Горелка для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в топочных устройствах различного назначения: для сжигания высококонцентрированной пылеугольной смеси, а также жидкого или газообразного топлива и обеспечивает при своем использовании надежное зажигание, высокую температуру в зоне горения и понижение концентрации оксидов азота. Указанный технический результат достигается тем, что в горелке для сжигания различных видов топлива, содержащий корпус с центральным круглым цилиндрическим каналом для подачи воздуха с размещенным в нем завихрителем и форсунками для подачи высококонцентрированной пылеугольной смеси или распыленного жидкого топлива, кольцевые концентрические каналы с лопатками для закрутки потока, подключенные к воздушным коробам и коллектор с трубками для подачи газового топлива, согласно изобретению, в центральном канале установлен конический завихритель, выполненный из лопастей в виде частей конической поверхности, а расход воздуха через центральный канал составляет 10...70% от всего расхода воздуха через горелку. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания различных видов топлива в топочных устройствах.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является горелка для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, содержащая корпус с центральным круглым цилиндрическим каналом для подачи воздуха с размещенным в нем осевым завихрителем, форсункой для подачи распыленного жидкого топлива, форсункой для подачи высококонцентрированной пылеугольной смеси, кольцевые концентрические каналы с лопатками для закрутки потока, подключенные к воздушным коробам и коллектор с трубками для подачи газового топлива (Теплотехнический справочник, т. 2, Москва, Энергия, 1976, с.370, рис.6-43).

В данной горелке не обеспечивается надежное зажигание, высокая температура в зоне горения пылеугольного топлива, что приводит к трудностям в организации процесса зажигания и обеспечении полного сгорания. Это происходит в результате того, что уже вблизи амбразуры происходит равномерное распределение топлива и коэффициент избытка воздуха становится близким к среднему по горелке.

Технический результат, достигаемый в результате использования данного изобретения, заключается в обеспечении надежного зажигания, высокой температуры в зоне горения и понижении концентрации оксидов азота.

Этот результат достигается тем, что в горелке для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, содержащей корпус с центральным круглым цилиндрическим каналом для подачи воздуха и форсунками для подачи распыленного жидкого и высококонцентрированного пылеугольного топлива, кольцевые концентрические каналы с лопатками для закрутки потока, подключенные к воздушным коробам, и коллектор с трубками для подачи газового топлива, согласно изобретению, в центральном канале установлен конический завихритель, выполненный из лопастей в виде частей конической поверхности, а расход воздуха через центральный канал составляет 10...70% от всего расхода воздуха через горелку.

Использование конического завихрителя обеспечивает такое поле течения вблизи амбразуры, в котором зона мощного возвратного течения обеспечивает поджигание смеси, а распределение топлива таково, что коэффициент избытка воздуха α вдоль оси постепенно изменяется от α≅0,1 вблизи амбразуры до α≅1 на удалении в 1-2 калибра. Это обеспечивает легкое зажигание и начальное сгорание при значительном недостатке воздуха. В результате понижается концентрация оксидов азота и вследствие раннего зажигания увеличивается полнота сгорания.

Реализацию этого способа сжигания пылеугольного топлива может обеспечить горелочное устройство, показанное на фиг.1. Здесь 1 и 2 - подача воздуха в центральный и периферийный каналы, 3 - лопатки для закрутки потока в периферийных каналах, 4 - конический завихритель центрального потока воздуха, составленный из лопастей, являющихся частью конической поверхности, 5 - форсунка подачи пылеугольного топлива, 6 - трубка подачи газового топлива, 7 - труба для форсунки подачи жидкого топлива, 8 - газовый коллектор.

Завихритель центрального канала составляется из лопастей в виде частей конической поверхности.

На фиг. 2, в качестве примера, показано сечение проточной части завихрителя из 4-х конических лопаток. Здесь 9 - участок лопатки, представляющей собой часть кругового конуса, 10 - полочка, 11 - козырек.

Относительное количество воздуха, передаваемого через центральный канал может составлять от 10 до 70 процентов и определяется требованием обеспечить вблизи амбразуры область с недостатком воздуха, соответствующим коэффициенту избытка воздуха окислителя α=0,2...0,8. Конкретное значение расхода воздуха может быть определено при численном моделировании гидродинамических процессов в горелке при помощи, например, программного комплекса.

Формула изобретения

Горелка для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, содержащая корпус, круглый цилиндрический центральный канал и кольцевые концентрические каналы для подачи воздуха, снабженные лопатками для закрутки потока, короба для питания каналов горелки воздухом, форсунку для подачи распыленного жидкого топлива и форсунку для подачи высококонцентрированной угольной пыли, устанавливаемые в центральном канале, трубки для подачи газового топлива, соединенные с коллектором, отличающаяся тем, что в центральном канале установлен конический завихритель, выполненный из лопастей в виде частей конической поверхности, и расход воздуха через центральный канал составляет 10 - 70% от всего расхода воздуха через горелку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2