Комбинированная горелка

 

Изобретение относится к технике сжиания газообразного и жидкого топлив и может быть использовано на тепловых электростанциях. Цель изобретения - снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания. Комбинированная горелка содержит воздухоподающий корпус (К) 1 с соосно установленными центральной мазутной форсункой 2, кольцевым коллектором (КК) 3 горючего газа и кольцевым патрубком (П)4 подачи газов рециркуляции. КК 3 выполнен расширяющимся в сторону выходного среза К 1 и снабжен выпускными соплами (С), наклоненными к оси К 1 под острым углом. С размещены по периметру тыльной стенки 9 КК 3 чередующимися группами . Горючий газ и мазут сжигают раздельно . При сжигании газа выходящие из С газовые струйки присоединяют к Nce6e газы рециркуляции и смешиваются с ними. Зз тыльной стенкой 9 КК 3 образуются чередующиеся по периметру участки возвратного течения с большими и меньшими значениями скоростей и концентрацией газов рециркуляции . Выравнивание этих неравномерностей интенсифицирует смешение горючего газа с газами рециркуляции. В результате вся масса горючего газа оказывается обработанной газами рец иркуляции на короткой длине, что способствует подавлению генерации оксидов азота в топочном обьеме. При сжигании мазута снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания достигается благодаря последовательному поступлению формируемых КК 3 кольцевых потоков rasoi рециркуляции в ближнюю и дальнюю зоны факела.2 ил.

« К ,„-.-.А

ОИИфР

„, Я3„„747799 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()5 Г 23 0 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

«.",7

ОО ИТОБРЕТ ЕИИЯКТ И ОТКРЫТИЯМ . t g g:,ß

ПРИ ГКНТ СССР

К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

< e o c ovv cE| qe eaSC aV. г

Изобретение относится к технике сжигания газообразного и жидкого топлив и может быть использовано на тепловых электростанциях, Известны комбинированные горелки, содержащие воздухоподающий корпус,, внутри которого соосно установлены центральная мазутная форсунка и кольцевой, коллектор горючего газа, снабженный выпускными сопламл, наклоненными к оси корпуса под острым углом.

Эти горелки не обеспечивают качественного смешения топлйва (газа) с окислителем в обьеме факела и характеризуются высоким уровнем выбросов оксидов азота как при сжигании газа, так и мазута, что обусловлено высоким пирометрическим уровнем процесса горения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является комбинированная гррелка, содержащая воздухоподающий корпус, внутри которого еоосно (21) 4806178/06 (22) 27.03,90 (46) 15.07.92, Бюл. N 26 (71) Московский энергетический институт (72) В.И, Черняев, Б.В. Болотников, С,А. Брейтерман, В,А. Двойнишников и Л.В. Деев

{53) 662,959.22(088,8) (56} Авторское свидетельство СССР

М 966415, кл, F 23 D 17/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1101622, кл. Г 23 0 17/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

N 900072, кл, F 23 О 17/00, 1976. (54) КОМБИНИРОВАННАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к технике сжигания газообразного и жидкого топлив и может быть использовано на тепловых . электростанциях. Цель изобретения — снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания. Комбинированная горелка содержит воздухоподающий корпус (К) 1 с соосно установленными центральной мазутной форсункой 2, кольцевым коллектором (КК) 3 горючего газа и кольцевым патрубком (П) 4 подачи газов реаиркуляции;

