Способ сжигания топлива и горелка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Р 23 0 14/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3348910/24-06 (22) 13. 10.81 (46) 07.06.88. Бюл. У 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (72) С.И.Крысов, Г.М.Дружинин, В.М.Бабошин и В.Д.Бортников (53) 662.951.2(088.8) (56) Найденов Г.Ф. Вихревые газовые горелки. Киев, "Техника", 1966. с. 111.

Еринов А.Н. и др. Рациональные методы сжигания газового топлива в нагревательных печах. Киев, "Техника", 1970, с. 183, рис. 75 б.

Авторское свидетельство СССР

В 963364, кл. F 23 D 13/00, 01.04.81 ° (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА И ГОРЕЛКА (57) 1. Способ сжигания топлива путем подачи в зону тороидальной амбразуры кольцевого закрученного потока первичного кислородсодержащего газа

„„SU„„1129464 А и центрального потока топлива с одновременным вводом по оси последнего вторичного кислородсодержащего газа, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы в режиме разомкнутого факела, количество кислорода во вторичном кислородсодержащем газе составляет

1,0-25Х от количества кислорода в первичном кислородсодержащем газе.

2. Горелка, содержащая корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, установленные по оси корпуса газовое сопло с центральной воздухоподающей трубой, выведенной передним концом за пределы газового сопла, о т л -и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы в режиме разомкнутого факела, центральная труба выведена за пределы сопла на расстояние, составляющее

0,2-2,5 диаметра выходного среза корпуса.

11 29464

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при сжигании газового топлива в режиме разомкнутого факела, преимущественно в низкотемпературных установках.

Известен способ сжигания топлива путем подачи в зону горения закрученной топливовоздушной смеси и одновременным вводом центрального прямо- 10

ro потока воздуха, необходимого для горения.

Однако известный способ сжигания ликвидирует пульсационное горение только при некоторых режимах работы, 15 подачей нерегулируемого количества воздуха по оси увеличивает шум, что приводит к возникновению вторичного фронта горения в области амбразуры и обгоранию металлических частей горел- 20 ки.

Известна также горелка, содержащая корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, а также установленную по оси газоподающую трубу с выпускными отверстиями.

Однако невозможно обеспечить стабильную работу такого устройства.

Наиболее близким к предложенному является способ сжигания топлива путем подачи в зону тороидальной амбразуры кольцевого закрученного потока первичного кислородсодержащего газа и центрального потока топлива с одно-35 временным вводом по оси последнего вторичного кислородсодержащего газа.

Известный способ осуществляется в горелке, содержащей корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной 40 амбразуре и снабженный завихрителем, установленные по оси корпуса газовое сопло с центральной воздухоподающей трубой, выведенной передним концом за пределы газового сопла. 45

При осуществлении способа в известной горелке, например в низкотемпературных установках, возникают нежелательные пульсационные режимы горения, препятствующие устойчивой ра- SO боте.

Целью изобретения является обеспечение устойчивой работы в режиме разомкнутого факела. указанная цель достигается тем, что согласно способу сжигания топлива путем подачи в зону тороидальной амбразуры кольцевого закрученного потока первичного кислородсодержащего газа и центрального потока топлива с одновременным вводом по оси последнего вторичного кислородсодержащего газа, количество кислорода во вторкчном кислородсодержащем газе составляет 1,0-25 от количества кислорода в первичном кислородсодержащем газе.

В горелке, содержащей корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, установленные по оси корпуса raзовое сопло с центральной воздухоподающей трубой, выведенной передним концом за пределы газового сопла, центральная труба выведена за пределы сопла на расстояние, составляющее

0,2-2,5 диаметра выходного среза корпуса.

На чертеже схематически изображена предлагаемая горелка для реализации предлагаемого способа.

Горелка содержит корпус 1, примыкающий выходным срезом 2 к тороидальной амбразуре 3 и снабженный завихрителем 4, установленные по оси корпуса 1 газовое сопло 5 с центральной воздухоподающей трубой 6, выведенной передним концом за пределы газового сопла 5 на расстояние, составляющее

0,2-2,5 диаметра выходного среза 2 корпуса 1.

Предлагаемый способ реализуется в горелке.

По корпусу 1 поступает закрученный при помощи завихрителя 4 поток воздуха, который смешивается с топливом, поступающим в воздушный поток из газового сопла 5. Полученная смесь сгорает на поверхности амбразуры 3 в режиме разомкнутого факела. Для обеспечения устойчивой работы необходимо иметь стабильный факел. Предлагаемый способ реализует режим "внутренней" стабилизации воспламенения в разомкнутом факеле путем подачи по оси через трубу 6 вторичного кислородсодержащего газа (например воздуха, кислорода) с количеством кислорода, составляющим 1,0-25 от количества кислорода в первичном газе, в зону стабилизации, находящуюся на расстоянии

0,2-2,5 диаметра выходного среза 2 корпуса 1.

В высокотемпературных установках, например нагревательных печах, работающих под давлением, допускается вследствие присосов окружающего воздуха содержание З-б кислорода в печРедактор Н.Сильнягина Хехред А.Кравчук Корректор Л;Пилипенко!

Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3393

Производственно-пол1 графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.з 112946 ной атмосфере. Как показали исследования, режим "внутренней" стабилизации в этих установках соблюдается, так как основной источник воспламене5 ния — рециркулирующие газы — содержат достаточное количество кислорода.

В низкотемпературных установках, например термических печах, работающих без подсосов, наличие "свободного" 10 кислорода в печной атмосфере минимальное по количеству. Для обеспечения устойчивого воспламенения, стабилизации факела необходим принудительный подвод кислорода в зону стабили» 15 эации согласно предлагаемому способу.

П р и и е р. Горелка ГР-60 была установлена на своде испытательного стенда. Конструкция горелки предусматривала возможность ввода вторич- 20 ного кислородсодержащего газа, например воздуха,. в различные сечения амбразуры. В опытах менялась форма амбразуры.

В результате исследований установ- 25 лено, что качественное изменение в работе горелки согласно предлагаемому способу, т.е. смена пульсационного неустойчивого режима горения на беспульсационный бесшумный, происходит,30 при установке воздухоподающей трубы на расстоянии, составляющем 0,2-2,5 диаметра выходного среза корпуса, и подаче через нее кислорода в количестве 1,0-25Х от кислорода, содержащегося в первичном кислородсодержащем газе, например воздухе. При установке трубы за пределами указанной зоны (ближе, чем 0,2 или дальше 2,5 диаметров выходного среза корпуса) и при подаче любого количества кислорода не происходит качественного изменения в работе горелки, т.е. пульсации не прекращаются, наблюдается повышенный шум.

Количество кислорода, подаваемого в зону, ограниченную 0,2-2,5 диаметрами выходного среза корпуса, равное

1,0-253 от количества кислорода в первичном газе, обусловлено тем, что при подаче вторичного газа с количеством в нем кислорода менее 1,0Х и более 25Х не наступает качественное изменение в работе горелки, хотя подача кислорода осуществлялась в оптимальную з о ну е

При использовании данного способа и горелки такой конструкции расширяется диапазон применения горелок с разомкнутым факелом, понижается шум при работе горелок, повышается устойчивость ее в работе и надежность.