Газовая плоскопламенная горелка со встроенным радиационным рекуператором

Изобретение относится к горелочным устройствам тепловых агрегатов, используемых в различных отраслях промышленности. Газовая плоскопламенная горелка со встроенным радиационным рекуператором содержит дымовую трубу, воздушную трубу, газовую трубу с отверстиями для выхода газа. Прямая дымовая труба с накрученным на нее раструбом расположена внутри газовой и внутри воздушной труб для осуществления рекуперации по всей длине устройства при радиационном режиме теплообмена, воздушный канал продлен за счет воздушной наружной трубы, в выходном торце газового канала, содержащего дополнительно газовую наружную трубу, расположено кольцо с комплектом сменных вворачиваемых насадок определенного диаметра отверстий для использования газа разной калорийности, воздушная наружная труба скреплена с газовой наружной трубой с помощью фланцев и уплотняющих прокладок болтами. Технический результат - повышение стабильности размыкания и горения факела, снижение аэродинамического сопротивления горелки, возможность использования центрального сечения горелки для отбора дыма и рекуперации его тепла при радиационном режиме теплообмена. 3 ил.

 

Изобретение относится к горелочным устройствам тепловых агрегатов, используемых в различных отраслях промышленности: металлургической, машиностроительной, химической и других, где требуется равномерный интенсивный нагрев значительных по величине тепловоспринимающих поверхностей.

Известны плоскопламенные горелки типа ГР [1, с. 167], содержащие цилиндрический корпус с тангенциально установленным воздухоподающим патрубком, центральную газоподаюшую трубу с косыми прорезями для выхода газа и горелочный камень, примыкающий к корпусу горелки и образующий амбразуру с тороидальной поверхностью для создания плоского факела. Горелка состоит из литых деталей. С помощью верхнего фланца она опирается на металлоконструкции на своде печи, а горелочный камень подвешивается к горелке.

Известны плоскопламенные горелки (ГНИ) [1, с. 178], содержащие корпус с тангенциально установленным воздухоподающим патрубком, винт-завихритель, размещенный в корпусе, центральную газоподаюшую трубу с радиальными отверстиями для выхода газа и горелочный камень, примыкающий к корпусу горелки и образующий амбразуру с тороидальной поверхностью.

При работе аналогов нагнетаемый поток воздуха интенсивно завихряется, смешивается с газом и газовоздушная смесь тонким веерообразным слоем растекается по поверхности горелочного камня, образуя разомкнутый факел.

Недостатками аналогов являются подача холодного воздуха, сложность устройства, узкий диапазон устойчивости раскрытия факела и регулирования производительности.

Наиболее близким прототипом является газовая плоскопламенная рекуперативная горелка [2], содержащая воздушный и газовый коллекторы с сопловыми отверстиями, излучающую насадку с цилиндрическим и диффузорным участками и канал для отвода продуктов сгорания с рекуператором. Сопловые отверстия воздушного коллектора выполнены на его внутренней боковой стенке, которая представляет собой закручивающий воздушный аппарат. Сопловые отверстия газового коллектора выполнены на диффузорном участке насадки в виде кольцевого ряда. Канал для отвода продуктов сгорания подключен к цилиндрическому участку излучающей насадки.

Недостатками прототипа являются следующие признаки: рекуператор расположен на удалении от области смешения газа и воздуха; щели для вхождения воздуха в область смешения горелки направляют воздух к оси горелки, поэтому потоку необходимо развернуться и двигаться в противоположном направлении для создания плоского факела, размыкаемого за счет центробежных сил; поверхности горелки, по которым движется факел, имеют острые углы и не способствуют размыканию.

Задачей, решаемой изобретением, является технический результат - повышение стабильности размыкания и горения факела, снижение аэродинамического сопротивления горелки, возможность использования центрального сечения горелки для отбора дыма и рекуперации его тепла при радиационном режиме теплообмена.

Технический результат достигается тем, что в газовой плоскопламенной горелке со встроенным радиационным рекуператором, содержащей дымовую трубу, воздушную трубу и газовую трубу с отверстиями для выхода газа, прямая дымовая труба большого диаметра с накрученным на нее раструбом расположена внутри газовой и внутри воздушной труб для осуществления рекуперации по всей длине устройства при радиационном режиме теплообмена; воздушный канал продлен за счет воздушной наружной трубы; в торце газового канала, содержащего дополнительно газовую наружную трубу, расположено кольцо с отверстиями и комплектом вкрученных в отверстия сменных насадок с определенным диаметром отверстий для использования газа разной калорийности; воздушная наружная труба скреплена с газовой наружной трубой с помощью фланцев и уплотняющих прокладок болтами.

На фиг. 1 изображена описываемая горелка, сечение в плоскости А-А, на фиг. 2 сечение Б-Б, на фиг. 3 изображена сменная насадка.

