Горелка Советский патент 1992 года по МПК F23D17/00 

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано в топках котлов и печей теплотехнических агрегатов.

Известна горелка, содержащая цилиндрический корпус и соосно с ним установленную трубу, образующие каналы для подачи воздуха и топлива, а также завихрители, соединенные с упомянутыми каналами.

При этом труба установлена с возможностью поворота, а выходные участки корпуса и трубы имеют косые срезы.

Положение факела относительно продольной оси горелки зависит от степени закрутки завихрителями топливо-воздушной смеси и от величины угла среза выходного участка корпуса, т. е. угла между поперечной плоскостью среза его выходного участка.

Недостатком известной горелки является сравнительно малый диапазон регулирования положения факела относительно продольной оси горелки. Это объясняется тем, что угол отклонения факела от продольной оси горелки регулируется только за счет изменения угла среза выходного участка корпуса. Опыт эксплуатации промышленных горелок показал, что угол среза выходного участка корпуса может быть увеличен до 30°. Дальнейшее.его увеличение приводит к снижению надежности работы горелки. Это объясняется тем, что с ростом угла среза увеличивается длина срезанной части выходного участка корпуса и соответственно, ее части, размещенной в топке, что приводит к более интенсивному его обгоранию.

Известна также горелка, содержащая цилиндрический корпус и соосно установленную трубу, образующие каналы для подачи воздуха и топлива, снабженные завихрителями. При этом труба установлена с возможностью поворота, выходные участки корпуса и трубы имеют косые срезы, а завихритель канала подачи воздуха выполнен в виде соплового аппарата, образованного поворотными лопатками.

Данная горелка выбрана прототипом.

(Л

С

vi о

N5

о

XI

XI

В этой горелке угол отклонения факела от продольной оси горелки регулируется не только за счет изменения угла среза выходного участка корпуса, но и за счет изменения степени закрутки воздуха посредством поворота лопаток. Вследствие этого расширяется диапазон регулирования положения факела относительно оси горелки по сравнению с описанным выше аналогом.

Несмотря на это диапазон регулирования положения факела относительно продольной оси горелки остается недостаточным. Как указывалось выше, отклонение факела от оси горелки возрастает не только при увеличении степени закрутки топливо-воздушной смеси, но и при увеличении угла среза выходного участка корпуса. Однако диапазон изменения этих двух параметров ограничен. Так, повышение степени закрутки ограничивается напором, создаваемым тягодутьевыми устройствами, а увеличение угла среза более 30° - снижением надежности работы горелки, вследствие обгорания выступающей в топку срезанной части выходного участка корпуса.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности, расширение диапазона регулирования факела относительно продольной оси горелки и снижение образования окислов азота в продуктах сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что в известной горелке, содержащей цилиндрический воздухоподводящий корпус и со- осно с ним установленную топливную трубу, образующие каналы для подачи воздуха и топлива, а также соединенные с этими каналами завихрители, на выходном участке корпуса установлен с возможностью поворота насадок, выполненный, согласно изобретению, в виде несимметричного диффузора.

Выполнение насадка в виде несимметричного диффузора не требует выноса его за пределы обмуровки, имеющего место в конструкции прототипа, что исключает об- горание и разрушение насадка. Это приводит к повышению надежности при работе горелки в зонах высоких тепловых потоков.

Экспериментальные исследования показали, что отклонение аэродинамической оси струи зависит от поперечной скорости закрученного потока в канале несимметричного насадка, которая является следствием разницы статических давлений на противоположных образующих насадка. Величина разницы статических давлений для заявляемого насадка в 2,4 - 2,4 раза выше, чем для прототипа. За счет этого угол отклонения

оси факела от продольной оси горелки увеличивается на 45 - 50 %.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1 и 2, Горелка содержит цилиндрический воздухоподводящий корпус 1, соосно установленную топливную трубу 2, образующую канал 3 для подачи топлива, и канал 4 для подачи воздуха, расположенный между стенками корпуса 1 и трубы 2. Канал 3 снаб0 жен завихрителем 5 топливо-воздушной смеси, а канал 4 - завихрителем 6 вторичного воздуха. На выходном участке корпуса 1 установлен насадок 7, выполненный в виде несимметричного диффузора. При этом на5 садок 7 имеет возможность поворота вокруг оси посредством устройства 8.

Горелка работает следующим образом. В завихритель 5 подают топливо-воздушную смесь, а в завихритель 6 воздух. В

0 канале 3 создается закрученный поток воздуха и топливо-воздушной смеси. На выходе из горелки, благодаря несимметричной форме диффузора насадка 7 и закрученному потоку воздуха, происходит отклонение оси

5 факела от продольной оси горелки. При увеличении угла наклона лопаток завихрителя б происходит нарастание неравномерности распределения давления поперек воздушного потока, что при постоянном положении

0 насадка 7 ведет к увеличению угла отклонения факела. Поворот насадка 7 вокруг оси горелки осуществляют посредством устройства 8. В результате этого ось факела при постоянном угле наклона лопаток завихри5 теля 6 отклоняется в соответствующую сторону.

Закрученная струя, выходящая из насадка в виде несимметричного диффузора, характеризуется интенсивной рециркуля0 цией охлажденных топочных газов в зону горения. Это приводит к понижению максимальной температуры зоны горения и, следовательно, - снижению выхода окислов азота. Проведенные исследования показы5 вают, что при прочих равных условиях, выполнение насадка в виде несимметричного диффузора позволяет снижать выход окислов азота на 15 - 20 процентов по сравнению с прототипом.

0 Выполнение насадка без выступающих за пределы обмуровки частей и расширение диапазона регулирования позволяет значительно повысить надежность горелки. Формула изобретения

5 Горелка, содержащая цилиндрический воздухоподающий корпус и соосно установленную s нем топливную трубу с завихрителем на входе, образующие кольцевой канал с установленным в нем завихрителем, причем в выходном участке корпуса установлен

поворотный насадок, отличающаяся тем, что, с целью снижения образования окислов азота в продуктах сгорания и повышения эксплуатационной надежности путем расширения диапазона регулирования факела относительно продольной оси, поворотный насадок выполнен в виде несимметричного диффузора.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано в топках котлов и печей теплотехнических агрегатов. Цель изобретения - снижение образования окислов азота в продуктах сгорания и повышение эксплуатационной надежности путем расширения диапазона регулирования факела относительно продольной оси. Для достижения поставленной цели поворотный насадок, установленный на топливной трубе в выходном участке корпуса, выполнен в виде несимметричного диффузора. 2 ил.

Л.

ff

7

Т

Фие.1