Двухсопловая форсунка
Использование: в котельно-топочной технике для подачи жидкого топлива в камеры сгорания котлов, печей и других топливоиспользующих установок при необходимости снижения выбросов оксидов азота с продуктами сгорания топлив. Сущность изобретения; в корпусе 1 коаксиально установлены периферийная камера 7 закручивания с кольцевым соплом 10 и центральная камера 4 закручивания с диффузорным осевым соплом 9, выступающим за срез сопла 10, установленная с возможностью продольного перемещения. Причем периферийная камера 7 выполнена с геометрической характеристикой, превышающей в 2...3 раза геометрическую характеристику центральной камеры 4. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)s F 23 D 11/04
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874427/06 (22) 15.10.90 (46) 07.03.93. Бюл. М 9 (71) Западный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дэержинского (72) Г. Н, Гольдин и И. И, Стриха (56) Кулагин Л, B. и Морошкин М. Я. Форсунки для распыливания тяжелых топлив. М.:
Машиностроение, 1973, с, 96, 97.
Авторе -ое свидетельство СССР
М 1315727, кл. F 23 D 11/04, 1986. (54) ДВУХСОПЛОВАЯ ФОРСУНКА (57) Использование: в котельно-топочной технике для подачи жидкого топлива в камеЯ2,„, 1800229 А1 ры сгорания котлов, печей и других топливоиспольэующих установок при необходимости снижения. выбросов оксидов азота с продуктами сгорания топлив. Сущность изобретения; в корпусе 1 коаксиально установлены периферийная камера 7 закручивания с кольцевым соплом 10 и центральная камера 4 закручивания с диффузорным осевым соплом 9, выступающим за срез сопла 10, установленная с возможностью продольного перемещения. Причем периферийная камера 7 выполнена с геометрической характеристикой, превышающей в 2.„3 раза геометрическую характеристику центральной камеры 4. 1 ил.
1800229
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котельно-топочной технике для подачи жидкого топлива в камеры сгорания котлов и печей. других топливоиспольэующих установок, преимущественно при необходимости снижения выбросов оксидов азота с продуктами сгоранил топлив, Цель изобретения — снизить образование оксидов азота в продуктах сгорания топлив.
Поставленная цель достигается тем, что центральная камера закручивания установлена с возможностью продольного перемещения, ее осевое сопло выполнено диффуэорным и с выходным срезом, выступающим за выходной срез кольцевого сопла, а периферийная камера закручивания выполнена с геометрической характеристикой, превышающей в 2...3 раза геометрическую характеристику центральной камеры закручивания, Конструктивно все форсунки имеют обобщающий показатель — геометрическую характеристику, которая определяется по формуле
А= sInP сов 6, m вх где 8< — расстояние от оси входного отверстия до оси форсунки; г — радиус сопла;
P — угол между направлением входного канала и осью сопла;
0- угол между направлением входного канала и тангенциальным направлением к камере закручивания;
m — число входных каналов;
4 — сечение входного канала, Для известных конструкций двухсопловых форсунок геометрическая характеристика осевого сопла в 3...5 раз выше таковой для кольцевого сопла. Кроме того, осевое сопло выполняется неподвижным, Такое конструктивное выполнение известных форсунок не позволяет обеспечить условия снижения выбросов оксидов азота при необходимости регулирования характеристик топливного факела, Снижение выбросов оксидов азота с продуктами сгорания топлив в топливоиспользующих установках, включая паровые и водогрейные котлы, достигается путем управления топочным процессом и регулированием характеристик распыленного топливного факела, Предложенная двухсопловая форсунка за счет организации двух независимых топливных факелов позволяет реализовать способ двухстадийного сжигания топлива, обеспечивающий снижение выбросов оксидов азота, При этом в каждом из факелов по их объему создаются разные поля концентраций топлива и окислителя. Выполнение осевого сопла форсунки подвижным вдоль оси с выходным срезом, выступающим эа . выходной срез кольцевого сопла, позволяет изменять угол конуса распыливания и количество топлива, пропускаемого через коль10 цевое сопло.
