Горелка



Горелка
Горелка
Горелка

 


Владельцы патента RU 2488041:

Открытое акционерное общество "Объединение ВНИПИэнергопром" (RU)
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на котлах тепловых электростанций, сжигающих жидкое топливо, в том числе водоугольные суспензии, мазут, дизельное топливо. Горелка содержит разделенные простенком вертикально-щелевые конфузорные каналы с вертикальными конфузорообразующими стенами, потолочными и подовыми перекрытиями, вертикально-щелевыми окнами для ввода и выпуска вторичного воздуха и топливовоздушной смеси, вертикальными плоскостями симметрии, вертикальную призматическую форкамеру с потолочным и подовым перекрытиями, фронтовой стеной, имеющей вертикально-щелевое окно выпуска, совмещенное с окном ввода топливовоздушной смеси конфузорного канала, вертикальной плоскостью симметрии, совмещенной с вертикальной плоскостью симметрии того же конфузорного канала, задней стеной, параллельными между собой и вертикальной плоскостью симметрии форкамеры боковыми стенами, окнами и подключенными к ним патрубками подачи первичных воздушных потоков с собственными вертикальными плоскостями симметрии, соплами ввода жидкого топлива и газа с осями симметрии. Сопла для ввода жидкого топлива размещены на задней стене форкамеры в вертикальных рядах, а их оси направлены вдоль вертикальной плоскости симметрии форкамеры, окна и патрубки для ввода первичных воздушных потоков имеют вертикально-щелевую форму и размещены симметрично на боковых стенах форкамеры, вертикальные плоскости симметрии патрубков образуют с вертикальной плоскостью симметрии и боковыми стенами форкамеры угол 30-85°, потолочное и подовое перекрытия форкамеры и потолочное и подовое перекрытия конфузорного топливовоздушного канала размещены в общих установочных горизонтальных плоскостях потолочного и подового перекрытий. Изобретение позволяет снизить недожог топлива и концентрацию окислов азота в продуктах сгорания. 3 ил.

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций, сжигающих жидкое топливо, в том числе водоугольные суспензии, мазут, дизельное топливо.

Известна горелка, содержащая осесимметричные соосные каналы подачи первичного воздуха, жидкого топлива и вторичного воздуха, сопла для ввода жидкого топлива (авторское свидетельство СССР №1208415, МПК F23D 11/16 от 01.10.84 г.; БИ №4 от 30.01.86 г.). Недостаток горелки - высокие степень недожога топлива и концентрация оксидов азота в продуктах сгорания, значительные затраты собственных нужд на компрессию первичного воздуха.

Известна горелка, содержащая осесимметричные соосные каналы подачи первичного воздуха, форкамеру для смешения жидкого топлива с первичным воздухом (авторское свидетельство СССР №1160180, МПК F23D 14/02 от 31.10.83 г.; БИ №21 от 07.06.85 г.). Недостаток горелки - высокие степень недожога топлива и концентрация оксидов азота в продуктах сгорания, значительные затраты собственных нужд на компрессию первичного воздуха.

Известна горелка, содержащая осесимметричные соосные каналы подачи вторичного воздуха и топливовоздушной смеси, форкамеру смешения первичного воздуха и топлива, подключенную к каналу топливовоздушной смеси, каналы подвода первичного воздуха и жидкого топлива к форкамере (авторское свидетельство СССР №1160176, МПК F23D 1/02 от 19.08.83 г.; БИ №21 от 07.06.85 г.). Недостаток горелки - высокие степень недожога топлива и концентрация оксидов азота в продуктах сгорания, значительные затраты собственных нужд на компрессию первичного воздуха.

Известна наиболее близкая к заявляемому устройству горелка, содержащая разделенные простенком вертикально-щелевые конфузорные каналы с вертикальными конфузорообразующими стенами, потолочными и подовыми перекрытиями, вертикально-щелевыми окнами для ввода и выпуска вторичного воздуха и топливовоздушной смеси, вертикальными плоскостями симметрии, вертикальную призматическую форкамеру с потолочным и подовым перекрытиями, фронтовой стеной, имеющей вертикально-щелевое окно выпуска, совмещенное с окном ввода топливовоздушной смеси конфузорного канала, вертикальной плоскостью симметрии, совмещенной с вертикальной плоскостью симметрии того же конфузорного канала, задней стеной, параллельными между собой и вертикальной плоскостью симметрии форкамеры боковыми стенами, окнами и подключенными к ним патрубками подачи первичных воздушных потоков с собственными вертикальными плоскостями симметрии, соплами ввода жидкого топлива и газа с осями симметрии (патент РФ №2228491; F23D 17/00 от 15.04.2003 г.; БИ №13, 2004 г.). Недостаток горелки - высокие степень недожога топлива и концентрация оксидов азота в продуктах сгорания, значительные затраты собственных нужд на компрессию первичного воздуха.

