Комбинированная горелка Советский патент 1992 года по МПК F23D17/00 

Изобретение относится к технике сжи- ганич газообразного и жидкого топлив и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известны комбинированные горелки, содержащие воздухоподающий корпус, внутри которого соосно установлены центральная мазутная форсунка и кольцевой, коллектор горючего газа, снабженный выпускными соплами, наклоненными к оси корпуса под острым углом.

Эти горелки не обеспечивают качественного смешения топлива (газа) с окислителей в обьеме факела и характеризуются высоким уровнем выбросов оксидов азота как при сжигании газа, так и мазута, что обусловлено высоким пирометрическим уровнем процесса горения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является комбинированная горелка, содержащая воздухоподающий корпус, внутри которого соосно

становлены центральная азутная форсуна и кольцевой коллектор горючего газа, выолненный расширяющимся в сторону выходного среза корпуса и снабженный выпускными соплами, размещенными по периметру тыльной стенки коллектора под острым утлом к оси корпуса, причем одна часть этих сопел направлена к периферии, а другая часть - к центру корпуса,

В такой горелкэ обеспечивается более качественное смешение газз с воздухом в объеме факела. Однако из-за отсутствия внешнего подвода в факел газов рециркуляции этой горелке также присущ высокий уровень содержания оксидов азота в продуктах сгорания,

Целью изобретения является снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания.

В комбинированной горелке, содержащей воздухоподзющий корпус, внутри которого соосно установлены центральная мазутная форсунка и кольцевой коллектор горючего газа, выполненный расширяющимися в сторону выходного среза корпуса и сь бженный выпускными соплами, размещенными по периметру тыльной стенки коллектора под острым углом к оси корпуса, причем одна часть этих сопел направлена к периферии, а другая часть - к центру корпуса, поставленная цель достигается тем, что внутри корпуса дополнительно установлен соосный кольцевой патрубок подачи газов рециркуляции, а коллектор горючего газз с выпускными соплами расположен в свету указанного патрубка на его выходе, при этом сопла по периметру тыльной сменки коллектора размещены чередующимися группами, объединяющими сопла, направленные либо к периферии, либо к центру корпуса,

Из фиг. 1 изображена комбинированная горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1.

Комбинированная горелка содержит воздухоподагощий корпус 1, внутри которого соссно установлены центральная мазутная форсунка 2, кольцевой коллектор 3 горючего газа и кольцевой патрубок 4 под- -ачи газов рециркуляции, разделяющий полость корпуса 1 на центральный 5 и периферийный 6 каналы. Коллектор 3 горючего газа выполнен расширяющимся в сторону выходного среза корпуса 1, с продольным сечением, имеющим форму трапеции, и снабжен выпускными соплами 7, 8, наклоненными к оси корпуса 1 под острым углом и размещенными по периметру тыльной стенки 9 чередующимися группами, каждая из которых объединяет либо

направленные к периферии корпуса 1 сопла 7, либо направленные к центру корпуса 1 сопла 8, Коллектор 3 с соплами 7, 8 расположен в свету патрубка 4 подачи газов рециркуляции на его выходе, В коллекторе 3 между крайними соплами 7 и 8 соседних групп установлены радиальные перегородки 10, разделяющие полость коллектора на отсеки 11. Отсеки 11 с соплами 7 и 8 подклю0 чены соответственно к источникам горючего iaoa 12 и 13. Центральный 5 и периферийный б каналы корпуса 1 подключены к источникам воздуха 14, 15. На входе периферийного канала 6 установлен регистр 16 тангенциаль5 ных лопаток. Центральный канал 5 снабжен аксиальным зявихритплем 17.

Комбинированная горелка работает следующим образом,

Горючий газ и мазут сжигают раздельно.