Горелка состоит из дымовой трубы 1 с накрученным на нее раструбом - рассекателем 6, воздушной трубы 2, воздушной наружной трубы 3, газовой трубы 4 и газовой наружной трубы 5. На наружную воздушную 3 и наружную газовую 5 трубы приварены фланцы 9, которые скреплены через уплотняющие прокладки болтами 10. В торце горелки между газовой трубой 4 и газовой наружной трубой 5 расположено кольцо 7 с отверстиями и комплектом вкрученных в отверстия сменных насадок 8 с определенным диаметром отверстий для конкретного вида топлива.

Опорным размером горелки является диаметр дымового канала (дымовой трубы 1), прямая труба которого формирует внутреннюю сторону воздушного канала, где воздух нагревается, отбирая тепло у дымовых газов. Дымовая труба 1 взята большого диаметра для обеспечения минимального аэродинамического сопротивления по пути дыма, осуществления рекуперации по всей длине устройства при радиационном режиме теплообмена. Такая дымовая труба 1 представляет собой встроенный радиационный рекуператор. Для снижения тепловых потерь в окружающую среду создано двухходовое течение воздуха в воздушном канале. Воздушный канал представляет собой коаксиальную щель сначала между наружной воздушной трубой 3 и воздушной трубой 2, а затем между воздушной трубой 2 и дымовой трубой 1. Газовый канал представляет собой коаксиальную щель между газовой трубой 4 и газовой наружной трубой 5. Он расположен с внешней стороны воздушного канала таким образом, чтобы газовый поток снижал потери тепла от нагретого воздуха в окружающую среду. Для лучшего смешения газ вводится в воздушный поток через кольцо с отверстиями 7. В отверстия 7 вкручиваются насадки 8. Диаметр отверстий в насадках 8 зависит от калорийности газа, подаваемого на эту горелку, и подбирается для поддержания необходимого соотношения газ - воздух, скорости истечения газа и качества смешения газа с воздухом, что делает конструкцию многотопливной. Дымовой, воздушный и газовый каналы изготавливаются отдельно и собираются с помощью болтов 10 через фланцы 9 и уплотняющие прокладки. Это делается для удобства монтажа и ремонта конструкции, поскольку все каналы работают с разной тепловой нагрузкой, и у них будет разный срок службы. При выходе из строя одного элемента такая конструкция позволит заменить его, не заменяя остальные элементы горелки.

Горелка работает следующим образом.

Воздух, проходя по коаксиальной щели между воздушной наружной трубой 3 и воздушной трубой 2, первично нагревается от воздушной трубы 2, а далее, проходя по коаксиальной щели между воздушной трубой 2 и дымовой трубой 1, непосредственно нагревается от дымовой трубы 1, воспринимающей излучение дымовых газов. Газ, проходя по коаксиальной щели между наружной газовой трубой 5 и газовой трубой 4, нагревается от газовой трубы 4 и выходит через отверстия в насадках 8, смешиваясь с воздухом. Газовоздушная смесь ударяется в раструб 6 и движется вдоль кладки печи в виде разомкнутого плоского факела. При этом в осевой области горелки образуется разрежение, и горячие дымовые газы свободно выходят из рабочей зоны печи по дымовой трубе 1.

Источники информации

1. Современные горелочные устройства (конструкции и технические характеристики): Справочное издание / А.А. Винтовкин и др. - М.: Машиностроение - 1, 2001. - 496 с.

2. Авторское свидетельство СССР №1437620, 1987 г.

Газовая плоскопламенная горелка со встроенным радиационным рекуператором, содержащая дымовую трубу, воздушную трубу и газовую трубу с отверстиями для выхода газа, отличающаяся тем, что прямая дымовая труба с накрученным на нее раструбом расположена внутри газовой и внутри воздушной труб для осуществления рекуперации по всей длине устройства при радиационном режиме теплообмена, воздушный канал продлен за счет воздушной наружной трубы, в выходном торце газового канала, содержащего дополнительно газовую наружную трубу, расположено кольцо с комплектом сменных вворачиваемых насадок определенного диаметра отверстий для использования газа разной калорийности, воздушная наружная труба скреплена с газовой наружной трубой с помощью фланцев и уплотняющих прокладок болтами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих установках, работающих на природном газе. Комплексное устройство для подготовки и сжигания газообразного топлива, включающее турбулентную горелку, помещенную в амбразуру топки, в которой коаксиально расположен конвертер, состоящий из цилиндрической капсулы, выполненной из жаропрочного металла, соединенной с наружного торца камеры смешения с газовым патрубком и присоединенным к нему коаксиально паровым патрубком, фронтальная часть капсулы помещена в зону факела, внутри капсулы коаксиально помещена труба, выполненная из жаропрочного металла, состоящая из зоны конвертированного газа, с наружного торца заглушенной коническим днищем и соединенной с каналом первичного воздуха тангенциальными эллиптическими патрубками выпуска конвертированного газа и зоны риформинга, где труба выполнена перфорированной и покрытой с наружной и внутренней сторон слоем никелевого катализатора на керамической основе, причем тангенциальные эллиптические патрубки выпуска конвертированного газа проходят через кольцевую камеру нагрева парогазовой смеси, расположенную между внутренней поверхностью капсулы и наружной поверхностью трубы, на входе в которую расположены лопатки завихрителя.
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также нагрева воздуха для использования в технологиях нагрева и в системах воздушного отопления производственных и бытовых помещений.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также при нагреве воздуха для использования в технологиях нагрева и в системах воздушного отопления производственных и бытовых помещений.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство управления несгораемыми остатками включает рекуператор (5), соединенный одним концом с камерой (3) горения, а другим с трубой (4) впуска топлива и трубой (8) отвода топочных газов, настоящие трубы оснащены клапанами (2; 10) для чередования между стадиями впуска и отвода через рекуператор, настоящее устройство также включает контур (1) продувки, соединенный с рекуператором (5) для продувки от топлива, которое он содержит до стадии отвода, при этом упомянутый контур (1) продувки предусматривают также для продувки трубы (4) впуска топлива, при этом устройство содержит генератор всасывания.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в горелочных устройствах промышленных печей и топок. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных, ТЭЦ. .

