Устройство для сжигания топлива

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для сжигания газообразного топлива, а также в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Устройство для сжигания топлива включает расположенные в цилиндрическом корпусе центральный и периферийный воздушные каналы с завихрителями, основной и дополнительный коллекторы, поворотные газораздающие трубки, установленные на окружности между воздушными каналами, причем выходные отверстия части трубок расположены тангенциально, а остальных - радиально к оси устройства, по оси устройства дополнительно установлен центральный канал подачи газа, при этом соотношение площади выходных отверстий центрального канала подачи газа к общей суммарной площади газовыпускных отверстий поворотных газораздающих трубок и центрального канала подачи газа

составляет 0,1-0,4, причем газораздающие трубки соединены с основным коллектором, а центральный канал подачи газа - с дополнительным коллектором. Изобретение позволяет снизить содержание окислов азота в продуктах сгорания и обеспечить устойчивую работу устройства в диапазоне регулирования тепловой мощности устройства от 10% до 100% и безопасный режим работы оборудования в целом. 2 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для сжигания газообразного топлива, а также в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство, содержащее топочную камеру, горелки, расположенные в два яруса, и сопла острого дутья ярусов. Способ сжигания топлива осуществляется путем его смешения с частью воздуха, создания вертикального факела и подачи остального воздуха в виде нескольких воздушных струй, рассредоточенных по высоте топки, в котором с целью снижения концентрации окислов азота в продуктах сгорания расход воздуха в каждой струе устанавливают с превышением над предыдущей, а расход в верхней струе поддерживают не менее половины общего расхода воздуха в струях (SU 1456699, МПК: F23C 7/00, опубликовано 07.02.89).

Недостаток известного способа сжигания в том, что для его реализации необходимо иметь достаточные габариты топочного пространства (высоту топки) для размещения элементов системы сжигания топлива, что не всегда возможно на практике, особенно при реконструкции уже действующего оборудования.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сжигания газообразного топлива, содержащее расположенные в корпусе центральный и периферийный воздушные каналы с завихрителями, коллектор и установленные на окружности между воздушными каналами поворотные газораздающие трубки, причем выходные отверстия части трубок расположены тангенциально, а остальных - радиально к оси устройства, при этом дополнительно установлен второй коллектор, отношение диаметра окружности, на которой расположены газораздающие трубки, к внутреннему диаметру корпуса горелки составляет 0,45-0,7, отношение суммарных площадей тангенциальных и радиальных отверстий - 0,5-1,0, при этом газораздающие трубки с тангенциальными и радиальными выходными отверстиями подключены к разным коллекторам (RU 2076271, МПК: F23D 14/24 опубликовано 27.03.1997).

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства, является то, что в случае глубокой разгрузки оборудования для обеспечения давления газа не ниже уставки сигнализации требуется отключение части устройств. Мера является вынужденной и необходимой для обеспечения безопасного режима работы оборудования.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных из уровня техники решений. Результаты поиска показали, что предлагаемое изобретение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.

Заявленное техническое устройство позволяет получить более глубокий уровень снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания и обеспечить устойчивую работу устройства в диапазоне регулирования тепловой мощности устройства от 10% до 100% и безопасный режим работы оборудования в целом. Наличие поворотных газораздающих трубок в сочетании с дополнительно установленным по оси устройства центральным каналом подачи газа, выполненным из двух соосных труб с коническим насадком с газовыпускными отверстиями, при этом соотношение площади газовыпускных отверстий центрального канала подачи газа к общей суммарной площади газовыпускных отверстий поворотных газораздающих трубок и центральной подачи газа

составляет 0,1-0,4, позволяет получить более глубокое снижение концентрации окислов азота в продуктах сгорания за счет обогащения центральной зоны топливом, создавая на начальном участке факела условия смешения с избытком газа, что в свою очередь приводит к горению смеси с пониженной температурой и с пониженным образованием оксидов азота, и обеспечить безопасную работу оборудования в диапазоне регулирования тепловой мощности устройства от 10% до 100%. Устойчивость работы предлагаемого устройства обеспечивается за счет того, что газовые струи центральной подачи газа распределяются в воздушном потоке на границе зоны обратных токов со скоростями воздуха, близкими к нулю.

