Котел с инжекторными газовыми горелками

Изобретение относится к теплоэнергетике. Котел с инжекторными газовыми горелками включает корпус, в нижней части которого установлены вертикально инжекторные горелки, над которыми в верхней части расположены трубы с теплоносителем, коллектор для подачи газа в инжекторные горелки. Каждая труба с теплоносителем выполнена гладкой и в ней установлены последовательно локальные турбулизаторы, каждый из которых имеет длину 1,0-1,1 м, выполнен из упругой проволоки в оболочке, на которой чередуются гладкие и навитые в виде сферы участки, причем один конец проволоки закреплен внутри трубы, а второй свободно движется с потоком теплоносителя, при этом каждая инжекторная горелка включает форсунку, смеситель, диффузор и керамическую крышку с выходными отверстиями размером не менее 2 мм для газовоздушной смеси, при этом инжекторные горелки расположены в шахматном порядке и соприкасаются друг с другом керамическими крышками в смежных рядах. Изобретение направлено на обеспечение стабильности процесса горения. 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и, в частности, к автономным теплогенераторам, использующим газообразное топливо, сжигаемое в горелках атмосферного типа.

Известен котел, содержащий корпус с топкой, в котором расположены инжекторные газовые горелки, оребренные трубы с теплоносителем и коллектор для подачи газа в инжекторные горелки, а также смеситель, выполненный в виде трубки Вентури и диффузор с выходным отверстием /см. патент РФ №2293917, МПК F23D 14/00, F24H 1/22/.

Недостатком указанного котла и горелок является то, что горелки расположены на дне котла и снизу прогревают оребренные трубы, поэтому, для обеспечения работы горелки требуется повышенная энергия газовой струи, т.е. повышенное давление газа и подсос необходимого количества воздуха для образования газовоздушной смеси, что делает невозможным работу горелки при низком давлении. Эта проблема в выше указанном изобретении решается использованием инжекторной горелки, боковые поверхности диффузора которой выполнены плоскими и сплющены для образования в верхней части диффузора выходного отверстия в виде одной щели или не менее двух взаимно перпендикулярных щелей. Однако такая конструкция горелки является недолговечной, так как при сгорании газа стенки щелевого отверстия диффузора, выполненные минимальной толщины и без наплывов, нагреваются, оплавляются и обгорают, изменяя форму, что снижает стабильность и надежность горения. Кроме того, ввиду подогрева только снизу, в оребренных трубах котла происходит недостаточное смешивание теплоносителя.

Техническая проблема, решаемая данным изобретением, состоит в создании конструкции котла, имеющего высокую эффективность за счет исключения вышеперечисленных недостатков.

Сущность изобретения заключается в том, что в котле с инжекторными газовыми горелками, включающем корпус, в нижней части которого установлены вертикально инжекторные горелки, над которыми в верхней части расположены трубы с теплоносителем, коллектор для подачи газа в инжекторные горелки, каждая труба с теплоносителем выполнена гладкой и в ней установлены последовательно локальные турбулизаторы, каждый из которых имеет длину 1,0-1,1 м, выполнен из упругой проволоки в оболочке, на которой чередуются гладкие и навитые в виде сферы участки, причем один конец проволоки закреплен внутри трубы, а второй свободно движется с потоком теплоносителя, при этом каждая инжекторная горелка включает форсунку, смеситель, диффузор и керамическую крышку с выходными отверстиями размером не менее 2 мм для газовоздушной смеси, при этом инжекторные горелки расположены в шахматном порядке и соприкасаются друг с другом керамическими крышками в смежных рядах.

Изобретение представлено на фиг. 1 - общий вид котла, фиг. 2 - схема горелки с крышкой.

Котел состоит из корпуса 1, пучка гладких труб с теплоносителем внутри 2 в верхней части котла, локальных сферических винтовых турбулизаторов 3, устанавливаемых в гладких трубах внутри, инжекторных газовых горелок 4, коллектора для подвода газа 5. Инжекторная горелка 4 состоит из смесителя 7, диффузора 8, керамической крышки 9, форсунки 10. На фигуре 1 показан первичный воздух 11, горящий факел 12, вторичный воздух 13 и теплозащитный экран 14.

В нижней части котла в шахматном порядке вертикально расположены инжекторные горелки 4 с керамическими крышками 9, и коллектор 5 для подачи газа в горелки.

