Горелка многостадийного сжигания топлива

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано в топках котлов, промышленных печах и различных топливосжигающих установках и обеспечивает регулирование длины и параметров факела горелки путем перемонтажа ее внутренних элементов. Горелка многостадийного сжигания топлива содержит несколько аксиально расположенных трубных элементов, диффузор с перфорацией, завихритель в воздушном кольцевом канале, газовую трубу с кольцевым коллектором и с соплами, а также наружный корпус. Новым в горелке является выполнение на газовом кольцевом коллекторе стакана с внутренней резьбой, а в конце газовой трубы наружной резьбы, идентичной внутренней резьбе стакана. Завихритель в воздушном кольцевом канале выполнен посадочным (по диаметру) по отношению к внутренней поверхности корпуса, в газовом кольцевом коллекторе установлен завихритель (в зоне газовых сопел). 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в топках котлов, промышленных печах и различных топливосжигающих установках.

Известно конструктивное решение камер сгорания с двухстадийным сжиганием газа с целью снижения максимальной температуры факела, а следовательно, сокращения выхода окислов азота [1,2]. Недостатком известных решений является отсутствие надежных горелочных устройств и тем более с регулированием параметров факела.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ сжигания газа, в котором поддерживают коэффициент расхода воздуха в первичной газовоздушной смеси в пределах 0,2-0,7, периферийный поток вторичного воздуха закручивают, а в другом потоке вторичного воздуха, подаваемом струями в поток первичной смеси, поддерживают коэффициент расхода воздуха в пределах 0,3-0,9 [3]. Изменяя эти коэффициенты, можно регулировать параметры факела, обеспечивая требуемую его длину при минимальном выходе вредных веществ.

Сопоставимый анализ показывает, что предлагаемое техническое решение в виде конструктивного оформления горелки в дополнение к способу-прототипу обеспечивает возможность изменения длины факела путем перемонтажа внутренних элементов. Предлагаемая горелка многостадийного сжигания топлива отличается наличием резьбового соединения газовой трубки через специальный стакан с кольцевым газовым коллектором, а также строгими посадочными размерами завихрителя в воздушном кольцевом канале. Путем изменения проходного сечения воздушных сопел в кольцевом газовом коллекторе и диффузоре можно организовать факел различной длины. Перемонтаж этой внутренней части горелки позволяет обеспечить конкретный топливосжигающий агрегат горелкой с требуемой длиной факела.

Кроме того, для улучшения смешения первичной газовоздушной смеси в кольцевом газовом коллекторе в зоне газовых сопел установлен лопаточный завихритель.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "новизна".

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают предлагаемому соответствие критерию "существенные отличия".

Цель изобретения - регулирование длины и параметров факела горелки путем перемонтажа ее внутренних элементов, что позволяет обеспечить конкретный топливосжигающий агрегат горелкой с требуемой длиной факела.

Цель достигается тем, что горелка многостадийного сжигания топлива содержит несколько аксиально расположенных трубных элементов, диффузор с перфорацией, завихритель в воздушном кольцевом канале, газовую трубу с кольцевым коллектором и с соплами, а также наружный корпус, конструктивно выполнена пригодной для перемонтажа ее внутренних элементов, а следовательно, обеспечения требуемой длины факела для конкретного топливосжигающего агрегата. Для этого кольцевой коллектор снабжен стаканом с внутренней резьбой, на конце газовой трубы выполнена наружная резьба, идентичная внутренней резьбе стакана, внешняя поверхность завихрителя в воздушном кольцевом канале выполнена посадочной по диаметру по отношению к внутренней поверхности корпуса, а в кольцевом газовом коллекторе установлен лопаточный завихритель, размещенный в зоне газовых сопел.

На чертеже представлено поперечное сечение горелки.

На кольцевом газовом коллекторе 1 выполнен стакан 2 с внутренней резьбой. Конец газовой трубы 3 снабжен наружной резьбой, идентичной внутренней резьбе стакана 2. Внешняя поверхность завихрителя 4 в воздушном кольцевом канале 5 выполнена посадочной по отношению к внутренней поверхности корпуса 6. В кольцевом газовом коллекторе 1 установлен лопаточный завихритель 7, размещенный в зоне газовых сопел 8. Газовая труба 3 герметизируется с помощью сальникового устройства 12. Перемонтаж внутренних элементов горелки для обеспечения требуемой длины факела и ее эксплуатация осуществляются следующим образом.

Газовая труба 3 выворачивается из стакана 2, после чего вся внутренняя часть 9 горелки извлекается из корпуса 6. Заранее подготовленная новая внутренняя часть 9 горелки монтируется заново в ее корпусе 6.

Новая внутренняя часть 9 горелки выполняется в соответствии с требованиями по длине ее факела, обусловленной данным топливосжигающим агрегатом. В частности, измененное количество и диаметр воздушных сопел 10 в диффузоре 11 (их проходное сечение) обуславливают соответствующий расход вторичного воздуха ( α₂ ), а измененное проходное сечение газовых сопел 8 обуславливает соответствующий расход первичного воздуха в газовоздушной смеси (α₁).

Изменяя коэффициенты расхода воздуха α₁ и α₂ при поддержании постоянным значения суммарного коэффициента расхода воздуха, равного 1,02-1,05, можно регулировать параметры факела, обеспечивая требуемую его длину.

Кроме того, строгость соосности внутренней части 6 горелки в корпусе 6 обеспечивается посадочными размерами завихрителя 4, а равномерное смешивание газа с первичным воздухом - установкой лопаточного завихрителя 7 в кольцевом газовом коллекторе 1.

Выполнение горелки, обеспечивающее демонтаж и монтаж внутренних ее элементов, позволяет использовать один и тот же корпус горелки для различных топливосжигающих агрегатов в соответствии с их требованиями по длине факела. Все это унифицирует, с одной стороны, процесс изготовления горелок, а с другой стороны, упрощает их эксплуатацию.

Кроме того, строгая соосность внутренней части горелки и установка лопаточного завихрителя в кольцевом газовом коллекторе обеспечивают равномерное смешение газа с воздухом по трактам горелки, повышают эксплуатационную надежность.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 1070403 кл. 26 B 23/02, 1982.

2. Пат. Франции N 2097321, кл. F 23 D 15/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР N 1657870, кл. F 23 D 14/00, 1991.

Формула изобретения

1. Горелка многостадийного сжигания топлива, содержащая несколько аксиально расположенных трубных элементов, диффузор с перфорацией, завихритель в воздушном кольцевом канале, газовую трубу с кольцевым коллектором и с соплами, а также наружный корпус, отличающаяся тем, что кольцевой коллектор снабжен стаканом с внутренней резьбой, а на конце газовой трубы выполнена наружная резьба, идентичная внутренней резьбе стакана.

2. Горелка многостадийного сжигания топлива по п.1, отличающаяся тем, что внешняя поверхность завихрителя в воздушном кольцевом канале выполнена посадочной (по диаметру) по отношению к внутренней поверхности корпуса.

3. Горелка многостадийного сжигания топлива по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в кольцевом газовом коллекторе установлен лопаточный завихритель, размещенный в зоне газовых сопел.

РИСУНКИ

Рисунок 1