Устройство для сжигания топлива включает цилиндрический корпус, центральный и периферийный воздушные каналы с завихрителями, поворотные газораздающие трубки, установленные на окружности между воздушными каналами, причем выходные отверстия части трубок расположены тангенциально, а остальных - радиально к оси устройства, по оси устройства дополнительно установлен центральный канал подачи газа, причем соотношение площади выходных отверстий центрального канала подачи газа к общей суммарной площади газовыпускных отверстий поворотных газораздающих трубок и центрального канала подачи газа

составляет 0,1-0,4, кроме того, газораздающие трубки соединены с основным коллектором, а центральный канал подачи газа - с дополнительным коллектором.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для сжигания топлива;

на фиг.2 показана схема направления газовых струй относительно поперечного сечения центральной струи.

Устройство для сжигания топлива содержит цилиндрический корпус 1, центральный 2 и периферийный 3 воздушные каналы с завихрителями 4,5, шибер 6 для распределения воздуха между каналами 2 и 3, поворотные газораздающие трубки 7, отверстия которых расположены тангенциально и радиально оси воздушного канала, соединенные с основным коллектором 8, центральный канал подачи газа 9, установленный по оси горелки и подключенный к дополнительному коллектору 10.

Устройство работает следующим образом.

Воздух входит одним потоком через центральный воздушный канал 2, где посредством завихрителя 4 закручивается, образуя закрученную струю. В газораздающие трубки 7 через коллектор 8 и центральный канал газа 9 через коллектор 10 подают газообразное топливо, которое смешивается с воздухом, подаваемым через центральный воздушный канал 2, и воспламеняется от запального устройства (не показано). Поскольку образовавшаяся смесь газ-воздух имеет избыток газа, то на начальном участке факела выгорает не весь газ, а его часть. Несгоревший газ смешивается с воздухом, который подают через периферийный канал 3 с завихрителем 5, и образующаяся горючая смесь догорает в последующих зонах факела. Регулирование количества воздуха, подаваемого в воздушные каналы, производят с помощью шибера 6 путем поворота его вокруг оси.

Устройство для сжигания топлива, включающее расположенные в цилиндрическом корпусе центральный и периферийный воздушные каналы с завихрителями, основной и дополнительный коллекторы, установленные на окружности между воздушными каналами поворотные газораздающие трубки, причем выходные отверстия части трубок расположены тангенциально, а остальных - радиально к оси устройства, отличающееся тем, что по оси устройства дополнительно установлен центральный канал подачи газа, при этом соотношение площади выходных отверстий центрального канала подачи газа к общей суммарной площади газовыпускных отверстий поворотных газораздающих трубок и центрального канала подачи газа
составляет 0,1-0,4, причем газораздающие трубки соединены с основным коллектором, а центральный канал подачи газа - с дополнительным коллектором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горелке для газотурбинного двигателя. .

Горелка // 2459146
Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к плоскопламенной сводовой горелке. .

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах и позволяет при его использовании повысить качество сжигания топлива путем улучшения организации смешения струй топливного газа, первичного и вторичного воздуха.

Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного топлива в котлах, топках, печах и может быть использовано в энергетике, черной и цветной металлургии.

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано в нагревательных печах и камерах сгорания газотурбинных установок. .

Изобретение относится к области гидродинамики и теплотехники для организации процессов смешения и перемешивания сред, организации процесса теплообмена между средами, а также для организации транспортировки различных сред с меньшим гидравлическим сопротивлением, в частности различного рода газов, жидкостей, разнофазных смесей сред и псевдоожиженных порошкообразных сред.

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах. Задачей изобретения является повышение качества сжигания топлива на всех режимах работы горелки. Технический результат достигается тем, что в горелку для сжигания газа, содержащую цилиндрический корпус, стабилизатор, завихритель газа, при этом цилиндрический корпус снабжен регулируемым шибером для подачи воздуха, а с другой стороны корпуса по оси установлен стабилизатор с трубой подачи газа, на наружной цилиндрической поверхности которого жестко закреплены лопатки завихрителя вторичного воздуха, во внутренней полости соосно размещен и жестко закреплен, у торца подачи воздуха и газа, инжектор, на наружной поверхности которого закреплены лопатки завихрителя газа, а с внутренней стороны - пластинчатый завихритель первичного воздуха с двумя потоками крутки, причем лопатки завихрителей газа и вторичного воздуха и пластинчатый завихритель первичного воздуха имеют одинаковое направление крутки, а завихрители газа и вторичного воздуха имеют еще и равное количество жестко закрепленных аксиально расположенных лопаток, согласно заявляемому изобретению введены датчик излучения пламени, электродвигатель управления поворотом лопаток периферийного завихрителя вторичного воздуха, электродвигатель управления перемещением заслонки воздушного шибера, причем указанные электродвигатели выполнены с сервоприводом и механической передачей, при этом датчик излучения связан электрической связью с электродвигателем поворотом лопаток периферийного завихрителя вторичного воздуха и электродвигателем управления перемещением заслонки воздушного шибера. 1 ил.

