Brenner-Einsetzhilfe für einen Brenner und Verfahren zum Einsetzen eines Brenners

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Brenner- Einsetzhilfe für einen Brenner und ein Verfahren zum

Einsetzen eines Brenners und insbesondere das Einsetzen eines Brenners in eine Vergasungsanlage.

Ein Brenner insbesondere für Vergasungsanlagen wie zum Beispiel von Siemens Fuel Gasification Technology GmbH & Co. KG ist ein empfindliches Bauteil. Bei einer Masse von ca. 5 Tonnen und einer Gesamtlänge von ca. 5 Metern beträgt die Wanddicke im Bereich des Brennermundes nur 3 mm, dahinter liegen

wasserdurchströmte Kühlflächen und ein Verdrängerkörper, der den Wasserfluss regelt. Die Breite dieser Kühlkanäle sowie der homogene Kühlmittelfluss muss im Betrieb unbedingt gegeben sein, da sonst die eingetragene Wärme aus dem Vergasungsraum nicht korrekt abgeführt werden kann, was zur thermischen Schädigung bzw. Zerstörung des Brenners und damit verbundenem

Produktionsausfall beim Kunden führt.

Daher ist beim Bewegen und Hantieren des Brenners strikt darauf zu achten, dass der Bereich des Brennermundes mechanisch nicht durch Stöße geschädigt wird. Insbesondere beim Einsetzen des Brenners in den offenen Flansch der

Brennerbefestigungsvorrichtung (BBV; burner support unit BSU) sowie beim Einsetzen des Brenners in sein Transportgefäß ist darauf zu achten, dass ein Anstoßen an den Schraubbolzen und weiteren Teilen verhindert wird.

Die gegenwärtige Lösung ist ein vorsichtiges und aufmerksames Hantieren des Brenners durch eingewiesenes Personal. Brenner dieser Größe der 500-MW-Klasse sind jedoch Neugeräte und wurden bisher noch nicht eingesetzt. Es ist Aufgabe der Erfindung, das Einsetzen eines Brenners zu vereinfachen .

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise 8 gelöst. Vorteilhafte

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen

Ansprüchen definiert.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine

Brenner-Einsetzhilfe für einen Brenner, umfassend ein

trichterförmiges Bauteil, wobei das trichterförmige Bauteil geschäumtes Polymer und einen äußeren Rand zum Aufsetzen auf eine Brennerbefestigungsvorrichtung sowie einen inneren

Trichterbereich zum Einführen eines Brennermundes aufweist.

Zum Schutz des Brenners darf der Brennermund keine spitzen und/oder harten Gegenstände und Bauteile berühren; gerade punktuelle mechanische Krafteinwirkungen sind besonders schädigend. Ferner sollte der Brenner beim Einsetzen geführt werden, um eine einfache Positionierung zu ermöglichen. Durch Formteile aus geschäumten Polymeren lassen sich diese

Anforderungen erfindungsgemäß in einem Bauteil erfüllen. In der Form eines Trichters ausgeführt erfüllt ein Bauteil aus geschäumtem Polymer die Anforderungen an die Führung des Brenners, ohne dass Beschädigungen auftreten können.

Gemäß der Erfindung wird der Einsatz von geschäumtem

Kunststoff-Material vorgeschlagen, das gleichzeitig mehrere Anforderungen erfüllt und viele Vorteile bietet. Wird die Geometrie betrachtet, dient der Trichter als Führung.

Berührungsschutz ist gegeben, es kann keine Schädigung vorkommen, da der weiche Schaum schützt. Das Gewicht

ermöglicht eine leichte Handhabbarkeit auf der Baustelle. Der Preis ist niedrig, da es sich um kostengünstiges Material handelt. Schließlich ist die Formpräzision gegeben, was die Verwendung als austauschbares Einwegteil ermöglicht. Als Option bietet sich die Gestaltung des Bauteiles als Einweg-Teil an, da auf diese Weise ein stets sauberes und gleich geformtes Teil zur Verfügung. Damit können öl- und fettfreie Bedingungen am Brenner eingehalten werden.

