ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК F23C1/10 F23D17/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в энергетических установках электростанций и котельных, а также в металлургической промышленности.

Известно горелочное устройство, содержащее воздухоподающий корпус с соосно установленными центральной топливной трубой и периферийным топливным коллектором и радиальными выходными соплами соответственно, а также завихритель, выполненный с водоохлаждаемой полостью, подключенной к кольцевому зазору между корпусом и центральной топливной трубой посредством радиальных каналов, размещенных по ходу воздуха за радиальными выходными соплами указанной топливной трубы (авт. свид. 1688043, F 23 D 17/00, F 23 D 11/00, опубл. 30.10.91).

Это горелочное устройство обладает повышенным уровнем звука в области высоких (от 2000 Гц) и низких (от 31,5 до 500 Гц) частот.

Более близким к заявляемому решению по технической сущности является горелочное устройство (авт. свид. 1688044, F 23 D 17/00, 11/00, опубл. 30.10.91), содержащее воздухоподающий цилиндрический корпус с перфорированным топливным коллектором с выходными радиальными соплами, шнековый завихритель с лопастями, центральной топливной трубой и радиальными выходными соплами, между топливной трубой и корпусом установлен патрубок подачи аэросмеси или воздуха, образующий с ними кольцевые каналы.

Горелочное устройство дополнительно содержит водяной коллектор, установленный снаружи корпуса и имеющий радиальные выходные сопла, размещенные перед завихрителем по ходу воздуха, и водяную форсунку, установленную по оси топливной трубы с возможностью продольного перемещения. Для подавления вредных окислов азота в продуктах сгорания происходит впрыск воды через радиальное выходное сопло водяного коллектора и форсунку, а также происходит подмешивание рециркуляционных дымовых газов во вторичный воздух, поступающий в корпус.

Однако основным недостатком с точки зрения шумоподавления является то, что при норме 80 дБ уровень шума на низких частотах составил 89-95 дБ, а на высоких частотах 84-87 дБ.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение уровня шума в области низких и высоких частот слышимого диапазона и снижение выбросов оксидов азота.

Для решения поставленной задачи в известном горелочном устройстве, содержащем воздухоподающий корпус, трубу подачи аэросмеси, установленную соосно внутри воздухоподающего корпуса, форсунку, расположенную внутри трубы подачи аэросмеси, радиальные выходные сопла и завихритель с полостью, подключенной к кольцевому зазору, расположенному между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси посредством радиальных каналов, форсунка выполнена мазутной, а полость завихрителя дымоохлаждающей, устройство дополнительно снабжено экраном, установленным на выходе воздухоподающего корпуса и выполненным в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси, при помощи колец, причем через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.

Отличительными признаками заявляемого решения является то, что полость завихрителя, подключенная к кольцевому зазору между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси, посредством радиальных каналов, выполнена дымоохлаждающей, форсунка выполнена мазутной и дополнительно на выходе воздухоподающего корпуса установлен экран. Экран выполнен в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси, при помощи колец. Кроме того, через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.

Благодаря отличительным признакам улучшение глушения уровня звукового давления по сравнению с прототипом составляет: на низких частотах 3 - 8 дБ и на высоких 2-5 дБ, а также снижение уровня выбросов оксидов азота.

На фиг.1 показан продольный разрез горелочного устройства.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1
Горелочное устройство (фиг.1) содержит воздухоподающий корпус 1, соосно установленные трубу подачи аэросмеси 2, радиальные выходные сопла 3, канал подачи газов рециркуляции 4 в дымоохлаждающую полость 5, радиальные выходные сопла 3, мазутную форсунку 6, а также завихритель 7, содержащий радиальные каналы 8, посредством которых соединена дымоохлаждающая полость 5 с кольцевым зазором 9, расположенным между воздухоподающим корпусом 1 и трубой подачи аэросмеси 2, на выходе воздухоподающего корпуса 1 установлен экран 10, выполненный в виде перфорированных лепестков 11, верхние части которых соединены между собой кольцами 12 с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o при помощи жесткого соединения 13, а нижние крепятся к выступам 14, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси 2 перед ее выходом при помощи колец 15. Причем через отверстия перфорации 16 в верхней части пропущены направляющие 17 Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.

