ГАЗОВАЯ ИНЖЕКЦИОННАЯ ГОРЕЛКА Российский патент 2010 года по МПК F23D14/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в горелочных устройствах промышленных печей и топок.

Известна газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, снабженную патрубком подвода газа, подведенным к ее центральной части, и выполненную в виде параллелепипеда, и смесительные стволы, герметично установленные двумя рядами в газовой камере, проходящие через нее и имеющие газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере (см. А.А.Винтовкин и др. Справочник «Горелочные устройства промышленных печей и топок», «Интермет инжиниринг», М., 1999 г., с.305-308).

Известная горелка имеет достаточно высокий КПД и работает при небольшом избытке воздуха α=1,02÷1,03.

Однако при розжиге известной горелки часто происходит воспламенение внутри смесительных стволов - так называемый проскок пламени, иногда с выбросом пламени наружу в помещение котельной, или происходит пульсирующее горение с дальнейшим погасанием пламени. Также при уменьшении давления газа ухудшается инжекция воздуха, происходит проскок или отрыв пламени. Кроме того, известная горелка может работать в сравнительно небольшом диапазоне регулирования коэффициента рабочего давления газа: 40-100% (k-2,5).

Задачей изобретения является повышение коэффициента рабочего давления газа горелки до уровня не менее 4 (25÷100%) и устранение проскоков пламени при розжиге при сохранении ее принципиальной конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в газовой инжекционной горелке, содержащей газовую камеру, снабженную патрубком подвода газа и выполненную в виде параллелепипеда, и смесительные стволы, герметично установленные двумя рядами в газовой камере, проходящие через нее и имеющие газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, согласно изобретению патрубок подвода газа размещен вблизи одного из крайних рядов смесительных стволов, а газовая камера снабжена перегородкой, отделяющей первый по ходу движения газа ряд стволов от второго и имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа.

Поставленная задача решается также тем, что газовая инжекционная горелка может содержать третий ряд смесительных стволов, герметично установленных в газовой камере со стороны первого по ходу движения газа ряда, отделенного от третьего ряда дополнительной перегородкой, имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа.

На фиг.1 представлена предлагаемая газовая инжекционная горелка.

На фиг.2 - предлагаемая газовая инжекционная горелка, вид спереди.

На фиг.3 - разрез А-А фиг.2.

На фиг.4 - вариант предлагаемой газовой инжекционной горелки, вид спереди.

Предлагаемая газовая инжекционная горелка (фиг.1) содержит газовую камеру 1, снабженную патрубком 2 подвода газа и выполненную в виде параллелепипеда, и смесительные стволы 3, герметично установленные двумя рядами в газовой камере 1, проходящие через нее и имеющие газовые сопла 4 (по 4 штуки на каждый ствол, фиг.3), выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере 1. Патрубок 2 подвода газа (фиг.2) размещен вблизи одного из крайних рядов смесительных стволов 3. Газовая камера 1 снабжена перегородкой 5, отделяющей первый по ходу движения газа ряд стволов 3 от второго и имеющей проходное отверстие 6, расположенное противоположно патрубку 2 подвода газа.

Горелка (фиг.4) может содержать третий ряд смесительных стволов 3, герметично установленных в газовой камере 1 со стороны первого по ходу движения газа ряда, отделенного от третьего ряда дополнительной перегородкой 7, имеющей проходное отверстие 8, расположенное противоположно патрубку 2 подвода газа.

Описываемая горелка работает следующим разом. Газ через патрубок 2 подвода газа, размещенный вблизи одного из крайних смесительных стволов 3 первого ряда, под давлением подается в газовую камеру 1 вблизи первого по ходу действия газа ствола 3. Газ из газовой камеры 1 поочередно начинает поступать через сопла 4 в смесительные стволы 3 первого ряда. За счет инжекции и разрежения, создаваемых в стволах 3 проходящим через их сопла 4 газом, воздух подается в стволы 3, где перемешивается с газом с образованием газовоздушной смеси, которая воспламеняется в топке (не показана). Газ, дойдя до последнего ствола 3 первого ряда, через проходное отверстие 6 перегородки 5 поступает к стволам 3 второго ряда, а также через проходное отверстие 8 дополнительной перегородки 7 поступает к стволам 3 третьего ряда. Смесительные стволы 3, проходящие через образованные стенками газовой камеры 1 и перегородками 5 и 7 каналы, уменьшая их живое сечение, создают ряд последовательных местных гидравлических сопротивлений проходу газа и последовательно от ствола к стволу уменьшают давление газа, которое при максимальных мощности, давлении и плотности газа уменьшается незначительно, но при минимальных мощности, давлении и плотности газа влияние местных гидравлических сопротивлений возрастает от первого по ходу газа ствола к последнему довольно весомо. В связи с этим живое сечение и гидравлическое сопротивление каналов последовательного движения газа подобрано так, что при достаточно устойчивом горении первых по ходу газа стволов 3 обеспечивает устойчивое горение при меньшей мощности последних смесительных стволов 3, стабилизацию которых обеспечивают находящиеся рядом первые по ходу газа смесительные стволы 3.

При подаче газа на минимуме 40% от номинала последние смесительные сопла 3 работают в диапазоне 15% от номинала (первые стволы 3 не позволяют потухать последним стволам). И в среднем мощность горелки при этом составит 25÷30%. Тем самым коэффициент рабочего давления газа горелки повышен до уровня k=3,5÷4.

Настоящее изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в горелочных устройствах промышленных печей и топок. Газовая инжекционная горелка содержит газовую камеру, снабженную патрубком подвода газа и выполненную в виде параллелепипеда, и смесительные стволы, герметично установленные двумя рядами в газовой камере, проходящие через нее и имеющие газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере. Патрубок подвода газа размещен вблизи одного из крайних ряда смесительных стволов, а газовая камера снабжена перегородкой, отделяющей первый по ходу движения газа ряд стволов от второго и имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа. Горелка содержит третий ряд смесительных стволов, герметично установленных в газовой камере со стороны первого по ходу движения газа ряда, отделенного от третьего ряда дополнительной перегородкой, имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа. Изобретение позволяет повысить коэффициент рабочего давления газа горелки до 25…100% и устранить проскоки пламени при розжиге. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, снабженную патрубком подвода газа и выполненную в виде параллелепипеда, и смесительные стволы, герметично установленные двумя рядами в газовой камере, проходящие через нее и имеющие газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, отличающаяся тем, что патрубок подвода газа размещен вблизи одного из крайних ряда смесительных стволов, а газовая камера снабжена перегородкой, отделяющей первый по ходу движения газа ряд стволов от второго и имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа.

2. Газовая инжекционная горелка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит третий ряд смесительных стволов, герметично установленных в газовой камере со стороны первого по ходу движения газа ряда, отделенного от третьего ряда дополнительной перегородкой, имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа.