ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА Российский патент 1997 года по МПК F23D14/20 

Изобретение относится к топливосжигающим устройствам тепловых агрегатов, например, шахтный печей, в которых оно используется в качестве осевой (подовой, центральной) горелки, устанавливаемой на рассекателе или поду печи, и может найти применение при производстве извести в промышленности стройматериалов, металлургии, химической и пищевой промышленности.

Известна также газовая горелка [1] для шахтных печей, содержащая полый корпус для подачи воздуха, коаксиально расположенную трубу с сопловым наконечником для подачи газа и конусные козырьки, установленные на корпусе и образующие камеры: верхнюю для газа и нижнюю для воздуха (прототип).

Несмотря на то, что в конструкции этой горелки предусмотрен канал подачи воздуха в шахту печи (через нижнюю камеру) процесс смешения горючего газа, поступающего через верхнюю (газовую) камеру, с воздухом и его сжигание не отличается от соответствующего процесса при использовании однопроводной горелки, что и определяет низкую эффективность применения этой горелки.

Наиболее близкой по технической сущности является газовая горелка, содержащая полый корпус с выходными отверстиями для подачи воздуха и газовую камеру с выходными отверстиями, соединенную трубой с газопроводом [2]
Недостатком известной горелки является низкая эффективность применения этой горелки, высокий удельный расход топлива, низкое качество выпускаемой продукции и невысокая производительность печи.

Техническим результатом является повышение производительности печи и качества выпускаемой продукции при снижении удельного расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что в горелке, содержащей полый корпус для подачи воздуха, трубу для подачи газа, газовую и воздушную камеры, образованные установленными на корпусе защитными козырьками, воздушная камера расположена над газовой. Другое отличие состоит в том, что над газовой камерой горелки дополнительно установлена одна или несколько воздушных камер.

Причем для достижения наибольшего эффекта над воздушными камерами горелки установлена дополнительная газовая камера, которая соединена трубой с газопроводом.

При работе такой горелки воздушный поток, выходящий из ее воздушных камер, занимает осевую область печи. Горючий газ, поступающий в печь через ее газовую камеру, формируется в виде кольцеобразного потока, охватывающего указанный воздушный поток. В свою очередь, кольцеобразный поток газа охватывается воздухом, движущимся по печи вверх из зоны охлаждения.

В результате, за счет уменьшения поперечного размера газового потока в печи и увеличения условной поверхности соприкосновения потоков газа с потоком воздуха, значительно повышается интенсивность смещения этих потоков, что существенно снижает высоту зоны, на которой происходит сгорание газа. Это позволяет при полном сгорании топлива значительно увеличить долю газа (от общего расхода на печь), подаваемую через такую горелку, и снизить коэффициент избытка воздуха в печи до величины близкой к единице.

Таким образом, повышается производительность печи, снижается удельный расход топлива, а за счет повышения равномерности обжига материала в печи повышается качество обжигаемого продукта. Кроме того, за счет уменьшения доли периферийно подаваемого в печь горючего газа, снижается тепловое напряжение футеровки печи, что повышает срок ее службы. Подача небольшого количества газа (5-15% от общего расхода по горелке) через дополнительную газовую камеру по оси воздушного потока, поступающего в печь через горелку, повышает эффективность смещения газа с воздухом.

На чертеже схематически представлена предлагаемая горелка, продольный разрез.

Газовая горелка содержит полый корпус 1 с выходными отверстиями 2 для подачи воздуха, газовую камеру 3 с выходными отверстиями 4, соединенную трубой 5 с газопроводом. Газовая камера 3 смонтирована на наружной стороне корпуса 1 ниже его выходных отверстий 2, а корпус 1 снабжен конусными козырьками 6, каждый из которых образует под собой полукамеру, причем одна или более верхние полукамеры 7 воздушные, а нижняя полукамера 8 газовая, и сообщаются они, соответственно, с полостью корпуса 1 и газовой камерой 3 через их выходные отверстия 2 и 4. В верхней части корпуса 1 выше его выходных отверстий 2 дополнительно выполнена газовая камера 9 с выходными отверстиями 10, 9a, соединенная трубой 10 с газопроводом, и установлен конусный козырек 11, образующий дополнительную газовую полукамеру 12, сообщающуюся с газовой камерой 9 через выходные отверстия последней. Фланец 13 для образования газовой камеры 3, пластина 14 для образования образования дополнительной камеры 9 через выходные отверстия последней. Фланец 13 для образования газовой камеры 3, пластина 14 для образования дополнительной газовой камеры 9. Горелка установлена на балке- рассекателе 15 и закреплена ребрами 16 жесткости.

Горелка работает следующим образом.

Через полые балку-рассекатель 15 и корпус 1 горелки и отверстия 2 воздух поступает в воздушные камеры 7, а затем в осевую область печи. Газ, подаваемый по трубе 5, проходя через камеру 3 и отверстия 4, поступает в основную газовую камеру 8, а затем в пространство печи в виде кольцеобразного потока, охватывающего воздушный поток осевой области печи. По трубе 10, через полость 9 и отверстия 9a горючий газ поступает в дополнительную газовую камеру 12, а затем в осевую область воздушного потока, поступающего в печь из камер 7. В печи потоки газа и воздуха, выходящие из горелки, смешиваются между собой и с воздухом, движущимся вверх по печи из зоны охлаждения, в результате чего происходит интенсивное сгорание топлива.

Камеры 3 и 9 служат для выравнивания давления газа перед соответствующими отверстиями 9a и 4. Установка нескольких воздушных камер снижает аэродинамическое сопротивление воздушного тракта горелки.

Использование: в области энергетики и относится к топливосжигающим устройствам тепловых агрегатов. Сущность: газовая камера смонтирована на наружной стороне корпуса ниже его выходных отверстий, а корпус снабжен конусными козырьками, каждый из которых образует под собой полукамеру, причем одна или более верхние полукамеры - воздушные, а нижняя - газовая, и сообщаются они соответственно, с полостью корпуса и газовой камерой через их выходные отверстия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Газовая горелка, содержащая полый корпус с выходными отверстиями для подачи воздуха и газовую камеру с выходными отверстиями, соединенную трубой с газопроводом, отличающаяся тем, что газовая камера смонтирована на наружной стороне корпуса ниже его выходных отверстий, а корпус снабжен конусными козырьками, каждый из которых образует под собой полукамеру, причем одна или более верхние полукамеры воздушные, в нижняя газовая, и сообщаются они соответственно с полостью корпуса и газовой камерой через их выходные отверстия. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса выше его выходных отверстий дополнительно выполнена газовая камера с выходными отверстиями, соединенная трубой с газопроводом, и установлен конусный козырек, образующий дополнительную газовую полукамеру, сообщающуюся с газовой камерой через выходные отверстия последней.