Газовая многофакельная горелка

 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к горелочным устройствам, работающим на природном газе с принудительной подачей воздуха, предназначенным преимущественно для использования в топках водогрейных котлов. Техническим результатом изобретения является уменьшение потерь напора в воздушном тракте, снижение уровня шума, более рациональная организация воздушного и газовых потоков, сокращение габаритов, упрощение конструкции и монтажа горелки. Газовая многофакельная горелка с принудительной подачей воздуха содержит камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнены соосно расположенные отверстия, смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок с отверстиями в боковых стенках, и жаровую трубу, полость внутри которой сообщена с камерой для подвода воздуха. Согласно изобретению камера для подачи газа расположена между камерой для подвода воздуха и жаровой трубой, при этом полость внутри жаровой трубы сообщена с камерой для подвода воздуха посредством цилиндрических трубок смесителей, герметично установленных в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, и отверстия в боковых стенках цилиндрических трубок расположены внутри камеры для подачи газа. 2 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к горелочным устройствам, работающим на природном газе с принудительной подачей воздуха, предназначенным преимущественно для использования в топках водогрейных котлов.

Известна газовая многофакельная горелка [1], содержащая расположенные в корпусе газовую и воздушную камеры, разделенные трубной решеткой, и центральную трубу. В воздушной камере размещены газовые трубы с наконечниками в виде форсунки. Центральная труба со стороны газовой камеры подключена к дополнительной газовой горелке. Основная горелка снабжена паровой трубой с отверстиями со стороны центральной трубы.

Данное техническое решение позволяет уменьшить образование оксидов азота в продуктах сгорания благодаря снижению температуры факела основной горелки.

Недостатками известной горелки являются необходимость в дополнительной горелке и источнике пара, что значительно усложняет конструкцию горелки и ограничивает область ее применения, а также повышенный уровень шума.

Известно также горелочное устройство [2], содержащее установленные в корпусе смесительные трубы, снабженные тангенциальными воздухоподводящими патрубками, в которых выполнены отверстия, сообщающие полости патрубков с газовой камерой. За счет предварительного перемешивания топлива и воздуха в патрубках смесителей температура горения газовоздушной смеси приближается к средней, что позволяет уменьшить содержание оксидов азота в продуктах сгорания.

К недостаткам известного горелочного устройства следует отнести высокий уровень шума и сложность конструкции.

Наиболее близкой к заявляемой горелке по совокупности существенных признаков является газовая многофакельная горелка [3], содержащая камеру для подвода воздуха от вентилятора, камеру для подачи газа под давлением, установленные в камере для подвода воздуха смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок с отверстиями в боковых стенках, и жаровую трубу, полость внутри которой сообщена с камерой для подвода воздуха.

На выходе каждого смесителя с некоторым заглублением внутрь его установлена антифламминговая сетка, препятствующая проскоку пламени обратно в трубку смесителя.

В торцовых стенках камеры для подачи газа и примыкающей к одной из них стенке камеры для подвода воздуха выполнены соосно расположенные отверстия, в которых герметично установлены сопла для подачи высокоэнергетичной струи газа вдоль оси смесительной трубки и технологические заглушки (последние - на внешней торцовой стенке газовой камеры).

При работе горелки воздух, нагнетаемый вентилятором, разделяется на два потока, один из которых (первичный воздух) коаксиально со струей газа подается в смесительную трубку, а другой (вторичный воздух) поступает непосредственно из камеры для подвода воздуха в полость жаровой трубы коаксиально смесителям.

Данная конструкция газовой многофакельной горелки обладает рядом существенных недостатков, к числу которых следует отнести: - потери напора в воздушном тракте и повышенный уровень шума из-за большого аэродинамического сопротивления последнего вследствие поворотов воздушного потока; - значительные поперечные габариты горелки; - сложность конструкции и монтажа горелки, обусловленные, в частности, необходимостью обеспечения строгой соосности газовых сопел и трубок смесителей.

