Газовая дутьевая горелка

Изобретение относится к области энергетики. Газовая дутьевая горелка содержит цилиндрический корпус, состоящий из двух обечаек, воздушный короб, каналы для подачи первичного и вторичного воздуха, установленную по оси корпуса направляющую трубу для монтажа паромазутной горелки, газовый коллектор с газоводами и трубу для установки пилотной горелки, в упомянутом воздушном коробе выполнен карман для выравнивания потока воздуха по сечению горелки. Упомянутый карман выполнен в виде воздухозаборника, ограниченного внутренней обечайкой, металлической пластиной, разделяющей поперечное сечение воздушного короба, и пластиной, ограничивающей половину кольцевого зазора вторичного воздушного контура со стороны подвода воздуха. В корпусе горелки предусмотрены узлы независимого контроля факелов основной и пилотной горелок для установки оптических датчиков. Изобретение позволяет повысить качество сжигания топлива, безопасность и надежность работы горелки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для сжигания жидкого топлива и может быть использовано при его сжигании в печах тепловых агрегатов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Предлагаемая газовая дутьевая горелка предназначена для сжигания различных нефтезаводских газов с использованием подогретого дутьевого воздуха, а при установке в газовую дутьевую горелку паромазутного ствола возможно сжигание жидкого и газового топлив в различных соотношениях.

Известна газомазутная дутьевая горелка, представленная в патенте РФ №2053450 по кл. F23D 17/00, 1992. Данная горелка состоит из воздухоподводящего цилиндрического корпуса, каналов подачи первичного и вторичного воздуха, установленной по оси корпуса мазутной форсунки и газового коллектора.

Однако конструкция указанной горелки не обеспечивает точности размеров проходных сечений по воздуху, хорошего смесеобразования и постоянного независимого контроля факела основной и пилотной горелок.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой газовой дутьевой горелки является газомазутная дутьевая горелка типа РМА американской фирмы John Zink Company, LLK (см. каталог «Combustion Handbook», 2001; http://webfile.ru/66f66fB2eab41c9c7859357da843d28d; стр. 22-26). Данная горелка состоит из цилиндрического корпуса, воздушного короба, каналов подачи первичного и вторичного воздуха, трубы для монтажа паромазутной горелки, газового коллектора с газоводами и трубы для установки пилотной горелки.

Указанный прототип - газомазутная дутьевая горелка имеет ряд недостатков. Во-первых, вследствие бокового подвода дутьевого воздуха в корпус данной горелки происходит образование застойной зоны во вторичном контуре, что приводит к отклонению факела от оси, плохому смесеобразованию и, следовательно, недожогу. Во-вторых, контроль основного и пилотного факелов данной горелки осуществляется одним датчиком, который при погасании одной из горелок, входящих в конструкцию газомазутной дутьевой горелки (пилотной или основной горелки), продолжает фиксировать горение факела. В-третьих, воздушное сопло, выполненное из камня, не обеспечивает постоянной площади проходного сечения по воздуху, так как в процессе эксплуатации камень подвергается воздействию перепадов температур, что приводит к сколам кромок сопла и, как следствие, изменению геометрии проходного сечения.

Техническим результатом изобретения является обеспечение равномерного распределения топлива по сечению воздушного потока, что является основным условием сжигания топлива без потерь тепла от недожога, повышение безопасности и надежности эксплуатации предлагаемой газовой дутьевой горелки, снижение содержания экологически вредных примесей в продуктах сгорания за счет правильного распределения дутьевого воздуха, а также возможность постоянного независимого контроля основного и пилотного факелов газовой дутьевой горелки.

