TY - THES

T1 - Temperatur- und Konzentrationsmessungen an einem Strahlrohr

AU - Koller, Michael

N1 - gesperrt bis 01-10-2016

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Bei Wärmebehandlungsprozessen in der Stahl- und NE-Metallindustrie kommen sehr oft Rekuperatorbrenner in Verbindung mit Strahlrohren zum Einsatz. Die Verwendung von Strahlrohren ist dort erforderlich, wo der direkte Kontakt des Wärmgutes mit den Verbrennungsgasen nicht zulässig ist. Die Tatsache, dass viele Strahlheizrohrsysteme im Grenzlastbereich arbeiten, zeigt die Wichtigkeit einer sorgfältigen Abstimmung von Strahlrohr, Brenner und Verbrennungsführung. Entscheidend für eine ausreichende Standzeit der Strahlheizrohre sind eine gute Temperaturgleichmäßigkeit über die Strahlrohrlänge und die Vermeidung von „hot spots“. Zusätzliche Auslegungskriterien sind eine gute Wirtschaftlichkeit und Brenner mit geringen Schadstoffemissionen. Diese Masterarbeit wird in enger Zusammenarbeit mit der Firma EBNER Industrieofenbau durchgeführt. Ein Doppel-P-Strahlrohr, beheizt mit einem Rekuperatorbrenner, wird in einer Versuchsbrennkammer getestet. Mit Thermoelementen werden Temperaturen an unterschiedlichen Stellen an der Rohroberfläche gemessen. Die Konzentrationen der Schadstoffe im Verbrennungsgas werden mit Abgasanalysatoren ermittelt. Ein zusätzlicher Teil der Arbeit ist die Erstellung eines Berechnungsmodelles zur Ermittlung der notwendigen Verbrennungsluft- und Brenngasdrücke. Mithilfe dieses Berechnungsprogrammes sollen die Druckverluste bei unterschiedlichen Brennerleistungen und bei Feuerung des Rekuperatorbrenners sowohl mit Erdgas als auch mit Koksgas abgeschätzt werden können. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die maximale Temperaturdifferenz am Strahlrohr und die Schadstoffemissionen, insbesondere die NOx-Konzentrationen, unterhalb der geforderten Grenzwerte liegen. Die Ergebnisse der Druckverlustberechnung wurden über Messungen der Eingangsdrücke von Verbrennungsluft und Brenngas überprüft und zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Messwerten.

AB - Bei Wärmebehandlungsprozessen in der Stahl- und NE-Metallindustrie kommen sehr oft Rekuperatorbrenner in Verbindung mit Strahlrohren zum Einsatz. Die Verwendung von Strahlrohren ist dort erforderlich, wo der direkte Kontakt des Wärmgutes mit den Verbrennungsgasen nicht zulässig ist. Die Tatsache, dass viele Strahlheizrohrsysteme im Grenzlastbereich arbeiten, zeigt die Wichtigkeit einer sorgfältigen Abstimmung von Strahlrohr, Brenner und Verbrennungsführung. Entscheidend für eine ausreichende Standzeit der Strahlheizrohre sind eine gute Temperaturgleichmäßigkeit über die Strahlrohrlänge und die Vermeidung von „hot spots“. Zusätzliche Auslegungskriterien sind eine gute Wirtschaftlichkeit und Brenner mit geringen Schadstoffemissionen. Diese Masterarbeit wird in enger Zusammenarbeit mit der Firma EBNER Industrieofenbau durchgeführt. Ein Doppel-P-Strahlrohr, beheizt mit einem Rekuperatorbrenner, wird in einer Versuchsbrennkammer getestet. Mit Thermoelementen werden Temperaturen an unterschiedlichen Stellen an der Rohroberfläche gemessen. Die Konzentrationen der Schadstoffe im Verbrennungsgas werden mit Abgasanalysatoren ermittelt. Ein zusätzlicher Teil der Arbeit ist die Erstellung eines Berechnungsmodelles zur Ermittlung der notwendigen Verbrennungsluft- und Brenngasdrücke. Mithilfe dieses Berechnungsprogrammes sollen die Druckverluste bei unterschiedlichen Brennerleistungen und bei Feuerung des Rekuperatorbrenners sowohl mit Erdgas als auch mit Koksgas abgeschätzt werden können. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die maximale Temperaturdifferenz am Strahlrohr und die Schadstoffemissionen, insbesondere die NOx-Konzentrationen, unterhalb der geforderten Grenzwerte liegen. Die Ergebnisse der Druckverlustberechnung wurden über Messungen der Eingangsdrücke von Verbrennungsluft und Brenngas überprüft und zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Messwerten.

KW - Rekuperatorbrenner

KW - Doppel-P-Strahlrohr

KW - recuperative burner

KW - double-p radiant tube

M3 - Masterarbeit

ER -