Пылеугольная горелка

 

Изобретение м.б, использовано в котлоагрегатах. Цель изобретения - повьшение качества сжигания путем снижения образования окислов азота. Выходные срезы 4, 5 воздушных коробов 2 и сопл 3 подачи аэросмеси расположены заподлицо с опорной плитой 1. Расстояние 1 между центрами срезов коробов 2 в 2,0-3,5 раза превышает эквивалентный диаметр срезов 4. Угол ci между проекциями осей коробов 2 на горизонтальную плоскость равен 30-60°, а сопла 3 установлены перпендикулярно плите 1. При таком расположении коробов снижается удар воздушных струй у УСТЬЯ горелки, что повьшгает полноту сгорания. Снижается также деформация результирующего воздушного потока и ускоряется перемешивание реагентов, что снижает механический недожог. 3 ил. 59 (Л виЭА Ф,е:2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU» 133395 (50 4 Р 23 В 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4017779/24-06 (22) 28.01.86 (46) 30.08,87, Бюл, № 32 (71) Московский энергетический инсти— тут (72) В И.Черняев, В.А.Двойнишников и А.В.Кузьмин (53) 662,951.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 892126, кл. F 23 D 1/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1015185, кл. F 23 D 1/06, 1981. (54) П11ЛЕУГОЛЬНАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение м.б. использовано в котлоагрегатах, Цель изобретения— повышение качества сжигания путем снижения образования окислов азота.

Выходные срезы 4, 5 воздушных коробов 2 и сопл 3 подачи аэросмеси расположены заподлицо с опорной плитой

1. Расстояние 1 между центрами срезов коробов 2 в 2,0-3,5 раза превышает эквивалентный диаметр срезов 4.

Угол между проекциями осей коробов

2 на горизонтальную плоскость равен

30-60, а сопла 3 установлены перпендикулярно плите 1. При таком расположении коробов снижается удар воздушных струй у устья горелки, что повышает полноту сгорания, Снижается также деформация результирующего воздушного потока и ускоряется перемешивание реагентов, что снижает механический недожог. 3 ил.

1333958

5:

25

Изобретение относится к области сжигания твердого топлива и может быть использовано в котлоагрегатах.

Целью изобретения является повышение качества сжигания путем снижения образования окислов азота, На фиг,1 изображена пылеугольная горелка; на Аиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3 — вид Б на фиг.1„

Горелка содержит плиту 1, в амбразурах которой установлены воздушные короба 2, наклоненные навстречу друг другу, и сопла 3 подачи аэросмеси, попарно расположенные по обе стороны воздушных коробов 2 перпендикулярно плоскости их выходных срезов, причем все сопла 3 подачи аэросмеси установлены относительно плиты 1 перпендикулярно. Срезы 4 и 5 соответственно воздушных коробов 2 и сопл 3 подачи аэросмеси расположены заподлицо с плитой 1, Расстояние 1,.между центрами срезов 4 воздушных, коробов

2 в 2,0-3,5 раза превышает эквивалентный диаметр и срезов 4, Угол с

Э между осями всздушных коробов 2 составляет 30-60

Горелка работает следующим образом.

