Горелка



Горелка
Горелка
Горелка
Горелка
Горелка
Горелка

 


Владельцы патента RU 2489649:

Трусов Владимир Александрович (RU)

Изобретение относится к области энергетики, в частности для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. Газовая инжекционная горелка содержит стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 15 цилиндрических смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям. Горелка содержит цилиндр, приваренный к цилиндрической газораспределительной камере, который служит для крепления горелочного туннеля и в который набивается огнеупорная набивная масса, литой стабилизирующий пламя горелочный туннель, который надевается на цилиндр и приваривается по периметру к нему, горелка содержит устройство для регулирования расхода воздуха, кроме того, в газораспределительной камере размещен в центре центральный смеситель с насадкой, а на ее периферии - восемь смесителей без насадок с изогнутыми под углом 20° концами и отлитыми на внутренней поверхности в конце смесителя винтовыми ребрами, а между находящимся в центре центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями размещены шесть смесителей с изогнутыми под углом 15° концами, кроме того, к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность горелки. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Устройство относится к газовым горелкам и может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей.

Близким к предлагаемому изобретению аналогом является газовая инжекционная горелка, описанная в патенте РФ №2243447.

Это изобретение так же как и предлагаемое, может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге так же, как и в предлагаемом изобретении, газ под давлением проходит через сопла, инжектируя из атмосферы воздух, необходимый для горения, далее газ и воздух поступают в камеру предварительного смешения, где происходит смешение газа и засасываемого воздуха. Таким образом, аналог, как и предлагаемая горелка, содержит трубу для подачи газа, сопла, камеру предварительного смешения. Анализ конструкции горелки, описанной в патенте РФ №2243447, позволяет сделать вывод, что при горении газовоздушной смеси не получается широкого и длинного факела, который имеет предлагаемая горелка. Предполагаю, что горелка, описанная в патенте РФ №2243447, не имеет большого срока службы из-за наличия трех лопаточных завихрителей, работающих при высоких температурах. К числу недостатков следует отнести то, что горелка достаточно сложная, а, как правило, сложные конструкции часто ломаются и имеют сравнительно небольшой срок службы. Кроме того, имеются трудности в наладке и регулировке (размеры и количество дополнительных каналов и подачи воздуха, их расположения относительно друг друга, геометрии завихрителей окончательно определяется для каждого типа размера горелочного устройства индивидуально в ходе натурных огневых испытаний).

Перечисленные выше причины препятствуют получению технического результата, который обеспечивается изобретением. Близким к предлагаемому изобретению аналогом является газовая инжекционная горелка, описанная в патенте РФ №2358198.

Это изобретение так же, как и предлагаемое, может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге так же, как и в предлагаемом изобретении, газ под давлением проходит через сопла, инжектируя из атмосферы воздух, необходимый для горения, далее газ и воздух поступают в камеру предварительного смешения, где происходит смешение газа и засасываемого воздуха. Таким образом, аналог, как и предлагаемая горелка, содержит размещенные в общей сварной газораспределительной камере смесители в виде труб с каналом для подсоса атмосферного воздуха и газовыми соплами. Анализ конструкции горелки, описанной в патенте РФ №2358198, позволяет сделать вывод, что при горении газовоздушной смеси не получается широкого и длинного факела, который имеет предлагаемая горелка, тепловая мощность горелки приблизительно в 3,8 раза меньше предлагаемой, устанавливать такие горелки в тепловые и плавильные агрегаты средней и большой мощности нецелесообразно. Кроме того, в конструкции горелки не предусмотрено устройство для регулирования подачи воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению аналогом (прототипом) является газовая инжекционная горелка, содержащая стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 15 цилиндрических смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям (см. Винтовкин А.А. и др. «Горелочные устройства промышленных печей и топок», Справочник, Интермет инжиниринг, М., 1999, с.305-307, р.7.44)».

