Прямоточно-вихревая горелка

 

Использование: в энергетике для сжигания газа в топочных устройствах различного назначения с целью снижения оксидов азота в продуктах сгорания и повышения эксплуатационной надежности и качества сжигания газа. Сущность изобретения: прямоточно-вихревая горелка содержит воздушный канал 1, аксиальный завихритель 2, газовые трубки 3, имеющие на выходе распределители газа с выпускными отверстиями. Распределители выполнены в виде двух пересекающихся пластин 6 и 7. Пластины 6 расположены перпендикулярно продольной оси 4 воздушного канала 1 и на радиальном расстоянии большем от нее, чем пластины 7, которые расположены под наклоном к оси 4 в направлении, противоположном движению потока, причем оси выпускных газовых отверстий, выполненных в пластинах 6, расположены параллельно продольной оси 4 канала 1, а в пластинах 7 - под углом 30. ..60° к плоскости поперечного сечения, при этом площадь проходного сечения отверстий в наклонной пластине 7 каждой газовой трубки 3 составляет 30. . . 70% от общей площади проходных сечений всех ее выпускных газовых отверстий. 3 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания газа в топочных устройствах различного назначения.

Известна горелка, содержащая воздушный канал, аксиальный завихритель, газовые трубки, расположенные вокруг последнего, с выпускными радиальными отверстиями (1).

Недостатками этой горелки являются: незначительное снижение оксидов азота (NО_х) в продуктах сгорания, трудность подбора соотношения расходов газа по трубкам, обеспечивающего снижение NО_х, обгорание обечайки горелки.

Наиболее близкой к предлагаемой является прямоточно-вихревая горелка, содержащая воздушный канал, аксиальный завихритель, газовые трубки, расположенные вокруг последнего симметрично продольной оси канала и имеющие на выходе распределители газа с выпускными отверстиями, оси которых направлены наклонно к оси канала по направлению движения потока (2).

Недостатками известной горелки являются: незначительное снижение оксидов азота (NО_х), низкая эксплуатационная надежность.

Целью изобретения является снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания с одновременным повышением эксплуатационной надежности и качества сжигания газа.

Указанная цель достигается тем, что распределители газа выполнены в виде двух плоских пересекающихся пластин, линии пересечения которых расположены симметрично продольной оси воздушного канала, одна из этих пластин расположена перпендикулярно вышеуказанной продольной оси и на радиальном расстоянии большем от нее, чем вторая пластина, которая размещена под наклоном к продольной оси канала в направлении, противоположном движению потока, причем оси выпускных газовых отверстий в первой пластине расположены параллельно продольной оси канала, а во второй - под углом 30...60^о к плоскости поперечного сечения, при этом площадь проходного сечения отверстий в наклонной пластине каждой газовой трубки составляет 30...70% от общей площади проходных сечений всех выпускных отверстий этой же газовой трубки.

На фиг.1 изображена прямоточно-вихревая горелка, продольный разрез; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - блок прямоточно-вихревых горелок.

Прямоточно-вихревая горелка содержит воздушный канал 1, аксиальный завихритель 2, газовые трубки 3, расположенные вокруг последнего симметрично продольной оси 4 канала 1 и имеющие на выходе распределители газа с выпускными отверстиями 5, оси которых направлены наклонно к оси 4 канала 1 по направлению движения потока. Распределители газа выполнены в виде двух плоских пересекающихся пластин 6 и 7, линии пересечения которых (в разных трубках) расположены симметрично продольной оси 4 воздушного канала 1, пластины 6 расположены перпендикулярно оси 4 и на радиальном расстоянии большем от нее, чем пластины 7, которые расположены под наклоном к оси 4 в направлении, противоположном движению потока, причем оси выпускных отверстий 5, выполненных в пластинах 6, расположены параллельно продольной оси канала 1, а в пластинах 7 - под углом α =30...60 градусов к плоскости поперечного сечения, при этом в каждой трубке 3 площадь проходного сечения отверстий 5 в наклонной пластине 7 составляет 30...70 процентов от общей площади проходных сечений всех ее выпускных газовых отверстий 5. Количество отверстий 5 в пластинах 6 и 7 может быть любое, от одного в каждой до любого заданного их количества. Горелки могут также устанавливаться блоками или в виде блоков (см. фиг.3).

Горелка работает следующим образом.

Воздух, поступая в воздушный канал 1, закручивается аксиальным завихрителем 2 и оттуда в виде закрученного потока подается в зону смесеобразования с газом, который через газовые трубки 3 поступает в распределители. Каждый распределитель посредством пластин 6 и 7 распределяет газовый поток в двух направлениях. Газовые струи, выходящие из отверстий 5 пластин 6, направлены параллельно продольной оси 4 канала 1, а газовые струи, выходящие из отверстий 5 пластин 7, направлены под углом α=30...60 градусов к этой оси 4. Экономический эффект достигается за счет оптимального направления газовых струй, что обеспечивает интенсивное смесеобразование, повышение качества сжигания топлива, что ведет к снижению недожога и сажеобразования, повышению эксплуатационной надежности из-за исключения возможности образования явления резонансного горения.

Предложенное изобретение позволит снизить экологический ущерб окружающей среде за счет снижения токсических выбросов (NО_х) в продуктах сгорания.

Формула изобретения

ПРЯМОТОЧНО-ВИХРЕВАЯ ГОРЕЛКА, содержащая воздушный канал, аксиальный завихритель, газовые трубки, расположение вокруг последнего симметрично продольной оси канала и имеющие на выходе распределители газа с выпускными отверстиями, оси которых направлены наклонно к оси канала по направлению движения потока, отличающаяся тем, что распределители газа выполнены в виде двух плоских пересекающихся пластин, линии пересечения которых расположены симметрично продольной оси воздушного канала, одна из этих пластин расположена перпендикулярно к указанной продольной оси и на радиальном расстоянии большим от нее, чем вторая пластина, которая размещена под наклоном к продольной оси канала в направлении, противоположном движению потока, причем оси указанных выпускных газовых отверстий в первой пластине расположены параллельно продольной оси канала, а во второй - под углом 30 - 60^o к плоскости поперечного сечения, при этом площадь проходного сечения отверстий в наклонной пластине каждой газовой трубки составляет 30 - 70% общей площади проходных сечений всех ее выпускных газовых отверстий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3