Electronic Igniters

Kompetenz im Zünden
von Brennern
an industriellen
Feuerungsanlagen
Competence
in Ignition of Burners
at Industrial Furnaces
Elektronische Zündgeräte und
Gas/Öl-Zündbrenner
Electronic Igniters and Gas/Oil Fired Igniters

Zünden von
Flammen
Zum Zünden von industriellen Großbrennern
für Dampferzeuger oder Prozessfeuerungen
werden zuverlässige und verzögerungsfreie
Zündeinrichtungen gefordert, die
auch bei Start und wechselnden Lastbedingungen
eine einwandfreie Funktion gewährleisten.
Gemäß der einschlägigen Richtlinien
müssen Gas-, Öl- oder Kohlefeuerungen mit
geeigneten Zündeinrichtungen ausgestattet
sein. Im einzelnen werden folgende Ausführungen
unterschieden:
● gas-elektrisch (Hegwein),
● öl-elektrisch (Hegwein),
● Hochenergiezünder (DURAG)
● Hochspannungszündgeräte (DURAG)
Wesentliche Forderung ist in jedem Falle,
dass die entsprechende Zündeinrichtung die
Flamme innerhalb der geforderten Sicherheitszeit
zündet. Die Zündeinrichtungen
können unter folgendem Einsatz betrieben
werden:
● kontinuierliche Zündeinrichtungen:
Die Zündeinrichtung liefert permanent
Zündenergie, z.B. für Flammen, die i.a.
nicht unter allen Lastbedingungen stabil
sind (z.B. für Kohle-Brenner, Schwachgasbrenner).
● intermittierende Zündeinrichtungen:
Die Zündeinrichtung liefert nur in bestimmten
Lastzuständen eine Zündenergie,
z.B. für Flammen, die eine Unterstützung
bei Lastzuständen im unteren
Bereich benötigen (z.B. für Schweröl-
Brenner oder während des Brennstoffwechsels).
● Zündeinrichtungen für den unterbrochenen
Betrieb:
Die Zündeinrichtung liefert nur zum Start
eine Zündenergie, für leicht zündbare
Brennstoffe und stabile Flammen (z.B. für
Gas-Brenner).
Wichtigstes Merkmal bei der Einplanung
des Zündbrenners ist zunächst die
Festlegung der erforderlichen Wärmeleistung
der Zündflamme. In Europa werden
üblicherweise 2 bis 8 % der Startleistung
des zugehörigen Hauptbrenners vorgesehen.
Dagegen sind in Anlagen, die in
den Geltungsbereich der NFPA fallen, zum
Teil wesentlich höhere Mindestwärmeleistungen
gefordert
Sicherheitszeiten nach
EN 12952-8 / EN 12953-7
Safety Times according to
EN 12952-8 / EN 12953-7
Brenner
typ
Burner
Type
Maximale
Wärmeleistung
Maximum
Furnace
Capacity
in kW
Max. Sicherheitszeit
Maximum Safety Time
beim
Anlauf
at
start-up
im
Betrieb
in
operation
Hauptbrenner
Main
Burner
≤ 3 MW
> 3 MW
5 s
5 s
1 s
1 s
(3 s*)
Zündbrenner
Ignition
Burner
≤ 3 MW
> 3 MW
10 s
10 s
1 s
1 s
(3 s*)
* nur für Mehrbrennersysteme
only for multiple burner furnaces
Die Zündeinrichtungen können unterschiedlichen Brennstoffen zugeordnet werden.
Igniter types can be classified according to differing fuels.
Ignition of Flames
Reliable ignition systems which function
without delay are necessary for the ignition
of large industrial burners for steam generation
or process furnaces. These systems must
also have a guaranteed perfect functioning
under start and differing load conditions. According
to the corresponding guidelines
gas, oil and coal combustion systems must
be fitted with a suitable ignition system. The
following ignition systems are differentiated:
● gas-electric (Hegwein)
● oil-electric (Hegwein)
● high energy igniters (DURAG)
● high voltage igniters (DURAG)
The main requirement in all cases is that
the respective ignition system ignites the
flame within the required safety time. The ignition
device can be installed for the following
uses:
● Continuous igniters:
The ignition system provides permanent
ignition energy, for example for flames
which are not stable under all load conditions
( e.g. coal burners, lean gas burners).
