CZ308978B6 - Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin - Google Patents

Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin Download PDF

Info

Publication number
CZ308978B6
CZ308978B6 CZ2020713A CZ2020713A CZ308978B6 CZ 308978 B6 CZ308978 B6 CZ 308978B6 CZ 2020713 A CZ2020713 A CZ 2020713A CZ 2020713 A CZ2020713 A CZ 2020713A CZ 308978 B6 CZ308978 B6 CZ 308978B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
diffuser
fitting
constriction
flue gas
Prior art date
Application number
CZ2020713A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2020713A3 (cs
Inventor
Pavel Skryja
Jiří Bojanovský
Igor Hudák
Karel Pléha
Karel Pléha
LubomĂ­r VĂ­tek
Lubomír Vítek
Original Assignee
Vysoké Učení Technické V Brně
PBS INDUSTRY, a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoké Učení Technické V Brně, PBS INDUSTRY, a.s. filed Critical Vysoké Učení Technické V Brně
Priority to CZ2020713A priority Critical patent/CZ2020713A3/cs
Publication of CZ308978B6 publication Critical patent/CZ308978B6/cs
Publication of CZ2020713A3 publication Critical patent/CZ2020713A3/cs
Priority to EP21214919.9A priority patent/EP4019836B1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/02—Casings; Linings; Walls characterised by the shape of the bricks or blocks used
    • F23M5/025—Casings; Linings; Walls characterised by the shape of the bricks or blocks used specially adapted for burner openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/20—Burner staging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/30—Staged fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/10—Premixing fluegas with fuel and combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/09002—Specific devices inducing or forcing flue gas recirculation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/007—Mixing tubes, air supply regulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

Hořáková tvarovka válcového tvaru, sestává ze vstupního plynovzdušného difuzoru (2) a před ním v axiálním odstupu uspořádaného výstupního plynovzdušně spalinového difuzoru (3), přičemž difuzory (2, 3) jsou spolu spojeny čtyřmi po vnitřním obvodu tvarovky (1) pravidelně rozmístěnými žebry (8). Plynovzdušný difuzor (2) má duté kuželové zúžení (4) zakončené válcovým usměrňovačem (6) a plynovzdušně spalinový difuzor (3) má duté kuželové zúžení (5) zakončené válcovým usměrňovačem (7), přičemž plynovzdušně spalinový difuzor (3) má větší průměr na začátku i na konci zúžení (5) než je průměr na začátku i na konci zúžení (4) plynovzdušného difuzoru (2) a v meziprostorech mezi vnější plochou plynovzdušného difuzoru (2) a vnitřním čelem (13) plynovzdušně spalinového difuzoru (3) a vnitřní plochou zúžení (5) jsou vytvořeny na obvodovém plášti tvarovky (1) čtyři rovnoměrně rozmístěné spalinové kanály (11) se vstupy pro spaliny (B), a na vnějším obvodu tvarovky (1) jsou po celé její délce vytvořeny kanály (9) ve tvaru drážky, které jsou zapuštěny do každého žebra (8).