Задача изобретения - снижение недожога топлива и концентрации оксидов азота в продуктах сгорания, а также затрат собственных нужд на компрессию первичного воздуха.

Поставленная задача решается в горелке, содержащей разделенные простенком вертикально-щелевые конфузорные каналы с вертикальными конфузорообразующими стенами, потолочными и подовыми перекрытиями, вертикально-щелевыми окнами для ввода и выпуска вторичного воздуха и топливовоздушной смеси, вертикальными плоскостями симметрии, вертикальную призматическую форкамеру с потолочным и подовым перекрытиями, фронтовой стеной, имеющей вертикально-щелевое окно выпуска, совмещенное с окном ввода топливовоздушной смеси конфузорного канала, вертикальной плоскостью симметрии, совмещенной с вертикальной плоскостью симметрии того же конфузорного канала, задней стеной, параллельными между собой и вертикальной плоскостью симметрии форкамеры боковыми стенами, окнами и подключенными к ним патрубками подачи первичных воздушных потоков с собственными вертикальными плоскостями симметрии, соплами ввода жидкого топлива и газа с осями симметрии, в которой, согласно изобретению сопла для ввода жидкого топлива размещают на задней стене форкамеры в вертикальных рядах, их оси направлены вдоль вертикальной плоскости симметрии форкамеры, окна и патрубки для ввода первичных воздушных потоков выполняют вертикально-щелевой формы и размещают симметрично на боковых стенах форкамеры, вертикальные плоскости симметрии патрубков образуют с вертикальной плоскостью симметрии и боковыми стенами форкамеры угол 30-85°, потолочное и подовое перекрытия форкамеры и потолочное и подовое перекрытия конфузорного топливовоздушного канала размещают в общих установочных горизонтальных плоскостях потолочного и подового перекрытий.

Размещением сопл ввода жидкого топлива на задней стене форкамеры в вертикальных рядах с ориентацией осей вдоль вертикальной плоскости симметрии форкамеры при одновременном выполнении окон и патрубков для ввода первичных воздушных потоков вертикально-щелевыми и размещением их симметрично на боковых стенах форкамеры с образованием угла γ=30-85° между вертикальными плоскостями симметрии форкамеры и патрубков, а также размещением потолочных и подовых перекрытий форкамеры и конфузорного топливовоздушного канала в общих установочных горизонтальных плоскостях потолочного и подового перекрытий достигается ударное взаимодействие струй топлива и потоков первичного воздуха с образованием капель и их последующим равномерным перемешиванием с воздухом, подаваемым в камеру от вентилятора без дополнительного сжатия в компрессоре, что снижает соответствующие затраты собственных нужд. При сжигании равномерно перемешанной топливовоздушной смеси в топке с дожиганием вторичным воздухом, вводимым через собственное сопло, в сравнении с аналогами достигается снижение недожога топлива и концентрации оксидов азота в продуктах сгорания. Установочный угол γ=30-85° оптимален: при отклонении γ<30° или γ>85° резко скачкообразно ухудшается картина перемешивания в форкамере со стеканием вдоль стен конфузорного канала топливных струй, что приводит к повышению недожога топлива и загрязнению стен топки. Таким образом, при использовании предлагаемой горелки решается поставленная задача изобретения.

Устройство горелки поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема предлагаемой горелки, установленной на стене топочной камеры, разрез вида в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.