● Intermittent igniters
The ignition system provides ignition energy
only in certain load conditions, for
example for flames which require support
under low load conditions ( e.g. heavy oil
burners or during fuel changes).
● Interrupted igniters
The ignition system only provides ignition
energy for the start of combustion for easily
combustible fuels and stable flames
(e.g. gas burners)
The most important feature to consider
when planning for an igniter is the required
heat release from the pilot flame. In Europe,
it is customary to supply 2 to 8% of the startup
capacity of the corresponding main
burner. In contrast, those plants falling under
the jurisdiction of the NFPA typically require
a higher heat release.
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NFPA Zündgeräteklasse
Elektronische
Zündgeräte
Leistung*
Klasse 1 > 10%
Klasse 2 4 - 10%
Klasse 3 ≤ 4%
Klasse 3 spezial (HESI)
k.A.
*in Prozent der maximalen Brennerleistung
des zugehörigen Hauptbrenners
DURAG-Elektronik-Zündeinrichtungen
zünden Öl- und Gasbrenner beliebiger Leistung
in Industrieanlagen und Kraftwerken.
In dem Gerät wird die zum Zünden des
Brenners erforderliche Energie in einem
Hochspannungskondensator eingespeichert.
Über einen verschleißfreien elektronischen
Schalter wird die Energie dann auf die
Zündspitze geschaltet. Die daraus resultierende
Funkenentladung an der Zündspitze
zündet den Brennstoff. Zur sicheren Zündung
in der Startphase liefert das Gerät für
60 s ca. 20 Zündfunken/s und schaltet dann
auf 5 Zündfunken/s zurück (D-HG 400). Wird
die Betriebsspannung am Gerät eingeschaltet,
fängt das Gerät automatisch an zu zünden.
Die Zündfunktion wird durch eine
Leuchtdiode sowie über die potentialfreien
Kontakte des Zündrückmelderelais signalisiert.
Die optimale Position der Zündspitze zum
Zünden von Ölbrennern befindet sich im allgemeinen
im Bereich der Randzone des
Sprühkegels direkt hinter den Drallschaufeln
oder der Stauscheibe. Die absolute Position
läßt sich durch axiales Verschieben der Zündspitze
von Hand ermitteln. Bei Öl sollte auf eine
ausreichende Ölvorwärmung geachtet
werden (Richtwert 90°C ... 130°C). Bei Gasbrennern
ist die Position der Zündspitze
weitgehend unkritisch. Es muss aber an dieser
Position bereits eine Durchmischung von
Brennstoff und Luft stattgefunden haben.
Für einen weichen Start sollte eine geringe
Strömungsgeschwindigkeit (Anfahrstellung
des Brenners) eingestellt werden.
D-HG 55
● Hochspannungs-Zündgerät zum Zünden
von Gas- und Ölbrennern kleinerer Kapazität
● Zündenergie 0,02 J/Funke bei 100 Funken/s
(50 Hz) oder 120 Funken/s (60 Hz)
● Lieferbar als kombinierte Einheit oder
ohne Zündlanze
● Einfache Anwendung und Installation
● Arbeitet auch in Verbindung mit Ionisations-Flammenwächtern
● Keine Wartung erforderlich
D-HG 400
● Hochenergie-Zündgerät zum Zünden
von industriellen Gas- und Ölbrennern
hoher Kapazität
● Zündenergie 4,5 J/Funke bei 20 Funken/s
● Auch in Ex-Ausführung lieferbar
● Mit Thyristor statt Funkenstrecke
● Lieferbar als kombinierte Einheit oder
mit separater Lanze
● Ausführungen für Schwenkbrenner
erhältlich
● Auch für Akkubetrieb
D-HG 1600
● Hochenergie-Zündgerät zum Zünden
von industriellen Gas- und Ölbrennern
hoher Kapazität
● Höchste Zündenergie von 16 J/Funke bei
4 Funken/s
● Auch in Ex-Ausführung lieferbar
● Mit Thyristor statt Funkenstrecke
● Betrieb über Brennersteuerung oder manuell
● Trigger-Eingang mit niedriger Energie
● High voltage igniter for ignition of gas
and oil burners of lower capacity
● Ignition energy 0.02 J/spark at 100
sparks/s (50 Hz)or 120 sparks/s (60 Hz)
● Available as combined unit or without
ignition lance
● Simple application and easy to install
● Works also in combination with
ionisation flame monitors
● No maintenance required
NFPA Igniter Class
Electronic
Igniters
Heat Release*
Class 1 > 10%
Class 2 4 - 10%
Class 3 ≤ 4%
Class 3 special (HESI)
NA
*in percent of full-load burner input at its
associated main burner
DURAG electronic igniters ignite oil and
gas burners of any capacity in industrial applications
and power plants.