Im äußeren Rand können Ausnehmungen für

Brennerbefestigungsschrauben oder die Schraubbolzen des Brennerflansches vorgesehen sein, so dass ein Anstoßen des Brennermundes an diese Bauteile ausgeschlossen ist. Dies schützt den Brenner und auf diese Weise auch die Gewinde der Schraubbolzen vor Beschädigungen. Des weiteren kann die

Brenner-Einsetzhilfe mit den Ausnehmungen und

Brennerbefestigungsschrauben befestigt werden. Das trichterförmige Bauteil kann geschäumte Polyolefine, insbesondere geschäumtes/expandiertes Polyethylen oder

Polypropylen, aufweisen. Dieser Schaum kann nicht bröseln und neigt auch nicht zum Abrieb. Er hat eine geringe Dichte, ist leicht auf der Baustelle zu transportieren und kann

kostengünstig hergestellt werden.

Das Bauteil kann die Form eines Kreisrings aufweisen. Dies ermöglicht eine einteilige Brenner-Einsetzhilfe, die einfach herzustellen und zu handhaben ist.

Das Bauteil kann die Form eines oder mehrerer

Kreisringsegmente aufweisen. Die Kreisringsegmente können verbunden sein und das Bauteil kann eine oder mehrere

Sollbruchstellen zu Trennung des Bauteils nach seiner

Verwendung aufweisen.

Möglich ist eine Ausführung als ein Bauteil in Form eines Kreisrings, als zwei Halbschalen oder als mehrere

Kreisringsegmente. Bei der Herstellung von Einweg-Halbschalen bzw. Einweg-Kreisringsegmenten können diese Kreisringsegmente auch während der Benutzung der Brenner-Einsetzhilfe

untereinander verbunden sein und dann beim Entfernen

reversibel oder auch irreversibel, zum Beispiel bei einem Einweg-Bauteil durch Zerbrechen an Sollbruchstellen, getrennt werden .

Das Bauteil kann eine Ausnehmung im äußeren Rand für eine Dichtung der Brennerbefestigungsvorrichtung aufweisen. Dies erlaubt den Schutz der Dichtung, da sie keiner Auflagekraft durch die Brenner-Einsetzhilfe ausgesetzt ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein

Verfahren zum Einsetzen eines Brenners in eine

Brennerbefestigungsvorrichtung, mit den folgenden Schritten:

- Einführen eines Brennermundes in die

Brennerbefestigungsvorrichtung unter Zuhilfenahme einer

Brenner-Einsetzhilfe, wobei die Brenner-Einsetzhilfe ein trichterförmiges Bauteil mit geschäumtem Polymer aufweist;

- Entfernen der Brenner-Einsetzhilfe.

Das Verfahren bietet mit der Brenner-Einsetzhilfe eine einfache Lösung zur Einsetzung des Brenners, die unabhängig ist von dem Vorhandensein von erfahrenem Personal. Für das Verfahren gelten ebenfalls die oben beschriebenen Vorteile und Modifikationen.

In einem ersten Schritt kann die Brenner-Einsetzhilfe auf der Brennerbefestigungsvorrichtung angeordnet werden. Die

Brenner-Einsetzhilfe kann auch bereits bei der Herstellung der Brennerbefestigungsvorrichtung an dieser angeordnet werden . Die Brenner-Einsetzhilfe kann auf

Brennerbefestigungsschrauben aufgesetzt werden. So werden sowohl die Brenner-Einsetzhilfe als auch die

Brennerbefestigungsschrauben vor Beschädigungen geschützt.

Gleichzeitig können die Brennerbefestigungsschrauben als Führung und auch als Befestigung für die Brenner-Einsetzhilfe dienen . Der Brennermund kann von einem inneren Trichter der Brenner- Einsetzhilfe geführt werden. Dies ermöglicht neben dem Schutz des Brennermundes ein einfaches und zielgerichtetes Einführen des Brennermundes in die Brennerbefestigungsvorrichtung.

Die Brenner-Einsetzhilfe kann zur Entfernung reversibel und/oder irreversibel getrennt werden. Die Trennung der

Brenner-Einsetzhilfe erleichtert die Entfernung von der

Brennerbefestigungsvorrichtung. Eine reversible Trennung erlaubt die Wiederverwendung der Brenner-Einsetzhilfe. Eine irreversible Trennung wird bei einer Einweg-Brenner- Einsetzhilfe vorgenommen. Auch eine Kombination ist möglich. In diesem Fall wird ein gewisser Teil der Brenner- Einsetzhilfe wieder benutzt, während ein anderer Teil der Brenner-Einsetzhilfe nur einmal verwendet wird.

Beispielsweise können Bereiche der Brenner-Einsetzhilfe, die mit dem Brennermundes in Kontakt gelangen, nur einmal

Verwendung finden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben, in denen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer

Brennerbefestigungsvorrichtung und einer Brenner-Einsetzhilfe gemäß der Erfindung.