Горелка среднего давления полного предварительного смешения и предназначена для работы на природном газе по ГОСТ 5542-87. Она устанавливается в камерах горения котлов и других теплоиспользующих агрегатах, работающих под разрежением. В больших котлах и больших плавильных печах использование таких горелок вызывает трудности, связанные с тем, что горелка обеспечивает полное сгорание газа на длине факела около 1 метра (справка приведена на странице 307. А.А. Винтовкин, М.Г. Ладыгичев, В.Л. Гусовский, Т.В. Калинова. Горелочные устройства промышленных печей и топок, Справочник, «Интермет Инжиниринг» - М.: 1999. - 560 с.). Это мало при больших ваннах, допустим, газовых ванных плавильных печей отражательного типа. Кроме того, если использовать такие горелки в роторных печах, то длины факела явно недостаточно, и конструкция печи (завалочного окна) не позволит их разместить.

Смесители горелки изготавливаются из углеродистой стали, поэтому горелки имеют небольшой срок службы (из опыта эксплуатации в ООО «Ресурсы Поволжья», ООО «Эком», ООО «Промышленное литье» г.Пенза и ООО «УЗТС-Станколит» г.Ульяновск). Кроме того, при набивке огнеупорной массы в пространство между смесителями происходит ее осыпание, так как положение горелки при набивке и обмуровке горизонтальное или немного наклонное. Расстояние между стенками смесителей составляет всего 20 мм, что сильно затрудняет процесс набивки огнеупорной массы в пространство между смесителями. Далее, в горелке отсутствует устройство для регулирования расхода воздуха. По приведенным выше причинам, а также указанным ниже недостаткам получение технического результата, который обеспечивается изобретением, невозможно.

Недостатками горелки, взятой за прототип, являются:

- малый срок службы горелок из-за выгорания огнеупорной набивки, ее обсыпки и, как следствие, оплавление концов смесителей горелки;

- малая толщина смесителей горелки (3 мм), что приводит к их быстрому оплавлению;

- трудности в процессе набивки огнеупорной набивной массой пространства между смесителями горелок из-за малого расстояния между смесителями, а также трудности при обмуровке горелок в печи, так как необходимо выкладывать горелочный туннель.

Задачей предлагаемого изобретения является создание газовой инжекционной горелки, имеющей факел при горении газовоздушной смеси в основании 1,2 м по ширине, 2,6-2,8 м в средней части и, наконец, сужающегося в конце, имеющего общую длину 3,3 м, кроме того, увеличение срока службы горелки, улучшение процесса набивки и обмуровки горелки в тепловом или плавильном агрегате, возможность регулирования расхода воздуха.

Технический результат - разработанная конструкция газовой инжекционной горелки позволяет получить факел, имеющий в основании ширину 1,2 м, в средней части 2,6-2,8 м, сужающийся в конце, общей длиной 3,3 м, кроме того, применение жаростойких и жаропрочных материалов значительно увеличивают срок службы горелки, введение новых элементов в конструкцию приводит к улучшению процесса набивки, обмуровки горелки в тепловом или плавильном агрегате, дает возможность регулирования расхода воздуха.

Это достигается тем, что устройство «Горелка», содержащее стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 15 цилиндрических смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям, отличается тем, что согласно предлагаемому изобретению содержит цилиндр, приваренный к цилиндрической газораспределительной камере, который служит для крепления горелочного туннеля и в который набивается огнеупорная набивная масса, литой стабилизирующий пламя горелочный туннель, который надевается на цилиндр и приваривается по периметру к нему, содержит устройство для регулирования расхода воздуха, кроме того, в газораспределительной камере размещен в центре центральный смеситель с насадкой, а на ее периферии - восемь смесителей без насадок с изогнутыми под углом 20° концами и отлитыми на внутренней поверхности в конце смесителя винтовыми ребрами, а между находящимся в центре центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями размещены шесть смесителей с изогнутыми под углом 15° концами, кроме того, к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки. Смесители отливаются из жаростойкого чугуна ЧХ22, а насадка к центральному смесителю и литой стабилизирующий пламя горелочный туннель изготавливают из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40Х24Н12СЛ. При этом жаростойкий чугун, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, а также нержавеющая сталь, применяемая в качестве материала для изготовления насадки к центральному смесителю и литого стабилизирующего пламя горелочного туннеля, позволяют увеличить срок службы горелки.