● High energy igniter for ignition of
industrial high capacity gas and
oilburners
● Ignition energy 4.5 J/spark at 20 sparks/s
● Also available in explosion proof version
● Uses thyristor instead of spark gap
● Available as combined unit or with
separate ignition lance
● Versions for tilting burner available
● Battery powered versions available
The energy required for ignition of the
burner is stored in a high-voltage capacitor in
the device. The energy is then switched to
the igniter tip via a wear-resistant electronic
switch. The resulting spark discharge at the
igniter tip will ignite the fuel. For reliable ignition
during the start phase, the igniter delivers
20 sparks/s for 60 seconds and then
switches down to 5 sparks/s (D-HG 400).
When the operating voltage is switched on,
the igniter will automatically begin to spark.
The ignition function of the igniter is signalled
via an LED and the potential-free contacts
of the igniter acknowledgment relay.
The ideal position of the igniter tip for igniting
oil burners is generally at the edge of
the atomizing cone directly in front of the
swirler. The actual position is determined by
adjusting the igniter tip axially by hand. If
● High energy igniter for ignition of
industrial high capacity gas and
oilburners
● Highest ignition energy at 16 J/spark at
4 sparks/s
● Also available in explosion proof version
● Uses thyristor instead of spark gap
● Operates BMS controlled or manually
● Low power trigger input
heavy oil is being fired, it is necessary to sufficiently
preheat it to between 90°C and 130°C.
In the case of gas burners, the position of the
igniter tip is not of critical importance. There
must, however, be a mixture of fuel and air
present at this position. For a soft start, a low
flow velocity (start-up position of the burner)
should be set.
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Pneumatische Vorschubeinrichtungen
Das sichere Zünden eines Brenners mit einem
Elektronik-Zündgerät setzt eine genaue
Positionierung der Zündspitze an der Randzone
des Brennstoff-Luftgemisches bzw. im
Brennstoff-Luftgemisch voraus. Die Temperaturen
in diesem Bereich sind jedoch in den
meisten Fällen so hoch, daß die Zündspitze
in dieser Position verglühen würde. Damit
kein unnötiger Verschleiß an der Zündspitze
entsteht, sollte die Zündlanze nach erfolgter
Zündung aus der Zündposition herausgezogen
werden.
Zur Automatisierung des Zündvorganges
ist es deshalb in den meisten Fällen sinnvoll,
eine pneumatische Vorschubeinrichtung
D-VE 300
● Automatisches Aus- und Einfahren von
Zündlanzen
● Zur Verwendung mit D-HG 400 und
D-HG 1600
● Verfügbare Hübe: 320, 400, 500 mm
einzusetzen. Sie übernimmt die Aufgabe, die
Zündspitze genau in den Bereich des Brenners
hineinzufahren, in dem beim Zündvorgang
ein zündfähiges Brennstoff-Luftgemisch
entsteht, und nach erfolgter Zündung
diese wieder aus dem Flammenbereich herauszuziehen.
Die Vorschubeinrichtung besteht im wesentlichen
aus einem pneumatischen Zylinder
mit einer hohlen Kolbenstange in der
sich die Zündlanze befindet. Die Steuerung
des Zylinders erfolgt über ein Magnetventil.
