Горелка

 

Изобретение относится к области энергетики, в частности к горелкам. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и снижение выбросов окислов азота путем повышения теплоотдачи излучением. Центральная газовая труба 1 горелки с аксиальным выходным соплом 3 и двумя рядами 4 и 5 радиальных отверстий 6 на ее боковой поверхности установлена в воздухоподающем корпусе 2, к которому примыкает горелочный туннель (ГТ) 7 с возможностью продольного перемещения . Второй ряд 5 отверстий 6 снабжен патрубками 9, скрепленными с лопатками завихрителя 8, укрепленного на трубе 1. Торцы патрубков 9 размещены вокруг завихрителя 8. Сопло 3 снабжено цилиндрическим насадком , 1, внутренний диаметр которого составляет 0,015-0,11 диаметра ГТ 7, а торец его расположен от выходного среза ГТ на расстоянии, составляющем 0,1-0,5 диаметра ГТ. В корпусе 2 воздух делится на два потока (П). Между обечайкой 12 и стенкой корпуса - низкоскоростной ламинарный П, а за завихрителем 8 - закрученньш. Газ, поступающий в трубу 1, делится на три П: один П попадает через патрубки 9 в i , П ., 7 J I 7 LL « - jv--/ / S (Л ю Х5 S Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 F 23 I3 14/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3936851/24-06 (22) 29.07.85 (46) 30.12.86. Бюл. ¹ 48 (71) Проектный и научно-исследовательский институт "Мосгазниипроект" (72) К.Ф.Ридер, Е.Н.Шуркин, П.А.Жбанков, Р.Л.Релин, С.П.Титов, Ю.В.Яровой, Б.В.Тяпкин и А,Н.Николайчук (53) 662.951.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 244541 кл. F 23 D 13/00, 1968. (54) ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к области энергетики, в частности к горелкам.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности и снижение выбросов окислов азота путем повышения теплоотдачи излучением. Центральная газовая труба 1 горелки с аксиальным выходным соплом 3 и двумя рядами 4 и 5 радиальных отверстий 6 на ее боковой поверхности установлена в воздухоподающем корпусе 2, к которому примыкает горелочный туннель (ГТ) 7 с возможностью продольного перемещения. Второй ряд 5 отверстий 6 снабжен патрубками 9, скрепленными с лопатками завихрителя 8, укрепленного на трубе 1. Торцы патрубков 9 размещены вокруг завихритепя 8. Сопло 3 снабжено цилиндрическим насадком,1, внутренний диаметр которого составляет 0,015-0, 11 диаметра ГТ 7, а торец его расположен от выходного среза ГТ на расстоянии, составляющем О, I-0,5 диаметра ГТ. В корпусе 2 воздух делится на два потока (П). Между обечайкой 12 и стенкой корпуса — низкоскоростной ламинарный П, а за завихрителем 8 — закрученный. Газ, поступающий в трубу 1, делится на три П: один П попадает через патрубки 9 в з

14

1280271 низкоскоростной П воздуха, второй че- тического факела 14, вершина которорез отверстия 6 поступает в закручен- го расположена внутри ГТ 7. Внутри ный П, а третий выходит через наса- факела 14 образуется диффузионный док 11 . Образуются три П газовоэдуш- факел 15, обеспечивающий за счет инной смеси (ГВС). Низкоскоростной тенсификации теплопередачи излучением поток ГВС сгорает в виде устойчивого увеличение КПД теплоагрегата. Изменекольцевидного факела 13, который явля- ние величины тепловой нагрузки гоется постоянно действующим дополни- релки достигается изменением длины тельным запальным устройством основ- участка образования ГВС путем переменого факела. Закрученный поток ГВС щения трубы 1 и завихрителя вдоль сгорает в виде конусообразного кине- корпуса 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании в топках котлов, печей и других теплоагрегатов.

Цель изобретения — повышение экс5 плуатационной надежности и снижение выбросов окислов азота путем повышения теплоотдачи излучением.

На фиг. 1 изображена предлагаемая горелка, продольный разрез; на фиг.2 — 1О вид по стрелке А фиг . 1; на фиг.3 вид по стрелке Б фиг.2.

Горелка содержит центральную газовую трубу 1, установленную в воздухоподающем корпусе 2. Труба 1 имеет 15 аксиальное выходное сопло 3 и два ряда 4 и 5 радиальных выпускных отверстий 6 на боковой стенке.

K ксрпусу 2 примыкает цилиндричес- 20 кий горелочный туннель 7, а на трубе 1 укреплен лопаточный завихри-. тель 8. Отверстия 6 второго ряда снабжены патрубками 9, скрепленными

25 с лопатками 10 завихрителя 8. Выходное сопло 3 газовой трубы 1 снабжено цилиндрическим насадком 11 с внутренним диаметром, составляющим 0,015О, 11 D а выходной торец насадка 11 расположен от выходного среза тунне- ЗО ля 7 на расстоянии, сос-.авляющем О, 10,5 9, где D — диаметр туннеля 7.

Газовая труба 1 установлена с возможностью продольного перемещения, а выходные торцы патрубков 9 размеще- 35 ны вокруг завихрителя 8. Завихритель

8 образован лопатками 10> наклоненными к оси трубы 1 под углом 15

60, и обечайкой 12.