Кроме того, цилиндрическая конструкция горелки позволяет установить в центре литой центральный смеситель с наружным диаметром 75 мм и толщиной стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 27° к его оси, имеющие диаметр 1,8 мм. Насадка к центральному смесителю имеет центральное отверстие диаметром 30 мм, а также восемь просверленных отверстий под углом 40° к ее оси диаметром 3,5 мм, позволяющих получить в центре факел длиной 3,3 м и окружающие его периферийные факелы длиной 0,7 м.

Следует отметить, что периферийные литые смесители без насадок в количестве 8 штук с изогнутыми под углом 20 градусов к оси концами имеют наружный диаметр 65 мм и толщину стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 20° к его оси. Периферийные смесители имеют в конце отлитые на внутренней поверхности винтовые ребра высотой 3 мм, позволяющие получить завихренный факел длиной 0,6 м.

Далее шесть смесителей с изогнутыми под углом 15° к оси концами, находящиеся между центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями, имеют наружный диаметр 55 мм и толщину стенки 9 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 26° к его оси. При горении газовоздушной смеси образуется факел длиной 1,3-1,4 м. Горелки с перечисленными выше смесителями имеют завихренный факел, имеющий в основании ширину 1,2 м, в средней части 2,6-2,8 м, сужающийся в конце, общей длиной 3,3 м, что позволяет устанавливать их в роторных печах с наклонной или горизонтальной осью вращения, а также в больших котлах, в средних или больших газовых ванных отражательного типа плавильных печах. Насадка к центральному смесителю, в случае ее обгорания, заменяется на новую, что в конечном итоге увеличивает срок службы горелки.

Вместе с тем введение в конструкцию горелки цилиндра позволяет крепить горелочный туннель к нему, а также набивать огнеупорную набивную массу в пространство между смесителями до установки горелки в тепловой или плавильный агрегат. Кроме того, дает возможность просушивать и прокаливать горелку вне теплового или плавильного агрегата. Цилиндр предотвращает процесс осыпания огнеупорной набивной массы в процессе ее набивки. Благодаря цилиндру и увеличенному расстоянию между смесителями до 30 мм улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой. Цилиндр изготовлен из жаростойкой стали аустенитного класса марки 20Х25Н20С2, которая позволяет увеличить срок службы горелки.

Кроме того, к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск толщиной 5 мм, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки. Диск изготовлен из жаростойкой стали аустенитного класса марки 20Х25Н20С2 и позволяет увеличить срок службы горелки.

Более того, экспериментально разработана автором и проверена на газовых плавильных печах следующая огнеупорная набивная масса для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями:

песок кварцевый 2К0025 ГОСТ 2138-91;

мертель шамотный МШ42 ГОСТ 6137-97;

лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89;

порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495-99;

фоскон (алюмохромофосфатная смесь) ТУ 2149-150-10964029-01;

вода.

Приведенная огнеупорная набивная масса после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1640°С. Срок службы горелки значительно увеличивается.

Существенно отметить, что введение в состав горелки стабилизирующего горелочного туннеля в виде цилиндра, переходящего в конус, приводит к тому, что стабилизируется горение газовоздушной смеси, конус формирует вид передней части факела горелки. При этом увеличивается срок службы горелки и улучшается процесс обмуровки горелок в тепловом или плавильном агрегате. Время обмуровки горелки значительно сокращается.

Наконец, введение в горелку устройства для регулирования расхода воздуха, состоящее из трех стальных кронштейнов, регулирующей пластины, трех болтов, трех гаек, шайбы, пружины, двух ручек и двух пружинных шайб позволяет регулировать инжектируемый в горелку воздух.

Введение в конструкцию горелки вышеперечисленного позволяет успешно решить поставленную задачу.

На фиг.1 показан вид горелки сверху.

На фиг.2 изображен разрез А-А предлагаемой горелки.

На фиг.3 изображен разрез Б-Б предлагаемой горелки.

На фиг.4 показан центральный смеситель с насадкой.

На фиг.5 изображен смеситель без насадки с изогнутым под углом 20° к оси смесителя концом и отлитыми ребрами на внутренней поверхности.

На фиг.6 изображен смеситель без насадки с изогнутым под углом 15° к оси смесителя концом.