Горелка на фиг.1, 2, 3 содержит вертикально-щелевые конфузорные каналы 1, 2 для ввода и выпуска потоков вторичного воздуха 3 и топливовоздушной смеси 4 в топку 5; каналы 1, 2 имеют вертикальные конфузорообразующие стены 6, 7, соответствующие потолочные 8, 9 и подовые 10, 11 перекрытия, вертикально-щелевые окна для ввода 12, 13 и выпуска 14, 15 вторичного воздуха 3 и топливовоздушной смеси 4, вертикальные плоскости симметрии λ, µ, форкамеру 16 с потолочным и подовым перекрытиями 17, 18, фронтовой стеной 19, имеющей вертикально-щелевое окно выпуска 20, совмещенное с окном 13 ввода топливовоздушной смеси 4 конфузорного канала 2, вертикальной плоскостью симметрии π, совмещенной с вертикальной плоскостью симметрии µ того же конфузорного канала 2, задней стеной 21, параллельными между собой и вертикальной плоскостью симметрии π форкамеры 16 боковыми стенами 22, 23 с окнами 24, 25 и подключенными к ним патрубками 26, 27 подачи потоков первичного воздуха 28 с собственными вертикальными плоскостями симметрии φ, ψ, соплами 29, 30 ввода потоков жидкого топлива 31 и природного газа 32 соответственно с осями симметрии m, k. Особенностью горелки является размещение сопл 29 для ввода жидкого топлива 31 на задней стене 21 форкамеры 16 в вертикальных рядах с ориентацией их осей m вдоль вертикальной плоскости симметрии π форкамеры 16. Кроме того, окна 24, 25 и патрубки 26, 27 для ввода потоков первичного воздуха 28 имеют вертикально-щелевую форму и размещены симметрично на боковых стенах 22, 23 форкамеры 16, вертикальные плоскости симметрии φ, ψ патрубков 26, 27 образуют с вертикальной плоскостью симметрии π и боковыми стенами 22, 23 форкамеры 16 угол λ=30-85°, а потолочное и подовое перекрытия 17, 18 форкамеры 16 и потолочное и подовое перекрытия 9, 11 конфузорного топливовоздушного канала 2 размещены в общих установочных горизонтальных плоскостях ε, ω потолочного и подового перекрытий. Горелка установлена на стене 33 топочной камеры 5, стена 33 экранирована трубами 34 с нагреваемой пароводяной средой. Каналы 1, 2 и газовые сопла 30 разделены простенками 35, 36.

Работа горелки на фиг.1, 2, 3 осуществляется путем предварительного разогрева топочной камеры 5 газовым факелом, для чего через сопла 30 вводят природный газ 32. При этом первичный воздух 28 поступает в сопло 2 по патрубкам 26, 27, форкамере 16 и окно 13, а вторичный воздух 3 в сопло 1 поступает через окно 12. После разогрева в форкамеру 16 через сопла 29 вводят жидкое топливо 31, в частности водоугольную суспензию. В форкамере 16 происходит ударное взаимодействие струй топлива 31 и потоков первичного воздуха 28 с разрывом топливных струй на капли и равномерным перемешиванием с воздухом, образованием топливовоздушной смеси 4. При попадании топливовоздушной смеси 4 через окно 15 сопла 2 в разогретую топочную камеру 5 происходит воспламенение и горение топливных капель. По мере набора тепловой нагрузки топкой 5 и котлом (последний на фиг.1, 2, 3 не показан) подачу природного газа 32 через сопла 30 прекращают.

Размещением сопл 29 ввода жидкого топлива 31 на задней стене 21 форкамеры 16 в вертикальных рядах с ориентацией осей m вдоль вертикальной плоскости симметрии π форкамеры 16 при одновременном выполнении окон 24, 25 и патрубков 26, 27 для ввода первичных воздушных потоков 28 вертикально-щелевыми и размещением их симметрично на боковых стенах 22, 23 форкамеры 16 с образованием угла λ=30-85° между вертикальными плоскостями симметрии π форкамеры 16 и φ, ψ патрубков 26, 27, а также размещением потолочных и подовых перекрытий 17, 18 форкамеры 16 и потолочного и подового перекрытий 9, 11 конфузорного топливовоздушного канала 2 в общих установочных потолочной и подовой горизонтальных плоскостях ε, ω достигается ударное взаимодействие струй топлива 31 и потоков первичного воздуха 28 с образованием капель и их последующим равномерным перемешиванием с воздухом 28, подаваемым в камеру от вентилятора без дополнительного сжатия в компрессоре, что снижает соответствующие затраты собственных нужд. При сжигании равномерно перемешанной топливовоздушной смеси 4 в топке 5 с дожиганием вторичным воздухом 3, вводимым через собственное сопло 1, в сравнении с аналогами достигается снижение недожога топлива и концентрации оксидов азота в продуктах сгорания. Установочный угол λ=30-85° оптимален: при отклонении γ<30° или γ>85° резко скачкообразно ухудшается картина перемешивания в форкамере 16 со стеканием вдоль стен 22, 23 конфузорного канала топливных струй, что приводит к повышению недожога топлива и загрязнению стен топки 5. Таким образом, при использовании предлагаемой горелки решается поставленная задача изобретения.

Возможно выполнение и установка горелки на фиг.1, 2, 3 в едином корпусе при заводской поставке на котлы. Работа такой горелки аналогична работе горелки на фиг.1, 2, 3.

Практическое использование изобретения связано с котлами, сжигающими водоугольную суспензию. В сравнении с аналогами снижаются недожог вводимого жидкого топлива, концентрация оксидов азота, затраты на компрессию первичного воздуха. Такой же выигрыш достигается при подаче в топку мазута, дизельного топлива, других топливных жидкостей.

