Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением



Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением
Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением
Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением
Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением
Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением
Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением
Горелка для пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива с переменным завихрением

 


Владельцы патента RU 2546343:

БАБКОК БОРСИГ ШТАЙНМЮЛЛЕР ГМБХ (DE)

Изобретение относится к области энергетики. Горелка для пылевидного или в форме частиц топлива, с проточным каналом для транспортировки, по меньшей мере одного газового потока, в камеру горения, причем проточный канал имеет кольцеобразное поперечное сечение и устройство для завихрения, придающее завихрение газовому потоку в окружном направлении. Устройство для завихрения имеет, по меньшей мере, одну первую и одну вторую группы средств для изменения направления для создания завихрения, распределенных по периметру проточного канала, причем, по меньшей мере, вторая группа средств для изменения направления неподвижно друг к другу закреплена на несущей структуре, которая для изменения созданного завихрения установлена с возможностью перемещения по оси вдоль проточного канала и/или с возможностью вращения вокруг продольной оси проточного канала. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность горелки, снизить затраты на изготовление. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к горелке для пылевидного и/или имеющему форму частиц топлива с проточным каналом для транспортировки по меньшей мере одного газового потока в камеру горения, причем проточный канал имеет кольцеобразное поперечное сечение и устройство для завихрения, придающее газовому потоку завихрение в окружном направлении.

Чтобы сжигать твердое топливо с высокой эффективностью и при незначительном образовании вредных веществ, обычно применяются горелки названного выше вида, причем горелки снабжаются соответствующими камерами горения. Горелки называются также горелками для пылевидного топлива, и, в частности, применяются в промышленных топочных устройствах. Топливо должно быть представлено в форме мелких фракций, чтобы его можно было сжигать с помощью соответствующих горелок. В частности, при сжигании угля топливо размалывается так тонко, что оно соответствует угольной пыли. Однако не все топливо имеет смысл размалывать так тонко.

Но топливо должно быть измельчено настолько тонко, чтобы оно могло направлено вдуваться через горелку в камеру горения с помощью газового потока. Газовый поток служит в итоге пневматической транспортировке топлива и обычно к тому же предоставляет также кислород для горения. В случае газового потока речь идет, таким образом, в простых случаях о воздухе. Но речь может идти также об обогащенном кислородом воздухе или о другой содержащей кислород газовой смеси. Газовый поток, который транспортирует топливо в камеру горения, независимо от его состава называется также первичным воздухом.

Горелки названного вида чаще всего имеют дополнительные проточные каналы, через которые в камеру горения вдуваются другие газовые потоки. Газовые потоки в противоположность первичному воздуху не транспортируют какое-либо топливо, поэтому эти газовые потоки также называются вторичным воздухом. Чаще всего первичный поток подводится близко к центру поперечного сечения горелки камеры горения. Для этого горелка имеет кольцеобразный канал для первичного воздуха. Концентрически к этому проточному каналу могут быть предусмотрены другие проточные каналы, через которые проходит вторичный воздух. В случае вторичного воздуха речь может идти о воздухе или другой содержащей кислород газовой смеси, которая по мере необходимости состоит в основном из кислорода (технический кислород).

Потоку первичного воздуха и потоку вторичного воздуха в горелке придается завихрение в окружном направлении посредством отдельных устройств для завихрения. Другими словами, линии струй первичного воздуха и/или вторичного воздуха образуют в соответствующем проточном канале форму спирали. Для придания завихрения устройство для завихрения имеет средства для изменения направления, которые отклоняют газовый поток по отношению к продольному направлению проточного канала в окружном направлении к стороне. Завихрение требуется, чтобы получить благоприятное горение топлива и образование лишь незначительного количества оксидов азота (NOx).

Оптимальное завихрение первичного воздуха и/или вторичного воздуха в значительной мере зависит от применяемого топлива. При этом особенную роль играет, например, размер частиц, теплота сгорания и доля летучих компонентов. Чтобы электростанции, сжигающие пыль, могли работать на широком диапазоне различного топлива, применяемые горелки должны быть регулируемыми относительного созданного завихрения. Чтобы это достичь, средства для изменения направления чаще всего распределяются по периметру соответствующего кольцевого зазора. Их угол установки по отношению к продольной оси кольцевого зазора в горелках известных из уровня техники, к примеру DE 102005032109 A1, может изменяться с помощью различных установочных механизмов. Недостатком известных установочных механизмов, однако, является то, что они требуют затрат и дороги в изготовлении, а также склонны к поломке и сложны в обращении.

Поэтому в основе настоящего изобретения лежит задача разработки и усовершенствования известных из уровня техники горелок таким образом, чтобы уменьшить известные из уровня техники недостатки.