На фиг.7 показан горелочный туннель.

Предлагаемое изобретение «Горелка» состоит из пятнадцати смесителей, объединенных общей сварной цилиндрической газораспределительной камерой 1, к которой так же, как и в прототипе, приварен штуцер 2, по которому подается природный газ (фиг.1, 2). Цилиндрическая газораспределительная камера 1 сварена из листовой стали толщиной 5 мм. В ней просверлено 15 отверстий: центральное, диаметром 64 мм, восемь периферийных отверстий диаметром 53 мм, а между ними по диаметру 190 мм размещены шесть отверстий диаметром 44 мм. В центре цилиндрической конструкции горелки установлен литой центральный смеситель 3 с наружным диаметром 75 мм, длиной 300 мм и толщиной стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами 4 под углом 27° к его оси. Сопла 4 имеют зенковку входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг.4). Диаметр сопел 4 равен 1,8 мм. Верхняя часть центрального смесителя обтачивается до диаметра 64 мм, на нижнюю часть нарезается резьба, на которую навинчивается насадка 5. Внутренний диаметр насадки - 55 мм, длина резьбы составляет 14 мм. Центральный смеситель 3 с насадкой 5 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки ЧХ22 (Cr=20÷24%, C=0,6-0,9%, Mn до 0,8%, Si=3,0-4,0). Насадка 5 к центральному смесителю 3 имеет в нижней части центральное отверстие диаметром 30 мм, а также восемь просверленных отверстий под углом 40° к ее оси диаметром 3,5 мм, позволяющих получить в центре факел длиной 3,3 м и окружающие его периферийные факелы длиной 0,7 м. Насадка 5 к центральному смесителю 3 в нижней части имеет отлитый в ней рассекатель 6, который разделяет общий газовоздушный поток в смесителе на два потока: центральный, который проходит через центральное отверстие диаметром 30 мм и периферийный, проходящий через восемь просверленных отверстий под углом 40° к ее оси диаметром 3,5 мм. Верхняя часть центрального смесителя 3 вставляется в центральное отверстие цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично заваривается в ней с двух сторон. Насадку 5 к центральному смесителю 3 изготавливают из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40 Х24Н12СЛ.

Периферийные литые смесители без насадок 7 в количестве 8 штук с изогнутыми под углом 20 градусов к оси концами имеют наружный диаметр 65 мм и толщину стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 24° к его оси. Угол 20 градусов начинается у смесителя с расстояния 30 мм от нижней кромки смесителя. Сопла 4 имеют зенковку входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг.5). Диаметр сопел 4 и диаметр периферийного смесителя 7 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Периферийные смесители имеют в конце смесителя отлитые на внутренней поверхности винтовые ребра высотой 3 мм, позволяющие получить завихренный факел длиной 0,6 м. Верхняя часть периферийных смесителей обтачивается до диаметра 53 мм, далее периферийные смесители вставляются в периферийные отверстия цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично завариваются.

Шесть смесителей 8 с изогнутыми под углом 15° к оси концами, находящиеся между центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями, имеют наружный диаметр 55 мм и толщину стенки 9 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 26° к его оси. Угол 15° начинается у смесителя с расстояния 26 мм от нижней кромки смесителя. Сопла 4 имеют зенковку входной части 0,4 мм под углом 90° (фиг.6). Диаметр сопел 4 и диаметр смесителя 8 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. При горении газовоздушной смеси образуется факел длиной 1,3-1,4 м. Верхняя часть смесителей 8 обтачивается до диаметра 44 мм, далее шесть смесителей вставляются в отверстия диаметром 44 мм цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично завариваются. Форма и длина факелов всех смесителей горелки и отдельно факела горелки проверены на испытательном стенде для инжекционных горелок, который имеется в ООО «Пензаплав» г.Пенза. Расчетная мощность горелки составляет 2,2 МВт. Горелка имеет цилиндр 9, приваренный к цилиндрической газораспределительной камере 1 (фиг.3). Цилиндр, имеющий наружный диаметр 575 мм, сваривают из жаростойкой стали аустенитного класса марки 20Х25Н20С2, что позволяет увеличить срок службы горелки. Введение в конструкцию горелки цилиндра 9 позволяет крепить горелочный туннель 10 к нему, а также набивать огнеупорную набивную массу 11 в пространство между смесителями до установки горелки в тепловой или плавильный агрегат. Кроме того, дает возможность просушивать и прокаливать горелку вне теплового или плавильного агрегата. Цилиндр 9 предотвращает процесс осыпания огнеупорной набивной массы 11 в процессе ее набивки (фиг.2).