Котел работает следующим образом. Топливо, например природный газ, подается к горелкам 4 по коллектору 5 и вводится в горелку через форсунку 10, эжектируя первичный воздух 11 из окружающей среды. В процессе движения по горелкам 4, природный газ смешивается с первичным воздухом в смесителе 7, ускоряется в диффузоре 8, затем подготовленная смесь с коэффициентом избытка воздуха, равным 0,6, вытекает из выходных отверстий керамической крышки 9 и поджигается, например искрой. К горящим факелам 12 подмешивается вторичный воздух 13, и далее, в диффузионной части пламени, топливо догорает.

Конструкция диффузора способствует увеличению скорости газовоздушной смеси при выходе из отверстий крышки, размером не менее 2 мм для исключения засора, что дает возможность использовать газ низкого давления. Устойчивый к высоким температурам материал керамической крышки не изменяет ее форму в процессе эксплуатации, что стабилизирует процесс горения. Так как высота диффузионного участка пламени невелика, вследствие почти полного сгорания хорошо подготовленной смеси в смесителе горелки, дальнейшее ускорение смеси, при прохождении через эжектор и выход на сгорание через крышку горелки, не приводит к увеличению размеров котла. Этому так же способствуют хорошие условия подвода вторичного воздуха к корню факела через боковые окна котла и шахматная расстановка горелок в смежных рядах, которая позволяет практически одну за другой поджечь все горелки, т.к. они соприкасаются, и обеспечить интенсивную циркуляцию вторичного воздуха через промежутки между горелками.

Локальные турбулизаторы 3 располагаются в части трубы 2, проходящей внутри котла, и представляют собой упругую проволоку в оболочке, на которой чередуются гладкие и навитые в виде сферы участки.

Длина турбулизатора составляет 1,0-1,1 м. Один конец проволоки закреплен внутри трубы, второй свободно движется с потоком теплоносителя, интенсивно его перемешивая и турбулизируя сферическими участками, в результате чего достигается повышение теплообмена. В трубе большой протяженности может быть установлено несколько турбулизаторов последовательно.

Таким образом, технический результат использования изобретения состоит в обеспечении стабильности процесса горения, снижении вредных выбросов от неполного сгорания газа и в увеличении его теплотворной способности, за счет повышения скорости выхода газовоздушной смеси при сгорании газа низкого давления, и долговечности горелки. Интенсивное смешивание и перемещение потока теплоносителя за счет установки локальных турбулизаторов обеспечивает повышение теплообмена в 2 раза по сравнению с трубами без турбулизаторов /Бабаходжаев Р.Н. Методы повышения энергоэффективности теплоэнергетических установок на основе интенсификации гидродинамических процессов: Автореф. Дис. (DSc). Ташкент, 2018. - 46 с./.

Котел с инжекторными газовыми горелками, включающий корпус, в нижней части которого установлены вертикально инжекторные горелки, над которыми в верхней части расположены трубы с теплоносителем, коллектор для подачи газа в инжекторные горелки, отличающийся тем, что каждая труба с теплоносителем выполнена гладкой и в ней установлены последовательно локальные турбулизаторы, каждый из которых имеет длину 1,0-1,1 м, выполнен из упругой проволоки в оболочке, на которой чередуются гладкие и навитые в виде сферы участки, причем один конец проволоки закреплен внутри трубы, а второй свободно движется с потоком теплоносителя, при этом каждая инжекторная горелка включает форсунку, смеситель, диффузор и керамическую крышку с выходными отверстиями размером не менее 2 мм для газовоздушной смеси, при этом инжекторные горелки расположены в шахматном порядке и соприкасаются друг с другом керамическими крышками в смежных рядах.