Die Zeichnungen dienen lediglich der Erläuterung der

Erfindung und schränken diese nicht ein. Die Zeichnungen und die einzelnen Teile sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile.

Figur 1 zeigt einen kleinen Abschnitt eines Brenners 1 mit seinem Brennermund 2. Der Brenner 1 ist oberhalb einer

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 angeordnet, mit der der Brenner 1 an einer nicht dargestellten Vergasungsanlage befestigt wird. Die Brennerbefestigungsvorrichtung 3 hat die Form eines

Flansches mit einer zentralen Öffnung 4 zur Aufnahme des Brenners 1. An einer Oberseite, die im eingebauten Zustand der Brennerbefestigungsvorrichtung 3 eine Außenseite bildet, sind kreisförmig um die Öffnung 4 mehrere

Brennerbefestigungsschrauben 5 angeordnet. Mittels der

Brennerbefestigungsschrauben oder Schraubbolzen 5 wird der Brenner 1 an der Brennerbefestigungsvorrichtung 3 befestigt. Es können zwei oder mehrere Brennerbefestigungsschrauben 5 vorgesehen sein. Um die Öffnung 4 ist mindestens eine

Dichtung 6 angeordnet, die im eingebauten Zustand den Brenner 1 und die Brennerbefestigungsvorrichtung 3 gegeneinander abdichtet . Erfindungsgemäß wird der Brenner 1 mit einer Brenner- Einsetzhilfe 7 in die Brennerbefestigungsvorrichtung 3 eingesetzt. Die Brenner-Einsetzhilfe 7 umfasst ein

trichterförmiges Bauteil 8, das geschäumtes Polymer wie geschäumte Polyolefine, insbesondere geschäumtes/expandiertes Polyethylen oder Polypropylen, aufweist. Das Bauteil 8 kann entweder teilweise oder vollständig aus den beschriebenen Stoffen bestehen.

Das Bauteil 8 hat einen äußeren Rand 9, der auf der

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 aufsetzt. Weiterhin hat das Bauteil 8 einen inneren Trichter 10 mit einem erweiterten Bereich zur Einführung und Zentrierung des Brennermundes 2 und einem daran anschließenden geraden Bereich, der in die Öffnung 4 der Brennerbefestigungsvorrichtung 3 übergeht. Die Ausdrücke innen und außen beziehen sich auf die radiale

Position bezüglich einer Symmetrieachse 11.

Das Bauteil 8 ist in seiner äußeren und inneren Form

rotationssymmetrisch, was sowohl die Herstellung als auch die Befestigung der Brenner-Einsetzhilfe 7 an der

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 erleichtert. An einer dem erweiterten Trichterbereich abgewandten

Unterseite des Bauteils 8 weist dieses eine Ausnehmung 12 für die Dichtung 6 auf. Die Ausnehmung 12 ist derart bemessen, dass die Dichtung 6 keinen schädlichen Kräften ausgesetzt ist. Die Ausnehmung 12 ist in dem äußeren Rand 9 angeordnet bzw. begrenzt den äußeren Rand 5 in Richtung zur

Symmetrieachse 11. Die Ausnehmung 12 kann entweder wie dargestellt kreisförmig sein oder ringförmig, wobei dann die Breite des Ringes ausreichend ist, um die Dichtung 6

aufzunehmen.

Das Bauteil 8 weist weitere Ausnehmungen 13 auf, welche zur Aufnahme der Brennerbefestigungsschrauben 5 dienen. Die

Anzahl der Ausnehmungen 13 entspricht mindestens der Anzahl der Brennerbefestigungsschrauben 5.

Es ist auch möglich, dass die Ausnehmung 12 für die Dichtung 6 und die Ausnehmungen 13 für die

Brennerbefestigungsschrauben 5 ineinander übergehen, so dass je nach Definition eine einzige große Ausnehmung für die

Dichtung 6 und die Brennerbefestigungsschrauben 5 vorhanden ist oder wie zuvor beschrieben mehrere Ausnehmungen vorhanden sind . Das Bauteil 8 hat im wesentlichen die Form eines Kreisrings mit dem inneren Trichter 10. Das Bauteil 8 kann entweder einstückig als Kreisring ausgebildet sein oder aus mehreren Kreisringsegmenten bestehen. Zum Beispiel kann das Bauteil 8 aus zwei Halbschalen, d.h. zwei Kreisringsegmenten mit jeweils etwa 180°, bestehen. Das Bauteil 8 kann auch aus einer Vielzahl von Kreisringsegmenten mit entsprechend kleinerer Winkelabdeckung bestehen. Die gesamte

Winkelabdeckung der Kreisringsegmente kann kleiner als 360° sein, d.h. es können Zwischenräume zwischen den einzelnen Kreisringsegmenten vorhanden sein.