В прототипе горелки имеются трудности при набивке огнеупорной набивной массой 11 пространства между смесителями, так как расстояние между смесителями всего 20 мм, а длина их большая. Благодаря цилиндру 9 и увеличенному расстоянию между смесителями до 30 мм, улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой 11.

Обмуровка горелки и набивка пространства между смесителями производится огнеупорной набивной массой 11, которую экспериментально разработал автор и проверил на действующих газовых плавильных печах. Огнеупорная набивная масса 11 для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав:

песок кварцевый 2К0025 ГОСТ 2138-91;

мертель шамотный МШ42 ГОСТ 6137-97;

лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89;

порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495-99;

фоскон (алюмохромофосфатная смесь) ТУ 2149-150-10964029-01;

вода.

Приведенная огнеупорная набивная масса 11 после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1650°C. Срок службы горелки значительно увеличивается. Процесс приготовления огнеупорной набивной массы 11 следующий: замачивают порошок молотой глины в течение суток, далее добавляют порциями мертель шамотный и кварцевый песок, вся масса постоянно тщательно перемешивается, добавляется лигносульфанат технический и также все тщательно перемешивается. В заключении при перемешивании выливается в смесь фоскон и вода. После набивки огнеупорной набивной массой пространства между смесителями горелка прокаливается при температуре 600-700°C в течение пяти часов. Следует отметить, что перед прокалкой излишки набитой огнеупорной массы 11 срезаются линейкой. Рекомендуется производить набивку горелки огнеупорной набивной массой 11 вне теплового или плавильного агрегата.

Важый момент: к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск 12 толщиной 5 мм, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки. Диск 12 изготовлен методом штамповки по шаблону, материалом служит жаростойкая сталь аустенитного класса марки 20Х25Н20С2, которая позволяет увеличить срок службы горелки. Диск 12 приваривается после прокалки горелки. Для окончательного выхода газов из огнеупорной набивной массы в процессе работы горелки в верхней части диска 12 (по месту установки) сверлятся диаметром 1,5 мм двенадцать отверстий.

В состав горелки введен литой горелочный туннель 10, изготовленный из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40Х24Н12СЛ. При этом горелочный туннель представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 575 мм и толщиной стенки 15 мм, переходящий в конус. Введение горелочного туннеля 10 приводит к тому, что стабилизируется горение газовоздушной смеси, конус горелочного туннеля формирует вид передней части факела горелки. При этом увеличивается срок службы горелки и улучшается процесс обмуровки горелок в тепловом или плавильном агрегате. Благодаря наличию горелочного туннеля 10 горелку можно установить в тепловом или плавильном агрегате с любой толщиной стенки. Выкладывать в стене горелочный туннель не нужно. Горелочный туннель 10 одевается на цилиндр 9 и приваривается к нему по периметру. Для крепления горелки к траверсе роторной печи или к стене печи, котла в горелке предусмотрено кольцо 13, в котором имеется четыре отверстия диаметром 15 мм. Кольцо 13 имеет диаметр 720 мм, толщину 10 мм и приваривается по периметру к горелочному туннелю 10.