 

Похожие патенты:

Предложены рифленые ребра, имеющие высокие рабочие характеристики передачи тепла и не вызывающие засорения даже в газообразной окружающей среде с присутствующими твердыми примесями, такими как пыль.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплопередающих устройствах, например в ядерных энергетических установках. Изобретение заключается в том, что в устройстве для повышения теплосъема на выпуклых теплоотдающих поверхностях, содержащем верхнее закручивающее устройство, размещенное относительно выпуклой поверхности с зазором δ, разделенным продольными ребрами на ряд каналов, число продольных ребер n, размещенных на выпуклой поверхности, выбирается из условия 0,1πdвп/δ≥n≥0, где δ - высота зазора, dвп - диаметр выпуклой теплоотдающей поверхности.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплопередающих устройствах, например в ядерных энергетических установках. Изобретение заключается в том, что в устройстве для повышения теплосъема на выпуклых теплоотдающих поверхностях, содержащем верхнее закручивающее устройство, размещенное относительно выпуклой поверхности с зазором δ, разделенным продольными ребрами на ряд каналов, число продольных ребер n, размещенных на выпуклой поверхности, выбирается из условия 0,1πdвп/δ≥n≥0, где δ - высота зазора, dвп - диаметр выпуклой теплоотдающей поверхности.

Изобретение относится к периодически действующему десублиматору для разделения продуктов из газовых смесей. Десублиматор содержит цилиндрический корпус для прохождения в его продольном направлении газовой смеси, стенку 10 корпуса и расположенные на ее внутренней стороне направленные внутрь пластины 7, 7', которые для десублимации продукта предназначены для охлаждения с помощью охлаждающего средства, направляемого через каналы 12 на стенке 10 корпуса, при этом в цилиндрическом корпусе расположен по меньшей мере один внутренний охлаждающий трубопровод, который пронизывает корпус в продольном направлении по всей его длине и который имеет несколько отдельных направленных наружу пластин 8, которые в окружном направлении охлаждающего трубопровода на расстоянии друг от друга распределены по периметру охлаждающего трубопровода, и которые закреплены на охлаждающем трубопроводе с ориентацией в продольном направлении корпуса, причем количество направленных внутрь и/или направленных наружу пластин 7, 7', 8 увеличивается от входного конца корпуса к его выходному концу, а высота Н1, Н2 пластин 7, 8 варьируется между соседними продольными участками L1-L6 с целью предотвращения образования газовых коридоров между свободными концами пластин 7, 8.

Теплообменный аппарат содержит корпус с патрубками подвода и отвода теплоносителей трубной и межтрубной полостей и пучок непрямых трубок. Погиб каждой трубки пучка имеет стохастический характер.

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в энергетике и транспорте. Теплообменник содержит две концентрически расположенные трубы, в межтрубном пространстве которых, вблизи внешней поверхности внутренней трубы находятся пластины, согнутые в виде элементов трубы с чередующимися просечными отверстиями, расположенными друг за другом, причем отогнутые элементы просечной перфорированной поверхности в форме лепестков расположены под углом к направлению движущегося потока теплоносителя, таким образом, что происходит захват части движущегося потока теплоносителя и его перенаправление во внутреннюю зону между перфорированными просечными пластинами и внешней поверхностью внутренней трубы.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплопередающей трубе и крекинг-печи, содержащей такую теплопередающую трубу. Теплопередающая труба содержит закрученную перегородку, расположенную на внутренней стенке трубы, причем закрученная перегородка простирается спирально вдоль осевого направления теплопередающей трубы.

Изобретение относится к теплопередающей трубе и крекинг-печи с использованием теплопередающей трубы. Теплопередающая труба содержит закрученную перегородку, расположенную на внутренней стенке трубы, причем закрученная перегородка простирается спирально вдоль осевого направления теплопередающей трубы.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов и жидкостей в различных отраслях народного хозяйства. В самоочищающемся кожухотрубном теплообменнике, содержащем кожух, в котором размещен пучок труб, соединенных с трубными решетками, и патрубки ввода и вывода трубной среды, турбулизаторы, размещенные внутри каждой трубы соосно по всей ее длине и представляющие собой металлический прут или проволоку, к которым по всей длине на расстоянии Δ друг от друга прикреплены турбулизирующие элементы, турбулизирующие элементы выполнены в виде лепестков в форме пропеллера или скрутки проволоки, при этом концы прутьев или проволоки прикреплены к опорным стержням, вставленным в пазы между буртиками, прикрепленными к наружной поверхности трубных решеток.

Предложены система и способ водяного смесителя с предотвращением пропусков зажигания. Система может содержать двигатель с наддувом, содержащий охладитель наддувочного воздуха ниже по потоку от компрессора и воздушный впускной канал с дросселем между впускным коллектором и охладителем наддувочного воздуха.