Изобретение иллюстрируется примером, представленным на чертеже.
Двухсопловая форсунка содержит топливный патрубок 1, корпус 2, регулирующую
15 гайку 3, центральную камеру 4 закручивания, отверстия 5 для перепуска топлива, распределительную шайбу 6, периферийную камеру 7 закручивания, регулирующую шайбу 8, осевое сопло 9 и кольцевое сопло 10, Двухсопловая форсунка работает следу ющим образом.
Жидкое топливо подается под давлением по патрубку 1 в корпус 2. Затем топливо
25 делится на 2 потока в заданном соотношении. Топливо поступает в центральную камеру 4 закручивания, Одна часть топлива поступает через распределительную шайбу б к осевому соплу 9, другая часть через отверстие для перепуска топлива поступает в периферийную камеру 7 закручивания и подается к кольцевому соплу 10. В результате факел образуется из двух конусов: осевого и кольцевого. При этом эа счет выбора пред35 ложенных соотношений геометрических характеристик сопл, угол конуса распыливания топливного потока осевого сопла а всегда будет значительно ниже конуса распыливания кольцевого сопла о, 40 Траектории движущихся частиц топлива, выходящих из обоих сопл, не пересекаются.
При работе двух"опловой форсунки, установленной в горелочном устройстве с организованным подводом воздуха, в
45 прикорневой зоне факела создается зона с избытками воздуха ниже стехиометрического значения. Горение топлива в этой зоне затягивается со снижением температуры факела и образованием в прикорневой зоне компонентов химического недожога топлива, С0, Н2, СН4, CmHn. Остальной воздух, выходящий из периферийной зоны амбразуры горелки, взаимодействует с частью топлива, поступающего иэ кольцевого сопла. В результате этого в периферийной части факела образуется зона дожигания топлива с избытками воздуха больше стехиометрически необходимого, При этом реализуется двухстадийное сжигание топлива, сопро5
1800229!
Составитель И. штриха
Техред М,Моргентал Корректор М, Самборская
Редактор Е. Савина
Заказ 1154 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вождающееся снижением температуры факела и восстановлением уже образовавшихся оксидов азота путем взаимодействия их с компонентами химнедожога топлива прикорневой зоны факела.
При изменении режимов работы топливоиспользующей установки. осевое сопло форсунки с помощью имеющихся регулирующих шайб либо другим путем перемещают вдоль оси форсунки. За счет этого изменяется входное сечение кольцевого сопла и обеспечивается нужный угол раскрытия факела с таким расчетом, чтобы обеспечить оптимальные значения избытков воздуха в каждом из факелов и отсутствие продуктов неполного сгорания топлива на выходе иэ топки.
Конструкция двухсопловой форсунки в сравнении с известными обеспечивает более полное сгорание топлива и минимальный выход оксидов азота.и позволяет управлять топочным процессом в условиях изменяющихся режимов работы топливоиспользующих установок.
Формула изобретения
Двухсопловая форсунка, содержащая коаксиально установленные корпус, снабженный патрубком подачи топлива, сооб5 щенную с полостью корпуса периферийную камеру закручивания с кольцевым соплом и центральную камеру закручивания с осевым соплом и наружной боковой поверхностью в виде усеченного конуса, обращенного
10 большим основанием к патрубку подачи топлива, установленную с образованием указанного кольцевого сопла, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения образования оксидов азота в продуктах сгорания, 15 центральная камера закручивания установлена с возможностью продольного перемещения, ее осевое сопло выполнено диффузорным и с выходным срезом, выступающим за выходной срез кольцевого со20 пла, а периферийная камера закручивания выполнена с геометрической характеристикой, превышающей в 2...3 раза геометрическую характеристику центральной камеры закручивания.