Аэросмесь, например угольную пыль с сушильным агентом, подают через сопла 3, а вторичный воздух — через короба 2. При истечении в топочный объем пылевые струи двкжутся параллельно, а воздушные струи — под углом к ним настречу друг другу, Благодаря развитому периметру зажигания пылевые струи подсасывают высоконагретые топочные газы как с внешних сторон горелки, так и из внутренней области топочного объема, заключенной между истекающими струями и плитой 1. Это способствует быстрому прогреву первичной аэросмеси и приводит к раннему и устойчивому воспламенению факела, По мере развития факела, происходит массообмен между его внешними слоями, обогащенными топливом, и внутрепними слоями„ обогащенными кислородом, вследствие чего в зоне ядра горения кислород оказывается достаточно равномерно распределенным по всему поперечному сечению факела. Последнее в значительной мере достигается за счет растекания к периферии факела вторичных потоков воздуха, возникающих в результате соударения воздушных струй (на фиг.3 показано стрелками). Перемешивание результирующих вторичных потоков воздуха с пылевыми струями происходит главным образом за счет турбулентных пульсаций, что обеспечивает плавность подменивания вторичного воздуха к пыли по длине Аакела на стадии, соответствующей завершению воспламенения, Как известно, количество "топливных" окислов азота, которые составляют большую часть общего количества окислов азота, образующихся при факельном сжигании азотосодержащего твердого топлива, существенно зависит от развития физико †химическ процессов на начальном участке факела. В предлагаемой горелке в результате направленной подачи струй вторичного воздуха во внутреннюю часть факела контакт вторичного воздуха с топливом в корневых сечениях факела ограничен. Зто приводит к тому, что процессы воспламенения и сгорания летучих у большей части топлива происходит при избытке воздуха, значительно меньшем стехиометрического соотношения, необходимого для сгорания летучих. Поскольку среди летучих горючих находятся азотистые соединений топлива (в виде HCN, ИН и т.д.), преобладающими при малом избытке воздуха оказываются реакции рекомбинации, а окисление атомарного кислорода замедляется. В итоге большая часть азотсодержащих веществ переходит в молекулярный азот. Уменьшению образования окислов азота при применении данной горелки способствует так же то, что она в зоне ядра горения Аормирует AaKesI с увеличенной поверхностью, приходящейся на единицу объема. Это приводит к снижению температуры факела в результате повышенной радиационной теплоотдачи, а следовательно, к уменьшению количества "термических" окислов азота.

Как показали исследования, оптимальные условия работы данной горелки обеспечиваются, когда расстояние 1 между центрами срезов 5 воздушных сопл 1 в 2,0-3,5 раза превышает эквивалентный диаметр d этих срезов, а взаимный угол наклона с воздушных сопл 1 равен 30-бО

При, = 30-б0 изменение 1 в диапазоне (2,0-3,5) d не приводит к сколько-нибудь заметному ухудшению режима работы горелки как с точки

1333958

Аэрпсмесь воздух зрения процесса собственно сжигания, так и с точки зрения роста количества окислов азота, При выходе за пределы оптимальных значений 1/d „. и Ы работа горелки ухудшается. Так, при 1/d - 2,0 и ) 60 наблюдается сильный удар воздушных струй, который происходит в непосредственной близости от устья горелки, вследствие чего значитель— ная часть вторичного воздуха быстро вытесняется за пределы пылевых струй в процессе радиального оттока, что приводит к росту неполноты сгорания.

При 1/d = 2,0-3 5 и (> 60 удар воздушнйх струй несколько смягчается по сравнению с описанным случаем, однако деформация результирующего воздушного потока остается все еще сильной, что приводит к повышенным значениям q . При 1/д ) 3,5 и с - > 60 происходит расслоение потоков пыли и вторичного воздуха, что значительно замедляет перемешивание реагентов, приводит к черезмерному разбавлению реакционной смеси продуктами сгорания и увеличивает механический недожог.

При 1/d 3,5 выход окислов азота практически не отличается от значе, ний NO» характерных для вариантов с

1/й в диапазоне 2,0-3;5. Варианты выполнения горелочного устройства с о малыми значениямй углов (сс.с 30 )и

5 параметра 1/d (1/d. а 2,0) не имеют

9 э преимуществ перед прямо точной горелкой в отношении снижения выхода NO х

Формула и з о б р е т е ни я

Пылеугольная горелка, содержащая опорную плиту, в абразурах которой установлены встречно наклоненные воздушные короба и попарно расположенные по обе стороны последних сопла подачи аэросмеси, размещенные перпендикулярно плоскости выходных срезов воздушных коробов, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения качества сжигания путем снижения образования окислов азота, выходные срезы воздушных коробов и сопл подачи аэросмеси расположены заподлицо с плитой, расстояние 1 между центрами

25 срезов воздушных коробов равно (2,0-3,5)d, где d — их эквивалентный диаметр, угол между проекциями осей воздушных коробов на горизонтальную плоскость » = 30-60, а сопла

30 подачи аэросмеси установлены перпендикулярно опорной плите.

1333958

Составитель М. Зубков

Редактор Л.Веселовская Техред В.Еалар КорректорМ,Демчик

Заказ 3947/36 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4