Die Kreisringsegmente können voneinander getrennt oder miteinander verbunden sein. Die Verbindung kann mit Hilfsmitteln wie zum Beispiel Stiften oder flexiblen Mitteln wie Bändern realisiert sein. Es ist auch möglich, das Bauteil 8 zum Beispiel mit Sollbruchstellen zu versehen, welche dann in einem Betriebszustand Kreisringsegmente miteinander verbinden und in einem auseinander genommenen Zustand die Kreisringsegmente voneinander trennen.

Im Folgenden wird das Einsetzen des Brenners 1 in die

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 beschrieben. Zunächst wird die Brenner-Einsetzhilfe 7 auf der

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 befestigt. Dazu wird die Brenner-Einsetzhilfe mittels der Ausnehmungen 13 auf die Brennerbefestigungsschrauben 5 aufgesteckt. Dabei wird die Brenner-Einsetzhilfe 7 an der Brennerbefestigungsvorrichtung 3 fixiert so dass der innere Trichter 10 und die Öffnung 4 miteinander ausgerichtet sind. Gleichzeitig werden sowohl der Brennermund 2 bzw. der Brenner 1 und die

Brennerbefestigungsschrauben 5 vor Kontakt und damit vor Beschädigungen bewahrt. Die Dichtung 6 befindet sich dann in der Ausnehmung 12.

Alternativ kann die Brenner-Einsetzhilfe 7 Bestandteil der Brennerbefestigungsvorrichtung 3 sein. Dies bedeutet, dass die Brenner-Einsetzhilfe 7 vor dem Einsetzen des Brenners 1 nicht montiert wird, sondern bereits an der

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 befestigt ist.

Nach dieser Vorbereitung wird nun der Brenner 1 mittels der Brenner-Einsetzhilfe 7 in die Öffnung 4 der

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 eingeführt. Zunächst wird der Brennermund 2 in die erweiterte Trichteröffnung oder Trichtermündung des inneren Trichters 10 der Brenner- Einsetzhilfe 7 eingeführt. Der trichterförmige Innenraum des Bauteils 8 erlaubt ein vereinfachtes Einführen des

Brennermundes 2 aufgrund der erweiterten und sich dann verengenden Trichteröffnung. Gleichzeitig schützt das weiche Material des Bauteils 8 den sensiblen Brennermund 2 vor

Beschädigung. Die mögliche Beschädigung des Brennermundes 2 und/oder der Brennerbefestigungsschrauben 5 wird durch die Abdeckung der Brennerbefestigungsschrauben 5 mittels des Bauteiles 8 ausgeschlossen. Nachdem der Brenner 1 nun mithilfe des Trichters zentriert ist, wird er durch die Brenner-Einsetzhilfe 7 und

anschließend die Öffnung 4 in die

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 eingeführt. Nun kann die Brenner-Einsetzhilfe 7 entfernt werden, da sich der empfindliche Brennermund 2 bereits in der Öffnung 4 oder bereits jenseits der Öffnung 4 befindet und keine weitere Gefahr durch Beschädigungen droht. Für die Entfernung der Brenner-Einsetzhilfe 7 wird das

Bauteil 8 zum Beispiel entlang von Sollbruchstellen zerlegt und von der Brennerbefestigungsvorrichtung 3 entfernt. Nun wird der Brenner 1 vollständig in die

Brennerbefestigungsvorrichtung 3 eingeführt und mithilfe der Brennerbefestigungsschrauben 5 befestigt.

Bei einem Austausch oder der Entfernung des Brenners 1 zum Beispiel infolge einer Wartung oder Umrüstung kann nach teilweiser Entfernung des Brenners 1, wenn genügend Platz für die Brenner-Einsetzhilfe 7 vorhanden ist, eine neue Brenner- Einsetzhilfe 7 verwendet werden, um den Brenner 1

insbesondere den Brennermund 2 vor Beschädigungen bei der Entnahme des Brenners 1 zu schützen. Selbstverständlich kann auch die für den Einbau des Brenners 1 verwendete Brenner- Einsetzhilfe 7 oder Teile davon für die Entnahme des Brenners 1 benutzt werden.