Эта задача в горелке с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения решается с помощью того, что устройство для завихрения имеет по меньшей мере одну первую и одну вторую группы средств для изменения направления для создания завихрения, распределенных по периметру проточного канала, причем по меньшей мере вторая группа средств для изменения направления неподвижно прикреплена друг к другу на несущей структуре, причем несущая структура для изменения созданного завихрения предусмотрена с возможностью перемещения по оси вдоль проточного канала и/или с возможностью вращения вокруг продольной оси проточного канала.

Из изобретения очевидно, как очень просто может варьироваться завихрение, созданное в потоке газа, в проточном канале, если средства для изменения направления разделяются по меньшей мере на две группы средств для изменения направления, которые затем могут менять свое положение относительно друг друга. Для этого одна группа средств для изменения направления неподвижно фиксируются друг с другом на несущей структуре, которая сама может переставляться по меньшей мере в одном пространственном направлении. Благодаря этому может изменяться относительное положение второй группы поворотных средств к первой группе поворотных средств. Таким образом, в принципе не требуется, чтобы также первая группа средств для изменения направления была образована подвижной относительно своего положения в горелке. Но для увеличения степени свободы при вариации завихрения и средства для изменения направления первой группы средств для изменения направления могут быть смонтированы неподвижно друг к другу на другой несущей структуре, которая может переставляться относительно проточного канала.

Чтобы повысить степень свободы при вариации завихрения, может быть предусмотрена третья группа средств для изменения направления. Также возможны выходящие за пределы этого группы средств для изменения направления, даже если они дальше повышают конструктивные затраты на горелку. Каждая из этих групп средств для изменения направления может быть предусмотрена при этом стационарной или подвижной относительно соответствующего проточного канала. В остальном, смотря по обстоятельствам, не обязательно также в первых обеих группах средств для изменения направления, что средства для изменения направления расположены абсолютно неподвижно друг к другу. Однако это возможно, так как в принципе достаточно перестановки несущей структуры, чтобы переставлять средства для изменения направления желательным образом. Если это желательно и дополнительные затраты оправданы, во второй группе устройств для изменения направления отдельные или все средства для изменения направления могут быть расположены с возможностью перестановки отдельно в отношении других средств для изменения направления и/или в отношении несущей структуры.

При этом может быть переменным, в частности, наклон средств для изменения направления по отношению к продольной оси соответствующего проточного канала. Однако особенно предпочтительно, если перестановка несущей структуры относительно проточного канала может осуществляться без одновременного регулирования ориентирования средств для изменения направления второй группы средств для изменения направления между собой. Таким образом, становится возможной не только определенная регулировка второй группы средств для изменения направления в отношении первой группы средств для изменения направления, но и достигается также конструктивно простое исполнение горелки.

Чтобы иметь возможность перемещения одной группы средств для изменения направления относительно другой группы средств для изменения направления, несущая структура может перемещаться по оси в проточном канале. В качестве альтернативы или дополнительно несущая структура может вращаться вокруг продольной оси проточного канала. Таким образом, в конечном счете завихрение газового потока может устанавливаться благодаря простой регулировке горелки с помощью конструктивно простого и к тому же очень надежного механизма установки. Сложные механизмы установки, которые известны из уровня техники и одновременно сложны в обслуживании, благодаря изобретению становятся ненужными.

Соответствующие устройства для завихрения могут быть предусмотрены в только одном проточном канале или в нескольких проточных каналах, чтобы служить адаптации горелки к различному топливу. Но, в частности, устройство для завихрения может быть предусмотрено в проточном канале первичного воздуха, транспортирующего топливо, так как здесь вариация завихрения имеет особое значение.

К тому же, в принципе, предпочтительно, если к проточному каналу для первичного воздуха предусмотрены по меньшей мере один концентрический проточный канал, преимущественно по меньшей мере два концентрических канала, для вторичного воздуха. В частности, проточные каналы для вторичного воздуха расположены вокруг проточного канала для первичного воздуха.

В первом предпочтительном исполнении горелки средства для изменения направления имеют наклоненные по отношению к продольному направлению проточного канала направляющие поверхности. С помощью этих направляющих поверхностей, по которым газовый поток проходит вдоль, он отклоняется в окружном направлении. Это ведет в итоге к тому, что газовому потоку придается завихрение в окружном направлении проточного канала.

В качестве альтернативы или дополнительно особенно предпочтительно, если средства для изменения направления образованы в виде направляющих лопаток и/или направляющих щитков. Под направляющими лопатками в этой связи понимаются такие средства для изменения направления, которые имеют изогнутую направляющую поверхность. Благодаря соответствующим образом изогнутым направляющим поверхностям может при необходимости снижаться потеря давления, вызванная устройством для завихрения. Напротив, под направляющим щитком понимается устройство для завихрения, которое образовано только из тонкого листа. Благодаря направляющим щиткам обеспечивается в особенной мере экономия материалов в части устройства для завихрения.

