ГОРЕЛКА НАСТИЛЬНОГО ПЛАМЕНИ СО ВСТРОЕННОЙ ПИЛОТНОЙ ГОРЕЛКОЙ Российский патент 2014 года по МПК F23D14/20 

Изобретение относится к устройствам для сжигания газового топлива на внутренней поверхности обмуровки печи, ее разогрев и передачу лучистой энергии к продуктовому змеевику и может найти применение, в частности, в высокотемпературных трубчатых печах.

Известны веерные горелки настильного пламени для сжигания газового топлива в трубчатых печах, расположенные несколькими ярусами по высоте печи. Конструкция горелки с выходной раздаточной головкой обеспечивает высокую равномерность разогрева поверхности настила. Факелы горелок настилаются на стены, выложенные из огнеупорного кирпича. Первичный воздух поступает в инжекционный смеситель. Газовоздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха через каналы в выходной головке горелки распределяется по поверхности настила. Вторичный воздух поступает через кольцевой канал благодаря разрежению в топке и эжектирующему эффекту настильного факела (см. Вафин Д.Б., Садыкова Д.А. «Применение дифференциального метода теплового расчета для трубчатых печей с веерными горелками настильного пламени», ж. «Фундаментальные исследования», №6, 2013 г., с.13, 14).

Недостатком известного устройства является сложность его монтажа, проскок пламени, особенно при использовании газовоздушной смеси с высоким содержанием водорода, а также высокий шум при работе.

Наиболее близкой к предложенной является горелка настильного пламени со встроенной пилотной горелкой, содержащая гильзу, расположенную в ней цилиндрическую обечайку с отверстиями для подачи воздуха, газоподводящий патрубок, по которому газовое топливо подводится в газовую камеру, куда также подается первичный воздух для образования газовоздушной смеси, которая подается в зону горения. Газовая камера соединена с цилиндрической обечайкой посредством сопел. Цилиндрическая обечайка установлена в гильзе с образованием кольцевого зазора, по которому осуществляют подачу вторичного воздуха в зону горения. Пилотная горелка установлена в указанной кольцевом зазоре (см. «ГГР-340 - Горелка газовая радиационная с настильным пламенем» на странице в сети Интернет http://npceo.ru/ggr-340.htm, распечатано 30.08.2013).

Недостатком ближайшего аналога, который относится к горелкам с предварительным смешением газа с воздухом за счет инжекции воздуха газом, является высокий шум при работе, который образуется в результате резкого торможения газа в инжекторе.

Другим недостатком ближайшего аналога является возможный проскок пламени, связанный с тем, что осуществляют подачу смеси газа с воздухом.

Задачей изобретения является создание простой в изготовлении горелки, способной работать на любом топливе без проскока с пониженным уровнем шума.

Техническим результатом изобретения является снижение уровня шума в зоне обслуживания горелки за счет перемещения источника шума внутрь топки, а также исключение возможности проскока пламени за счет создания на внутренней поверхности топки кольцевой струи газа и подачи к ней воздуха.

Поставленная задача решается тем, что горелка настильного пламени со встроенной пилотной горелкой содержит гильзу, расположенную в ней цилиндрическую обечайку для подвода воздуха, газоподводящую трубку, соединенную с газовым коллектором, рассекатель пламени, установленный с зазором относительно выходного торца цилиндрической обечайки, и пилотную горелку, установленную в зазоре между гильзой и цилиндрической обечайкой, отличающаяся тем, что газовый коллектор выполнен в виде кольцевой распределительной камеры с радиальными отверстиями, размещенной между рассекателем пламени и выходным торцом цилиндрической обечайки, а газоподводящая трубка расположена в зазоре между гильзой и цилиндрической обечайкой.

Кроме того, цилиндрическая обечайка сообщена с коробом воздуховода, с регулятором подачи воздуха и с фланцем для закрепления на внешней поверхности печи.

Кроме того, рассекатель пламени предпочтительно выполнен с внутренней и внешней поверхностями конической формы.

При использовании предлагаемого решения проявляется технический результат, выражающийся в снижении уровня шума. Работа горелки происходит без предварительного смешения газа с воздухом. Смешение газа с воздухом происходит в самой топке, поэтому шум, возникающий при образовании фронта горения, передается по воздушному тракту в зону обслуживания горелки с большим сопротивлением и ослабевает.

Кроме того, отсутствие предварительного смешения газового топлива с воздухом исключает проскок пламени. Поэтому горелка может работать на любом газе.

Сущность предлагаемого устройства поясняется иллюстративным материалами. На фиг.1 показан фрагмент поперечного сечения стенки печи, в которой установлена предложенная горелка. На фиг.2 показан вид A на фиг.1.