Горелочное устройство работает следующим образом.

При работе на жидком топливе вторичный воздух поступает в воздухоподающий корпус 1, закручивается завихрителем 7 и проходит через перфорированные лепестки 11 экрана 10, через мазутную форсунку 6 происходит подача топлива, которое перемешивается с вторичным воздухом и поступает в топочное пространство.

Угол раскрытия экрана для жидкого топлива составляет угол α = 110-125^o, за счет этого образуется турбулизированный поток вторичного воздуха, происходит частичное поглощение экраном акустических колебаний потока вторичного воздуха, а также снижение звукового давления происходит из-за уменьшения турбулизации потоков, обусловленных углом раскрытия α подающих в топочное пространство, где происходит снижение "гула" горения.

При одновременной работе на угольной пыли и жидком топливе вторичный воздух поступает в воздухоподающий корпус 1, закручивается завихрителем 7 и проходит через перфорированные лепестки 11 экрана 10, через мазутную форсунку 6 происходит подача жидкого топлива, а через трубу подача аэросмеси 2 угольной пыли и вторичного воздуха, которые перемешиваются и с вторичным воздухом поступают в топочное пространство.

Угол раскрытия экрана α = 140-150^o, за счет чего образуется турбулизированный поток вторичного воздуха, а акустические колебания потока вторичного воздуха частично поглощаются экраном, также снижение звукового давления происходит из-за уменьшения турбулизации потоков, обусловленных углом раскрытия α подающих в топочное пространство, где происходит снижение "гула" горения.

Для подавления образования вредных окислов азота в продуктах сгорания осуществляется рециркуляция дымовых газов в составе 10% от вторичного воздуха, поступающих в дымоохлаждающую полость 5 и поступающих в кольцевой зазор 9 через радиальные каналы 8, где происходит их перемешивание с вторичным воздухом. Также в процессе рециркуляции газов происходит охлаждение завихрителя 7.

Изобретение может быть использовано для сжигания топлива в энергетических установках электростанций и котельных, а также в металлургической промышленности. Горелочное устройство содержит воздухоподающий корпус, трубу подачи аэросмеси, установленную соосно внутри воздухоподающего корпуса, форсунку, расположенную внутри трубы подачи аэросмеси, радиальные выходные сопла и завихритель с полостью, подключенной к кольцевому зазору, расположенному между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси посредством радиальных каналов, форсунка выполнена мазутной, а полость завихрителя - дымоохлаждающей, устройство дополнительно снабжено экраном, установленным на выходе воздухоподающего корпуса, выполненным в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α=110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси при помощи колец, причем через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу. Изобретение позволяет снизить уровень шума в области низких и высоких частот, а также уровень выбросов оксидов азота за счет рециркуляции дымовых газов. 2 ил.

Горелочное устройство, содержащее воздухоподающий корпус, трубу подачи аэросмеси, установленную соосно внутри воздухоподающего корпуса, форсунку, расположенную внутри трубы подачи аэросмеси, радиальные выходные сопла и завихритель с полостью, подключенной к кольцевому зазору, расположенному между воздухоподающим корпусом и трубой подачи аэросмеси посредством радиальных каналов, отличающееся тем, что форсунка выполнена мазутной, а полость завихрителя дымоохлаждающей, устройство дополнительно снабжено экраном, установленным на выходе воздухоподающего корпуса, выполненным в виде перфорированных лепестков, верхние части которых соединены между собой кольцами с возможностью раскрытия с помощью привода на угол α = 110-150^o, а нижние крепятся к выступам, расположенным снаружи трубы подачи аэросмеси при помощи колец, причем через отверстия перфорации лепестков в верхней части пропущены направляющие Г-образной формы по одной на лепесток, которые крепятся к воздухоподающему корпусу.