Инжекционная горелка Советский патент 1988 года по МПК F23D14/04 

со

00 4

сх

00

со

N)

Фи1.1

Изобретение относится к инжекцион- иым горелкам и может быть использовано в химической промьппленности для сжигания горючих газов, например в трубчатых печах крупнотоннажных производств аммиака, и является дополнит тельным к основному авт.св. № 1288447. Цель изобретения - повышение экономичности с нижение содержания окислов азота в продуктах сгорания.

На фиг. 1 изображена горелка с раздельной регулировкой вторичного и третичного воздуха, продольный разрез; на фиг. 2 - горелка с совместной регулировкой вторичного и третичного воздуха, продольный разрез.

Горелка (см. фиг. 1) содержит корпус 1 с диффузором 2, конфузорным выходным участком 3, регулятором 4 расхода вторичного воздуха, аксиальное газовыдающее сопло 5, подводящий патрубок 6, центральную трубу 7, инжектор 8 с диффузором 9 и выходным участком 10, кольцевой делитель 11 потока треугольного профиля с калиброванным отверстием 12, второй делитель 13 потока с обечайкой 14, воз - душньш кожух 15 с регулируемыми окнами 16, горелочный камень 17.

Горелка (см. фиг. 2) содержит те же элементы, что и горелка согласно фиг. 1 с тем отличием, что верхний торец воздушного кожуха 15 расположен на уровне верхнего среза инжектора 8, а горелка снабжена общим регулятором 4 вторичного и третичного воздуха.

Горелка (см. фиг. 1) работает следующим образом.

Горючий газ по патрубку 6 подают в сопло 5, истекая из которого он подсасывает первичный воздух в инжектор 8 и разгоняет его. В диффузоре 9 происходит сжатие потока при уменьшении его скорости. В выходном участке 10 благодаря делителю 11 поток разбивается на 2 части: через калиброванное отверстие 12 в центральную трубу 7 направляется определенная часть потока, которая истекает из нее с необходимой скоростью; другая часть проходит через кольцевой зазор между делителем 11 и выходным участком 10, подсасывая вторичный воздух, расход которого регулируется регулятором 4. Газовоздушная смесь сжимается в диффузоре 2 и делится делителем 13 на выходном участке 3 на два потока: внутренний периферийный поток через

5

0

5

0

5

0

5

0

5

обечайку 14 выходит в топочное пространство, а другой внешний периферийный поток проходит в зазоре между выходным участком 3 и делителем 13 и попадает в кольцевой зазор между обечайкой 14 и воздушным кожухом 15, подсасывая при этом третичньй воздух через регулируемые окна 16. Обращую- щаяся газовоздушная смесь выходит в топочное пространство через горелочный камень 17.

Горелка (см. фиг. 2) работает аналогичным образом, но регулирование вторичного и третичного воздуха осуществляется общим регулятором 4. Скорости газовоздушных смесей на выходе из центральной трубы 7, на выходе из зазора между центральной трубой 7 и обечайкой 14, на выходе из зазора между обечайкой 14 и кожухом 15 поддерживаются равными между собой.

При работе горелки в обоих вариантах создают центральный и периферийный потоки газовоздутпной смеси путем разделения общей газовоздушной струи и подсосом периферийным потоком вторичного воздуха, причем в центральном потоке поддерживают козффициент избытка воздуха оС 0,2-0,3, а в пери- ферийно 1 ,5-0,6, периферийный поток делят на внутренний и внешний и внешним периферийным потоком подсасывают третичный воздух до коэффициента избытка воздуха of 1,,0 на выходе в горелочную амбразуру и получают три концентричных потока га- за с различным избытком воздуха.

Величина о/, определяется опаснос- ностью сажевыделения: при уменьшении возможно выпадение сажи. Причем нижний предел с( 0,2 для горючего газа с малым содержанием высших углеводородов; верхний предел (У 0,3 для газа с большим содержанием высших угле- водородов.

Величина d определяется опасностью проскока пламени внутрь горелки. Причем нижний предел ,5 для газа, обогащенного водородом, верхний предел of 0,6 для газа с низким содержанием водорода или отсутствии.

Величина d определяетс я также опасностью проскока пламени внутрь горелки. Причем нижний предел of 1,85 для газов с низким содержанием высших углеводородов, верхний ,20 для газа с высоким содержанием высших углеводородор.

Горелка работает следующим образом.