В горелку введено устройство для регулирования расхода воздуха. Оно состоит из трех стальных кронштейнов 14, регулирующей пластины 15, трех болтов 16, трех гаек 17, шайбы 18, пружины 19, двух ручек 20 и двух пружинных шайб 21 (фиг.2, 3). Три стальных кронштейна 14 толщиной 8 мм приварены к цилиндрической газораспределительной камере 1 «заподлицо» с верхней плоскостью смесителей, по ним как по «направляющим» перемещается регулирующая пластина 15, которая регулирует расход воздуха, инжектируемого в смесители горелки при подаче в нее газа. Угол между соседними стальными кронштейнами 14 составляет 90°. Каждый стальной кронштейн 14 имеет паз шириной 9 мм, в котором может перемещаться и фиксироваться при регулировке болт 16. Регулирующая пластина 15 изготовлена методом штамповки из стального листа толщиной 5 мм и имеет диаметр, равный внешнему диаметру цилиндрической газораспределительной камеры 1. В регулирующей пластине 15 просверлено пятнадцать отверстий таких же диаметров, как и внутренние диаметры смесителей, размещенных в цилиндрической газораспределительной камере 1, причем они соосны с отверстиями смесителей. Регулирующая пластина 15 имеет три выступа с пазами, которые совпадают с пазами трех стальных кронштейнов 14. Контуры трех выступов регулирующей пластины 15, полностью совпадают с контурами трех стальных кронштейнов 14. Регулирующая пластина 15 с двух противоположных сторон фиксируется двумя болтами 16, двумя гайками 17, двумя пружинными шайбами 21. С третьей стороны фиксация регулирующей пластины 15 производится болтом 16, гайкой 17, шайбой 18 и пружиной 19. Для удобства перемещения регулирующей пластины 15 на ней предусмотрены две ручки 20. На все три выступа регулирующей пластины 15 нанесены деления для удобства проведения регулировки. Допустим, для одного состава природного газа обеспечивалось полное сгорание газа на втором делении (риске), следовательно, это оптимальный расход горелкой природного газа при данном давлении. Далее сменился состав природного газа, мы на двух противоположных выступах немного отвинчиваем две гайки 17 и, взявшись за две ручки 20, перемещаем регулирующую пластину 15 на определенные деления, добиваясь при этом полноты сгорания газа. Поскольку третий выступ подпружинен, перемещение регулирующей пластины 15 происходит достаточно легко. В положении, обеспечивающем полноту сгорания газа, мы завинчиваем две гайки 17, т.е. фиксируем регулирующую пластину 15 относительно отверстий смесителей. Гайки 17 периодически рекомендуется подтягивать.

Горелка работает следующим образом. Газ под давлением подается через канал штуцера 2 в цилиндрическую газораспределительную камеру 1. Вытекающие из газовых сопел струи газа инжектируют из атмосферы воздух, необходимый для горения, который по каналу 22 каждого смесителя попадает в камеру 23 предварительного смешения, где происходит предварительное смешение газа и засасываемого воздуха. Сгорание основной части газовоздушной смеси происходит в огнеупорном стабилизирующем туннеле 10, остальной части - в камере горения котла или печи.

Регулировка расхода воздуха обычно производится при опытных, экспериментальных плавках на печи, а также при изменении давления или состава подаваемого в горелки газа. Производственные эксперименты показали, что разработанная горелка имеет в 4,1 раза больший срок службы, чем у горелки-прототипа.

Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разрежения в камере горения в пределах 1,5-20 даПа (мм вод. ст.). Номинальное давление газа перед горелкой 0,08 МПа. Горелку можно легко зафутеровать, перекрыть огнеупорным блоком и установить одну или, для равномерного нагрева, несколько штук в плавильном или другом тепловом агрегате. Благодаря наличию стабилизирующего туннеля горелка может быть быстро установлена и обмурована в тепловом или плавильном агрегате с любой толщиной стенки.

1. Газовая инжекционная горелка, содержащая стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 15 цилиндрических смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям, отличающаяся тем, что согласно предлагаемому изобретению содержит цилиндр, приваренный к цилиндрической газораспределительной камере, который служит для крепления горелочного туннеля и в который набивается огнеупорная набивная масса, литой стабилизирующий пламя горелочный туннель, который надевается на цилиндр, и приваривается по периметру к нему, содержит устройство для регулирования расхода воздуха, кроме того, в газораспределительной камере размещен в центре центральный смеситель с насадкой, а на ее периферии - восемь смесителей без насадок с изогнутыми под углом 20° концами и отлитыми на внутренней поверхности в конце смесителя винтовыми ребрами, а между находящимся в центре центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями размещены шесть смесителей с изогнутыми под углом 15° концами, кроме того, к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что смесители отливаются из жаростойкого чугуна 4Х22, а насадка к центральному смесителю и литой стабилизирующий пламя горелочный туннель из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40Х24Н12СЛ.