КК 3 выполнен расширяющимся в сторону выходного среза К 1 и снабжен выпускнГыми соплами (С), наклоненными к оси К 1 под острым углом. С размещены по периметру тыльной стенки 9.KK 3 чередующимися группами. Горючий газ и мазут сжигают раздельно. При сжигании газа. выходящие из С газовые струйки присоединяют к себе газы рециркуляции и смешиваются с ними. За тыльной стенкой 9 КК 3 образуются чередующиеся по периме ру участки возвратного течения с большими и меньшими значениями скоростей и концентрацией газов рециркуляции, Выравнивание этих неравномерностей интенсифицирует смешение горючего газа с газами рециркуляции, В результате вся масса горючего газа оказывается обработанной газами рециркуляции на короткой длине, что способствует подавлению генерации оксидов азота в топочном обьеме. При сжигании мазута снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания достигается благодаря последовательному поступлению формируемых КК 3 кольцевых потоков газов рециркуляции в ближн,ою и дальн.ою зоны факела. 2 ил. установлены центральная мазутная фо!)Сунка и кольцевой коллектор горючего газа, выполненный расширяющимся в сторону выходного среза корпуса и снабженный Bbfпускными соплами, размсщенными по периметру тыльной стенки коллектора под острым у лом к оси корпуса, причем одна

" часть этих сопел направлена к периферии, а другая часть — к центру корпуса.

В такой горелке обеспечивается более качественное смешение газа с воздухом в объеме факела, Однако из-эа отсутствия внешнего подвода в факел газов рециркуляции этой горелке также присущ высокий уровень содержания оксидов азота в продуктах сгорания, Целью изобретения Являетсч рниже!!Ие содержания оксидов азота в продуктах сгорания.

В комбинирован ой горелке, содержащей ваздухоподающий корпус, внутри которого соосно установлены центральная мазут!»ая форсунка и кол ьцев()и коллектор гор!очего газа, выполненный расширяющимися в стОрону выходного среза корпgjc3 и снс."бженныЙ выпускнь!ми соплами, разме"

Щ8Н НЫМИ ilo П8РИМ8ТРУ ТЫЛЬНОЙ СТ8НКИ КОЛлектора под острым углам к оси корпуса, . причем одна часть этих сопел направлена к периферии, а другая часть — к центру корпуса, поставленная цель достиГается тем, что внутри корпуса дополнительно установлен соосный кольцевой патрубок подачи Газов рециркуляции, а коллекпзр гор!очего газа с выпускными соплами расположен в свету указанного патрубка на его выходе, при этом сопла по периметру тыльной стенки коллектора размещены череду!Ощимися группами, Объединяющими сопла, направленные либо к периферии, либо K центру корпуса, На фиг, 1 изображена комбинированная Гор8лка; прОдольный разрез, на фиГ вид А на фиг, 1.

Комбинированная горелка содержит вОздухоподающий Kopfl)»c 1, внутри которо" го соосно установлены центральная мазутная форсунка 2., кольцевой коллектор 3 горючего газа и кольцевой патрубок 4 под-ачи газов рециркуляции, разделяющий полость корпуса 1 на центральный 5 и периферийный 6 каналы. Коллектор 3 горючего газа выполнен расширяющимся в сторону в.ыходного с реза корпуса 1, с продолбным сечением, имеющим форму трапеции, и снабжен выпускными соплами

7, 8,,наклоненными к оси корпуса I под острым углом и размещенными по периметру тыльной стенки 9 чередую!цимися группами, каждая из которых объединяет либо направленные к периферии корпуса 1 сопла

7, либо направленные к центру корпуса 1 сопла 8, Коллектор 3 с соплами 7, 8 расположен в свету патрубка 4 подачи Газов рециркуляции на его выходе, В коллекторе 3 между крайними соплами 7 и 8 соседних групп установлен ы ради ал ьн ые перегородки 10, разделяющие полость коллектора на

Отсеки 11. Отсеки 11 с соплами 7 и 8 Г!Одклк)чсны cooT88TcTBPHHQ к источникам гор!Очего газа 12 и 13. Центральный 5 и периферийный

6 каналы корпуса 1 подключены к источникам воздуха 14, 15. На входе периферийного канала 6 установлен регистр 16 тангенциальных лопаток. Центральный канал 5 снабжен аксиальным завихрителем 17.

КОмбинированнаЯ Горелка работает следующим Образом, Гор!Очий газ и мазут сжига!От раздельно.