Из сопла 5 диаметром 9 мм поступает природный газ с малым содержанием высших углеводородов. Давление перед соплом 5 поддерживается 0,832 ати, расход газа составляет 100 . Природный газ подсасывает первичный воздух в количестве 238 нм /ч (что соответствует ,24), разгоняет его в инжекторе 8 и сжимает до давления 366 мм вод.столба. Часть газовоздушного потока в количестве 135

в свою очередь приводит к экономии 80% энергии, затрачиваемой на дымосос,

Благодаря тому, что внешний поток является газовоздушным, он загорается прямо в амбразуре и перемешивание всех трех потоков происходит непосредственно в горячем факеле, выход окислов азота в продуктах сгорания уменьшается на 10-20% по сравнению с прототипом.

Благодаря тому, что внутри конфу- зорного участка 3 корпуса 1 располо

Изобретение м.б. использовано в химической промьшшенности для сжигания горючих газов и позволяет повысить экономичность горелки, снизить содержание окислов азота в продуктах сгорания. Второй кольцевой делитель 13 потока треугольного профиля с обечайкой 14 размещен в выходном участке 3 корпуса 1 и направлен вершиной в сторону сопла 5. Выходной торец воздушного кожуха 15 корпуса с регулируемыми окнами 16 для подачи третичного воздуха размещен в одной плоскости с торцами центральной трубы 7 и обечайки. При таком выполнении получают центральный и периферийный потоки, причем последний делят на внутренний, поступающий в топочное пространство, и внешний. Внешним периферийным потоком подсасывают третичный воздух до коэффициента избытка воздуха о/ 1,85-2,0 на выходе в го- релочную амбразуру. Таким образом получают три концентричных потока газа с различным избытком воздуха. 2 ил. с сл

(при ,24) поступает через калибро- жен в горой делитель 13 потока и во- ванное отверстие 12 диаметром 23 мм в центральную трубу 7 с внутренним диаметром 40 мм и истекает из нее со скоростью 35 м/с в топочное пространство. Вторая часть газовоздушного 20 потока подсасывает 200 вторичного воздуха, при этом d увеличивается до 0,56. Вторичная газовоздушная смесь в количестве 350 сжимается в диффузоре 2 до давления 87 мм вод.ст. и разделяется -на два потока делителем 13 потока. Внутренний поток, проходя через зазор между центральной трубой 7 и обечайкой 14, выходит в топочное пространство со скоростью 35 м/с. Внешний периферийный поток подсасывает третичный воздух в количестве 600 и выходит через кольцевой зазор между кожухом 15 и обечайкой 14 в топочное пространство со скоростью 35 м/с.

Энергия внешнего периферийного потока, имеющего избыточное давление 87 мм вод.ст., затрачивается на подсос третичного воздуха, благодаря чему необходимое разряжение в топочном пространстве резко снижается, что

круг корпуса 1 расположен воздушный. кожух 15, периферийный газовоздушный поток делится с помощью дополнительного делителя 11, часть которого под сасывает третичный воздух, что умень шает расход энергии на вентилятор третичного воздуха (или дымосос) или исключает его совсем.

25 Формула изобретения

Инжекционная горелка по авт. св. № 1288447, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения экономичности и снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания, она дополнительно содержит второй кольцевой делитель потока треугольно го профиля с обечайкой, размещенный в выходном участке корпуса и направленный вершиной в сторону сопла, а сам корпус снабжен воздушным кожухом с регулируемыми окнами для подачи третичного воздуха, выходно торец которого размещен в одной плоскости с торцами центральной трубы и обечайки .

30

35

40

жен в горой делитель 13 потока и во-

круг корпуса 1 расположен воздушный. кожух 15, периферийный газовоздушный поток делится с помощью дополнительного делителя 11, часть которого подсасывает третичный воздух, что уменьшает расход энергии на вентилятор третичного воздуха (или дымосос) или исключает его совсем.

жен в горой делитель 13 потока и во- 20

25 Формула изобретения

жен в горой делитель 13 потока и во-

Инжекционная горелка по авт. св. № 1288447, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения экономичности и снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания, она дополнительно содержит второй кольцевой делитель потока треугольного профиля с обечайкой, размещенный в выходном участке корпуса и направленный вершиной в сторону сопла, а сам корпус снабжен воздушным кожухом с регулируемыми окнами для подачи третичного воздуха, выходно торец которого размещен в одной плоскости с торцами центральной трубы и обечайки .

Фиъ.г