ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1994 года по МПК F23D14/00 

Изобретение относится к области сжигания газообразного топлива и может быть использовано в энергетике для пламенного подогрева дымовых газов котлоагрегатов перед установками денитризации или выхлопных газов за газовыми турбинами перед котлами-утилизаторами.

Известны горелочные устройства, содержащие воздухоподающий короб с группой выпускных сопл в его торцовой стенке, по осям которых установлены топливоподающие патрубки.

Одним из недостатком известных устройств является значительная неравномерность нагрева их элементов, воспринимающих излучение факела, что вызывает повышенные температурные напряжения в металле и снижает срок службы устройств. Другим их недостатком является узкий диапазон устойчивой работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является горелочное устройство, содержащее вертикальный воздухоподающий короб с группой параллельных цилиндрических газовых коллекторов в его верхнем выходном окне, размещенных на одном уровне и соединенных между собой проставками, плотно примыкающими к образующим коллекторов, причем в боковой стенке каждого коллектора вдоль его верхней образующей выполнены вертикальные отверстия для выпуска газа, а в каждой проставке - вертикальные отверстия для прохода воздуха, оси которых расположены в плоскости симметрии проставки, параллельной осям коллекторов.

Однако возникающие при эксплуатации данного горелочного устройства температурные расширения проставок не компенсируются, что вызывает коробление конструкции и снижает надежность. Кроме того, при реализации в этом устройстве спутно-параллельной подачи газовых и воздушных струй процесс горения топлива протекает с минимальной турбулентностью, что приводит к появлению недожога топлива и соответственно снижает экономичность работы.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы.

В горелочном устройстве, содержащем вертикальный воздухоподающий короб с группой параллельных цилиндрических газовых коллектором в его верхнем выходном окне, размещенных на одном уровне и соединенных между собой проставками, плотно примыкающими к образующим коллекторов, причем в боковой стенке каждого коллектора вдоль его верхней образующей выполнены вертикальные отверстия для выпуска газа, а в каждой проставке - вертикальные отверстия для прохода воздуха, оси которых расположены в плоскости симметрии проставки, параллельной осям коллекторов, поставленная цель достигается тем, что каждая проставка выполнена в виде дуги, обращенной выпуклой стороной кверху, а на участках боковых стенок коллекторов, расположенных выше образующих, к которым примыкают проставки, и в проставках выполнены направленные вверх под углом к вертикали дополнительные отверстия соответственно для выпуска газа и прохода воздуха, причем оси всех дополнительных отверстий расположены в плоскостях, перпендикулярных осям коллекторов.

В просмотренных источниках информации признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого устройства, не обнаружены, что дает основание сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия"
На фиг.1 изображено горелочное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - горелочное устройство, вид сверху; на фиг.3 - узел I на фиг.2; на фиг.4 - тракт дымовых газов с предлагаемыми горелочными устройствами, поперечный разрез.

Горелочное устройство содержит вертикальный прямоугольный воздухоподающий короб 1, в выходном верхнем окне которого установлена группа параллельных цилиндрических газовых коллекторов 2, размещенных на одном уровне с равным шагом и соединенных между собой проставками 3, плотно примыкающими к образующим коллекторов 2. Каждая проставка 3 выполнена в виде дуги (части цилиндра), обращенной выпуклой стороной кверху. В боковой стенке каждого коллектора 2 на участках, расположенных выше образующих, к которым примыкают проставки 3, выполнены отверстия 4 для выпуска газа. Одна часть отверстий 4 размещена вдоль верхней образующей коллектор. Отверстия этой части выполнены вертикальными. Другая часть отверстий 4 размещена ниже вертикальных отверстий 4. Отверстия этой части выполнены направленными вверх под углом к вертикали. Оси этих отверстий расположены в плоскостях, перпендикулярных осям коллекторов 2. Отверстия 4 каждого коллектора 2 объединены в группы, состоящие из одного вертикального и двух или одного (соответственно для центральных или крайних коллекторов) наклонного отверстий, оси которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси коллектора. Указанные группы отверстий 4 с одинаковым шагом и индентично распределены вдоль всех коллекторов 2 устройства. В каждой проставке 3 выполнены отверстия 5 для прохода воздуха. Одна часть отверстий 5 выполнена вертикальной. Оси вертикальных отверстий 5 расположены в плоскости симметрии проставки, параллельной осям коллекторов 2. Другая часть отверстий 5 размещена ниже вертикальных отверстий 5. Отверстия 5 этой части направлены вверх под углом к вертикали. Оси этих отверстий расположены в плоскостях, перпендикулярных осям коллектором 2. Отверстия 5 каждой проставки 3 также объединены в группы, состоящие из одного вертикального и двух наклонных отверстий, оси которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной осям коллекторов 2. Указанные группы отверстий 5 распределены вдоль проставок 3 со смещением относительно указанных групп отверстий 4 коллекторов 2 на половину шага между группами отверстий 4. Точки пересечения осей соседних наклонных отверстий 4 смежных коллекторов 2 расположены на одном уровне с точками пересечения осей соседних наклонных отверстий 5 смежных проставок 3. Горелочные устройства установлены в вертикальном тракте 6 дымовых газов перед установкой денитризации (не показана).

Горелочное устройство работает следующим образом.

Дымовые газы движутся по тракту 6 в направлении снизу вверх и омывают короба 1, образуя за ними рециркуляционные зоны. Через отверстия 4 коллекторов 2 и отверстия 5 проставок 3 внутрь этих зон струйно подаются соответственно горючий газ и воздух. Газ сгорает в диффузионных факелах. Образующиеся продукты сгорания подогревают дымовые газы, смешиваясь с ними.

При эксплуатации горелочного устройства происходит нагрев проставок 3 за счет излучения из факела. Возникающие при этом температурные расширения проставок самокомпенсируются за счет выполнения проставок криволинейными. Это обеспечивает надежную работу устройства в целом.

При подаче топлива и воздуха в зону горения вертикальными и наклонно к вертикали направленными струями в объеме факела формируются вторичные поперечные течения, сильно турбулизирующие факел, что обеспечивает качественный выжиг топлива в рециркуляционной зоне за коробом 1, забалластированной дымовыми газами.

Предлагаемое горелочное устройство по сравнению с устройством-прототипом позволяет повысить надежность работы путем компенсации температурных расширений элементов устройства, а также обеспечить более полный выжиг топлива за счет повышения степени турбулизации факела.

Использование: в энергетике, например, для пламенного подогрева дымовых газов котлоагрегатов перед установками денитризации. Сущность изобретения: в выходном верхнем окне вертикального воздухопроводящего короба 1 установлена группа параллельных цилиндрических газовых коллекторов (К) 2, размещенных на одном уровне и соединенных между собой проставками (П) 3, плотно примыкающими к образующим К 2. Каждая П 3 выполнена в виде дуги, обращенной выпуклой стороной кверху. В боковой стенке каждого К 2 на участках , расположенных выше образующих, к которым примыкают П 3, выполнены отверстия 4 для выпуска газа. Отверстия 4, размещенные вдоль верхней образущей К 2, выполнены вертикальными. Остальные отверстия 4 направлены вверх под углом к вертикали в плоскостях, перпендикулярных осям К 2. В каждой П 3 выполнены отверстия 5 для прохода воздуха. Отверстия 5, размещенные в плоскости симметрии П 3, параллельной осям К 2, выполнены вертикальными. Остальные отверстия 5 направлены вверх под углом к вертикали в плоскостях, перпендикулярных осям К 2. Через отверстия 4 К 2 и отверстия 5 П 3 в направлении снизу вверх струями подаются соответственно горючий газ и воздух. Газ сгорает в диффузионном факеле. Образующиеся продукты сгорания нагревают дымовые газы, движующиеся снизу и омывающие короб 1. 4 ил.

ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее вертикальный воздухоподающий короб с группой параллельных цилиндрических газовых коллекторов в его верхнем выходном окне, размещенных на одном уровне и соединенных между собой проставками, плотно примыкающими к образующим коллекторов, причем в боковой стенке каждого коллектора вдоль его верхней образующей выполнены вертикальные отверстия для выпуска газа, а в каждой проставке - вертикальные отверстия для прохода воздуха, оси которых расположены в плоскости симметрии проставки, параллельной осям коллекторов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности работы, каждая проставка выполнена в виде дуги, обращенной выпуклой стороной кверху, а на участках боковых стенок коллекторов, расположенных выше образующих, к которым примыкают проставки, и в проставках выполнены направленные вверх под углом к вертикали дополнительные отверстия соответственно для выпуска газа и прохода воздуха, причем оси всех дополнительных отверстий расположены в плоскостях, перпендикулярных к осям коллекторов.