Description

Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin
Oblast techniky
Vynález se týká hořákové tvarovky pro monoblokové hořáky k ohřevu vody a získávání páry s nízkými emisemi oxidu dusíku.
Dosavadní stav techniky
Ve velkých energetických zařízeních, jako jsou elektrárny, rafinérie či chemické provozy se využívají výkonové hořáky s hořákovými tvarovkami. V oblasti ohřevu vody či získávání páry se běžně používají monoblokové hořáky, jejichž konstrukce je kompaktní a nepoužívají žádné betonové prvky. V současné době je snaha, aby hořáky měly co nejnižší emise oxidů dusíku. Poznatky z konstrukce tvarovek pro výkonové hořáky by se daly využít pro konstrukci tvarovky, jejíž účelem by bylo snížení emisí oxidů dusíku díky využití recirkulace spalin.
Cílem je představit hořákovou tvarovku s vnitřní recirkulací spalin přizpůsobenou kompaktním rozměrům, kterých dosahují monoblokové hořáky na zemní plyn.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že sestává ze vstupního plynovzdušného difuzoru a před ním je v axiálním odstupu uspořádán výstupní plynovzdušně spalinový difuzor, přičemž difúzory jsou spolu spojeny čtyřmi po vnitřním obvodu tvarovky pravidelně rozmístěnými žebry a plynovzdušný difuzor má duté kuželové zúžení zakončené válcovým usměrňovačem a plynovzdušně spalinový difuzor má duté kuželové zúžení zakončené válcovým usměrňovačem, přičemž plynovzdušně spalinový difuzor má větší průměr na začátku i na konci zúžení než je průměr na začátku i na konci zúžení plynovzdušného difuzoru a v meziprostorech mezi vnější plochou plynovzdušného difuzoru a vnitřním čelem plynovzdušně spalinového difuzoru a vnitřní plochou zúžení jsou vytvořeny na obvodovém plášti tvarovky čtyři rovnoměrně rozmístěné spalinové kanály se vstupy pro spaliny a na vnějším obvodu tvarovky jsou po celé její délce vytvořeny kanály ve tvaru drážky, které jsou zapuštěny do každého žebra.
Ve výhodném provedení má plynovzdušný difuzor na vnějším obvodu válcovou plochu, opatřenou ustavujícím otvorem pro ustavení neznázoměného monoblokového hořáku, který má osu kolmou na osu difuzoru.
Objasnění výkresů
Vynález bude dále objasněn pomocí výkresů, na kterých obr. 1 představuje čelní pohled na výstup hořákové tvarovky podle vynálezu, obr. 2 představuje řez hořákovou tvarovkou podél linie Z-Z z obr. 1, obr. 3 je perspektivní pohled na vstup hořákové tvarovky, obr. 4 je perspektivní pohled na výstup hořákové tvarovky a obr. 5 je perspektivní pohled na hořákovou tvarovku zboku.
Příklad uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je čelní pohled na výstup rotačně symetrické hořákové tvarovky 1 podle vynálezu. Jsou zde vidět v zásadě jen okraje usměrňovačů 6 resp. 7 difúzorů 2 resp. 3, a dále čtyři po obvodu rovnoměrně rozmístěné kanály 9 pro instalaci sekundárních plynových trysek.
- 1 CZ 308978 B6
Na obr. 2 je osový řez hořákovou tvarovkou £ podél linie Z-Z z obr. 1. Je vidět, že sestává na vstupu z plynovzdušného difúzorů 2 a na výstupu z plynovzdušně spalinového difuzoru 3. Difuzory 2 a 3 jsou uspořádány ve vzájemném odstupu a jsou spolu spojeny čtyřmi po vnitřním obvodu tvarovky £ pravidelně rozmístěnými žebry 8. Plynovzdušný difúzor 2 má duté kuželové zúžení 4 a má na vnějším obvodu válcovou plochu 12. Kuželové zúžení 4 je zakončené válcovým usměrňovačem 6. Difuzor 2 je na zmíněné válcové ploše 12 opatřen ustavujícím otvorem 10 pro ustavení neznázoměného monoblokového hořáku. Tento otvor 10 má osu kolmou na osu difuzoru 2. Plynovzdušně spalinový difuzor 3 má duté kuželové zúžení 5 zakončené válcovým usměrňovačem 7. Plynovzdušně spalinový difuzor 3 má větší průměr na začátku i na konci zúžení 5 než je průměr na začátku a na konci zúžení 4 plynovzdušného difuzoru 2, protože jím proudí větší množství směsi palivo-vzduch-spaliny B než je tomu v případě plynovzdušného difuzoru 2, kde proudí pouze směs palivo-vzduch A. V meziprostorech mezi vnější plochou difuzoru 2 a vnitřním čelem 13 difuzoru 3 a vnitřní plochou zúžení 5 jsou vytvořeny na obvodovém plášti tvarovky £ čtyři dokola rovnoměrně rozmístěné spalinové kanály ££ se čtyřmi vstupy pro spaliny B.
Plynovzdušná směs A je v plynovzdušném difuzoru 2 urychlena a dochází ke vzniku podtlaku, a tím k zajištění přisávání spalin B spalinovým kanálem 11, jak je znázorněno šipkou, kdy spaliny B přicházejí na obvod tvarovky £ přímo ze spalovací komory.
Na vnějším obvodu tvarovky £ jsou po celé její délce vytvořeny kanály 9 ve tvaru drážky, které jsou zapuštěny do každého žebra 8. Do těchto kanálů 9 se nainstalují neznázoměné sekundární trysky plynové vestavby. Zebra 8 jsou důležitá pro vyztužení celé tvarovky £ a zároveň jejich tloušťka je jedním z faktorů, který ovlivňuje množství přisávaných spalin B přes kanál ££. Tvar difúzorů, resp. sklon zúžení 5 ovlivňuje velikost podtlaku.
Na obr. 3 je perspektivní pohled na vstup hořákové tvarovky £ a jsou zde dobře vidět vstupy spalinových kanálů ££ pro spaliny B. Je zde také dobře vidět symetricky uspořádané kanály 9 pro instalaci sekundárních trysek a uvnitř tvarovky £ je dobře zřejmá vnitřní plocha usměrňovače 6 plynovzdušného difúzorů 2.
Obr. 4 je perspektivní pohled na výstup hořákové tvarovky £. Je zde dobře vidět vnitřní plocha usměrňovače 7 plynovzdušně spalinového difúzorů 3 a vstupy spalinových kanálů ££.
Obr. 5 je perspektivní pohled na hořákovou tvarovku z boku. Je zde dobře vidět spalinový kanál 11 a tvar žeber 8.

