Способ сжигания газообразного топлива и горелочное устройство Советский патент 1985 года по МПК F23C11/00 F23Q9/00 

2. Горелочное устройство, содержащее корпус, коаксиальный кольцевой газовьщающий коллектор с наружными радиальными газовыпускными соплами, установленный в корпусе с образованием центрального и периферийного каналов подвода- окислителя, разме- ценные в упомянутых каналах завихрители и центрально установленный запальник, отличающееся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры а700

кела и снижения содержания вредных примесей в продуктах сгорания, в центральном канале подвода окислителя установлена обечайка с торцевой перфорированной перегородкой на входе, газовьдающий коллектор дополнительно снабжен внутренними газовыпускными соплами, в плоскости кото. рых расположен выходной срез обечайки, а- запальник выполнен в виде газовой горелки, заведенной своим выходным участком внутрь обечайки.

1. Способ сжигания газообразного топлива путем подачи в пространство горения атмосферного воздуха и смеси дымовых газов с кислородом спутными вихревыми потоками и газообразного топлива радиальными расходящимися струями, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры факела и снижения содержания вредных примеЬей.в продуктах сгорания, атмосферный воздух подают в осевую зону пространства горения, а смесь дымовых газов с кислородом в периферийную зону, при этом газовое топливо дополнительно вводят радиальными сходящимися струями в (Л осевой поток атмосферного воздуха.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для сжигания высококалорийного газа с использованием отработанных продуктов сгорания. Известен способ сжигания газообразного топлива путем подачи в топочный объем газа, воздуха и продуктов сгорания, причем подачу продуктов сгорания осуществляют в т объемы топочного пространства, в которых это непосредственно не влияет на устойчивость горения til. При использовании в качестве окис лителя предварительно подготовленной смеси воздуха и продуктов горения состав в конце факела при прочих рав ных условиях смешения получается более однородным по сравнению с раздельной подачей воздуха и балласта в горелку. Это делает перспективным предварительное балластирование воздуха, однако в этом случае невозможно организовать устойчивое горение, если содержание кислорода в смеси менее 15%, а температура ее подогрева 200-400с. Известен также способ сжигания газообразного топлива путем подачи в пространство горения атмосферного воздуха и смеси дымовых газов с кислородом спутными вихревыми потока и газового топлива радиальными расходящимися струями Г21. Известно также горелочное устройство, содержащее корпус, коаксиальный кольцевой газовьщающий кол лектор с наружными радиальными газовыпускными соплами, установленный в корпусе с образованием центрального и периферийного каналов подвода окислителя, размещенные в упомянутых каналах завихрители и центрально установленный запальник 2. Недостатком известных способа и устройства является узкая область регулирования температуры факела и высокое содержание вредных примесей в продуктах сгорания. Цель изобретения - расширение пределов регулирования температуры факела и снижение содержания вредных примесей в продуктах сгорания. Указанная цель достигается тем, что согласно способу сжигания газообразного топлива путем иодачи в пространство сгорания атмосферного воздуха и смеси дымовых газов с кислородом спутными вихревыми потоками и газового топлива радиальными расходящимися струями, атмосферньй воздух подают в осевую зону пространства горения, а смесь дымовых газов с кислородом - в периферийную зону,при этом газовое топливо дополнительно вводят радиальными сходящимися струями в осевой поток атмосферного воздуха. .. В горелочном устройстве, содержащем корпус, коаксиальный кольцевой газовьщакяций коллектор с наружными газовыпускными радиальными соплами, установленный s корпусе с образованием центрального и периферийного каналов подвода окислителя, размещенные в упомянутых каналах завихритепи и центрально установленный запальник, в центральном канале подвода окислителя установлена обечайка с торцевой перфорированной перегородкой на входе, газовьщающий коллектор дополнительно снабжен внутренними газовыпускными соплами, в плоскости которых распол.ржей выходной срез обечайки, а запальник выполнен в виде газовой горелки,заведенной своим выходным участком внутрь обечайки.

На чертеже предста;влено горелочное устройство, продольный разрез.

Устройство содержит корпус 1, коаксиальный кольцевой газовьздаюлщй коллектор 2 с наружными радиальными газовыпускными соплами 3, установленный в корпусе 1 с образованием центрального и периферийного каналов 4 и 5 соответственно подвода окислителя, размещенные в упомянутых каналах 4 и 5 завихрители 6 и 7 и центрально установленный запальник. В центральном канале 4 тодвода окислителя установлена обечайка 8 с торцевой перфорированной перегородкой 9 на входе, газовьдающий коллектор 2 дополнительно снабжен внутренними газ.овыпускными соплами 10, в плоскости которых расположен выходной срез обечайки 8, а запальник 11 вьшолнен в виде газовой горелки, заведенной своим выходным участком внутрь обечайки 8.

о Способ в горелочном устройстве

реализуется следующим образом.

Атмосферный воздух с содержанием кислорода около 2% подают через центральный канал 4 в осевую часть пространства горения. Часть этого воздуха поступает во внутреннюю полость запальника 11, в которое подается газ. Образовавшуюся смесь воспламеняют и подают в прострз-нство горения в виде осевого запального факела.

Оставшзтася часть воздуха через завихритель 6 в виде вихревой струи с углом раскрытия 90-120° нагнетают в пространство горения вокруг осевого запального факела. В эту вихревую струю через сопла 10 коллектора 2 подают 10-20% топлива. Образовавшаяся смесь с коэффициентом расхода воздуха 0,6-1,5 воспламеняется

от пламени запального факела и формирует стабилизирующее пламя, которое своей высокотемпературной об- i ластью проникает в периферийные 5 зоны пространства горения.

Поток, смеси воздуха и продуктов сгорания через канал 5 с завихрителем 7 подают в периферийное пространство горения в виде закрученного

0 потока, в который через сопла 3 расходящимися струями нагнетают оставшуюся часть газа из коллектора 2. Образовавшаяся смесь из топлива, воздуха и продуктов сжигания при истечении в пространство горения контактирует со стабилизирующим пламенем и воспламеняется. При этом за счет интенсивного вихреобразования при движении смеси через завихритель

0 7 вокруг коллектора 2 образуется зона разрежения, в К01торую подсасывается стабилизирзющее пламя, что повышает надежность воспламенения периферийного потока.

Таким образом, при реализации

способа в пространстве горения образуются три взаимосвязанных очага воспламенения. В«центральной зоне развивается аксиальный запальный факел, в котором сжигается от 2 до 5% общего расхода топлива при коэффициенте расхода воздуха 0,4-0,9. Этот запальный факел горит в окружении вихревого стабилизирующего факела, в котором сжигается от 10 до 20% топлива при коэффициенте расхода 0,6-1,5. В периферийной зоне развивается основной факел, горение в котором происходит при

низких концентрациях кислорода.

Иртенсивное перемешивание потоков в пространстве горения позволяет

практически полностью расходовать кислород, подводимьй с воздухом по каналу 4 и подводиЙый .со смесьюпо каналу 5. Устойчивость горения ббес печивается высокотемпературным вихревым стабилизирующим факелом, который сам дополнительно стабилизирован осевым запальным пламенем.

Таким образом, то, что атмосферный воздух подают в осевую зону пространства горения, а смесь дымовых газов с кислородом - в периферийную зону, при этом газовое топливо дополнительно вводят радиальными сходящи511427006

мися струями в осевой notoK атмос- факела и снизить содержание вредферного воздуха, позволяет расширить ных примесей в продуктах сгорапределы регулирования температуры ния.