Горелка работает следующим образом.

Воздух поступает в корпус 2, где делится на два потока: между обечайкой 12 и стенкой корпуса 2 движется низкоскоростной ламинарный поток, а за завихрителем 8 создается закрученный поток.

Газ поступает в трубу 1, где делится на три потока: один поток газа попадает через патрубки 9 в низкоскоростной поток воздуха, второй поток через радиальные отверстия 6 подачи газа поступает в закрученный поток воздуха, а третий поток выходит через насадок 11.

Между обечайкой 12 и стенкой корпуса 2 образуется низкоскоростной .ламинарный поток газовоздушной смеси, За завихрителем 8 образуется закру-. ченный поток гаэовоздушной смеси.

Третий поток газа смешивается с воздухом до соотношения, превышающего верхний предел воспламеняемости газовоздушной смеси.

Розжиг горелки осуществляют из- . вестным способом.

Низкоскоростной поток гаэовоздушной смеси сгорает. в виде устойчивого кольцевидного факела 13, устойчивость горения которого обеспечивается низкой скоростью движения незакрученного потока газовоздушной смеси, а кольцевидная форма — структурой этого потока. Кольцевидный факел является постоянно действующим дополнительным запальным устройством основного факела, обеспечивающим повыше1280271 ние устойчивости горения. Повышение устойчивости горения обусловлено и тем, что кольцевидный факел создает замкнутую по периферии зону, которая снижает вероятность прохождения через 5 нее продуктов неполного сгорания и, как следствие, уменьшает недожо: в продуктах сгорания.

Закрученный поток газовоздушной смеси, имеющей коэффициент избытка 10 воздуха больше единицы, сгорает в виде конусообразного кинетического факела 14, вершина которого расположена внутри туннеля 7.

Кольцевидный 13 и конусообразный .(кинетический) 14 факелы характери— зуются повышенным избытком воздуха, что приводит к пониженному содержанию окислов азота в продуктах сгорания. 20

Выполнение насадка 11 на торце трубы 1 подачи газа обеспечивает раздачу третьего потока газа в вершину конусообразного кинетического факела 14, что при розжиге образует внут- 25 ри последнего диффузионный факел 15 с недостатком воздуха, необходимого для полного сгорания газа. Диффузионный факел 15 характеризуется BQBbllBPH ной светимостью, обеспечивая за счет 30 интенсификации теплопередачи излучением увеличение КПД теплоагрегата.

Выполнение внутреннего диаметра насадка 11 менее 0,015D приводит к ликвидации третьей зоны горения, что обусловливает повышение содержания окислов азота в продуктах сгорания газа.

Выполнение внутреннего диаметра 40 насадка 11 более 0 11D. способствует

I значительному увеличению зоны факела 15 с недостатком воздуха, что приводит наряду со значительным снижением окислов азота к появлению не- 45 дожога в продуктах сгорания величиной более пав=0,4Х.

Величину интервала, регламентирующего длину насадка 11, определяют из условий сохранения рециркуляцион- 50 ных токов (верхний предел) и ее перегрева вследствие излучения (нижний предел) .

Стадийное сжигание газа в горелке обеспечивается по мере смешения TDeTb-55 его потока с избыточным воздухом конусообразного 14 и кольцевидного 13 факелов.

Органиэация кольцевидного факела 13 создает дополнительную зону стабилизации, что позволяет значительно расширить пределы устойчивого и, следовательно, рабочего регулирования.

Изменение величины тепловой нагрузки горелки с сохранением устойчивости ее работы достигается изменением длины участка образования газовоздушной смеси. Это достигается выполнением трубы 1 подачи газа и завихрителя 8 с возможностью их перемещения вдоль воздухоподающего корпуса 2.

Для обеспечения движения потока газа по патрубкам 9 их торцы размещены вокруг завихрителя 8.

Формула изобретеиия

1. Горелка, содержащая установлен— ную с кольцевым зазором в воздухоподающем корпусе центральную газовую трубу с аксиальным выходным соплом и рядом радиальных выпускных отверстий на боковой стенке и примыкающий к корпусу цилиндрический горелочный туннель, а также лопаточный завихритель, укрепленный на газовой трубе, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и снижения выбросов окислов азота путем повышения теплоотдачи излучением, в боковой стенке газовой трубы выполнен второй ряд ради— альных выпускных отверстий, снабженных патрубками, скрепленными с лопатками завихрителя, а выходное сопло газовой трубы снабжено цилиндрическим насадком с внутренним диаметром, составляющим 0,015 — О, 11 D, причем выходной торец насадка расположен от выходного среза туннеля на расстоянии, составляющем 0,1-0,5 D, где D —диаметр туннеля.

2. Горелка по п. i, о т л и ч а ющ а я с я тем, что газовая труба установлена с возможностью продольного перемещения, а выходные торцы патрубков размещены вокруг завихрителя.

1280271

М

Составитель N.Çóáêîâ

Редактор А.Orap Техред Д.Олейник Корректор А.Обручар

Заказ /044/37 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, MOGKBa, R-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4