Горелочное устройство

Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного топлива в котлах, топках, печах и может быть использовано в энергетике, черной и цветной металлургии. Технический результат заключается в создании горелочного устройства, позволяющего сжигать в котлах, топках, печах низкокалорийное газообразное топливо с большим объемным расходом, с формированием короткого факела длиной не более 3÷5 диаметров выходного отверстия устройства и с предотвращением термического повреждения газохода. Указанный технический результат достигается в горелочном устройстве, состоящем из воздухоподводящего корпуса с завихрителем, центральной газовой трубы, наконечника с воздушными отверстиями, внутри которого установлена газораспределительная решетка, выполненная в виде двух полых усеченных конусов, и тангенциального патрубка, жестко установленного в основании корпуса. Площади сечения пространств между наконечником и большими основаниями полых усеченных конусов решетки и площади сечения пространств между наконечником и малыми основаниями полых усеченных конусов решетки равны между собой. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного топлива в котлах, топках, печах и может быть использовано в энергетике, черной и цветной металлургии.

Известно горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий корпус с завихрителями, на выходе корпуса расположена центральная газовая труба, снабженная на выходном конце цилиндрическим наконечником в форме стакана с отношением внутренних диаметров 0,3-0,6, имеющих плавный обтекатель с воздушной стороны и участок внезапного расширения со стороны газового канала, при этом входные воздушные радиальные отверстия в стенке стакана и наклонные каналы расположены на участке внезапного расширения. При выходе наконечника установлены рассекатели.

Патент РФ №2021558, м. кл. F23D 14/00, 1991 г.

Недостатками известного горелочного устройства являются недопустимость сжигания в котлах, топках, печах низкокалорийного газообразного топлива с большим объемным расходом, формирующим длинный факел, высокотемпературная вершина которого повреждает и разрушает футеровку, газоход, кроме того, снижается эффективность сжигания топлива из-за недожога.

Задача изобретения заключается в создании горелочного устройства, позволяющего сжигать в котлах, топках, печах низкокалорийное газообразное топливо с его большим объемным расходом, формирующим длинный факел, и предотвращать термическое повреждение газохода.

Поставленная задача достигается тем, что в горелочном устройстве, содержащем воздухоподводящий корпус с завихрителем, центральную газовую трубу, наконечник с воздушными отверстиями, новым является то, что устройство дополнительно снабжено тангенциальным патрубком, жестко установленным в основании корпуса, завихритель выполнен в виде шайбы с равномерно расположенными 8-ю прямоугольными отверстиями, на наименьших сторонах которых жестко закреплены квадратные пластины под углом 60-30° к оси корпуса горелочного устройства, завихритель установлен на выходном отверстии корпуса, наконечник выполнен в виде полого усеченного конуса с углом конусности 120-160°, высотой от 1-0,5 диаметра выходного отверстия корпуса, на внешней поверхности наконечника выполнены симметрично расположенные 8 прямоугольных отверстий с соотношением сторон 1:3, на наибольших сторонах которых жестко установлены воздухонаправляющие пластины прямоугольной формы под углом 30-60° к наружной поверхности наконечника против направления потока воздуха, а внутри наконечника установлена газораспределительная решетка в виде двух полых усеченных конусов с высотами 1/2 высоты наконечника, установленных на общей оси, концентрично друг в друга, причем основания конусов в виде окружностей внутри жестко скреплены 4-мя пластинами, симметрично расположенными на взаимно перпендикулярных осях, в газораспределительной решетке наконечника площади сечения пространств между наконечником и большими основаниями полых усеченных конусов решетки и площади сечения пространств между наконечником и малыми основаниями полых усеченных конусов решетки равны между собой.

Устройство дополнительно снабжено тангенциальным патрубком, жестко установленным в основании корпуса для закручивания воздушного потока в воздухоподводящем корпусе для создания вихревого потока воздуха при входе в центральную газовую трубу и выходе его наружу через отверстия рассекателя.

Выполнение завихрителя в виде шайбы с равномерно расположенными 8-ю прямоугольными отверстиями, на наименьших сторонах которых жестко закреплены квадратные пластины под углом 60-30° к оси корпуса горелочного устройства, и установка его на выходном отверстии корпуса горелочного устройства необходима для максимального вихревого выхода воздуха наружу для обеспечения эффективного смешивания с газовоздушным вихревым потоком, выходящим из центральной газовой трубы и с последующим сжиганием газа в коротком факеле.

Наконечник выполнен в виде полого усеченного конуса с углом конусности 120-160°, высотой от 1-0,5 диаметра выходного отверстия корпуса для снижения скорости выхода газовоздушного вихревого потока из центральной газовой трубы с целью получения короткого факела при сжигании топлива.