Der Kolben der Vorschubeinrichtung ist mit
einem Permanentmagneten versehen. Über
entsprechende Schalter, die an der Vorschubeinrichtung
angebracht werden, können
so die beiden Endlagen angezeigt werden.
Zündbrenner
Zündbrenner werden überwiegend mit
Gas als Brennstoff betrieben, es sind jedoch
auch ölgefeuerte Versionen und 2-Stoff-
Zündbrenner lieferbar.
Hegwein-Zündbrenner sind mündungsmischende
Einheiten, das heißt, Brennstoff
und Luft werden über getrennte Rohrsysteme
bis zur Düse geführt. Die Gefahr eines
Flammenrückschlags kann so ausgeschlossen
werden.
Die Mehrzahl der Zündbrenner ist
zwangsluftbetrieben, muss also von einem
Gebläse mit Verbrennungsluft versorgt werden.
Dadurch steht auch bei abgeschaltetem
Zündbrenner immer ausreichend Kühl- und
Sperrluft zur Verfügung.
Für den Chemie- und Raffineriebereich
D-VE 500
● Automatisches Aus- und Einfahren von
Zündlanzen
● Zur Verwendung mit D-HG 400 und
D-HG 1600
● Verfügbare Hübe: 300, 400, 500,
600 mm
● Druckdichte Ausführung
lieferbar
● Auch in Ex-Ausführung
lieferbar
● Automatic retraction and insertion of
ignition lances
● For use in combination with D-HG 400 or
D-HG 1600
● Available expansions: 320, 400, 500 mm
Pneumatic Retraction
Units
Reliable ignition of a burner using an electronic
igniter requires an exact positioning of
the igniter tip at the edge of the fuel-air mixture
or in the fuel-air mixture. The temperatures
in the area are, in most cases, so high
that the igniter tip would burn off. In order
that the igniter tip does not suffer any unnecessary
wear, the igniter lance should be
pulled from the ignition position once the fuel
has been successfully ignited.
To automate the ignition process, it is in
most cases sensible to install a pneumatic retraction
unit, which will take over the task of
moving the igniter tip into the area around
the burner which during the ignition process
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has an ignitable fuel-air mixture. It will also
pull the igniter lance out of the area of the
flame once successful ignition is achieved.
The retraction device consists of a pneumatic
cylinder with a hollow piston rod into
which the igniter lance is inserted. The control
of the cylinder occurs via a solenoid
valve. The piston of the retraction unit is
provided with a permanent magnet. Via corresponding
switches, which are fixed to the
retraction unit, the two end positions can be
displayed.
● Automatic retraction and insertion of
ignition lances
● For use in combination with D-HG 400 or
D-HG 1600
● Available expansions: 300, 400, 500,
600 mm
● Also available as pressure tight version
● Also available in explosion proof version
Pilot Burners
Most pilot burners use gas, but oil-fired
versions and dual fuel igniters are also available.
Hegwein pilot burners are of the nozzle-mixing
variety.
This means that fuel and air are pumped
to the nozzle through separate tubes. Any
flash-back can therefore be ruled out.
The majority of pilot burners relies on
forced draught air, i.e. either a dedicated or
central fan is needed for the supply of combustion
air. This also ensures that there is always
a sufficient flow of cooling and blocking
air when the igniter has been shut down.
For the chemical and refinery industries
we supply small self aspirated pilot burners.
Fuel-fired igniters create a long and tight
flame which offers a huge amount of ignition

liefern wir selbstansaugende Zündbrenner
kleinerer Leistung.
Brennstoff betriebene Zündbrenner stellen
eine lange, straff brennende Flamme mit
hoher Zündenergie bereit. Dies gestattet einen
Einbau im kalten Bereich des Hauptbrenners,
so dass in der Regel auf eine Vorschubeinrichtung
verzichtet werden kann.
Durch diese Eigenschaft der Zündbrenner
wird weiter die Zündung des Hauptbrenners
auch bei Veränderung der Brennstoffviskosität
und somit des Sprühwinkels der Zerstäuberlanze
sicher gewährleistet.