Независимо от этого проточный канал может быть образован в форме полого цилиндра. Эта осевая область, например, по меньшей мере в два раза длиннее, чем наружный диаметр имеющего форму полого цилиндра проточного канала. Соответствующие горелки допускают подведение к камере горения равномерно завихренного потока, который продолжается далеко внутрь камеры горения.

Особо целесообразным в части простой и компактной конструкции горелки оказалось, если проточный канал ограничивается внутренней трубой и наружной трубой. При этом из соображений симметрии далее ограничено, что обе трубы образованы концентрично друг к другу. В зависимости от того, в случае газового потока, идет ли речь о первичном воздухе и/или вторичном воздухе, в случае внутренней трубы речь может идти о центральной трубе, первичной трубе или вторичной трубе. В случае центральной трубы наружная труба образуется первичной трубой. Это исполнение горелки особенно предпочтительно, так как вариация завихрения, в частности, первичного воздуха имеет особое значение при сжигании топлива. Но в качестве альтернативы или дополнительно внутренняя труба может также быть образована первичной трубой или вторичной трубой, причем в этом случае наружная труба является вторичной трубой или третичной трубой. В этих случаях газовый поток образуется преимущественно с помощью не соединенного с топливом вторичного воздуха.

В принципе, будет предпочтительно, если горелка имеет подвод топлива для подачи пылевидного и/или в форме частиц топлива в проточный канал. В этом случае топливо может направленно подводиться к горелке и в горелке смешиваться с первичным воздухом. Таким образом, может предотвращаться предшествующее смешивание с опасностью последующего частичного расслоения смеси и отложения топлива в системе трубопроводов.

Преимущественно, по меньшей мере вторая группа средств для изменения направления может переставляться таким образом, что средства для изменения направления второй группы средств для изменения направления и первой группы средств для изменения направления установлены на одной прямой друг к другу. В зависимости от количества применяемых групп средств для изменения направления также примыкающие друг к другу средства для изменения направления нескольких групп средств для изменения направления могут быть установлены на одной прямой друг к другу. Но по меньшей мере вторая группа средств для изменения направления в противоположность этому может переставляться таким образом, что соседние средства для изменения направления, по меньшей мере первой и второй групп средств для изменения направления, расположены со смещением друг к другу. Преимущественно средства для изменения направления соседних групп средств для изменения направления в этом случае расположены друг за другом, причем средства для изменения направления частично или полностью перекрываются в продольном направлении проточного канала. Смещенное и расположение с установкой на одной прямой необязательно должно пониматься абсолютно. Речь может также идти о большей соосности и о более смещенном положении средств для изменения направления различных групп средств для изменения направления. В итоге благодаря этому может достигаться, что изменение направления, созданное первой группой средств для изменения направления, более или менее продолжается другой группой средств для изменения направления. Чем с большим смещением несколько групп средств для изменения направления расположены друг к другу, тем меньше дополняется изменение направления газового потока отдельными группами средств для изменения направления.

В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрено, что средства для изменения направления второй группы средств для изменения направления в одном положении продолжаются в средствах для изменения направления первой группы средств для изменения направления и/или наоборот. Другими словами это означает, что средства для изменения направления различных групп средств для изменения направления переходят друг в друга. Средства для изменения направления различных групп средств для изменения направления могут таким образом образовывать ряд общих средств для изменения направления, хотя средства для изменения отдельных групп средств для изменения направления взаимно прямо не соединены. В соответствующем положении, по меньшей мере второй группы средств для изменения направления, может таким образом достигаться эффект, как с существенно более длинными средствами для изменения направления, которые в данном случае в положении второй группы средств для изменения направления составляются из отдельных средств для изменения направления.

Чтобы с помощью перестановки, по меньшей мере второй группы средств для изменения направления, иметь возможность варьировать завихрение, создаваемое в газовом потоке, в первом положении второй группы средств для изменения направления между средствами для изменения направления первой и второй групп средств для изменения направления может предоставляться большее свободное поперечное сечение потока в продольном направлении проточного канала. В другом положении второй группы средств для изменения направления тогда между средствами для изменения направления первой и второй групп средств для изменения направления может предоставляться совсем небольшое свободное поперечное сечение для газового потока в продольном направлении проточного канала. Чем меньше свободное поперечное сечение для газового потока в продольном направлении проточного канала, тем менее беспрепятственно газовый поток может проходить между средствами для изменения направления и тем сильнее газовый поток отклоняется в окружном направлении. Другими словами завихрение тем больше, чем меньше свободное поперечное сечение потока между группами средств для изменения направления.

