Способ сжигания газообразного топлива и горелочное устройство

 

1. Способ сжигания газообразного топлива путем подачи в пространство горения атмосферного воздуха и смеси дымовых газов с кислородом спутными вихревыми потоками и газообразного топлива радиальными расходящимися струями, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры факела и снижения содержания вредных примеЬей.в продуктах сгорания , атмосферный воздух подают в осевую зону пространства горения, а смесь дымовых газов с кислородом в периферийную зону, при этом газовое топливо дополнительно вводят радиальными сходящимися струями в (Л осевой поток атмосферного воздуха.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (llj .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3622851/24-06 (22) 13.07.83 (46) 28.02.85. Бюл. № 8 (72) А.А. Винтовкин, В.М. Удилов, Ю.П. Митюшин, В.В. Хорошавцев, В.M. Бабошин и В.Я. Дегодя (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (53) 662.951 2 (088.8) (56) 1. Рязанов В.Т. и др. Сжигание природного газа с забалластированным воздухом. N, ВНИИгазпром,1981, вып.7, с. 27..

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 846962, кл. F 23 С 11/00, 1979. (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО

ТОПЛИВА И ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО.

4(1) F 23 С 11/00 // F 23 Q 9/00 (57) 1. Способ сжигания газообразно" го топлива путем подачи в пространство горения атмосферного воздуха и смеси дымовых газов с кислородом спутными вихревыми потоками и газообразного топлива радиальными расходящимися струями, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры факела и снижения содержания вредных примесей в продуктах сгорания, атмосферный воздух подают в осевую зону пространства горения, а смесь дымовых газов с кислородом в периферийную зону, при этом газовое топливо дополнительно вводят 9 радиальными сходящимися струями в осевой поток атмосферного воздуха.

1142700

2. Горелочное устройство, содер жащее корпус, коаксиальный кольцевой газовыдающий коллектор с наружными радиальными газовыпускными соплами, установленный в корпусе с образованием центрального и периферийного каналов подвода. окислителя, размещенные в упомянутых каналах завихрители и центрально установленный запальник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения предел лов регулирования температуры фаИзобретение относится к энергетике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для сжигания высококалорийного газа с использованием отработанных продуктов сгорания.

Известен способ сжигания газообразного топлива путем подачи в топочный объем газа, воздуха и продуктов сгорания, причем подачу продуктов сгорания осуществляют в те объемы топочного пространства, в которых это непосредственно не влияет на устойчивость горения (1).

При использовании в качестве окис-.15 лителя предварительно подготовленной смеси воздуха и продуктов горения состав в конце факела при прочих рав-. ных условиях смешения получается более однородным по сравнению с раздельной подачей воздуха и балласта в горелку. Это делает перспективным предварительное балластирование воздуха, однако в этом случае невозможно организовать устойчивое горение, если содержание кислорода в смеси менее 15Х, а температура ее подогрева 200-400 С.

Известен также способ сжигания газообразного топлива путем подачи ЗО в пространство горения атмосферного воздуха и смеси дымовых газов с кислородом спутными вихревыми потоками и газового топлива радиальными расходящимися струями Г2 ).

Известно также горелочное устройство, содержащее корпус, коаксиальный кольцевой газовыдающий калкела и снижения содержания вредных примесей в продуктах сгорания, в центральном канале подвода окислителя установлена обечайка с торцевой перфорированной перегородкой на входе, газовыдающий коллектор дополнительно снабжен внутренними газовыпускными соплами, в плоскости кото, рых расположен выходной срез обечайки, а запальник выполнен в виде газовой горелки, заведенной своим выходным участком внутрь обечайки. лектор с наружными радиальными газовыпускными соплами, установленный в корпусе с образованием центрального и периферийного каналов подвода окислителя, размещенные в упомянутых каналах завихрители и центрально установленный запальник (2).

Недостатком известных способа и устройства является узкая область регулирования температуры факела и высокое содержание вредных примесей в продуктах сгорания.

Цель изобретения — расширение пределов регулирования температуры факела и снижение содержания вредных примесей в продуктах сгорания.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу сжигания газообразного топлива путем подачи в пространство сгорания атмосферного воздуха и смеси дымовых газов с кислородом спутными вихревыми потоками и газового топлива радиальными расходящимися струями, атмосферный воздух подают в осевую зону пространства горения, а смесь дымовых газов с кислородом — в периферийную зону,при этом газовое топливо дополнительно вводят радиальньии сходящимися струями в осевой поток атмосферного воздуха.

В горелочном устройстве, содержащем корпус, коаксиальный .кольцевой газовьщающий коллектор с наружными газовыпускными радиальными соплами, установленный в корпусе с образованием центрального и периферийного каналов подвода окислителя, размещен1142700 4

45

55 ные в упомянутых каналах завихрители и центрально установленный запальник, в центральном канале подвода окислителя установлена обечайка с торцевой перфорированной перегородкой на входе, газовыдающий коллектор дополнительно снабжен внутренними газовыпускными соплами, в плоскости которых расположей выходной срез обечайки, а запальник выполнен в виде газовой горелки,заведенной своим выходным участком внутрь обечайки.

На чертеже представлено горелочное устройство, продольный разрез.

Устройство содержит корпус 1, коаксиальный кольцевой газовьдающий коллектор 2 с наружными радиальными газовыпускными соплами 3, установленный в корпусе 1 с образованием центрального и периферийного каналов 4 и 5 соответственно подвода окислителя, размещенные в упомянутых каналах 4 и 5 завихрители 6 и 7 и центрально установленный запальник. В центральном канале 4 подвода окислителя установлена обечайка 8 с торцевой перфорированной перегородкой 9 на входе, газовыдающий коллектор 2 дополнительно снабжен внутренними газовыпускными соплами 10, в плоскости которых расположен выходной срез обечайки 8, а запальник 11 выполнен в виде газовой горелки, заведенной своим выходным участком внутрь обечайки 8; о

Способ в горелочном устройстве реализуется следующим образом.

Атмосферный воздух с содержанием кислорода около 2Х подают через центральный канал 4 в.осевую часть пространства горения. Часть этого воздуха поступает во внутреннюю полость запальника 11, в которое подается газ. Образовавшуюся смесь воспламеняют и подают в пространство горения в виде осевого запального факела.

Оставшуюся часть воздуха через завихритель 6 в виде вихревой струи с углом раскрытия 90-120 нагнетают в пространство горения вокруг осевого запального факела. В эту вихревую струю через сопла 10 коллекто" ра 2 подают 10-20Х топлива. Образовавшаяся смесь с коэффициентом расхода воздуха 0,6-1,5 воспламеняется от пламени запального факела и фор- мирует стабилизирующее пламя, которое своей высокотемпературной областью проникает в периферийные зоны пространства горения.

Поток. смеси воздуха и продуктов сгорания через канал 5 с завихрителем 7 подают в периферийное пространство горения в виде закрученного потока, в который через сопла 3 расходящимися струями нагнетают оставшуюся часть газа из коллектора 2.

Образовавшаяся смесь из топлива, воздуха и продуктов сжигания при истечении в пространство горения контактирует со стабилизирующим пламенем и воспламеняется. При этом за счет интенсивного вихреобразования при движении смеси через завихритель

7 вокруг коллектора 2 образуется зона разрежения, в которую подсасывается стабилизирующее пламя, что повышает надежность воспламенения периферийного потока.

Таким образом, при реализации способа в пространстве горения образуются три взаимосвязанных очага воспламенения. В центральной зоне развивается аксиальный запальный факел, в котором сжигается от 2 до 5Х общего расхода топлива при коэффициенте расхода воздуха

0,4-0,9. Этот запальный факел горит в окружении вихревого стабилизирую.— щего факела, в котором сжигается от 10 ро 20Х топлива при коэффициенте расхода 0,6-1,5. В периферийной зоне развивается основной факел, горение в котором происходит при низких концентрациях кислорода.

Интенсивное перемешивание потоков в пространстве горения позволяет практически полностью расходовать кислород, подводимый с воздухом по каналу 4 и нодводимый со смесью по каналу 5. Устойчивость горения обес печивается высокотемпературным вихревым стабилизирующим Факелом, который сам дополнительно стабилизирован осевым запальным пламенем.

Таким образом, то, что атмосферный воздух подают в осевую зону пространства горения, а смесь дымовых газов с кислородом — в периферийную зону, при этом газовое топливо дополI нительно вводят радиальными сходящи1142700

Составитель М. Вацуро

Техред С.Легеза . Корректор М, Леонтюк

Редактор К. Волощук

Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 698/35

Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная 4 мися струями в осевой поТок атмосферного воздуха, позволяет расширить пределы регулирования температуры факела и снизить содержание вредных примесей в продуктах сгорания.