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Hořáková tvarovka válcového tvaru, vyznačující se tím, že sestává ze vstupního 5 plynovzdušného difuzoru (2) a před ním v axiálním odstupu uspořádaného výstupního plynovzdušně spalinového difuzoru (3), přičemž difuzory (2, 3) jsou spolu spojeny čtyřmi po vnitřním obvodu tvarovky (1) pravidelně rozmístěnými žebry (8) a plynovzdušný difúzor (2) má duté kuželové zúžení (4) zakončené válcovým usměrňovačem (6) a plynovzdušně spalinový difuzor (3) má duté kuželové zúžení (5) zakončené válcovým usměrňovačem (7), přičemž ίο plynovzdušně spalinový difuzor (3) má větší průměr na začátku i na konci zúžení (5) než je průměr na začátku i na konci zúžení (4) plynovzdušného difuzoru (2) a v meziprostorech mezi vnější plochou plynovzdušného difuzoru (2) a vnitřním čelem (13) plynovzdušně spalinového difuzoru (3) a vnitřní plochou zúžení (5) j sou vytvořeny na obvodovém plášti tvarovky (1) čtyři rovnoměrně rozmístěné spalinové kanály (11) se vstupy pro spaliny (B), ana vnějším obvodu tvarovky (l)jsou 15 po celé její délce vytvořeny kanály (9) ve tvaru drážky, které jsou zapuštěny do každého žebra (8).
  2. 2. Hořáková tvarovka podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovzdušný difuzor (2) má na vnějším obvodu válcovou plochu (12), opatřenou ustavujícím otvorem (10) pro ustavení neznázoměného monoblokového hořáku, který má osu kolmou na osu difuzoru (2).
CZ2020713A 2020-12-22 2020-12-22 Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin CZ2020713A3 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020713A CZ2020713A3 (cs) 2020-12-22 2020-12-22 Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin
EP21214919.9A EP4019836B1 (en) 2020-12-22 2021-12-15 Shaped burner piece with internal flue gas recirculation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020713A CZ2020713A3 (cs) 2020-12-22 2020-12-22 Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308978B6 true CZ308978B6 (cs) 2021-10-27
CZ2020713A3 CZ2020713A3 (cs) 2021-10-27

Family

ID=78149166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020713A CZ2020713A3 (cs) 2020-12-22 2020-12-22 Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4019836B1 (cs)
CZ (1) CZ2020713A3 (cs)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS259947B1 (cs) * 1987-04-02 1988-11-15 Evzen Oklestek Plynový monoblokový hořák
CN205782915U (zh) * 2016-05-23 2016-12-07 上海策立工程技术有限公司 烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴
EP2287530B1 (de) * 2009-08-07 2018-07-04 Dome Holding GmbH Mischeinrichtung für einen brenner

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0740831Y2 (ja) * 1989-04-28 1995-09-20 日本碍子株式会社 バーナータイル
US20010034001A1 (en) * 2000-02-24 2001-10-25 Poe Roger L. Low NOx emissions, low noise burner assembly and method for reducing the NOx content of furnace flue gas
US7878798B2 (en) * 2006-06-14 2011-02-01 John Zink Company, Llc Coanda gas burner apparatus and methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS259947B1 (cs) * 1987-04-02 1988-11-15 Evzen Oklestek Plynový monoblokový hořák
EP2287530B1 (de) * 2009-08-07 2018-07-04 Dome Holding GmbH Mischeinrichtung für einen brenner
CN205782915U (zh) * 2016-05-23 2016-12-07 上海策立工程技术有限公司 烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴

Also Published As

Publication number Publication date
EP4019836B1 (en) 2023-10-11
CZ2020713A3 (cs) 2021-10-27
EP4019836C0 (en) 2023-10-11
EP4019836A1 (en) 2022-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9739483B2 (en) Fuel/air mixture and combustion apparatus and associated methods for use in a fuel-fired heating apparatus
US9464810B2 (en) Burner including a swirl chamber with slots having different widths
ES2857716T3 (es) Dispositivo de mezcla y cabezal de quemador para un quemador con emisión reducida de NOx
RU2013126205A (ru) Камера сгорания газовой турбины со сверхнизкими выбросами
EP3502559B1 (en) Low nox burner with exhaust gas recycle and partial premix
US10126015B2 (en) Inward fired pre-mix burners with carryover
CN105423341B (zh) 有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室
US11835234B2 (en) Method of optimizing premix fuel nozzles for a gas turbine
EP3734154A1 (en) A combustion head with internal recirculation
CN109563995B (zh) 用于涡轮发动机的燃烧器中的燃料-空气混合器组件
US10006628B2 (en) Low NOx gas burners with carryover ignition
US20140308619A1 (en) Lean premix burner having center gas nozzle
CZ308978B6 (cs) Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin
US20170254531A1 (en) Device for the thermal post-combustion of exhaust air
CN103742915A (zh) 一种多腔燃气空气混合装置
CN104011462A (zh) 燃烧室
CN105627369B (zh) 燃气涡轮的焚烧器
KR102437325B1 (ko) 연료농도 구배를 이용한 공업용 가스연소기 및 그 작동방법
US11499717B2 (en) Combustion chamber
WO2018082539A1 (en) Premix fuel nozzle for a gas turbine and combustor
RU2565737C1 (ru) Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива
US20230400183A1 (en) Burner unit
RU2800206C1 (ru) Противоточная трехтопливная вихревая горелка
US5983809A (en) Burner assembly with low erosion inlet elbow
CN210601607U (zh) 一种混合器及应用其的燃烧器