В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрено, что в одном положении, по меньшей мере второй группы средств для изменения направления, средства для изменения направления первой группы средств для изменения направления и второй группы средств для изменения направления образуют общие, наклоненные по отношению к продольному направлению проточного канала каналы для изменения направления. Средства для изменения направления, по меньшей мере второй группы средств для изменения направления, таким образом могут устанавливаться во второе дополнительное положение. При этом средства для изменения направления второй группы средств для изменения направления образуют между собой проточные каналы, которые преимущественно неизменно продолжаются средствами для изменения направления другой группы средств для изменения направления. Группы средств для изменения направления в этом случае могут совместно сильнее отклонять газовый поток. Если по меньшей мере вторая группа средств для изменения направления переставляется таким образом, что проточные каналы первой группы средств для изменения направления не являются какими-либо продолжениями проточных каналов других групп средств для изменения направления, а являются отдельными проточными каналами, напротив, получается существенно меньшее отклонение и с ним существенно меньшее завихрение.

Устройство для завихрения может иметь по меньшей мере одну третью группу распределенных по периметру проточного канала средств для изменения направления для создания завихрения. В этом случае степень завихрения, которая создается в газовом потоке, может регулироваться в большем диапазоне. Однако это достигается регулярно за счет более высоких конструктивных затрат на горелку.

В случае третьей группы устройств для изменения направления она может быть снабжена стационарно расположенными друг к другу средствами для изменения направления, которые закреплены на другой несущей структуре. Несущая структура в этом случае для изменения созданного завихрения может быть предусмотрена с возможностью перемещения вдоль проточного канала по оси и/или с возможностью вращения вокруг продольной оси проточного канала. Таким образом, для варьирования завихрения может переставляться как вторая группа, так и третья группа средств для изменения направления. Таким способом достигается более высокая свобода для регулирования завихрения. Однако конструктивно проще, если только вторая группа средств для изменения направления предусмотрена подвижной. В этом случае, в частности, предлагается, что вторая группа средств для изменения направления предусмотрена между первой и третьей группой средств для изменения направления.

Чтобы затраты, относящиеся к устройству, удержать на низком уровне, в принципе, предпочтительно, если первая группа средств для изменения направления предусмотрена в проточном канале стационарно.

Конструктивно просто разработанная горелка может получаться, если несущая структура образована кольцеобразной. При этом несущая структура может следовать более простым способом за внешней окружностью внутренней, ограничивающей проточный канал трубы. Несущая структура может быть также образована в виде концентрической двойной кольцевой структуры, причем средства для изменения направления соответственно закреплены между кольцами двойной кольцевой структуры. Чтобы по возможности меньше нарушать газовый поток, внутреннее кольцо двойной кольцевой структуры может следовать наружной окружности внутренней, ограничивающей проточный канал трубы, в то время как наружное кольцо двойной кольцевой структуры следует внутренней окружности наружной, ограничивающей проточный канал трубы.

Изобретение ниже более подробно поясняется с помощью чертежа, представляющего исключительно примеры осуществления. На чертеже показывает:

фиг.1 - первую предложенную в соответствии с изобретением горелку в продольном разрезе;

фиг.2 - устройство для завихрения горелки на фиг.1 в детальном изображении;

фиг.3 - устройство для завихрения второй предложенной в соответствии с изобретением горелки в схематическом изображении; и

фиг.4 - устройство для завихрения третьей предложенной в соответствии с изображением горелки в схематическом изображении.

На фиг.1 в продольном разрезе представлена горелка 1, расположенная в стенке W камеры горения. Горелка 1 имеет ряд расположенных концентрически друг к другу трубных участков. По центру и концентрически к средней оси 2 горелки 1 расположена центральная труба 3. В центральной трубе 3 может быть предусмотрено копье горелки или другое здесь схематически изображенное средство.

Концентрически к центральной трубе 3 предусмотрена первичная труба 4, которая с центральной трубой 3 окружает проточный канал 5 с кольцеобразным поперечным сечением. Центральная труба 3 и первичная труба 4 образуют проточный канал 5 в форме полого цилиндра. В этом проточном канале 5 в направлении камеры горения транспортируется первичный воздух. Прежде к первичному воздуху через не показанное подающее устройство подводится в форме частиц топливо. Частицы топлива на фиг.1 из соображений наглядности не изображены. Первичная труба 4 заканчивается с примыканием к камере горения В в так называемой первичной горловине 6 с расширяющимся в виде конуса поперечным сечением. Возле первичной горловины 6 установлен так называемый стабилизатор 7 пламени. Стабилизатор 7 пламени имеет зубчатую выступающую радиально в первичный воздух кромку 8, которая служит для турбулизации первичного воздуха внутри камеры 8 горения.