Alle Hegwein-Zündbrenner sind ionisationsüberwacht
und werden in Kompaktbauweise
mit integriertem Zündtrafo, Flammenwächter
und Flammenrelais geliefert.
Dadurch ist die elektromagnetische Verträglichkeit
sichergestellt und der anlagenseitige
Gaszündbrenner
Gas Fired Pilot Burners
● Therm. Leistung 2 kW - 6 MW
● Kompakte Bauweise mit integriertem
Zündtrafo und Flammenwächter
● Straffe, lange und stabile Zündflamme
● Für Erdgas, Flüssiggas, Koksgas (gereinigt),
Prozessgas
● Einsatz in Industriefeuerungen,
Großkesseln, Drehrohröfen
Installationsaufwand auf ein Minimum reduziert.
Die Trafo- und Flammenwächterteile
stehen auch in Ex-geschützter Ausführung
für Installationen in Zone 1 oder 2 und auch
in speziellen Versionen für Außenaufstellung
in allen Klimazonen der Welt zur Verfügung.
Hegwein-Zündbrenner können an fast alle
denkbaren Gegebenheiten angepasst
werden. So stehen Ausführungen mit flexiblem
Rohr für den Einsatz in Schwenkbrennern
ebenso zur Verfügung wie Modelle mit
einem Auslegungsdruck von 64 bar, die den
Einbau in Crackeranlagen zulassen.
Häufig werden Zündbrenner nur zum
Zünden des Hauptbrenners und bei dessen
Abschaltung wieder während des Ausblaseprozesses
eingesetzt. Es gibt jedoch auch
Anwendungsfälle, etwa beim Einsatz in
Schwachgasbrennern oder beim Verfeuern
von Biomasse, bei denen ein mit Erdgas betriebener
Zündbrenner als Stütz- und Pilotbrenner
im Dauerbetrieb arbeitet, um einen
sicheren Brennerbetrieb überhaupt erst gewährleisten
zu können.
Ölzündbrenner
Oil Fired Pilot Burners
● Therm. Leistung 10 kW - 3,6 MW
● Kompakte Bauweise mit integriertem
Zündtrafo und Flammenwächter
● Presslufzerstäubung: straffe, lange und
rauchfreie Zündflamme
● In der Regel keine Vorschubeinrichtung
erforderlich
● Für den Einsatz in
Großkesseln und
Marinekesseln
● Heat release
2 kW - 6 MW
● Compact design with integrated
ignition transformer
and flame monitor
● Long, tight and stable pilot flame
● Available for natural gas, LPG, coke oven
gas (cleaned), process
gases
● Installation in industrial furnaces, utility
boilers, rotary kilns
energy. Safe and immediate burner light-off
is therefore ensured, even if the main burners
fuel viscosity and hence the spray angle
changes. Furthermore this superior ignition
energy allows the igniter to be installed in a
relatively cool area inside the main burner,
thus eliminating the need to install a retraction
gear.
Every Hegwein pilot burner is ionisation
monitored and comes usually in a compact
design with integrated ignition transformer,
flame monitor and flame relay. Electromagnetic
compatibility is therefore guaranteed
and installation costs at site are kept to a minimum.
Of course these powerheads are also
available in explosion proof versions for applications
in zone 1 or zone 2 and they can be
had in special designs that allow outdoor installation
in any climatic zone world-wide.
Hegwein pilot burners can be tailored to
meet almost every requirement that comes
to mind. Such solutions include models with
flexible burner pipes for installation in tilting
burners and versions with design pressures
of up to 64 bar which may be used in cracker
installations.
Very often igniters are only used for lighting
off the main burner and then again during
purging once the main burner has been
shut-down. There are also cases such as in installations
in lean gas burners or in installations
firing biomass, were a natural gas fired
pilot burner is operated continuously and
serves as the only means to sustain and guarantee
a reliable combustion process.
