Горелочное устройство Советский патент 1992 года по МПК F23D17/00 

Изобретение относится к области сжигания газообразного топлива и может быть использовано в котлах тепловых электростанций.

Известны горелочные устройства, содержащие воздухоподающий корпус, разделенный коаксиальной обечайкой на центральный и периферийный каналы, в последнем из которых установлены газовые сопла 1.

Недостатком известных горелочных устройств является повышенный недожог топлива и, как следствие, пониженная экономичность.

Наиболее близким по технической сущ ности к заявляемому горелочному устройству является горелочное устройство, содержащее корпус с конфузорно-кониче- ским входным и цилиндрическим выходным участками, снабженный плоскими перегородками и обечайкой, разделяющей полость корпуса на коаксиальные периферийный и центральный каналы для подачи воздуха, завихритель, размещенный на входе центрального канала, а также открытые с торцов направляющие патрубки с газовыми соплами внутри, введенные в периферийный канал и распределенные в последнем по окружности с зазорами относительно друг друга, корпуса и обечайки, причем выходной участок обечайки выполнен цилиндрически, задние торцы патрубков расположены перед срезом корпуса, а оси патрубков и корпуса параллельны 2.

Одним из недостатков данного горелоч- ного устройства является узкий диапазон регулирования параметров факела, что ограничивает возможности использования подобного устройства в котлах, требующих по условиям эксплуатации изменения суммарного теплообмена в топочной камере Другим недостатком данного горелочного устройства является повышенное гидравлическое сопротивление, поскольку плоские перегородки в нем установлены поперек потока воздуха.

Целью изобретения является расширение возможностей регулирования параметров факела и снижение гидравлического сопротивления,

В горелочном устройстве,, содержащем корпус с конфузорно-коническим входным и

цилиндрическим выходным участками, снабженный плоскими перегородками и обечайкой, разделяющей полость корпуса на коаксиальные периферийный и центральный каналы для подачи воздуха,

завихритель, размещенный на входы центрального канала, а также открытие с торцов направляющие патрубки с газовыми соплами внутри, введенные в периферийный канал и распределенные в последнем по

окружности с зазорами относительно друг друга, корпуса и обечайки, причем выходной участок обечайки выполнен цилиндрическим, задние торцы патрубков расположены перед срезом корпуса, а оси

патрубков и корпуса параллельны, цель до стигается тем, что входной участок обечайки выполнен конфузорно-коническим и на его боковой поверхности образованы окна, передние торцы направляющих патрубков

расположены в полости периферийного канала перед указанными окнами, при этом упомянутые перегородки продольно установлены между корпусом и направляющими патрубками.

Кроме того, окна могут быть размещены под направляющими патрубками, а устройство дополнительно содержит сопловой аппарат подачи рециркуляционных газов,

установленный на входном коническом участке обечайки.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на

фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З,

Горелочное устройство содержит корпус 1, полость которого разделена обечайкой 2 на коаксиальные периферийный и центральный каналы 3 и 4. Корпус 1 и обечайка 2 имеют входные участки 5 и 6, выпол- ненные конфузорно-коническими, и выходные участки 7 и 8, выполненные цилиндрическими. В периферийный канал 3 введены направляющие патрубки 9, оси которых параллельны оси корпуса 1. Патрубки 9 распределены по окружности с зазорами относительно друг друга, корпуса 1 и обечайки 2. Задние открытые торцы 10 патруб- ков 9 расположены перед срезом 11 корпуса 1, передние открытые торцы 12 - перед окнами 13, образованными на боковой поверхности входного участка 6 обечайки 2. Окна 13 размещены под партрубками 9 с образованием кольцевого ряда. Внутри каждого патрубка 9 с кольцевым зазором установлено аксиальное газовое сопло 14. Между патрубками 9 и корпусом 1 установлены жестко скрепленные с ними плоские перегородки 15. На входе центрального канала 4 размещен тангенциальный завихри- тель 16, на входе периферийного канала 3 - радиальный направляющий аппарат 17. В полость центрального канала 4 введено со- пло 18 подачи газов рециркуляции с аксиальным завихрителем 19. Периферийный и центральный каналы 3 и 4 подключены к воздухоподводящим коробам 20 и 21. Для удобства установки газовых сопл 14 в пат- рубках 9 на обращенных к корпусу 1 частях боковой поверхности патрубков выполнены продольные вырезы 22.

Горелочное устройство работает следующим образом.

