Способ сжигания топлива (варианты) Советский патент 1982 года по МПК F23D15/00 

1

Изобретение относится к технике Окигания топлив в горелочных устройствах, в частности газообразного, и может быть использовано в различных тепловых агрегатах: котлах, печах, в частности термических, и т.д.

Известны способы сжигания топлива, реализованные в горелочных устройствах; в которых подача вторичного воздуха на горение осуществляется по периферии сгорания, а топливо-воздушная смесь поступает по центру горелочного устройства Cl.

Недостаток этого способа состоит в том, что вторичный поступает, как правило, из торца горелочного насадка, примыкающего к зоне сгорания, в застойные вихревые зоны, образующиеся при внезапном расширении камеры сгорания, где он принимает участие в процессе горения топлива, не обеспечивая защиты стенок камеры сгорания от воздейстВИЯ высокой температуры. Кроме того, при импульсной подаче компонентов горения вторичный воздух сначала резко охлаждает раскаленные в процессе горения предыдущего цикла стенки камеры сгорания, после чего они постепенно прогреваются от факела, что приводит к быстрому растрескиванию стенок камеры сгорания.

Известен также способ сжигания

10 топлива путем подачи в зону горения топливо-воздушной смеси в виде периферийного потока и подачи вторичного воздуха в виде центрального аксиального потока 23.

15

Однако в горелках при осуществлении способа поддерживают высокое значение коэффициента избытка первичного воздуха при котором не обеспечивается достаточное снижение

20 температуры продуктов сгорания вблизи стенки камеры сгорания, суммарный коэффициент избытка воздуха при этом составляет d.,15-3,25. А при уменьшении d. 0,В5 увеличиваются потери тепла с химическим недожогом и снижается эффективность использования топлива. Целью изобретения является повышение надежности работы камеры егорания при обеспечении полноты выгорания топлива. Поставленная цель достигается тем, что согласно первому варианту соотношение скоростей истечения то пливо-воздушной смеси и вторичного воздуха поддерживается равным 0,5-, 1,0, и тем, что согласно Гвторому варианту подача вторичного воздуха в зону сгорания осуществляется виде радиальных струй при соотношени скоростей истечения топливо-воздушно смеси и вторичного воздуха, равном 0,1-0,5. Кроме того, по первому и второму вариантам топливо и воздух могут по даваться импульсами. На фиг. 1 представлена горелка с двухстадийной подачей воздуха на горение, продольный разрез; ни фиг. 2 узел I на фиг. 1.(первый вариант); на фиг. 3 - узел I на фиг. 1 (второй вариант). Горелка, осуществляющая предлагаемый способ сжигания топлива, содержит корпус 1, газовую трубку 2, цент ральную воздушную трубу 3, завихритель k потока первичного воздуха камеру 5 сгорания, пилотную горелку 6, снабженную запально-защитным устройством 7- Труба 3 Заканчивается в камере 5 сгорания соплом 8 с центральным отверстием:для сжигания топлива (первый вариант), а также может иметь заглушенный торец с радиальными отверстиями 9 для создания ряда радиальных воздушных струй (вто рой вариант). Газ истекает из трубы 2 через отверстия 10, которые могут выполняться радиальными или аксиальными. Способ реализуется следующим ;образом. Первичный воздух поступает в корпус 1, топливо подается в трубу 2 . и далее через отверстия 10 проходит в поток первичного воздуха, образуя богатую топливо-воздушную смесь которая истекает в камеру 5 сгорания ВторичныЯ воздух для горения поступает в виде центрального аксиального потока по трубе 3 и далее попадает в камеру 5 сгорания через соп24ло 8 (первый вариант) или ряд отверстий 9 (второй вариант) в виде радиальных струй. Для розжига горючей смеси в камере сгорания подают газ и воздух в пилотнуи} горелку 6, поджигают полученную в ней горючую смесь с помощью запально-защитного устройства 7. Для осуществления первого варианта сжигания топлива оптимальным соотношением скорости истечения топливо-воздушной смеси и вторичного воздуха является 0,5-1,0. При этом следует выбирать расстояние от входного участка камеры сгорания до среза сопла L не превышающим О, Ц, где 1ц - длина камеры сгорания, что способствует получению минимальных значений химического недожога при . суммарном коэффициенте избытка воздуха., близком к единице. Для осуществления второго варианта вторичный воздух в зону сгорания подают в виде радиальных струй при оптимальном соотношении скоростей истечения топливо-воздушной смеси и вторичного воздуха, равном 0,1-0,5При этом радиальные соппа для выпуска воздуха целесообразно располагать от входного участка камеры сгорания на расстоянии L, составляющем (0,35 0,75)Ц. Опыты подтвердили снижение температуры стенки камеры сгорания при удалении места ввода вторичного воздуха от входного участка внутрь камеры сгорания. При работе горелки в непрерывном режиме предпочтительна подача вторичного воздуха радиальными струями (второй вариант). Однако при работе горелки в импульсном режиме целесообразно осуществлять подачу вторичного воздуха одиночной аксиальной струей (первый вариант), чтобы избежать опасности оплавления центральной трубы от излучения раскаленными стенками камеры сгорания в периоды времени, когда горелка выключена. Изобретение позволяет обеспечить полноту выгорания топлива и надежную работу камеры сгорания и может эффективно использоваться в различных тепловых агрегатах. Формула изобретения 1. Способ сжигания топлива путем подачи в зону сгорания топливо-воз