Указанный технический результат достигается тем, что в газовой дутьевой горелке, содержащей цилиндрический корпус, состоящий из двух обечаек, воздушный короб, каналы для подачи первичного и вторичного воздуха, установленную по оси корпуса направляющую трубу для монтажа паромазутной горелки, газовый коллектор с газоводами и трубу для установки пилотной горелки, в воздушном коробе со стороны подачи воздуха выполнен карман для выравнивания потока воздуха по сечению газовой дутьевой горелки в виде воздухозаборника, ограниченного внутренней обечайкой, металлической пластиной, разделяющей поперечное сечение воздушного короба, и пластиной, ограничивающей половину кольцевого зазора вторичного воздушного контура со стороны подвода воздуха; предлагаемая газовая дутьевая горелка оснащена встроенными узлами контроля факелов основной и пилотной горелок, представляющих собой патрубки с фланцами для установки оптических датчиков контроля факелов, размещенные в корпусе газовой дутьевой горелки таким образом, чтобы установленные на фланцы датчики обеспечивали независимый контроль факелов основной и пилотной горелок; воздушное сопло, определяющее расход воздуха, установлено внутри корпуса газовой дутьевой горелки и выполнено из металла.

На фиг. 1 показан общий вид газовой дутьевой горелки в изометрической проекции. На фиг. 2 показан вид газовой дутьевой горелки со стороны газового коллектора, с частичным вертикальным разрезом ее корпуса и воздушного короба. На фиг. 3 - вид сверху на воздушный карман, с частичным горизонтальным разрезом воздушного короба. На фиг. 4 - вид газовой дутьевой горелки сверху. На фиг. 5 - положение фотодатчика основной горелки. На фиг. 6 - положение фотодатчика пилотной горелки. На фиг. 7 - схема подстыковки газоводов к нижней стенке газовой дутьевой горелки (вид снизу).

Как показано на фиг. 1 и 2, предлагаемая газовая дутьевая горелка (она же основная горелка) содержит цилиндрический корпус, состоящий из наружной обечайки 1 и внутренней обечайки 2, воздушный короб 3, воздушный карман 4, встроенное воздушное сопло (конфузор) 5, газовый коллектор 7 с газоводами 11, имеющими на конце газовые насадки 12 с отверстиями, трубу 17 для установки пилотной горелки 18, направляющую трубу 19, предназначенную для установки паромазутной горелки 20, крепежную втулку 21 паромазутной горелки 20 с болтами 22 для фиксации паромазутной горелки и патрубки 23 и 24 для установки фотодатчиков основной горелки и пилотной горелки 18.

Для установки паромазутной горелки 20 (например, типа ПМС-4У) предусмотрены направляющая труба 19, центрируемая распорками 19a, и крепежная втулка 21. Для розжига пилотной горелки предусмотрен патрубок 25 розжига. Для рециркуляции продуктов сгорания и стабилизации факела горения паромазутной горелки 20 на направляющей трубе 19 установлен регистр 26 с лопастями 27. Пилотную горелку 18 (например, типа УПГ-2) устанавливают в трубу 17 и фиксируют при помощи гаек.

При помощи фланца 28 корпуса газовая дутьевая горелка прижимается к фронтонному листу амбразуры печи 28a (см. фиг. 5). Расход воздуха для горения регулируется с помощью шибера 29, смонтированного в воздушном коробе 3.

В соответствии с целью изобретения в воздушном коробе 3 со стороны подачи воздуха выполнен карман 4 (см. фиг. 2 и 3) для выравнивания потока воздуха по сечению газовой дутьевой горелки. Карман 4 выполнен в виде воздухозаборника, ограниченного внутренней обечайкой 2, пластиной 30, ограничивающей половину кольцевого зазора вторичного воздушного контура со стороны подвода воздуха, и металлической пластиной 31, разделяющей поперечное сечение воздушного короба 3.

В соответствии со следующей целью изобретения в корпусе газовой дутьевой горелки предусмотрены встроенные узлы независимого контроля факелов основной горелки и пилотной горелки 18 для установки оптических датчиков (фиг. 4). Узлы контроля факелов представляют собой патрубки 23 и 24 основной горелки и пилотной горелки 18 соответственно, приваренные к корпусу газовой дутьевой горелки под определенными углами. На свободном конце каждого патрубка имеется приваренный фланец для установки датчика контроля факела: фланец 32 для монтажа датчика контроля основного факела (фиг. 5) и фланец 33 для монтажа датчика контроля пилотного факела (фиг. 6). Углы стыковки патрубков 23 и 24 с корпусом газовой дутьевой горелки выбраны таким образом, чтобы установленные на фланцы датчики обеспечивали независимый контроль факелов основной горелки и пилотной горелки 18 (фиг. 5, 6).