Горелка, содержащая разделенные простенком вертикально-щелевые конфузорные каналы с вертикальными конфузорообразующими стенами, потолочными и подовыми перекрытиями, вертикально-щелевыми окнами для ввода и выпуска вторичного воздуха и топливовоздушной смеси, вертикальными плоскостями симметрии, вертикальную призматическую форкамеру с потолочным и подовым перекрытиями, фронтовой стеной, имеющей вертикально-щелевое окно выпуска, совмещенное с окном ввода топливовоздушной смеси конфузорного канала, вертикальной плоскостью симметрии, совмещенной с вертикальной плоскостью симметрии того же конфузорного канала, задней стеной, параллельными между собой и вертикальной плоскостью симметрии форкамеры боковыми стенами, окнами и подключенными к ним патрубками подачи первичных воздушных потоков с собственными вертикальными плоскостями симметрии, соплами ввода жидкого топлива и газа с осями симметрии, отличающаяся тем, что сопла для ввода жидкого топлива размещены на задней стене форкамеры в вертикальных рядах, а их оси направлены вдоль вертикальной плоскости симметрии форкамеры, окна и патрубки для ввода первичных воздушных потоков имеют вертикально-щелевую форму и размещены симметрично на боковых стенах форкамеры, вертикальные плоскости симметрии патрубков образуют с вертикальной плоскостью симметрии и боковыми стенами форкамеры угол 30-85°, потолочное и подовое перекрытия форкамеры и потолочное и подовое перекрытия конфузорного топливовоздушного канала размещены в общих установочных горизонтальных плоскостях потолочного и подового перекрытий.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в топочной технике на котлах тепловых электростанций, сжигающих природный газ, угольную пыль, топливную суспензию.

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов обработки и переработки древесной биомассы и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике для повышения технико-экономических и экологических показателей работы при сжигании коросодержащих отходов неоднородного гранулометрического состава топливной смеси.

Изобретение относится к области экзотермических процессов, в частности к области сжигания жидкого и газообразного топлива в топках и в камерах сгорания котлов и теплоэнергетических установок.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в котельных установках, работающих на пылеугольном топливе при транспортировании его в горелку по пылепроводам системы подачи пыли высокой концентрации (ПВК) под давлением, и обеспечивает при его использовании повышение устойчивости горения и экономичности сжигания переменного по реакционности топлива при низком уровне образования вредных веществ (оксидов азота NOx) в топочных газах.

Изобретение относится к области машиностроения, энергетики, транспорта и к другим областям, где имеют место процессы смешения различных жидкостей и газов, в том числе процессы смесеобразования различных топлив с воздухом и сжигания «бедной» топливовоздушной смеси (ТВС), в частности к созданию малоэмиссионных камер сгорания (МКС) авиационных газотурбинных двигателей (ТТЛ) и стационарных газотурбинных установок (ГТУ) на базе малоэмиссионных горелок (МГ) с предварительной подготовкой и сжиганием «бедных» смесей жидких или газообразных топлив и воздуха.

Изобретение относится к горелке для введения твердого, жидкого или газообразного топлива в зону горения печи, такой как вращающаяся печь для производства цементного шлака или подобных ему материалов, и обеспечивает при его использовании возможность легко демонтировать для ремонта или замены и/или для ремонта или замены элементы, включенные в наконечник горелки.

Изобретение относится к горелке для введения твердого, жидкого или газообразного топлива в зону горения печи, такой как ротационная печь для производства цементного шлака или подобная ей печь.

Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного и/или жидкого топлива, как раздельно, так и совместно, в любых соотношениях с распиливанием жидкого топлива водяным паром и принудительной подачей холодного и/или горячего воздуха на горение от вентилятора в печах нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленностей.

Изобретение относится к аэродинамике и к энергетическим установкам транспортных средств, в частности к устройствам для улучшения аэродинамического качества путем подвода энергии к их внешней поверхности.

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к способам интенсификации процессов сжигания горючих смесей, и может быть использовано при сжигании топлива в различных теплоэнергетических установках.

Изобретение относится к обогревающим устройствам с использованием катализа для беспламенного горения и может использоваться для индивидуального обогрева человека.

Изобретение относится к топочной технике и предназначено для сжигания твердых топлив в пульсирующем потоке, наиболее эффективно может быть использовано для сжигания твердых отходов, в том числе и брикетированных бытовых отходов.

Изобретение относится к каталитическому нагревателю. .

Топка // 2489647
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на котлах тепловых электростанций при сжигании угольной пыли и природного газа
Наверх