Изобретение относится к способу непрерывного кондиционирования газа. .

Изобретение относится к нагревателю беспламенного горения. .

Изобретение относится к области химической технологии и, в частности, может быть использовано для зажигания газового потока, содержащего метан и хлор, при инициировании процесса хлорирования природного газа при производстве хлорметанов.

Изобретение относится к процессу получения синтез-газа путем конверсии углеводородов, а именно к процессам окислительной конверсии. Синтез-газ получают при горении смеси углеводородного сырья с окислителем c коэффициентом избытка окислителя менее 1 при температуре менее 1400 К внутри полости, полностью или частично образованной объемной матрицей, проницаемой для смеси газа с окислителем.

Изобретение относится к устройствам для получения тепла и инфракрасного излучения и может быть использовано в различных бытовых устройствах и технологических процессах для нагрева для и сушки, в том числе с использованием низкокалорийного топлива, например, биогаза, а также для риформинга углеводородных газов.

Изобретение относится к устройству для термической обработки рулонных полос (6) с, по меньшей мере, одним излучающим трубным узлом (1), содержащим три трубы, лежащие в общей, параллельной рулонной полосе (6) осевой плоскости, а именно центральную трубу (2), подключаемую к горелке, и две внешние трубы (3), сообщенные на обоих концах с центральной трубой (2) через трубные колена (4), и с опорной шейкой (9), соединенной с обоими трубными коленами (4) между центральной трубой (2) с одной стороны и обоими внешними трубами (3) с другой стороны и расположенной на противоположенной относительно горелки стороне излучающего трубного узла.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при разработке инфракрасных нагревателей направленного действия с высокими технико-экономическими свойствами для промышленных и бытовых нужд.

Рекуператор тепла для радиационной трубчатой горелки содержит трубу горелки и выпускную трубу. Горелка установлена на входе трубы горелки.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и печном хозяйстве предприятий при сжигании распыленного водоугольного топлива или пылевоздушной смеси.

Изобретение относится к беспламенному бензиновому отопителю. .

Изобретение относится к нагревателю беспламенного горения. .

Изобретение относится к пламенному нагревателю. .

Изобретение относится к пламенному нагревателю. .

Изобретение относится к системам отопления газовых печей нагрева металла и может быть использовано в нагревательных и термических печах. Рекуперативная горелка содержит заключенный в кожух с образованием дымового канала корпус с генератором закрутки и тангенциальным патрубком подачи воздуха, установленную в корпусе с кольцевым зазором камеру сгорания с газовыми соплами во входном участке и снабженную выходным соплом и завихритель. Корпус рекуперативной горелки выполнен в виде усеченного конуса, сужающегося в направлении выходного сопла. Интенсификация теплоотдачи на наиболее термически напряженных участках камеры сгорания и корпуса горелки вблизи ее выходного сопла позволит обеспечить эффективное охлаждение их закрученным потоком воздуха, снизить максимальные температуры и повысить эксплуатационную надежность рекуперативной горелки. 3 ил.

Изобретение относится к горелочным устройствам тепловых агрегатов, используемых в различных отраслях промышленности. Газовая плоскопламенная горелка со встроенным радиационным рекуператором содержит дымовую трубу, воздушную трубу, газовую трубу с отверстиями для выхода газа. Прямая дымовая труба с накрученным на нее раструбом расположена внутри газовой и внутри воздушной труб для осуществления рекуперации по всей длине устройства при радиационном режиме теплообмена, воздушный канал продлен за счет воздушной наружной трубы, в выходном торце газового канала, содержащего дополнительно газовую наружную трубу, расположено кольцо с комплектом сменных вворачиваемых насадок определенного диаметра отверстий для использования газа разной калорийности, воздушная наружная труба скреплена с газовой наружной трубой с помощью фланцев и уплотняющих прокладок болтами. Технический результат - повышение стабильности размыкания и горения факела, снижение аэродинамического сопротивления горелки, возможность использования центрального сечения горелки для отбора дыма и рекуперации его тепла при радиационном режиме теплообмена. 3 ил.

Наверх