Концентрически к первичной трубе 4 предусмотрены первая вторичная труба 9 и вторая первичная труба 10. Соответственно наружная труба 9, 10 образует с соответственно внутренней трубой 4, 9 точно так же кольцеобразные проточные каналы 11, 12 для вторичного воздуха, который не разбавлен частицами топлива. У конца внутренней вторичной трубы 9 со стороны выхода предусмотрена вторичная горловина 13 с расширяющимся в виде конуса поперечным сечением. У конца второй вторичной трубы 10 со стороны выхода предусмотрен так называемый муфель 14 в форме конического расширения. Угол уклона муфеля 14 больше, чем угол уклона вторичной горловины 13, угол уклона которой больше, чем угол уклона первичной горловины 6. Для охлаждения муфеля 14 предусмотрены охлаждающие трубопроводы 15, частично расположенные между муфелем 14 и стенкой W камеры В горения и частично на внутренней стороне стенки W камеры В горения. Благодаря концентрическому расположению центральной трубы 3, первичной трубы 4 и вторичных труб 9, 10, а также расположению подающего устройства для топлива в форме частиц, т.е. благодаря концентрическому расположению кольцеобразных проточных каналов 5, 11, 12, достигается то, что вокруг транспортирующего топливо потока первичного воздуха в камеру В горения направляются еще два потока вторичного воздуха. В зависимости от потребности могут быть предусмотрены и другие вторичные трубы и проточные каналы для другого вторичного воздуха. Отказ от второй вторичной трубы 10, напротив, возможен, но регулярно менее желателен.

В потоке первичного воздуха, который идет через кольцевой зазор между центральной трубой 3 и первичной трубой 4, с помощью устройства 16 для завихрения создается завихрение в окружном направлении. Таким образом, поток первичного воздуха приводится во вращение спиралеобразно к средней оси 2. В представленной и соответственно предпочтительной горелке 1 устройство для завихрения складывается из трех групп средств 17, 18, 19 для изменения направления, предусмотренных с распределением по периметру проточного канала, для отклонения потока первичного воздуха в окружном направлении.

В других проточных каналах 11, 12 для потоков вторичного воздуха предусмотрены другие устройства 20, 21 для завихрения, которые создают завихрение в потоках вторичного воздуха в окружном направлении проточных каналов 11, 12. В представленной и соответственно предпочтительной горелке 1 устройства 20, 21 для завихрения в проточных каналах 11, 12 для вторичного воздуха имеют только одну группу средств для изменения направления, распределенных по периметру проточных каналов 11, 12. Однако могло бы быть предусмотрено также несколько групп средств для изменений направления, следующих друг за другом, а именно при необходимости дополнительно или в качестве замены устройства 16 для завихрения, имеющего несколько групп средств 17, 18, 19 для изменения направления, в проточном канале 5, ограниченном центральной трубой 3 и первичной трубой 4.

На фиг.2a и 2b изображены центральная труба 3 горелки 1 и устройство 16 для завихрения в качестве деталей горелки 1. Устройство 16 для завихрения имеет в представленной и соответственно предпочтительной горелке 1 три группы средств 17, 18, 19 для изменения направления, которые в данном случае образованы в форме направляющих щитков. Средства 17, 18, 19 для изменения направления каждой группы средств 17, 18, 19 для изменения направления расположены с распределением по периметру проточного канала 5 для первичного воздуха. Средства 17 для изменения направления первой группы средств 17 для изменения направления при этом жестко смонтированы на центральной трубе 3, в то время как средства для изменения направления остальных групп средств 18, 19 для изменения направления смонтированы стационарно друг к другу на кольцеобразных несущих структурах 22, 23. Несущие структуры 22, 23 в представленной и соответственно предпочтительной горелке 1 предусмотрены с возможностью перемещения в продольном направлении проточного канала 5. Поэтому средства 17, 18, 19 для изменения направления могут занимать представленные на фиг.2a и 2b положения.

На фиг.2a группы средств 17, 18, 19 для изменения направления расположены на заметном расстоянии друг от друга. Расстояние групп средств 17, 18, 19 для изменения направления соответствует в представленной и соответственно предпочтительной горелке 1, по меньшей мере ширине групп средств 17, 18, 19 изменения направления, в продольном направлении проточного канала 5. Поток первичного воздуха благодаря каждой из групп средств 17, 18, 19 для изменения направления отклоняется в окружном направлении, вследствие чего создается завихрение. Правда, поток первичного воздуха между группами средств 17, 18, 19 для изменения направления не отклоняется, так что соответственно прежде созданное завихрение снова частично может ликвидироваться. Если теперь несущие структуры 22, 23, на которых смонтированы вторая группа средств 18 для изменения направления и третья группа средств 19 для изменения направления, перемещаются в продольном направлении проточного канала 5, то зазоры между средствами 17, 18, 19 для изменения направления групп средств 17, 18, 19 для изменения направления более или менее полностью закроются. Благодаря этому возникают сквозные проточные каналы 24, которые сильно отклоняют поток первичного воздуха в окружном направлении и таким образом приводят поток первичного газа в большее завихрение.