0 На номинальной и близких к ней нагрузках воздух подают в каналы 5, 6, топливо - горючий газ или мазут - соответственно через сопла 7, 8 или форсунку 2. Одновременно через патрубок А подают газы

5 рециркуляции, которые, обтекая коллектор 3, сходят с ею наружной и внутренней боковых стенок двумл кольцевыми потоками, один из которых направлен к периферии, а другой - к центру корпуса- Непосредствен0 но зг т ыльной стенкой 9 коллектора 3 образуется зона возвратного течения, в которую в первую очередь попадают газы рециркуляции, в основной своей массе еще не успевшие смешаться с воздухом,

5 При работе горелки на газе, выходящие из сопел 7, 8 струйки горючего газа присоединяют к себе газы рециркуляции и смеши- взю1ся с ними. Благодаря тому, что наклоненные в разные стороны сопла 7 и 8

0 размещены чередующимися группами, за тылыюй стенкой 9 коллектора 3 образуются чередующиеся по периметру этой стенки участки возвратного течения с большими и меньшими значениями скоростей и концен5 трзций газов рециркуляции, Выравнивание этих иеравномерностей сопровождается интенсивным перемешиванием горючего газа с газами рециркуляции, В результате вся масса горючего газа оказывается обра0 ботанной газами рециркуляции на короткой длине, что способствует торможению процесса генерации оксидов азота в топочном обьеме.

Положительный эффект по снижению

5 содержания о сидоа азота в продуктах сгорания при сжигании мазута достигается благодаря последовательному поступлению формируемых коллектором 3 кольцевых потоков газов рециркуляции в ближнюю и дальнюю зоны факела.

При уменьшении нагрузки до 70% номинальной и ниже оптимальное соотношение скоростей горючего газа (мазута) и воздуха в горелке можно поддерживать, отключая подачу горючего газа от одного из источников 12, 13 и прекращая подачу воздуха через каналы 5 или 6. Надежность коллектора 3 при работе горелки в таких режимах обеспечена за счет смывания его газами рециркуляции.

Дополнительная установка внутри корпуса патрубка подачи газов рециркуляции снижает температурный уровень процесса горения газа и мазута и тем самым способствует снижению выхода оксидов азота. Расположение коллектора горючего газа с выпускными соплами в свету и на выходе патрубка подачи газов рециркуляции, а также размещение сопел чередующимися группами позволяет интенсифицировать обработку горючего газа газами рециркуляции до момента смешения горючего газа с воздухом, что оказывает дополнительное тормозящее воздействие на выход оксидов

0

5

0

5

азота, По сравнению с горелкой-прототипом общее снижение выбросов оксидов азота составляет не менее 40-45% при сжигании газа и 20-25% при сжигании мазута.

Формула изобретения Комбинированная горелка, содержащая корпус с коаксиально установленными центральной форсункой, расширяющимся к выходной амбразуре кольцевым коллектором с соплами на его торце, направленными как к оси горелки, так и к ее периферии, кольцевой обечайкой, разделяющей корпус на центральный и периферийный каналы, и средствами для закрутки воздуха в каналах, отличающаяся тем, что, с целью снижения содержания оксидов азота в продуктах сгорания, кольцевая обечайка установлена с образованием канала для рециркуляционных газов, газовый коллектор размещен коаксиально обечайке на ее выходе, а газовые сопла сгруппированы по направлению и размещены по коллектору чередующимися группами.

Изобретение относится к технике сжи- ания газообразного и жидкого топлив и может быть использовано на тепловых электростанциях. Цель изобретения - снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания. Комбинированная горелка содержит воздухоподающий корпус (К) 1 с соосно установленными центральной мазутной форсункой 2, кольцевым коллектором (КК) 3 горючего газа и кольцевым патрубком (П)4 подачи газов рециркуляции. КК 3 выполнен расширяющимся в сторону выходного среза К 1 и снабжен выпускными соплами (С), наклоненными к оси К 1 под острым углом. С размещены по периметру тыльной стенки 9 КК 3 чередующимися группами. Горючий газ и мазут сжигают раздельно. При сжигании газа выходящие из С газовые струйки присоединяют к Nce6e газы рециркуляции и смешиваются с ними. Зз тыльной стенкой 9 КК 3 образуются чередующиеся по периметру участки возвратного течения с большими и меньшими значениями скоростей и концентрацией газов рециркуляции. Выравнивание этих неравномерностей интенсифицирует смешение горючего газа с газами рециркуляции. В результате вся масса горючего газа оказывается обработанной газами рец иркуляции на короткой длине, что способствует подавлению генерации оксидов азота в топочном обьеме. При сжигании мазута снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания достигается благодаря последовательному поступлению формируемых КК 3 кольцевых потоков rasoi рециркуляции в ближнюю и дальнюю зоны факела.2 ил.

ЗидА

П

Фиг, 2