Природный газ подают сопла 14, Необходимый для горения воздух предварительно распределяют по коробам 20, 21, Воздух из короба 20 через направляющий аппарат 17 подается прямотоком в периферийный канал 3. Воздух из короба 21, пройдя завих- ритель 16, поступает закрученным потоком в центральный канал 4. К закрученному потоку воздуха в канале 4 примешиваются газы рециркуляции из сопла 18.

Часть воздуха, поданного в периферийный канал 3, проходит через направляющие патрубки 9, остальная часть обтекает эти патрубки снаружи. При этом картина течения в канале 3 за передними торцами 12 патрубков 9 по ходу воздуха определяется соотношением расходов воздуха, направляемого в каналы 3 и 4.

При большом расходе воздуха через периферийный канал 3 и малом через центральный канал 4 окна 13 запираются для перетока в канал 3 закрученного воздуха из канала 4. Структура течения в выходной части канала 3 в этом случае является чисто прямоточной с неравномерным распределением скоростей воздуха по радиусу. Большие значения скоростей наблюдаются во внутренней периферийной зоне канала 3, примыкающей к обечайке 2, меньшие - во внешней периферийной зоне, примыкающей к корпусу 1. Описанное распределение скоростей воздушного потока обусловлено наклонным расположением входных участков 5 и 6 корпуса 1 и обечайки 2 относительно их выходных участков 7 и 8 и является благоприятным с точки зрения воспламенения факела от внешней зоны рециркуляции в топке. В целом же такой прямоточно-вих- ревой факел с невысокой интенсивностью крутки характеризуется повышенными светимостью и дальнобойностью.

При большом расходе воздуха через центральный канал 4 и малом через периферийный канал 3 часть закрученного воздуха через окна 13 перетекает из канала 4 в канал 3. Возникающая при этом в канале 3 крутка воздуха в кольцевой полости между обечайкой 2 и патрубками 9 способствует более быстрому перемешиванию отдельных аксиальных газовоздушных струй с центральной закрученной воздушной струей. В результате образуется короткий слабосветящийся факел.

Горелочное устройство обеспечивает стабильное воспламенение факела от внешней зоны рециркуляции в топке, поскольку обмен средами между центральным и периферийным каналами через окна 13 не сказывается на начальном смесеобразовании, обусловленном инжектирующим действием газовых струй.

Формула изобретения

1, Горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий корпус с конфузорно- коническим входным и цилиндрическим выходным участками, снабженный плоскими перегородками и , установленной с образованием коаксиального периферийного и центрального каналов для подачи воздуха, завихритель, размещенный на входе центрального канала, а также открытые с торцов направляющие патрубки с газовыда- ющими трубками внутри, заведенные в периферийный канал и расположенные в последнем по окружности параллельно оси корпуса с зазором относительно друг друга, причем задние торцы патрубков расположены перед срезом корпуса, отличающеес я тем, что, с целью повышения экономичности путем расширения диапазона регулирования параметров факела и снижения гидравлического сопротивления, входной участок обечайки выполнен конфузорно-ко- ническим, а на ее боковой поверхности дополнительно выполнены окна, причем передние торцы направляющих патрубков расположены перед указанными окнами, а упомянутые плоские перегородки продольно установлены между корпусом и направляющими патрубками.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что направляющие патрубки расположены вокруг окон.

3.Устройство по п.1, от л и ч а ю щее- с я тем, что оно дополнительно содержит сопловой аппарат подачи рециркуляционных газов, установленный на входном коническом участке обечайки.

Изобретение относится к области сжигания газообразного топлива и может быть использовано в котлах тепловых электростанций. Цель изобретения - повышение экономичности путем расширения диапазона регулирования параметров факела и снижение гидравлического сопротивления. Это достигается тем, что горелочное устройство содержит корпус (К) 1, разделенный обечайкой (О) 2 на периферийный и центральный каналы 3 и 4. В периферийный канал 3 введены открытые с торцов направляющие патрубки (П) 9, распределенные по окружности с зазорами относительно друг друга, К 1 и О 2. К 1 и О 2 имеют конфузорно-конические входные участки 5 и 6 и цилиндрические выходные участки 7 и 8. Задние торцы 10 П 9 расположены перед срезом 11 К 1, передние торцы 12 - перед окнами 13, образованными на боковой поверхности входного участка 602. Внутри каждого П 9 установлено газовое сопло 14. между П 9 и К 1

А-А

г

Фиг.З

15