На фиг.3a, 3b заново описывается принцип регулирования завихрения, а именно с помощью устройства 30 для завихрения с первой группой средств 31 для изменения направления и второй группой средств 32 для изменения направления. При этом на фиг.3a и 3b для лучшей наглядности изображена развертка центральной трубы 33 с предусмотренными в ней средствами 31, 32 для изменения направления. Первая группа средств 31 для изменения направления стационарно закреплена на центральной трубе 33. Вторая группа средств 32 для изменения направления, напротив, только стационарно друг к другу закреплена на несущей структуре 34, которая сама может перемещаться в продольном направлении проточного канала. Струи потока S показывают, что в положении групп средств 31, 32 для изменения направления, с расстоянием, изображенном на фиг.3a, поток первичного воздуха при протекании через каждую группу средств 31, 32 для изменения направления частично отклоняется в окружном направлении и частично почти беспрепятственно проходит в продольном направлении. Когда вторая группа средств 32 для изменения направления придвинута к первой группе средств 31 для изменения направления, тогда средства 32 для изменения направления второй группы средств для изменения направления перекрывают свободные поперечные сечения потока первой группы средств 31 для изменения направления и наоборот. Свободные поперечные сечения потока на фиг.3a обозначены сегментами окружности Q, через которые части потока первичного газа могут проходить прямолинейно в продольном направлении проточного канала между средствами 31, 32 для изменения направления. В представленной горелке 35 в положении согласно фиг.3b в основном весь поток первичного газа отклоняется в окружном направлении проточного потока, вследствие чего существенно увеличивается завихрение, созданное в потоке первичного газа. Для изменения направления потока первичного газа средства 31, 32 для изменения направления имеют выступающие в поток первичного газа направляющие поверхности 36.

Также в схематически изображенной на фиг.4a и 4b горелке первая группа средств 41 для изменения направления стационарно закреплена на центральной трубе 42, развертка которой представлена на фиг.4a и 4b. Вторая группа средств 43 для изменения направления, однако, стационарно друг к другу закреплена на несущей структуре 44. Несущая структура 44 может вращаться вокруг средней оси 40 горелки. Таким образом, может изменяться перекрытие средств 41, 43 для изменения направления обеих групп средств 41, 43 для изменения направления и таким образом варьироваться завихрение потока первичного газа. В положении второй группы средств 43 для изменения направления согласно фиг.4а средства 41, 43 для изменения направления оставляют свободным одно поперечное сечение потока, благодаря которому часть потока первичного воздуха может проходить прямолинейно в продольном направлении проточного канала. Свободное поперечное сечение потока вновь обозначено сегментами окружности Q. Этого нет в положении второй группы средств 43 для изменения направления согласно фиг.4b. Свободные поперечные сечения потока закрыты, и общий поток первичного воздуха отклоняется, и таким образом в итоге усиливается завихрение, созданное в потоке первичного воздуха.

С помощью перемещения, по меньшей мере второй группы средств для изменения направления с несущей структурой 22, 23, 24 вдоль центральной трубы 3, 33 или с помощью закручивания по меньшей мере второй группы средств 43 для изменения направления вместе с несущей структурой 44 группы средств 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления могут устанавливаться в положение согласно фиг.2b, 3b или 4b. Средства 17, 31, 41 для изменения направления первой группы средств 17, 31, 41 для изменения направления и средства 18, 19, 32, 43 для изменения направления второй группы средств 18, 19, 32, 43 для изменения направления в этом случае установлены на одной прямой друг к другу, причем средства 18, 19, 32, 43 для изменения направления второй группы средств 18, 19, 32, 43 для изменения направления продолжаются в средствах 17, 31, 41 для изменения направления первой группы средств 17, 31, 41 для изменения направления. Другими словами, средства 17, 31, 41 для изменения направления первой группы средств 17, 31, 41 для изменения направления и второй группы средств 18, 19, 32, 43 для изменения направления образуют общие наклоненные по отношению к продольному направлению проточного канала каналы, изменяющие направление.

Чтобы в потоке первичного воздуха получить меньшее завихрение, по меньшей мере вторая группа средств 18, 19, 32, 43 для изменения направления может устанавливаться в положение согласно фиг.2a, 3a или 4a. В этом положении средства 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления первой группы средств 17, 31, 41 для изменения направления и второй группы средств 18, 19, 32, 43 для изменения направления расположены со смещением друг к другу. На одной прямой со средствами 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления одной группы средств 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления расположено промежуточное пространство между двумя средствами 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления другой группы средств 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления. Таким образом, обе группы средств 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления образуют соответственно между средствами 17, 18, 19, 31, 32, 41, 43 для изменения направления отдельные каналы, изменяющие направление, которые хотя наклонены по отношению к продольному направлению проточного канала, но, однако, предусмотрены перекрывающими друг друга в продольном направлении.