В соответствии со следующей целью изобретения воздушное сопло 5, определяющее расход воздуха, выполнено из металла и установлено внутри корпуса газовой дутьевой горелки (см. фиг. 2).

Газовая дутьевая горелка работает следующим образом.

Газ подводится через фланцевое соединение 6 к газовому коллектору 7, далее через газовый фильтр 10 по газоводам 11 поступает к газовым насадкам 12, через отверстия которых истекает в амбразуру печи.

Положение газовых насадков 12 на газоводах 11 фиксируется контргайками 13. Герметичность соединения газового насадка 12 с газоводом 11 обеспечивается уплотнением зазора между торцами газового насадка 12 и контргайки 13 асбестовым шнуром. Газоводы 11 стыкуются с газовым коллектором 7 фланцевыми соединениями 14, герметичность которых обеспечивается установкой прокладок 15. Фиксация газоводов 11 на корпусе газовой дутьевой горелки осуществляется крышками 16.

Обвязку трубопроводом подвода газа допускается осуществлять с любой из двух сторон газового коллектора 7, при этом на свободный фланец устанавливается заглушка 8. Герметичность фланцевых соединений газового коллектора 7 обеспечивается установкой прокладок 9.

Дутьевой воздух поступает в воздушный короб 3 газовой дутьевой горелки и на выходе из воздушного короба 3 воздух делится на два потока. Первый поток поступает через конфузор 5 в полость внутренней обечайки 2 и из нее в амбразуру 28a печи, второй поток воздуха поступает в кольцевую щель, образованную внешней 1 и внутренней 2 обечайками, и также попадает в амбразуру 28a печи. Расход воздуха для горения регулируется с помощью шибера 29, смонтированного в воздушном коробе 3.

Образование газовоздушной смеси, ее воспламенение и горение происходит в амбразуре 28a печи.

Источники информации

Патент РФ №2053450 по кл. F23D 17/00, 1992;

Газомазутная дутьевая горелка типа РМА американской фирмы John Zink Company, LLK (см. каталог «Combustion Handbook», 2001; http://webfile.ru/66f66f82eab41c9c7859357da843d28d; стр. 22-26) (прототип).

1. Газовая дутьевая горелка, содержащая цилиндрический корпус, состоящий из двух обечаек, воздушный короб, каналы для подачи первичного и вторичного воздуха, установленную по оси корпуса направляющую трубу для монтажа паромазутной горелки, газовый коллектор с газоводами и трубу для установки пилотной горелки, отличающаяся тем, что в упомянутом воздушном коробе выполнен карман для выравнивания потока воздуха по сечению горелки.

2. Газовая дутьевая горелка по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый карман выполнен в виде воздухозаборника, ограниченного внутренней обечайкой, металлической пластиной, разделяющей поперечное сечение воздушного короба, и пластиной, ограничивающей половину кольцевого зазора вторичного воздушного контура со стороны подвода воздуха.

3. Газовая дутьевая горелка по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе горелки предусмотрены узлы независимого контроля факелов основной и пилотной горелок для установки оптических датчиков.

4. Газовая дутьевая горелка по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутые узлы контроля факела представляют собой патрубки с фланцами для установки датчиков контроля факелов, размещенные в корпусе горелки таким образом, чтобы установленные на фланцы датчики обеспечивали независимый контроль факелов основной и пилотной горелок.

5. Газовая дутьевая горелка по п. 1, отличающаяся тем, что воздушное сопло, определяющее расход воздуха, выполнено из металла и установлено внутри корпуса горелки.