● Heat release 10 kW - 3.6 MW
● Compact design with integrated
ignition transformer and flame
monitor
● Air assisted atomization: Long, stable and
smokeless flame
● Normally no retraction gear required
● For light fuel oil and marine diesel oil
(MDO)
● Installation in utility boilers and marine
boilers
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Anwendungen
Applications
Claus-Anlage:
DURAG Hochenergie-Zündgerät mit Vorschubeinheit
Claus Plant:
DURAG high energy igniter with automatic retraction unit
Selbstansaugender Hegwein
Zünd- oder Pilotbrenner an
einer Fackel. Ausführung in
Schutzart IP 65
Hegwein self aspirated igniter
or pilot burner on a flare. IP 65
protection version.
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Einsatz am Deckenbrenner:
DURAG Hochenergie-Zündgerät mit
Vorschubeinheit
Roof burner application:
DURAG high energy igniter with
automatic retraction unit
Einsatz am Seitenbrenner
Side burner application
Hegwein Zündbrenner in einem
Großbrenner
Hegwein igniter in a utility burner
Ölzündbrenner ZAEL2, installiert in der
rauhen Umgebung eines Kraftwerks
Blick in einen Kessel: Pilotflamme eines Hegwein ZAEL2 bei einer thermischer
Zündleistung von 1,1 MW
Oil fired igniter ZAEL2, installed in
rough environment in a power plant
View into a boiler: pilot flame of Hegwein ZAEL2 at a heat release of 1.1 MW
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Flammenwächter
Brennersteuerungen
Elektrische
Hochenergie-
Zündgeräte
Flame Monitors
Burner Controls
High Energy Spark
Igniters
Brenner
(Öl und Gas)
Zündbrenner
(Öl, Gas, Zweistoff)
Kanalbrenner
Burners
(Oil and Gas)
Igniters
(Oil, Gas, Dual-Fuel)
Duct Burners
Volume Flow
Monitors
Volumenstrommessgeräte
Staubkonzentrationsmessgeräte
triboelektrische Filterwächter
und Staubmessgeräte
Dust Concentration
Meters
Tribo-electric Filter
Monitors and Dust
Concentration
Monitors
Environmental and
Process Data
Management System
Emissionrechner und
Emissions- und
Prozessdatenverarbeitungsanlagen
Gesamtquecksilberanalysatoren
Total Mercury
Analyzers
Emissions Beta-
Staubmeter
Immissions Beta-
Staubmeter
Emission Beta-
Dust Meters
Immission Beta-
Dust Meters
Videoüberwachung
von Feuerräumen mit
digitaler Bildverarbeitung
Online-Spektroskopie
von Kohle- und
Prozessfeuerungen
Video Monitoring
with Digital Image
Processing
Online Spectroscopy
in High Temperature
Processes
Verkehrssensorik
Traffic Sensors
Weitere Informationen finden Sie auf unserer
Website www.durag.de.
Produkt spezifische Dokumente senden wir Ihnen
auf Anfrage gerne zu.
More information can be found on our website
www.durag.de.
Product specific documents are available upon
request.
09/2004 · Änderungen vorbehalten · All specifications subject to change without notice
www.durag.de
DURAG GmbH
Kollaustr. 105, D-22453 Hamburg, Germany
Tel. +49 40 554 218-0, Fax +49 40 584 154
DURAG, Inc.
Southridge Business Center, 1355 Mendota Heights
Rd. #200, Mendota Heights, Minnesota 55120, USA
Tel. +1 651 451-1710, Fax +1 651 457-7684
DURAG India
102, Sophia's Choice, St. Mark's Road,
Bangalore - 560 001, India
Tel. +91 80 5112 0223, Fax +91 80 5112 0224
DURAG China
Room 308, Jia 2, Mudanyuan Beili, Haidian
Beijing 100083, China, Tel./Fax +86 10 620 820 84
Hegwein GmbH
Am Boschwerk 7
D-70469 Stuttgart
Germany
Tel. +49 711 135 788-0
Fax +49 711 135 788-5
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Prozessmesstechnik GmbH
Kollaustrasse 105
D-22453 Hamburg,
Germany
Tel. +49 40 554 218-0
Fax +49 40 584 154
ORFEUS Combustion
Engineering GmbH
Kollaustr. 105,
D-22453 Hamburg, Germany
Tel. +49 40 554 218-0
Fax +49 40 584 154