Изобретение относится к котельной технике и может быть использовано для утилизации бытовых отходов и получения дистиллированной воды преимущественно в экологически замкнутых пространствах, имитирующих аналогичные условия станций, предназначенных для работы в экстремальных условиях: под водой, в условиях крайнего севера, в открытом космосе внутри космических аппаратов и на планетах солнечной системы.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Твердотопливный газогенераторный котел содержит камеру загрузки верхнюю и камеру горения нижнюю, верхние и нижние воздуховоды; при этом в камере загрузки верхней по краям расположены направляющие в виде не менее 2-х металлических полос с каждой стороны, укрепленных перпендикулярно своей длинной стороной к внутренней рубашке на одном уровне с верхними воздуховодами, воздуховоды расположены с отступом от внутренней рубашки котла, а дверца камеры загрузки верхней выполнена с отливом в виде металлической пластины в нижней части внутренней стороны; воздуховод подачи первичного воздуха выполнен из трубы, в нижней части которой имеются отверстия, направленные к центру жиклера; узел крепления дверей и кожуха выполнен из нескольких шпилек с двумя гайками, одна из которых крепится к корпусу котла, а вторая служит как контргайка для крепления и зажима кожуха; узел подачи воздуха содержит съемную крышку с проемом и установленным на нем дутьевым вентилятором; противодымная гравитационная шторка состоит из металлического листа с выступами в верхней части для крепления в верхней части проема камеры загрузки верхней.

Объектом изобретения являются способ сжигания соломы в котле и водяной котел, работающий на соломе в виде прессованных брикетов, которые могут использоваться в системах отопления как для отдельных жилых зданий, так и для целых жилых массивов.

Изобретение относится к водогрейному котлу. Водогрейный котел (1; 1а), имеющий один элемент (22) для впуска воды и один элемент (20) для выпуска воды, при этом водогрейный котел (1; 1а) содержит: водонагреватель бакового типа, содержащий резервуар (2) для воды с элементом для впуска воды, образующим один предназначенный для впуска воды элемент (22) водогрейного котла (1; 1а), и элементом (19) для выпуска воды, и первый нагреватель (25), расположенный в резервуаре (2) для воды для нагрева воды, содержащейся в нем, до первой температуры (Т1) и для поддержания ее при первой температуре.

Изобретение относится к устройству и способу подачи горячей воды. Устройство содержит: нагреватель введенной воды; выпускной клапан, регулирующий количество воды, выпускаемой из нагревателя; датчик температуры выпускаемой воды и контроллер, определяющий, является ли выдача горячей воды первым выпуском воды или непрерывным выпуском воды, на основании разницы между температурой выпуска и целевой температурой и регулирующий степень открытия выпускного клапана на основании вычисленного изменения температуры выпуска согласно результатам определения.

Изобретение относится к способу контактного теплообмена и котлу водогрейному для осуществления способа. Способ контактного теплообмена, включающий теплообмен между газообразными продуктами сгорания топлива и поверхностью жидкости, при котором теплообмен организуют путем контакта теплового поля факела с водой в капельном состоянии посредством первичного аккумулирования всей энергии факела в испарении капель части воды в объеме ~4,7% от суммарной массы нагреваемой воды и последующего интенсивного энергообмена образовавшейся парогазовой смеси адгезионно-конденсационным теплообменом с каплями основной массы воды в объеме ~94,3%.

Изобретение относится к устройству подачи горячей воды и способу подачи горячей воды. Устройство подачи горячей воды содержит нагреватель, нагревающий введенную воду за счет нагревательной способности нагревателя; выпускной клапан, регулирующий количество воды, выпускаемой из нагревателя; датчик температуры, измеряющий температуру выпуска выпускаемой воды; и контроллер, управляющий степенью открытия выпускного клапана в соответствии с изменением значения температуры выпуска.

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к котлам наружного размещения, и может быть использовано в автономных системах отопления для теплоизоляции оборудования.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для быстрого нагревания текучей среды с использованием электроэнергии. .

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к котлам наружного размещения, использующих два вида топлива: основное и резервное, и может быть использовано в атмосферных горелках, сжигающих природный газ, резервное топливо, сжиженную пропан-бутановую смесь, подаваемую под давлением, без изменения сечений жиклеров газогорелочного устройства.

Изобретение относится к горелке для получения кварцевого стекла. Техническим результатом является упрощение конструкции.
Наверх