Газовая многофакельная горелка

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к газовым многофакельным горелкам с принудительной подачей воздуха. Горелка содержит камеру для подвода воздуха, жаровую трубу, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, в которых герметично установлены смесительные трубки с кольцевыми рядами отверстий в их боковых стенках. Камера для подачи газа установлена внутри жаровой трубы с образованием кольцевого зазора между боковой цилиндрической стенкой камеры и жаровой трубой. В боковой цилиндрической стенке камеры для подачи газа выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий. Жаровая труба снабжена кольцевым коническим дросселем на входе и выполнена с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в ограниченных пределах с фиксацией в любом промежуточном положении. Технический результат - улучшение экологических, эксплуатационных характеристик и повышение надежности горелки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к газовым многофакельным горелкам с принудительной подачей воздуха и может быть использовано в топливосжигающих устройствах широкого применения в промышленном, сельскохозяйственном, коммунально-бытовом и другом газовом оборудовании.

Известна газовая многофакельная горелка по патенту Российской Федерации №2213299, МПК F23D 14/20, опубл. 27.09.2003 г.

Известная газовая горелка с принудительной подачей воздуха содержит камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцевых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, смесительные трубки с кольцевым рядом отверстий в боковых стенках и жаровую трубу, при этом камера для подачи газа установлена внутри начала жаровой трубы соосно с ней с образованием кольцевого смесителя между собственной боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой. Смесительные трубки герметично установлены в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, в боковой цилиндрической стенке которой выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий. Отверстия в боковых стенках смесительных трубок расположены внутри камеры для подачи газа. Горелка снабжена устройством розжига (запальным устройством), размещаемым внутри одной из смесительных трубок.

Указанная газовая горелка по патенту РФ №2213299 является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению.

К недостаткам известной горелки следует отнести то, что расход газа, подаваемого в кольцевой смеситель, жестко регламентирован относительно расхода газа, подаваемого в смесительные трубки. При выходе за нижний предел регламентированного соотношения этих расходов резко возрастает содержание NO_x, а за верхний предел - сильно затруднен плавный розжиг горелки, так как при этом нарушаются оптимальные соотношения расходов газа и воздуха в смесительных трубках и кольцевом смесителе.

Фактическое соотношение этих расходов в разных экземплярах горелок определяется конкретными размерами отверстий и их расположением в боковых стенках смесительных трубок и боковой цилиндрической стенке камеры для подачи газа, а также размерами смесительных трубок и кольцевого смесителя, выполненными с определенными допусками. Это может вызывать в части экземпляров горелок нежелательные отклонения соотношений расходов газа и воздуха через смесительные трубки и кольцевой смеситель от требуемой величины и ухудшать экологические параметры (повышать содержание NO_x) или затруднять плавный розжиг горелки.

Техническим результатом изобретения является улучшение экологических, эксплуатационных характеристик и повышение надежности горелки за счет обеспечения оптимальных соотношений расходов газа и воздуха в ее кольцевом смесителе и смесительных трубках.

Указанный технический результат достигается тем, что в газовой многофакельной горелке с принудительной подачей воздуха, содержащей камеру для подвода воздуха, жаровую трубу, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, в которых герметично установлены смесительные трубки с кольцевыми рядами отверстий в их боковых стенках, при этом камера для подачи газа установлена внутри начала жаровой трубы соосно с ней с образованием кольцевого зазора между ее (камеры для подачи газа) боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой, а в боковой цилиндрической стенке камеры для подачи газа выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий, согласно изобретению, жаровая труба снабжена кольцевым коническим дросселем на ее входе и выполнена с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в ограниченных пределах с фиксацией в любом промежуточном положении.

Кроме того, привод осевого возвратно-поступательного перемещения жаровой трубы выполнен в виде, по крайней мере, трех винтовых пар, винты которых равномерно размещены и закреплены на кольцевой задней кромке жаровой трубы, а гайки выполнены цилиндрическими. При этом камера для повода воздуха снабжена на входе фланцем, в котором выполнены цилиндрические гнезда соосно с винтами, а гайки имеют возможность вращения, а также фиксации в указанных цилиндрических гнездах фланца горелки без поступательного перемещения в них.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет обеспечить оптимальные соотношения расходов газа и воздуха в кольцевом смесителе, смесительных трубках горелки и улучшить ее экологические, эксплуатационные характеристики (плавный розжиг) и повысить надежность.

Изобретение, охарактеризованное указанной выше совокупностью существенных признаков, на дату подачи заявки не известно в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия «новизна».

Изобретение может быть реализовано промышленным способом с использованием технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия «промышленная применимость».

Заявителем не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с совокупностью отличительных признаков предлагаемого способа и обеспечивающие достижение заявляемого технического результата, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на фиг.1 которых представлено схематичное изображение газовой многофакельной горелки; на фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1.