3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что огнеупорная набивная масса для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав:
песок кварцевый 2К 0025;
мертель шамотный МШ 42;
лигносульфанат технический;
порошок молотой глины;
фоскон (алюмохромофосфатная смесь);
вода.

4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что литой центральный смеситель с наружным диаметром 75 мм и толщиной стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 27° к его оси имеет насадку с центральным отверстием диаметром 30 мм, а также восемью периферийными просверленными отверстиями под углом 40° к ее оси диаметром 3,5 мм, позволяющими получить в центре факел длиной 3,3 м и окружающие его периферийные факелы длиной 0,7 м.

5. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что периферийные литые смесители без насадок в количестве 8 штук с изогнутыми под углом 20° к оси концами имеют наружный диаметр 65 мм, толщину стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 24° к его оси, причем они имеют на внутренней поверхности в конце смесителя отлитые винтовые ребра высотой 3 мм, позволяющие получить завихренный факел длиной 0,6 м.

6. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что шесть смесителей с изогнутыми под углом 15° к оси концами, находящиеся между центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями имеют наружный диаметр 55 мм и толщину стенки 9 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 26° к его оси, позволяющие получить при горении газовоздушной смеси факел длиной 1,3-1,4 м.

7. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для регулирования расхода воздуха состоит из: трех стальных кронштейнов, регулирующей пластины, трех болтов, трех гаек, шайбы, пружины, двух ручек и двух пружинных шайб.



 

Похожие патенты:

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 инжекционным горелочным устройствам, преимущественно к горелкам, предназначенным для поджига газокислородных машинных резаков. .

Горелка // 2446353
Изобретение относится к газовым горелкам. .

Горелка // 2446352
Изобретение относится к газовым горелкам. .

Изобретение относится к нагревательным устройствам и установкам для сжигания газа, которые могут быть использованы в различных областях техники для нагрева деталей, сжигания различных бытовых, промышленных и конверсионных отходов и др.

Горелка // 2406028

Изобретение относится к оголовкам факельной установки для сжигания аварийных выбросов газа и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

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 теплоэнергетике и может быть использовано в котельных. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных, ТЭЦ. .

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого и газообразного топлива и может быть использовано в энергетике, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Горелка // 2459146
Изобретение относится к области энергетики. .

Горелка // 2455569
Изобретение относится к газовому инжектору для впрыскивания топлива в горелку для газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к топливной форсунке для использования в камере сгорания газотурбинного двигателя. .

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.

Горелка // 2446353
Изобретение относится к газовым горелкам. .

Одноконтурная горелка предназначена для сжигания газа в тепловырабатывающих устройствах, например, в камерах сгорания газотурбинных двигателей, где требуется низкая окружная неравномерность температурного поля и его регулировка без съема горелки с установки и частичной ее разборки. Одноконтурная горелка, содержит завихритель (1), в полых лопатках которого выполнены отверстия (2) подвода газа в межлопаточные полости завихрителя, сопло (3), пустотелый корпус (4), содержащий на внешней цилиндрической поверхности резьбу (15) для соединения со шлицевой гайкой (8) и отверстия (5) подвода газа к сменной дроссельной шайбе (6), расположенной внутри корпуса, и далее к полым лопаткам завихрителя (1). Для крепления горелки к газораспределительному устройству (7), горелка содержит шлицевую гайку (8) с уплотнительными кольцами (9). С целью регулировки расхода газа через горелку, без съема горелки с газораспределительного устройства (7) и замены сменной дроссельной шайбы (6) на другую, шлицевая гайка (8) выполнена в виде полого цилиндра с дополнительной резьбой (10) в передней части и цилиндрическим выступающим пояском (11) для размещения в шлицевой гайке (8) заглушки (12) с уплотнительным кольцом (13). Заявленное изобретение снижает материальные затраты и время на отладку параметров характеристики температурного поля камеры сгорания. 1 ил.
Наверх