1. Горелка (1, 35, 40) для пылевидного или в форме частиц топлива, с проточным каналом (5) для транспортировки, по меньшей мере одного газового потока, в камеру (В) горения, причем проточный канал (5) имеет кольцеобразное поперечное сечение и устройство (16) для завихрения, придающее завихрение газовому потоку в окружном направлении, отличающаяся тем, что устройство (16) для завихрения имеет, по меньшей мере, одну первую и одну вторую группы средств (17, 18, 19, 31, 32, 41, 43) для изменения направления для создания завихрения, распределенных по периметру проточного канала, причем, по меньшей мере, вторая группа средств (18, 19, 32, 43) для изменения направления неподвижно друг к другу закреплена на несущей структуре (22, 34, 44), которая для изменения созданного завихрения установлена с возможностью перемещения по оси вдоль проточного канала (5) и/или с возможностью вращения вокруг продольной оси проточного канала (5).

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что для создания завихрения в окружном направлении средства (17, 18, 19, 31, 32, 41, 43) для изменения направления имеют направляющие поверхности, наклоненные по отношению к продольному направлению проточного канала (5).

3. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что средства (17, 18, 19, 31, 32, 41, 43) для изменения направления образованы в виде направляющих лопаток и/или направляющих щитков.

4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что проточный канал (5) образован в форме полого цилиндра.

5. Горелка по п.4, отличающаяся тем, что проточный канал (5) ограничивается внутренней трубой, преимущественно центральной трубой (3), и наружной, в частности концентрической, трубой, преимущественно первичной трубой (4).

6. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрен подвод топлива для подачи пылевидного и/или имеющего форму частиц топлива в проточный канал (5).

7. Горелка по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что в первом положении, по меньшей мере второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления, соседние средства (17, 18, 31, 32, 41, 43) для изменения направления первой и второй группы средств (17, 18, 31, 32, 41, 43) для изменения направления установлены по одной прямой и что во втором положении, по меньшей мере второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления, соседние средства (17, 18, 31, 32, 41, 43) для изменения направления первой и второй группы средств (17, 18, 31, 32, 41, 43) для изменения направления расположены со смещением друг к другу.

8. Горелка по п.7, отличающаяся тем, что средства для изменения направления второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления продолжаются в средствах для изменения направления первой группы средств для изменения направления и/или наоборот.

9. Горелка по любому из пп.1-6, 8, отличающаяся тем, что в первом положении, по меньшей мере второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления, соседние средства (17, 18, 31, 32, 41, 43) для изменения направления, по меньшей мере первой группы средств (17, 31, 41) для изменения направления и второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления, имеют большее свободное поперечное сечение потока для газового потока в продольном направлении проточного канала (5), чем во втором положении, по меньшей мере второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления.

10. Горелка по любому из пп.1-6, 8, отличающаяся тем, что в одном положении, по меньшей мере второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления, средства (17, 18, 31, 32, 41, 43) для изменения направления первой группы средств (17, 31, 41) для изменения направления и второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления образуют общие, наклоненные по отношению к продольному направлению проточного канала (5) каналы для изменения направления и/или проточные каналы (24).

11. Горелка по любому из пп.1-6, 8, отличающаяся тем, что в одном положении, по меньшей мере второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления, средства (17, 18, 31, 32, 41, 43) для изменения направления первой группы средств (17. 31, 41) для изменения направления и второй группы средств (18, 32, 43) для изменения направления образуют отдельные наклоненные по отношению к продольному направлению проточного канала (5) каналы для изменения направления и/или проточные каналы (24).

12. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для завихрения имеет, по меньшей мере, одну третью группу средств (19) для изменения направления для создания завихрения, распределенных по периметру проточного канала (5).

13. Горелка по п.12, отличающаяся тем, что третья группа средств (19) для изменения направления закреплена стационарно друг к другу на другой несущей структуре (23), причем несущая структура (23) для изменения созданного завихрения установлена с возможностью осевого перемещения вдоль проточного канала (5) и/или с возможностью вращения вокруг продольной оси проточного канала (5).

14. Горелка по любому из пп.1-6, 8, 12, 13, отличающаяся тем, что первая группа средств (17, 31, 41) для изменения направления установлена неподвижно в проточном канале (5).

15. Горелка по любому из пп.1-6, 8, 12, 13, отличающаяся тем, что несущая структура (22, 23, 34, 44) образована в форме кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для растопки пылеугольных котлов и стабилизации горения факела (подсветки), для воспламенения мелкодисперсного твердого топлива с предварительной электротермохимической подготовкой (ЭТХП).

Изобретение относится к области энергетики, в частности к пылеугольному концентратору. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и печном хозяйстве предприятий при сжигании распыленного водоугольного топлива или пылевоздушной смеси.

Изобретение относится к области теплоэнергетики - способу и устройству для сжигания угля микропомола и угля обычного помола в пылеугольной горелке. .