20 На НОминальной и близких к ней нагрузках воздух подают в каналы 5, 6, топливо—

tQpio÷fIÉ Газ или мазут сООтветственно ч8- рез сofl»fe 7, 8 или форсунку 2. Одновременно через патрубок 4 подают газы

25 рециркуля! ии, KQTopbfe, Обтекая коллектор

3, сходят с его»! аружной и внут ренней боковь!х стенок двумя кольцевыми потоками, Один из которых направлен к периферии, а другой — к центру корпуса. Непосредствен30 но з"-;т.ыльной стенкой 9 коллектора 3 образуется зона возвратного течения, в KOTopylo в пеовую очередь попадают газь! рециркуляции, в основной своей массе еще не успевшие смешаться с воздухом, 35 При работе горелки на газе, выходящие

М3 cofl8JI 7. 8 струйки fopfoчего Газа присоединяют к себе газы рециркуляц!!и и смешива»отся с ними, Благодаря тому, что наклоненные в разные стороны сопла 7 и 8

40 размещены череду!ощимися группами, за тыльной стенка»л 9 коллектора 3 образуются чередующиеся по периметру атой стенки участки возвратного течения с большими и меньшими значениями скоростей и концен45 траций газов рециркуляции, Выравнивание этих неравномерностей сопровождается интенсивным перемешиванием горючего газа с газами рециркуляции, 8 результате. вся масса горючего газа Оказывается обра50 ботанной азами рециркуляции на короткой длине, что способствует торможению процесса генерации оксидов азота в топочном объеме, ! !ОлОжительнь!Й эфф8кт по сни>кению

55 содержания Оксидов азота в продуктах сгорания при сжиГании мазута достиГается благодаря последовательному поступлению . формируемых коллектором 3 кольцевых потоков газов рециркуляции в ближнюю и дальнюю зоны факела.

1747799

При уменьшении нагрузки до 70 /, номинальной и ниже оптимальное соотношение скоростей горючего газа (мазута) и воздуха в горелке можно поддерживать, отключая подачу горючего газа от одного из источников 12, 13 и прекращая подачу воздуха через каналы 5 или 6, Надежность коллектора 3 при работе горелки в таких режимах обеспечена за счет омывания его газами рециркуляции.

Дополнительная установка внутри «орпуса патрубка подачи газов рециркуляции снижает температурный уровень процесса горения газа и мазута и тем самым способствует снижению выхода оксидов азота, Расположение коллектора горючего газа с выпускными соплами в свету и на выходе патрубка подачи газон рециркуляции, а также размещение сопел чередующимися группами позволяет интенсифицировать обработку горючего газа газами рециркуляции до момента смешения горючего газа с воздухом, что оказывает дополнительное тормозящее воздействие на выход оксидов азота, По сравнению с горелкой-прототипом общее снижение выбросов оксидов азота составляет не менее 40-.45 при сжигании газа и" 20 — 25 jo при сжигании

5 мазута.

Формула изобретения

Комбинированная горелка, содержащая корпус с коаксиально установленными центральной форсункой, расширяющимся к.

10 выходной амбразуре кольцевым коллектором с соплами на "егб торце. направленными как к оси горелки, так и к ее периферии, кольцевой обечайкой, разделяющей корпус на центральный и периферийный каналь!, и

15 средствами для закрутки воздуха в каналах, отличающаяся тем, что, с целью снижения содержания оксидов азота в продуктах сгоранйя, кольцевая обечайка установлена с образованием канала для

20 рециркуляционных газов, газовый.коллектор размещен коаксиально обечайке на ее выходе, а газовые сопла сгруппированы по направлению и размещены по коллектору чередующимися группами, 25

Составитель В,Чернлев

Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор О,Кундрик

Заказ 2488 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГККТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., 4/5

Производственно-издательскии комбинат "Патент"., r. Ужгород, ул.Гагарина, 101