Изобретение относится к системам газификации и может быть использовано в химических реакторах и системах трубопроводов для инжекции сырья. Инжекторная система подачи сырья содержит несколько кольцевых каналов 314, 316, 318, размещенных в концентрической конфигурации вокруг продольной оси, и несколько спиральных элементов 312, проходящих в тракт для прохода текучей среды. Спиральные элементы 312 выполняют с возможностью перемещения в осевом направлении в кольцевом канале. По меньшей мере один спиральный элемент 312 содержит несколько лопастей, установленных по винтовой траектории и отстоящих друг от друга. При этом один из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения первого кругового вращения потоку текучей среды, а другой из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения противоточного кругового вращения. Изобретение позволяет измельчить и перемешать сырье, увеличить время его пребывания в устройстве и повысить эффективность проведения процесса. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к регенеративному воздухонагревателю. Воздухонагреватель содержит насадочную камеру и камеру сгорания, которая включает горелочную систему и расположена над насадочной камерой. Горелочная система содержит горелку, оборудованную трубой топливного газа, трубу воздуха для сгорания и канал горелки, сообщенный с выходом горелки. Выход канала горелки сообщен с камерой сгорания. Канал горелки до середины выполнен с внутренним диаметром D1 и содержит участок с увеличенным проходным сечением с внутренним диаметром D2. Использование изобретения обеспечивает высокую эффективность сгорания за счет стабилизации точки воспламенения внутри канала горелки и подавления возникающего явления мерцания. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству регенеративного воздухонагревателя. Воздухонагреватель содержит горелочную систему, включающую горелку со структурой из множества трубопроводов, различных по диаметру и предназначенных для переноса топливного газа или воздуха для сгорания, и канал горелки. Центральный трубопровод и средний трубопровод содержат средство генерации вихревого потока, предназначенное для генерации вихревого потока топливного газа или воздуха для сгорания. Внешний трубопровод предназначен для линейного потока топливного газа или воздуха для сгорания. Газ сгорания подают в камеру сгорания из по меньшей мере одной или нескольких горелочных систем в приточном направлении, которое не проходит через центр камеры сгорания. Использование изобретения обеспечивает эффективность сгорания в горелочной системе и исключает повреждение огнеупорного материала на внутренней стенке канала горелки. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка для устройства термического дожигания содержит корпус (12), расположенную в корпусе (12) форсунку (1), имеющую наружную трубку (2) и внутреннюю трубку (3), которые своими концевыми областями ограничивают кольцеобразную выходную щель (4), расположенное в концевой области корпуса (12) завихряющее устройство (13), выполненное с возможностью протекания через него подлежащего очистке отходящего газа, при этом внутренняя полость между наружной трубкой (2) и внутренней трубкой (3) до выходной щели (4) выполнена с возможностью протекания через нее газообразного топлива, на пути потока газообразного топлива вблизи выходной щели (4) имеется точка сужения, наружная трубка (2) и внутренняя трубка (3) установлены с возможностью относительного перемещения относительно друг друга в осевом направлении. Наружная трубка (2) в своей ограничивающей выпускную щель (4) концевой области имеет конически сужающийся в направлении потока газообразного топлива участок (2а), внутренняя трубка (3) на своей наружной боковой поверхности в своей ограничивающей выпускную щель (4) концевой области имеет канавку (3с). Внутри внутренней трубки (3) размещен поджигающий электрод (5). Канавка (3с) является V-образной в продольном сечении форсунки. Изобретение позволяет снизить образование NOx и CO. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сжиганию загрязненного промышленного топлива и может быть использовано в металлургии, химической промышленности и других отраслях техники для получения высокоскоростного и низкотемпературного потока продуктов горения. Газообразное топливо подают в камеру горения с перфорированной стенкой и смешивают его с воздухом, нагнетаемым через охлаждаемые им стенки камеры с последующим истечением продуктов горения через выходное сопло камеры горения. Причем газообразное топливо подают в камеру горения через вихревую циклонную камеру сплошным потоком по спирали вдоль поверхности перфорированной стенки камеры горения, длина которой составляет от 1,2 до 2,0 ее диаметра. Изобретение позволяет обеспечить интенсивное сжигание загрязненных промышленных газообразных топлив. Возможные отложения на внутренней стороне камеры горения в процессе работы постепенно выгорают с выносом остатков из камеры горения либо легко удаляются при профилактических осмотрах горелки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх