Рекуперативно-горелочный блок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 L 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770894/06 (22) 31.10.89 (46) 30.09.92, Бюл. N. 36 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт и Пензенский инженерностроительный институт (72) Г.Н.Северинец, С,Г.Прохоров и

Н. В,Аржаева (56) Авторское свидетельство СССР

N 1043426,,кл. F 23 L 15/04, 1986, (54) PЕКУПЕРАТИВНО-ГОРЕЛОЧНЫЙ

БЛОК (57) Использование; для нагрева воздуха, идущего на сжигание газообразного или

Изобретение относится к области промышленной теплотехники и может быть применено для нагрева воздуха, идущего на сжигание газообразного или жидкого топлива за счет использования тепла отходящих дымовых газов от котлов, от промышленных и нагревательных печей.

Известна конструкция теплообменного элемента рекуператора, выбранная в качестве прототипа, содержащая воздушный канал, состоящий из двух соосно установленных труб-обечаек, наружная из которых заглушена, а внутренняя выполнена перфорированной. Недостатками данной конструкции являются малая эффективность теплообмена со стороны продуктов сгорания вследствие малой турбулентности потока; черезмерный нагрев наружной поверхности рекуператора вследствие прохождения продуктов сгорания по внешнему кольцевому каналу и в результате повышенной расход жаропрочной стали и необходимость применения

„„5Ll „„1765625 А1 жидкого топлива, за счет использования тепла отходящих дымовых газов от котлов, промышленных и нагревательных печей.

Сущность изобретения: в рекуперативно-горелочном блоке, содержащем горелку и рекуператор, состоящий из обечаек, образующих газовый и воздушный каналы с расположенной в последнем перфорированной перегородкой, наружная обечайка выполнена в виде усеченного конуса, а в аксиальном газовсм канале установлена дополнительная перфорированная перегородка, выполненная, как и основная, в виде усеченного конуса. 2 ил„1 табл, изоляционных материалов для уменьшения потерь тепла в окружающую среду.

Цель изобретения — повышение экономичности путем интенсификации теплообмейа со стороны продуктов сгорания и стабилизации гидравлического режима.

Указанные цели достигаются тем, что в рекуперативно-горелочном блоке, состоящем из труб-обечаек, образующих газовый канал и воздушный канал с расположенной внутри него перфорированной перегородкой, обечайка, образующая воздушный канал, выполнена в виде усеченного конуса, газовый канал расположен внутри конструкции блока и дополнительно снабжен перфорированной перегородкой, причем перфорированные перегородки газового и воздушного каналов выполнены в виде усеченных конусов.

На фиг. 1 изображен рекуперативно-горелочный блок, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг, 1.

1765625

Теплотехнические параметры кон предлагаемого иэобрет струкций прототипа и ения

l линейные

Тип конструкции

Скорость потока

W, м/с

Температура на входе

Температ ра на выходе

Коэффициент теплоотдачи

Коэф. теплопередачи, Вт и К

Плотность теплового потока, кВт/м в-ха с,, с п.с.

I 0 с11 с п.с. в-ха е,, с со стороны в-.ха, п.с,, Вт Вт м К м K

8,5 18,5

7,7 17,2

7,5 16,0

72 145

А.., д

12 8 31,07

13,3 29,56

14,6 28,5

15,6 26,7

600

450, Прототип

1000 50

1000 50

1000 50

1000 50

154,6 26,4

147,6 25,8

147,2 23,9

132,0 125,9

127,7 122>8

124,3 121,4

600

600

Предлагаемая

1000 50 600

1000 50 600

1000 50 600

1000 50 600

450

Блок содержит воздушный канал, состоящий из наружной конической обечайки 1 и

- конической перфорированной перегородки

2, образующих кольцевой зазор 3, и газовый канал, состоящий из теплопередающего цилиндра 4 и расположенного внутри него перфорированного усеченного конуса 5.

Между теплопередающим цилиндром и перфорированной перегородкой воздушного канала образуется кольцевой зазор 6.

Для подачи холодного воздуха в рекуператор предусмотрен входной патрубок 7, для отвода нагретого воздуха из рекуператора и подачи его в горелку 8 предусмотрен выходной патрубок 9. Внутренний перфорированный конус фиксирован направляющими пластинами 10.

Рекуперативно-горелочный блок работает следующим образом, Продукты сгорания поступают в центральный газовый канал в перфорированный конус 9, через перфорацию струйно натекают на теплопередающий цилиндр 4 и, отдав свое тепло, удаляются в систему дымоходов, Холодный воздух через входной патрубок 7 поступает в кольцевой зазор 3 и через перфорацию струйно натекает на теплопередающий цилиндр 4, ударяясь о горячую поверхность, воздух нагревается до необходимой температуры и из кольцевого зазора

6 через выходной патрубок 9 подается в горел ку 8.

Были проведены исследования теплотехнических параметров предлагаемой конструкции рекуперативно-горелочного блока и конструкции прототипа..Результаты исследований приведены в таблице.

Из приведенной таблицы видно, что коэффициент теплоотдачи со стороны продуктов сгорания при органиэации струйного натекания на теплообменную поверхность путем введения в газовый канал перфорированного конуса возрастает в 3,7 раза при прочих равных условиях. Коэффициент теплопередачи конструкции возрастает примерно в 1,8 раза. Соответственно во столько

5 же раз уменьшается металлоемкость, т.е. для изготовления предлагаемой конструкции с теплопроизводительностью, равной теплопроизводительности прототипа, потребуется металла в 1,8 раза меньше.

10 Таким образом, в предлагаемой конструкции рекуперативно-горелочного блока повышается эффективность теплообмена за счет струйного натекания на теплообменную поверхность не только нагреваемого

15 воздуха, но и продуктов сгорания, снижается расход жаропрочной стали и количество потерь тепла в окружающую среду, а также повышается надежность конструкции за счет пропуска продуктов сгорания по внут20 реннему каналу и понижения температуры наружной поверхности рекуператора. Стабилизация гидравлического режима конструкции достигается путем выполнения воздушного и газового канала в виде усе25 ченных конусов.

Формула изобретения

Рекуперативно-горелочный блок, содержащий горелку и рекуператор, состоящий из обечаек, образующих газовый и

30 воздушный каналы с расположенной в последнем перфорированной перегородкой, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем интенсификации теплообмена со стороны продуктов

35 сгорания и стабилизации гидравлического режима, наружная обечайка, образующая воздушный канал, выполнена в виде усеченного конуса, а в аксиальном газовом канале установлена дополнительная перфо40 рированная перегородка, причем упомянутые перегородки выполнены в виде усеченных конусов, 1765625

402. 1

Составитель Г.Северинец

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3375 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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