Техническим результатом изобретения является уменьшение потерь напора в воздушном тракте, снижение уровня шума, более рациональная организация воздушного и газовых потоков, сокращение габаритов, упрощение конструкции и монтажа горелки.

Указанный технический результат достигается тем, что в газовой многофакельной горелке с принудительной подачей воздуха, содержащей камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнены соосно расположенные отверстия, смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок с отверстиями в боковых стенках, и жаровую трубу, полость внутри которой сообщена с камерой для подвода воздуха, согласно изобретению камера для подачи газа расположена между камерой для подвода воздуха и жаровой трубой, при этом полость внутри жаровой трубы сообщена с камерой для подвода воздуха посредством цилиндрических трубок смесителей, герметично установленных в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, а отверстия в боковых стенках цилиндрических трубок расположены внутри камеры для подачи газа.

Указанные отличительные признаки, характеризующие новое взаимное расположение элементов горелки и их связи, позволяют обеспечить более рациональные условия смешения воздушного и газового потоков, характеризующиеся минимальными уровнем шума и потерями напора в воздушном тракте за счет исключения поворотов потока воздуха. Прямоточная схема движения воздушного потока, реализуемая в предлагаемой конструкции, обеспечивает значительное сокращение поперечных габаритов горелки и упрощает ее монтаж.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена газовая многофакельная горелка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Горелка содержит камеру 1 для подвода воздуха, нагнетаемого вентилятором 2, камеру 3 для подачи газа, расположенную между камерой 1 и жаровой трубой 4.

В торцовых стенках 5 и 6 камеры 3 для подачи газа выполнены соосно расположенные отверстия, в которых герметично установлены смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок 7, сообщающих полость внутри жаровой трубы 4 с камерой 1 для подвода воздуха.

В боковых стенках цилиндрических трубок 7 выполнены отверстия 8, расположенные внутри камеры 3 для подачи газа.

На выходе цилиндрических трубок 7 установлены антифламминговые сетки 9, препятствующие проскоку пламени в смесители.

Горелка снабжена запальной горелкой 10.

Газовая многофакельная горелка работает следующим образом.

Включают вентилятор 2, нагнетающий воздух в камеру 1. Подают газ в запальную горелку 10 и осуществляют ее розжиг, добиваясь устойчивого горения факела. Затем подают газ в камеру 3. Воздух, подаваемый на горение из камеры 1, проходит через цилиндрические трубки 7 смесителей, в которых перемешивается с газом, поступающим из камеры 3 через отверстия 8, выполненные в боковых стенках трубок 7.

Образующаяся газовоздушная смесь поступает во внутреннюю полость жаровой трубы 4, где поджигается пламенем запальной горелки 10.

Расстояния между осями цилиндрических трубок 7 смесителей (см. фиг.2) выбираются исходя из условия обеспечения беглости огня (надежного зажигания факелов друг от друга) без слияния факелов.

Источники информации 1. Патент РФ 2044220, МПК F 23 D 14/02, опубл. 1995 г. Гайстер Ю.С. и др. Газовая многофакельная горелка.

2. Патент РФ 1768871, МПК F 23 D 14/00, опубл. 1992 г. Акулов В.А. и Щенников К.А. Горелочное устройство.

3. Проспект фирмы Walter Dreizler GmbH (Германия), 1998 г. - прототип.

Формула изобретения

Газовая многофакельная горелка с принудительной подачей воздуха, содержащая камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнены соосно расположенные отверстия, смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок с отверстиями в боковых стенках, и жаровую трубу, полость внутри которой сообщена с камерой для подвода воздуха, отличающаяся тем, что камера для подачи газа расположена между камерой для подвода воздуха и жаровой трубой, при этом полость внутри жаровой трубы сообщена с камерой для подвода воздуха посредством цилиндрических трубок смесителей, герметично установленных в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, а отверстия в боковых стенках цилиндрических трубок расположены внутри камеры для подачи газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2