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано при организации сжигания угольной пыли в топках котлов, камер сгорания и печах и обеспечивает уменьшение образования оксидов азота и стабильное воспламенение и горение угольной пыли в широком диапазоне нагрузок при сжигании низкокачественного угольного топлива.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для растопки котлов. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для растопки котла. .

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для сжигания угольной пыли с воздухом. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к устройствам для сжигания твердого топлива с предварительным подогревом. .

Горелка // 2044956
Изобретение относится к пылеугольным топочным устройствам и может быть использовано в различных огнетехнических установках, например, в топках котлоагрегатов. .

Группа изобретений относится к теплоэнергетике и касается технологии получения, транспортировки, раздельного и совместного сжигания механоактивированного угля микропомола и угля штатной системы пылеприготовления в вихревой растопочной горелке при растопке пылеугольного котла и стабилизации горения с целью замещения дорогостоящего мазута или природного газа. Cпособ подготовки и сжигания угольного топлива при растопке пылеугольного котла заключается в том, что помол и механоактивацию угля осуществляют внутри камеры дезинтегратора с получением угля микропомола, который далее транспортируют в вихревую растопочную горелку, где происходит его интенсивное перемешивание с вторичным воздухом с получением пылевоздушной смеси, дальнейшее воспламенение которой и ее последующее сжигание совместно с углем обычного помола при растопке пылеугольного котла осуществляют непосредственно в топочном объеме пылеугольного котла, а после завершения этапа растопки подачу угля микропомола в растопочную горелку прекращают. Технический результат заключается в применении более простого, надежного и экономически выгодного технологического процесса растопки пылеугольного котла и стабилизации горения в нем угольного топлива. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Техническое решение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для безмазутной растопки котлов. Горелочное устройство содержит трубу с горелочным насадком, установленные горизонтально, на входной вертикальной стенке которой размещены под острым углом к стенке тангенциальные патрубки подачи высоконапорного воздуха и аксиальное сопло подачи пыли высокой концентрации, а также обечайку и электронагреватели, установленные между трубой и обечайкой. Тангенциальные патрубки подачи высоконапорного воздуха, в количестве не менее двух, расположены на вертикальной стенке по окружности 0,6-0,9 d, где d - диаметр трубы, а соотношение длины (L) трубы к ее диаметру (d) равно 2,5-4, при этом размер и форма горелочного насадка на выходном торце соответствует размеру и форме амбразуры топки котла, к которой пристыкован горелочный насадок. Технический результат - оптимизация аэродинамических параметров и повышение надежности работы горелочного устройства. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике. Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива, содержащее патрубок подвода первичного воздуха, камеру сгорания, патрубок подвода вторичного воздуха, отверстия для подвода вторичного воздуха, перегородку, дополнительно содержит форсунку подачи топливной пыли, электрический нагреватель, камеру смешения пылевидного топлива с окислителем и конфузорно-диффузорный переход, причем отверстия для подвода вторичного воздуха выполнены на входе в цилиндрический участок камеры сгорания, головная часть камеры сгорания совместно с форсункой подачи топливной пыли и участком смешения пылевидного топлива с окислителем представляет собой вихревой эжектор прямоточного типа, электрический нагреватель выполнен в виде цилиндрического стержня и установлен осесимметрично внутри форсунки подачи топливной пыли, конфузорно-диффузорный переход выполнен перед цилиндрическим участком камеры сгорания. Изобретение позволяет снизить гидравлические потери в головной части камеры сгорания, повысить качество смешения топлива с окислителем, увеличить полноту сгорания твердого топлива в устройстве. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка (1) для топлива в форме частиц, в частности из биомассы, с первичной трубой (3) и расположенной в первичной трубе (3) центральной трубой (2), причем первичная труба (3) и центральная труба (2) образуют зазор (4) для обеспечения направления потока из топлива в форме частиц и газообразного средства для горения от конца со стороны входа к отверстию первичной трубы (3) со стороны выхода, центральная труба (2), в продольном направлении горелки (1), заканчивается перед первичной трубой (3), при этом предусмотрено по меньшей мере одно устройство для центрирования потока внутри первичной трубы (3) в области конца первичной трубы (3) со стороны выхода. Осевое расстояние между концами со стороны выхода центральной трубы (2) и первичной трубы (3) в продольном направлении первичной трубы (3) составляет по меньшей мере 50%, преимущественно по меньшей мере 75%, в частности по меньшей мере 100%, средней ширины зазора (4) первичной трубы. Центральная труба (2) выполнена сужающейся по направлению к своему концу со стороны выхода. На конце со стороны выхода центральной трубы (2) в зазоре (4) первичной трубы предусмотрено отклоняющее устройство для отклонения внутрь близкой к центральной трубе части идущего в зазоре (4) первичной трубы потока. Технический результат - снижение NOX. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх