Горелочное устройство

 

Изобретение может быть использовано для сжигания топлива в энергетических установках электростанций и котельных, а также в металлургической промышленности. Горелочное устройство содержит воздухоподающий корпус, трубу подачи аэросмеси, установленную соосно внутри воздухоподающего корпуса, форсунку, расположенную внутри трубы подачи аэросмеси, радиальные выходные сопла и завихритель с полостью, подключенной к кольцевому зазору, расположенному между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси посредством радиальных каналов, форсунка выполнена мазутной, а полость завихрителя - дымоохлаждающей, устройство дополнительно снабжено экраном, установленным на выходе воздухоподающего корпуса, выполненным в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α=110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси при помощи колец, причем через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу. Изобретение позволяет снизить уровень шума в области низких и высоких частот, а также уровень выбросов оксидов азота за счет рециркуляции дымовых газов. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в энергетических установках электростанций и котельных, а также в металлургической промышленности.

Известно горелочное устройство, содержащее воздухоподающий корпус с соосно установленными центральной топливной трубой и периферийным топливным коллектором и радиальными выходными соплами соответственно, а также завихритель, выполненный с водоохлаждаемой полостью, подключенной к кольцевому зазору между корпусом и центральной топливной трубой посредством радиальных каналов, размещенных по ходу воздуха за радиальными выходными соплами указанной топливной трубы (авт. свид. 1688043, F 23 D 17/00, F 23 D 11/00, опубл. 30.10.91).

Это горелочное устройство обладает повышенным уровнем звука в области высоких (от 2000 Гц) и низких (от 31,5 до 500 Гц) частот.

Более близким к заявляемому решению по технической сущности является горелочное устройство (авт. свид. 1688044, F 23 D 17/00, 11/00, опубл. 30.10.91), содержащее воздухоподающий цилиндрический корпус с перфорированным топливным коллектором с выходными радиальными соплами, шнековый завихритель с лопастями, центральной топливной трубой и радиальными выходными соплами, между топливной трубой и корпусом установлен патрубок подачи аэросмеси или воздуха, образующий с ними кольцевые каналы.

Горелочное устройство дополнительно содержит водяной коллектор, установленный снаружи корпуса и имеющий радиальные выходные сопла, размещенные перед завихрителем по ходу воздуха, и водяную форсунку, установленную по оси топливной трубы с возможностью продольного перемещения. Для подавления вредных окислов азота в продуктах сгорания происходит впрыск воды через радиальное выходное сопло водяного коллектора и форсунку, а также происходит подмешивание рециркуляционных дымовых газов во вторичный воздух, поступающий в корпус.

Однако основным недостатком с точки зрения шумоподавления является то, что при норме 80 дБ уровень шума на низких частотах составил 89-95 дБ, а на высоких частотах 84-87 дБ.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение уровня шума в области низких и высоких частот слышимого диапазона и снижение выбросов оксидов азота.

Для решения поставленной задачи в известном горелочном устройстве, содержащем воздухоподающий корпус, трубу подачи аэросмеси, установленную соосно внутри воздухоподающего корпуса, форсунку, расположенную внутри трубы подачи аэросмеси, радиальные выходные сопла и завихритель с полостью, подключенной к кольцевому зазору, расположенному между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси посредством радиальных каналов, форсунка выполнена мазутной, а полость завихрителя дымоохлаждающей, устройство дополнительно снабжено экраном, установленным на выходе воздухоподающего корпуса и выполненным в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси, при помощи колец, причем через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.

Отличительными признаками заявляемого решения является то, что полость завихрителя, подключенная к кольцевому зазору между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси, посредством радиальных каналов, выполнена дымоохлаждающей, форсунка выполнена мазутной и дополнительно на выходе воздухоподающего корпуса установлен экран. Экран выполнен в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси, при помощи колец. Кроме того, через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.

Благодаря отличительным признакам улучшение глушения уровня звукового давления по сравнению с прототипом составляет: на низких частотах 3 - 8 дБ и на высоких 2-5 дБ, а также снижение уровня выбросов оксидов азота.

На фиг.1 показан продольный разрез горелочного устройства.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 Горелочное устройство (фиг.1) содержит воздухоподающий корпус 1, соосно установленные трубу подачи аэросмеси 2, радиальные выходные сопла 3, канал подачи газов рециркуляции 4 в дымоохлаждающую полость 5, радиальные выходные сопла 3, мазутную форсунку 6, а также завихритель 7, содержащий радиальные каналы 8, посредством которых соединена дымоохлаждающая полость 5 с кольцевым зазором 9, расположенным между воздухоподающим корпусом 1 и трубой подачи аэросмеси 2, на выходе воздухоподающего корпуса 1 установлен экран 10, выполненный в виде перфорированных лепестков 11, верхние части которых соединены между собой кольцами 12 с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o при помощи жесткого соединения 13, а нижние крепятся к выступам 14, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси 2 перед ее выходом при помощи колец 15. Причем через отверстия перфорации 16 в верхней части пропущены направляющие 17 Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.

Горелочное устройство работает следующим образом.

При работе на жидком топливе вторичный воздух поступает в воздухоподающий корпус 1, закручивается завихрителем 7 и проходит через перфорированные лепестки 11 экрана 10, через мазутную форсунку 6 происходит подача топлива, которое перемешивается с вторичным воздухом и поступает в топочное пространство.

Угол раскрытия экрана для жидкого топлива составляет угол α = 110-125^o, за счет этого образуется турбулизированный поток вторичного воздуха, происходит частичное поглощение экраном акустических колебаний потока вторичного воздуха, а также снижение звукового давления происходит из-за уменьшения турбулизации потоков, обусловленных углом раскрытия α подающих в топочное пространство, где происходит снижение "гула" горения.

При одновременной работе на угольной пыли и жидком топливе вторичный воздух поступает в воздухоподающий корпус 1, закручивается завихрителем 7 и проходит через перфорированные лепестки 11 экрана 10, через мазутную форсунку 6 происходит подача жидкого топлива, а через трубу подача аэросмеси 2 угольной пыли и вторичного воздуха, которые перемешиваются и с вторичным воздухом поступают в топочное пространство.

Угол раскрытия экрана α = 140-150^o, за счет чего образуется турбулизированный поток вторичного воздуха, а акустические колебания потока вторичного воздуха частично поглощаются экраном, также снижение звукового давления происходит из-за уменьшения турбулизации потоков, обусловленных углом раскрытия α подающих в топочное пространство, где происходит снижение "гула" горения.

Для подавления образования вредных окислов азота в продуктах сгорания осуществляется рециркуляция дымовых газов в составе 10% от вторичного воздуха, поступающих в дымоохлаждающую полость 5 и поступающих в кольцевой зазор 9 через радиальные каналы 8, где происходит их перемешивание с вторичным воздухом. Также в процессе рециркуляции газов происходит охлаждение завихрителя 7.

Формула изобретения

Горелочное устройство, содержащее воздухоподающий корпус, трубу подачи аэросмеси, установленную соосно внутри воздухоподающего корпуса, форсунку, расположенную внутри трубы подачи аэросмеси, радиальные выходные сопла и завихритель с полостью, подключенной к кольцевому зазору, расположенному между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси посредством радиальных каналов, отличающееся тем, что форсунка выполнена мазутной, а полость завихрителя дымоохлаждающей, устройство дополнительно снабжено экраном, установленным на выходе воздухоподающего корпуса, выполненным в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси при помощи колец, причем через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2