Предложенная горелка настильного пламени скомпонована в единый конструктивный узел и содержит газоподводящую трубку 1 для подвода газового топлива к зоне горения, соединенную с газовым коллектором 2, выполненным в виде кольцевой распределительной камеры с радиальными отверстиями для равномерного выхода газового топлива на излучающую поверхность печи. Газоподводящая трубка 1 расположена в кольцевом зазоре между цилиндрической обечайкой - воздуховодом 3 для подвода воздуха к зоне горения и гильзой 4, внутри которой установлен воздуховод. Воздуховод 3 сообщается с коробом 5 воздуховода, закрепляемым на внешней поверхности печи. Горелка снабжена пилотной горелкой 6 со средством 7 электророзжига, которая вставляется в посадочное место на коробе 5 воздуховода 3 и располагается в зазоре между гильзой 4 и воздуховодом 3 и фиксируется гайками. Для равномерного распределения воздуха на горение, поступающего по воздуховоду 3, к газовому коллектору 2 прикреплен рассекатель 8, имеющий внутри и снаружи коническую форму.

Горелка вставляется в канал горелочного камня 9. В горелочном камне 9 имеется два канала для патрубков 10 и 11 контроля основного и пилотного пламени. На патрубки 10 и 11 монтируются оптические ультрафиолетовые датчики.

На коробе воздуховода установлен регулятор 12 подачи воздуха.

Перед установкой горелки на печь необходимо проверить свободное перемещение газоподводящей трубки 1 с коллектором 2 вдоль горизонтальной оси горелки. Это нужно для того, чтобы выставить зазор «Е» между газовым коллектором 2 и поверхностью настила топки. Величина данного зазора устанавливается в зависимости от ожидаемой реальной тепловой мощности горелки на конкретной печи, площади поверхности настила, состава применяемого газа и величины разрежения на уровне установки горелки.

Крепление и фиксация пилотной горелки 6 и средства 7 электророзжига осуществляется при помощи фланца, устанавливаемого на короб 5 воздуховода 3.

Пуск горелки начинают с розжига пилотной горелки 6 средством 7.

Газовое топливо, подводимое по газоподводящей трубке 1, истекает из отверстий газового коллектора 2 и смешивается с воздухом, поступающим из воздуховода 3 за счет разрежения в топочном пространстве. Уменьшение или увеличение количества подсасываемого воздуха производится регулятором 12 подачи воздуха, размещенным в коробе 5 воздуховода 3.

Образовавшаяся по периферии газового коллектора 2 газовоздушная смесь кольцевой струей истекает на внутреннюю огневую сторону футеровки печи, где воспламеняется от пилотной горелки 6 и, двигаясь по стене футеровки, образует кольцевой настильный факел.

Предложенное изобретение относится к устройствам для сжигания газового топлива на внутренней поверхности обмуровки печи, ее разогрев и передачу лучистой энергии к продуктовому змеевику и может найти применение, в частности, в высокотемпературных трубчатых печах. Горелка настильного пламени содержит гильзу 4, внутри которой установлена цилиндрическая обечайка - воздуховод 3, газоподводящую трубку 1, соединенную с газовым коллектором 2, рассекатель 8 пламени, установленный с зазором относительно выходного торца цилиндрического воздуховода 3, и пилотную горелку 6. Отличительной особенностью горелки является то, что газовый коллектор 2 выполнен в виде кольцевой распределительной камеры с радиальными отверстиями, размещенной между рассекателем 8 пламени и выходным торцом воздуховода 3. Газоподводящая трубка 1 и пилотная горелка 6 расположены в зазоре между воздуховодом 3 и гильзой 4. Горелка способна работать на любом топливе без проскока с пониженным уровнем шума. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Горелка настильного пламени, содержащая гильзу, расположенную в ней цилиндрическую обечайку для подвода воздуха, газоподводящую трубку, соединенную с газовым коллектором, рассекатель пламени, установленный с зазором относительно выходного торца цилиндрической обечайки, и пилотную горелку, установленную в зазоре между гильзой и цилиндрической обечайкой, отличающаяся тем, что газовый коллектор выполнен в виде кольцевой распределительной камеры с радиальными отверстиями, размещенной между рассекателем пламени и выходным торцом цилиндрической обечайки, а газоподводящая трубка расположена в зазоре между гильзой и цилиндрической обечайкой.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрическая обечайка сообщена с коробом воздуховода, имеющим регулятор подачи воздуха и фланец для закрепления на внешней поверхности печи.

3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что рассекатель пламени выполнен с внутренней и внешней поверхностями конической формы.