ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК F23D14/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенераторах, например, замкнутой ГТУ.

Известна ижекционная горелка, подключенная на входе через рекуператор к атмосфере [1] Однако в том случае, когда горелка должна пропустить значительное количество воздуха (отношение расходов "воздух/топливо" превышает 50), энергии струи топлива недостаточно для преодоления гидравлического сопротивления по тракту горелки и подсоса воздуха.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является горелочное устройство, содержащее установленную в трубе с выходным коническим насадком инжекционную горелку с образованием кольцевого канала "вторичного" воздуха, причем инжекционная горелка и канал подключены через свой входной патрубок с регулирующим органом соответственно к источнику сжатого воздуха и атмосфере [2] Отсутствие рекуператора снижает эффективность работы теплогенератора, в котором устанавливается горелочное устройство, так как снижается температура факела, увеличивается расход топлива. Сложно регулирование устройства, так как воздушные тракты не связаны между собой и требуется их раздельное регулирование. При установке горелочного устройства в теплогенератор ЗГТУ, работающий с соотношениями расходов воздуха и топлива G_в/G_т 5-100; α_Σ= 6, давлением топливоподачи ΔР_т≅0,05 МПа и с коэффициентом избытка первичного воздуха α₁ 0,6-1,1, характерным для инжекционных горелок, расход воздуха во вторичном тракте ≈в 10 раз больше расхода "первичного" инжекционного воздуха. При этом увеличивается скорость "вторичного" воздуха особенно при работе с рекуператором, что приводит к ухудшению качества смесеобразования и запиранию инжекционной горелки.

Технической задачей изобретения является повышение экономичности горелочного устройства, улучшение качества смесеобразования.

Задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащим установленную в трубе с выходным коническим насадком инжекционную горелку с образованием кольцевого канала, причем последний и инжекционная горелка подключены через свой входной патрубок с регулирующим органом соответственно к источнику сжатого воздуха и атмосфере, входной патрубок инжекционной горелки сообщен с входным патрубком кольцевого канала и подключен через регулирующее устройство либо к атмосфере, либо к источнику сжатого воздуха через рекуператор.

На чертеже изображено горелочное устройство, общий вид.

Горелочное устройство содержит установленную в трубе 1 с выходным коническим насадком 2 инжекционную горелку 3. Входной патрубок 4 инжекционной горелки 3 совмещен с входным патрубком кольцевого канала 5 и подключен через регулирующее устройство 6 либо к атмосфере, либо к источнику 7 сжатого воздуха через рекуператор 8.

Горелочное устройство работает следующим образом.

При запуске камеры теплогенератора, предшествующем запуску замкнутой ГТУ, регулирующее устройство 6 соединяет патрубок 4 с атмосферой, топливо под давлением подается в инжекционную горелку 3, которая обеспечивает инжекцию воздуха в камеру сгорания (энергией газовой струи) при отключенном источнике 7 сжатого воздуха (вентиляторе). Топливовоздушная смесь поджигается на выходе из горелки 3. Заданное время инжекционная горелка 3 работает без подачи "вторичного" воздуха, при этом происходит начальный прогрев теплоносителя РТУ, проходящего по рубашке камеры сгорания (не показана), что облегчает пуск установки, так как время разгона турбины сокращается. При подаче воздуха в горелочное устройство осуществляется без внешнего источника энергии. После прогрева теплоносителя регулирующее устройство 6 соединяет патрубок 4 с источником 7 сжатого воздуха (включенном к этому времени вентилятором) и воздух под давлением начинает поступать в инжекционную горелку 3 и канал 5 "вторичного" воздуха. Воздух постепенно прогревается дымовыми газами в рекуператоре 8, утилизирующем тепло выхлопных газов и повышающем температуру факела, что в свою очередь способствует повышению теплопроизводительности теплоносителя. За счет энергии топливной струи, подсасываемой воздух из полости 4, облегчается работа вентилятора. Расход воздуха (скорости) по параллельным трактам при этом перераспределяются, что обеспечивает, как показали испытания, оптимальное качество смесеобразования в зоне горелки.

Использование: в энергетике, например для замкнутых ГТУ. Сущность изобретения: в горелочном устройстве центральная инжекционная горелка 3 и канал 5 вторичного тракта подключены на входе через регулирующее устройство 6, либо к атмосфере, либо через рекуператор 8 к источнику 7 сжатого воздуха. 1 ил.

ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее установленную в трубе с выходным коническим насадком инжекционную горелку с образованием кольцевого канала, причем последний и инжекционная горелка подключены через свой входной патрубок с регулирующим органом соответственно к источнику сжатого воздуха и атмосфере, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит рекуператор, а входной патрубок инжекционной горелки совмещен с входным патрубком кольцевого канала и подключен через регулирующее устройство либо к атмосфере, либо к источнику сжатого воздуха через рекуператор.