Газовая многофакельная горелка содержит камеру 1 для подвода воздуха, нагнетаемого вентилятором или внешней системой, жаровую трубу 2, камеру 3 для подачи газа, сообщенную с источником газа (не показан), которая установлена внутри жаровой трубы соосно с ней вблизи ее входного сечения с образованием кольцевого зазора между боковой цилиндрической стенкой камеры 3 и жаровой трубой 2. В боковой цилиндрической стенке камеры 3 для подачи газа выполнен кольцевой ряд отверстий (каналов) 4, а в ее торцовых стенках 5, 6 выполнены оппозитно расположенные отверстия, в которых герметично установлены смесительные трубки 7 с кольцевыми рядами отверстий (каналов) 8, расположенных внутри камеры 3. Кроме того, в торцовых стенках 5, 6 камеры 3 выполнены два оппозитно расположенных отверстия, в которых герметично установлена пилотная горелка 9 с потенциальным электродом 19 устройства розжига.

Жаровая труба 2 снабжена на входе кольцевым коническим дросселем 10. На кольцевой задней кромке жаровой трубы установлены, по крайней мере, три ходовых винта 11, равномерно размещенных по окружности. Внутри жаровой трубы равномерно по окружности установлены дистанцирующие штифты 12, обеспечивающие ее центровку. Кольцевой конический дроссель 10 центрируется кольцом 13, закрепленным на фланце 14 камеры 1 для подвода воздуха. Цилиндрические ходовые гайки 15, снабженные гранеными хвостовиками, размещены в соответствующих цилиндрических гнездах фланца 14 и ограничены от осевого перемещения кольцом 13 и накладкой 16, герметично установленной на фланце 14. Навинчивающиеся на ходовые винты 11 колпаки 18 обеспечивают герметизацию цилиндрических гнезд через прокладки 16, а также фиксацию гаек.

Указанное конкретное выполнение привода осевого возвратно-поступательного перемещения жаровой трубы не исчерпывает, разумеется, всех возможных вариантов его конструкторских решений.

Газовая многофакельная горелка работает следующим образом. Включается и разгоняется до максимальной производительности вентилятор, нагнетающий воздух в камеру 1. Через смесительные трубки 7, пилотную горелку 9 и кольцевой смеситель, образованный между боковой цилиндрической стенкой камеры 3 и жаровой трубой 2, воздух поступает во внутреннюю полость жаровой трубы 2. По окончании продувки камеры сгорания применяемого оборудования (котла) вентилятор переводится на минимально требуемую производительность и подается высокое напряжение на потенциальный электрод 19 устройства розжига. Одновременно осуществляется подача газа в пилотную горелку 9 и после его смешивания с воздухом происходит воспламенение газовоздушной смеси от искры устройства розжига на выходе пилотной горелки. После контроля пламени пилотной горелки при его наличии прогревается жаровая труба 2, после чего газ подается в камеру 3 для подачи газа и далее в кольцевой смеситель и смесительные трубки 7, образуя в них газо-воздушную смесь, которая воспламеняется от факела пилотной горелки.

Далее производится оптимизация баланса воздуха в кольцевом смесителе и смесительных трубках горелки, для чего на контрольных режимах мощности горелки с помощью ходовых гаек 15 перемещается в ограниченных пределах жаровая труба 2 с кольцевым дросселем 10 и определяется ее оптимальное положение по результатам газового анализа продуктов сгорания. После этого навинчиванием колпаков 18 обеспечивается герметизация цилиндрических каналов во фланце 14 через прокладки 17 и фиксация жаровой трубы в оптимальном положении.

Наличие в газовой многофакельной горелке подвижной в осевом направлении и фиксируемой в любом промежуточном положении жаровой трубы с кольцевым коническим дросселем на входе позволяет улучшить ее экологические, эксплуатационные характеристики и повысить надежность благодаря обеспечению оптимальных соотношений расходов газа и воздуха в кольцевом смесителе и смесительных трубках.

1. Газовая многофакельная горелка с принудительной подачей воздуха, содержащая камеру для подвода воздуха, жаровую трубу, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, в которых герметично установлены смесительные трубки с кольцевыми рядами отверстий в их боковых стенках, при этом камера для подачи газа установлена внутри жаровой трубы с образованием кольцевого зазора между ее (камеры) боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой, а в боковой цилиндрической стенке камеры для подачи газа выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий, отличающаяся тем, что жаровая труба снабжена кольцевым коническим дросселем на входе и выполнена с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в ограниченных пределах с фиксацией в любом промежуточном положении.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что привод осевого возвратно-поступательного перемещения жаровой трубы выполнен в виде, по крайней мере, трех винтовых пар, винты которых равномерно размещены и закреплены на кольцевой задней кромке жаровой трубы, а гайки выполнены цилиндрическими, при этом камера для подвода воздуха снабжена на выходе фланцем, в котором выполнены цилиндрические гнезда соосно с винтами, а гайки имеют возможность вращения, а также фиксации в указанных гнездах без поступательного перемещения в них.