and high recirculation oxy cases) are especially in uenced by interaction. Thus, if thermal power input is increased, convective heat fluxes are pronounced. Decreasing the distance between the burners tends to lead to better combustion behaviour in the individual flame and higher flame temperatures. A general increase of NOx-emissions due to burner grouping has not been observed.     «

Coal fired processes are one of the major primary energy consumers with respect to electricity production worldwide. Thus, increasing the efficiency of power plant technology can contribute significantly to reducing fuel consumption and CO2 emissions. Optimising the array of the burners and their mutual interaction is a promising approach in this respect. Burner interaction has only been investigated experimentally up until the 1970s. Thereby, process operation was restricted to natural gas firi...     »