Горелочное устройство Советский патент 1992 года по МПК F23D14/00 

Изобретение относится к горелочным устройствам и может быть использовано в теплогенераторах, предназначенных для отопления административных зданий и

сельскохозяйственных сооружений, а также в газотурбинных установках.

Известна горелка, содержащая возду- хопроводящий. корпус с кольцевым топливным коллектором, имеющим радиальное выходное отверстие и V-образные стабилизаторы с радиально размещенной входной кромкой, причем каждый стабилизатор выполнен расширяющимся от оси корпуса к периферии и его грани установлены с возможностью взаимного углового перемещения. Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность охлаждения уголковых стабилизаторов. Недостаточная эффективность охлаждения стабилизирующего устройства известной горелки связана с тем, что охлаждение происходит за счет конвективного теплообмена с воздухом, протекающим через щели между уголковыми стабилизаторами. Поэтому при сжигании топлива с относительно низкими избытками воздуха (а 1,0 - 1,05), когда температура факела достигает максимально возможных значений, количество воздуха, подаваемого в горелку, является минимальным, что и снижает эффективность охлаждения стабилизирующего устройства. Предварительный подогрев воздуха, поступающего в горелку, также приводит к повышению рабочей температуры стабилизирующего устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является горелочное устройство, содержащее воздухонаправляющий кожух, на выходном конце боковой поверхности которого закреплен кольцевой коллектор для отвода охлаждающей воды, установленный на выходе в горелочное устройство смеситель, коаксиально установленные центральную и периферийную кольцевые газовые трубы с радиальными выходными отверстиями, установленную между ними кольцевую трубу, образующую канал подвода охлаждающей воды, сообщающийся с полостью коллектора через внутренний объем закрепленных на кольцевой трубе полых V-образных стабилизаторов, выполненных расширяющимися от оси устройства к периферии.

Это устройство обладает недостаточной эффективностью охлаждения уголковых стабилизаторов и недостаточно экологически чистым сжиганием топлива. Недостаточная эффективность охлаждения стабилизаторов связана с тем, что охлаждение уголковых стабилизаторов происходит путем конвективного теплообмена между воздухом, поступающим в горелку, и внешней поверхностью стабилизаторов, а также между охлаждающей водой и внутренней поверхностью стабилизаторов. При режимах работы горелки, характеризующихся низкими значениями избытка воздуха /а 1,02 -1,05/, температура факела достигает максимальных значений, тогда как количество воздуха, поступающего в горелку и охлаждающего стабилизаторы, является минимально возможным.

Основным способом теплоотвода от

стабилизаторов при этом режиме работы является конвективный теплообмен между охлаждающей водой и внутренней поверхностью стабилизаторов. Последнее приво0 дит к необходимости обеспечения достаточно высокого расхода охлаждающей стабилизаторы воды. Недостаточно экологически чистое сжигание топлива в известном горелочном устройстве (при

5 коэффициенте избытка воздуха, равном 3,. неполнота сгорания топлива составляет 2 %) обусловлено отсутствием дополнительных конструктивных мероприятий, направленных на уменьшение образования окислов

0 азота и угарного газа в продуктах сгорания. Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания.

5 Указанная цель достигается тем, что в известном горелочном устройстве, содержащем воздухоподводящий корпус с кольцевым коллектором отвода охлаждающей воды в выходном его участке, трубы, коакси0 ально размещенные в корпусе с образованием центрального и периферийного кольцевых газовых каналов с сопловыми отверстиями и промежуточного канала для подвода охлаждающей воды, а также полые

5 уголковые стабилизаторы, выполненные расширяющимися в направлении к выходному торцу устройства и сообщенные с каналом для подвода охлаждающей воды и кольцевым коллектором, внутренняя стенка

0 стабилизаторов снабжена радиальными рядами отверстий различного диаметра и отбойными козырьками, установленными над отверстиями минимального диаметра, которые распределены равномерно по всей дли5 не стабилизаторов, а отверстия большего диаметра размещены в шахматном порядке между отверстиями минимального диаметра и выполнены с диаметром, увеличивающимся в направлении выходного торца

0 устройства.

На фиг.1 представлено горелочное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг. 1; на фиг.З - стабилизатор, продольный разрез (А - А на фиг.2),

5 Горелочное устройство содержит воздухоподводящий корпус 1 с кольцевым коллектором 2 отвода охлаждающей воды в выходном его участке, трубы, коаксиально размещенные в корпусе с образованием центрального 3 и периферийного 4 кольцевых газовых каналов с сопловыми отверстиями и промежуточного канала 5 для подвода охлаждающей воды. На выходе из горелоч- нрго устройства установлены голые уголковые стабилизаторы 6, выполненные расширяющимися в направлении к выходному торцу устройства и сообщенные с каналом 5 для подвода охлаждающей воды и кольцевым коллектором 2. Внутренняя стенка стабилизаторов 6 снабжена радиаль- ными рядами отверстий 7,8 различного диаметра и отбойными козырьками 9, установленными над отверстиями 8 минимального диаметра, которые распределены равномерно по всей длине стабилизаторов 6. Отверстия большего диаметра 7 размещены в шахматном порядке между отверстиями 8 минимального диаметра и выполнены с диаметром, увеличивающимся в направлении выходного горца устройства.

На входе в горелочное устройство последовательно установлены три перфорированные пластины 10, выполняющие роль смесителя.

Центры каждого из сопловых отверстий кольцевого газового канала 3 находятся в одной плоскости с входной кромкой стабилизаторов 6 и осью горелочного устройства. Внутрь горелочного устройства вставлен запальник 11. На кольцевом коллекторе 2 ус- тановлен штуцер для отвода воды 12. Крепление горелочного устройства к стенке камеры сгорания осуществляется при помощи фланца 13. На торце горелочного устрой13

ства со стороны фланца 3 закреплены штуцеры 14.15,16, служащие для подачи газа в периферийный и центральный кольцевые газовые каналы 4,3, а также для подачи воды в кольцевой канал 5 соответственно.

Формула изобретения Горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий корпус с кольцевым коллектором отвода охлаждающей воды в выходном его участке, трубы, коаксиально размещенные в корпусе с образованием центрального и периферийного кольцевых газовых , каналов с сопловыми отверстиями и промежуточного канала для подвода охлаждающей воды, а также полые уголковые стабилизаторы, выполненные расширяющимися в направлении к выходному торцу устройства и сообщенные с каналом для подвода охлаждающей воды и кольцевым коллектором, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и снижения содержания оксидов азота в продуктах сгорания, внутренняя стенка стабилизаторов снабжена радиальными рядами отверстий различного диаметра и отбойными козырьками, установленными над отверстиями минимального диаметра, которые распределены по всей длине стабилизаторов, а отверстия большего диаметра размещены в шахматном порядке между отверстиями минимального диаметра и выполнены с диаметром, увеличивающемся в направлении выходного торца, устройства.

12 2

tpus.1

/

Изобретение относится к горелочным устройствам и может быть использовано в теплогенераторах и газотурбинных установках. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания. В горелочном устройстве уголковые стабилизаторы 6 выполнены расширяющимися в направлении к выходному торцу устройства и сообщены с каналом 5 для подвода охлаждающей воды и кольцевым коллектором 2, внутренняя стенка стабилизаторов 6 снабжена радиальными рядами отверстий 7,8 различного диаметра и отбойными козырьками 9, установленными над отверстиями 8 минимального диаметра, которые распределены равномерно по всей длине стабилизаторов 6, а отверстия большего диаметра 7 размещены в шахматном порядке .между отверстиями 8 минимального диаметра и выполнены с диаметром,увеличивающимся в направлении выходного торца устройства. Повышение эксплуатационной надежности достигается за счет повышения эффективности охлаждения стабилизаторов 6 горелочного устройства путем создания заградительной пелены, возникающей при истечении парожидкост- ной пленки из щели, образованной отбойными козырьками 9 и внутренней стенкой стабилизаторов 6. Снижение содержания оксидов азота в продуктах, сгорания достигается путем впрыска воды /водяного пара/ в ядро факела через отверстия большего диаметра. Причем для обеспечения различной дальнобойности струй отверстия выполнены с диаметром, увеличивающимся в направлении выходного торца устройства. Для уменьшения размывания струй, истекающих через отверстия большего диаметра /без отбойных козырьков/, защитной пеленой, образующейся при истечении из щели между отбойными козырьками и внутренней стенкой стабилизаторов, отверстия большего диаметра размещены в шахматном порядке между отверстиями минимального диаметра. 3 ил. (Л С ю ч 00 х«

фиг. 2

.А-А;

99

EXZZZSSEGEZ

Л

фиг.З