На внешней поверхности наконечника выполнены симметрично расположенные 8 прямоугольных отверстий с соотношением сторон 1:3, на наибольших сторонах которых жестко установлены воздухонаправляющие пластины прямоугольной формы под углом 30-60° к наружной поверхности наконечника против направления потока воздуха для закручивания в вихрь газового потока внутри наконечника и одновременно создания вихревой газовоздушной смеси для эффективного сжигания газа.

Внутри наконечника установлена газораспределительная решетка в виде двух полых усеченных конусов на общей оси с высотами 1/2 высоты наконечника, установленных на общей оси, концентрично друг в друга, причем основания конусов в виде окружностей внутри жестко скреплены 4-мя пластинами, симметрично расположенными на взаимно перпендикулярных осях, в газораспределительной решетке наконечника площади сечения пространств между наконечником и большими основаниями полых усеченных конусов решетки и площади сечения пространств между наконечником и малыми основаниями полых усеченных конусов решетки равны между собой для выравнивания скоростей газа в поперечном сечении на выходе наконечника с целью максимально эффективного и короткофакельного сжигания газа.

Предлагаемое горелочное устройство поясняется чертежами:

На фиг.1 изображено горелочное устройство:

фиг.2 - вид А - вид спереди горелочного устройства;

фиг.3 - Б-Б - сечение горелочного устройства;

фиг.4 - В-В - сечение отверстия завихрителя с пластиной;

фиг.5 - вид Г - сечение отверстия наконечника с пластиной.

Горелочное устройство состоит из воздухоподводящего корпуса 1 с завихрителем 2, центральной газовой трубы 3, наконечник 4 с воздушными отверстиями 5 и тангенциального патрубка 6, жестко установленного в основании корпуса 1. Завихритель 2 выполнен в виде шайбы с равномерно расположенными 8-ю прямоугольными отверстиями 7, на наименьших сторонах которых жестко закреплены квадратные пластины 8 под углом 60-30° к оси корпуса 1 горелочного устройства. Завихритель 2 установлен на выходном отверстии 9 корпуса 1. Наконечник 4 выполнен в виде полого усеченного конуса с углом конусности 120-160°, высотой от 1-0,5 диаметра выходного отверстия 9 корпуса 1, на внешней поверхности наконечника 4 симметрично расположены восемь воздушных прямоугольных отверстий 5 с соотношением сторон 1:3, на наибольших сторонах которых жестко установлены воздухонаправляющие пластины 10 прямоугольной формы под углом 30-60° к наружной поверхности наконечника 4 против направления потока воздуха, а внутри наконечника 4 установлена газораспределительная решетка в виде двух полых усеченных конусов 11, 12 с высотами 1/2 высоты наконечника 4, причем основания 13, 14 конусов 11, 12 в виде окружностей внутри жестко скреплены 4-мя пластинами 15 и 16, симметрично расположенными на взаимно перпендикулярных осях, в газораспределительной решетке. Площади сечения пространств между наконечником 4 и большими основаниями полых усеченных конусов 11,12 решетки и площади сечения пространств между наконечником 4 и малыми основаниями полых усеченных конусов 11,12 решетки равны между собой.

Горелочное устройство работает следующим образом.

Газ подают в центральную газовую трубу 3 и наконечник 4 с газораспределительной решеткой из полых усеченных конусов 12, 13, посредством которых скорость газа на выходном отверстии 9 снижается и выравнивается. Воздух подают в воздухоподводящий корпус 1 через тангенциальный патрубок 6, посредством которого воздушный поток в корпусе 1 закручивается. Одна часть воздушного потока из корпуса 1 выходит наружу через прямоугольные отверстия 7 завихрителя 2, и благодаря прямоугольным пластинам 8 отверстий 7 воздух при выходе из горелочного устройства дополнительно закручивается. Вторая часть воздушного потока из корпуса 1 выходит через прямоугольные отверстия 5 наконечника 4 и благодаря прямоугольным пластинам 10 отверстий 5 воздух входит в полость наконечника 4 в виде вихревого потока, который закручивается, смешивается с воздухом и выходит наружу через выходное отверстие 9. За пределами выходного отверстия 9 воздушный поток дополнительно закручивается и смешивается в общий газовоздушный поток, который при воспламенении дает короткий факел.

Технический результат заключается в создании горелочного устройства, позволяющего сжигать в котлах, топках, печах низкокалорийное газообразное топливо с большим объемным расходом, с формированием короткого факела длиной не более 3÷5 диаметров выходного отверстия устройства и с предотвращением термического повреждения газохода.

1. Горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий корпус с завихрителем, центральную газовую трубу, наконечник с воздушными отверстиями, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено тангенциальным патрубком, жестко установленным в основании корпуса, завихритель выполнен в виде шайбы с равномерно расположенными восемью прямоугольными отверстиями, на наименьших сторонах которых жестко закреплены квадратные пластины под углом 60°-30° к оси корпуса горелочного устройства, завихритель установлен на выходном отверстии корпуса, наконечник выполнен в виде полого усеченного конуса с углом конусности 120°-160°, высотой от 1-0,5 диаметра выходного отверстия корпуса, на внешней поверхности наконечника выполнены симметрично расположенные восемь прямоугольных отверстий с соотношением сторон 1:3, на наибольших сторонах которых жестко установлены воздухонаправляющие пластины прямоугольной формы под углом 30°-60° к наружной поверхности наконечника против направления потока воздуха, а внутри наконечника установлена газораспределительная решетка в виде двух полых усеченных конусов с высотами 1/2 высоты наконечника, установленных на общей оси концентрично друг в друга, причем основания конусов в виде окружностей внутри жестко скреплены четырьмя пластинами, симметрично расположенными на взаимно перпендикулярных осях.

2. Горелочное устройство по п.1, отличающееся тем, что в газораспределительной решетке наконечника площади сечения пространств между наконечником и большими основаниями полых усеченных конусов решетки и площади сечения пространств между наконечником и малыми основаниями полых усеченных конусов решетки равны между собой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано в нагревательных печах и камерах сгорания газотурбинных установок. .

Изобретение относится к области гидродинамики и теплотехники для организации процессов смешения и перемешивания сред, организации процесса теплообмена между средами, а также для организации транспортировки различных сред с меньшим гидравлическим сопротивлением, в частности различного рода газов, жидкостей, разнофазных смесей сред и псевдоожиженных порошкообразных сред.

Изобретение относится к области сжигания топлива, в частности к конструкции топливоподающего устройства. .

Изобретение относится к сжиганию углеводородного топлива. .

Изобретение относится к горелкам, в которых, по меньшей мере, одному из компонентов придается вихревое движение. .

Изобретение относится к устройствам, в которых компонентам топлива придается вихревое движение. .

Горелка // 2265772

Изобретение относится к устройствам для сжигания технологических газов в нефтехимической промышленности. .

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах и позволяет при его использовании повысить качество сжигания топлива путем улучшения организации смешения струй топливного газа, первичного и вторичного воздуха

Изобретение относится к области энергетики, в частности к плоскопламенной сводовой горелке

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах

Горелка // 2459146
Изобретение относится к области энергетики

Изобретение относится к горелке для газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для сжигания газообразного топлива, а также в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах. Задачей изобретения является повышение качества сжигания топлива на всех режимах работы горелки. Технический результат достигается тем, что в горелку для сжигания газа, содержащую цилиндрический корпус, стабилизатор, завихритель газа, при этом цилиндрический корпус снабжен регулируемым шибером для подачи воздуха, а с другой стороны корпуса по оси установлен стабилизатор с трубой подачи газа, на наружной цилиндрической поверхности которого жестко закреплены лопатки завихрителя вторичного воздуха, во внутренней полости соосно размещен и жестко закреплен, у торца подачи воздуха и газа, инжектор, на наружной поверхности которого закреплены лопатки завихрителя газа, а с внутренней стороны - пластинчатый завихритель первичного воздуха с двумя потоками крутки, причем лопатки завихрителей газа и вторичного воздуха и пластинчатый завихритель первичного воздуха имеют одинаковое направление крутки, а завихрители газа и вторичного воздуха имеют еще и равное количество жестко закрепленных аксиально расположенных лопаток, согласно заявляемому изобретению введены датчик излучения пламени, электродвигатель управления поворотом лопаток периферийного завихрителя вторичного воздуха, электродвигатель управления перемещением заслонки воздушного шибера, причем указанные электродвигатели выполнены с сервоприводом и механической передачей, при этом датчик излучения связан электрической связью с электродвигателем поворотом лопаток периферийного завихрителя вторичного воздуха и электродвигателем управления перемещением заслонки воздушного шибера. 1 ил.

Изобретение относится к системам газификации и может быть использовано в химических реакторах и системах трубопроводов для инжекции сырья. Инжекторная система подачи сырья содержит несколько кольцевых каналов 314, 316, 318, размещенных в концентрической конфигурации вокруг продольной оси, и несколько спиральных элементов 312, проходящих в тракт для прохода текучей среды. Спиральные элементы 312 выполняют с возможностью перемещения в осевом направлении в кольцевом канале. По меньшей мере один спиральный элемент 312 содержит несколько лопастей, установленных по винтовой траектории и отстоящих друг от друга. При этом один из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения первого кругового вращения потоку текучей среды, а другой из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения противоточного кругового вращения. Изобретение позволяет измельчить и перемешать сырье, увеличить время его пребывания в устройстве и повысить эффективность проведения процесса. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх