RU193688U1 - Burner device - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, к горелочным устройствам котла и может быть использовано в котельной технике.Предложено горелочное устройство, включающее входной патрубок, соединенный с центральным каналом подвода горячего воздуха с установленной в нем форсункой, патрубок подвода пылегазовой смеси, соединенный с каналом подачи пылегазовой смеси в топку, и патрубки подачи вторичного воздуха, соединенные с каналами подачи вторичного горячего воздуха в топку с установленными в них направляющими лопаточными аппаратами, при этом канал пылегазовой смеси и каналы вторичного горячего воздуха установлены соосно с центральным каналом, a на входе в горелочное устройство за подводящим патрубком пылегазовой смеси установлен пылеконцентратор, соединенный с отводами концентрированной и слабозапыленной пылегазовой смеси, соединенными соответственно с каналами концентрированной и слабозапыленной газовой смеси, причем в канале слабозапыленной смеси установлен направляющий лопаточный аппарат.Заявляемое техническое решение позволяет за счет применения направляющего лопаточного аппарата в канале слабозапыленной пылегазовой смеси увеличить крутку потока на входе в топочную камеру котла, что приводит к более интенсивному прогреву горелочной струи на начальном участке факела за счет увеличения рециркуляции горячих топочных газов. Прямоточная же подача концентрированного потока в топку котла позволяет снизить коэффициент избытка воздуха на начальном участке концентрированного потока угольного факела и, тем самым, снизить концентрацию токсичных оксидов азота в уходящих газах котла и, следовательно, их валовый выброс в атмосферу.The utility model relates to the field of energy, to the burner devices of the boiler and can be used in boiler technology. A burner device is proposed that includes an inlet pipe connected to a central channel for supplying hot air with a nozzle installed in it, a pipe for supplying a dust and gas mixture connected to a dust and gas supply channel mixtures into the furnace, and secondary air supply pipes connected to the channels for supplying secondary hot air to the furnace with guide vanes installed in them, p In this case, the dust-gas mixture channel and the secondary hot air channels are installed coaxially with the central channel, and a dust concentrator is installed at the inlet of the burner behind the dust-gas mixture supply pipe connected to the outlets of the concentrated and slightly dusty gas mixture, respectively connected to the channels of the concentrated and slightly dusted gas mixture, In the channel of a slightly dusty mixture, a guide vane apparatus is installed. The claimed technical solution allows through the use of guide vanes In the channel of a slightly dusty gas mixture, increase the twist of the flow at the inlet to the furnace chamber of the boiler, which leads to more intense heating of the burner jet in the initial section of the torch due to an increase in recirculation of hot flue gases. Direct-flow supply of the concentrated stream to the boiler furnace makes it possible to reduce the coefficient of excess air in the initial section of the concentrated stream of the coal plume and, thereby, reduce the concentration of toxic nitrogen oxides in the exhaust gases of the boiler and, therefore, their gross emission into the atmosphere.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, к горелочным устройствам котлов и может быть использовано в котельной технике применительно как к вихревым, так и к прямоточным горелочным устройствам.The utility model relates to the field of energy, to burner devices of boilers and can be used in boiler technology as applied to both vortex and direct-flow burner devices.

Известно горелочное устройство, включающее входной патрубок, соединенный с центральным каналом подвода горячего воздуха с установленной в нем форсункой, два патрубка подвода пылегазовой смеси, соединенные с двумя каналами подачи пылегазовой смеси в топку, и патрубки подачи вторичного воздуха, соединенные о каналами подачи вторичного горячего воздуха в топку, содержащими направляющий лопаточный аппарат, при этом каналы пылегазовой смеси и каналы вторичного горячего воздуха установлены соосно с центральным каналом (Справочник по котельным установкам: Топливо, топливоприготовление, топки и топочные процессы / под общей ред. М.И. Неуймина, Т.С. Добрякова. М.: Машиностроение, 1993. стр. 329, Рис. 12.3. б).A burner device is known that includes an inlet pipe connected to a central channel for supplying hot air with a nozzle installed in it, two pipes for supplying a dust and gas mixture, connected to two channels for supplying a dust and gas mixture to a furnace, and secondary air supply pipes connected to secondary hot air supply channels in the furnace containing the guide vanes, while the channels of the dust and gas mixture and the channels of the secondary hot air are installed coaxially with the central channel (Boiler manual installations: Fuel, fuel preparation, furnaces and furnace processes / under the general editorship of M.I. Neuymin, T.S. Dobryakova, M .: Engineering, 1993. p. 329, Fig. 12.3. b).

Недостатком известного пылеугольного горелочного устройства является высокая генерация оксидов азота на начальном участке факела вследствие высокого коэффициента избытка воздуха в канале подвода пылевоздушной смеси.A disadvantage of the known pulverized coal burner device is the high generation of nitrogen oxides in the initial portion of the flare due to the high coefficient of excess air in the channel for supplying the dusty air mixture.

Известно горелочное устройство, включающее входной патрубок, соединенный с центральным каналом подвода горячего воздуха с установленной в нем форсункой, патрубок подвода пылегазовой смеси, соединенный с пылеконцентратором, за которым расположены каналы подачи концентрированной и слабозапыленной пылегазовой смеси в топку, в патрубке подачи концентрированной смеси расположен закручивающий поток лопаточный аппарат и патрубки подачи вторичного воздуха, соединенные с каналами подачи вторичного горячего воздуха в топку, содержащими направляющие лопаточные аппараты, при этом каналы пылегазовой смеси и каналы вторичного горячего воздуха установлены соосно с центральным каналом (патент RU 2147708 опубл. 20.04.2000).A burner device is known that includes an inlet pipe connected to a central channel for supplying hot air with a nozzle installed in it, a pipe for supplying a dust and gas mixture, connected to a dust concentrator, behind which there are located channels for supplying concentrated and slightly dusty dust and gas mixture to the furnace, a swirl the flow of the scapula apparatus and secondary air supply pipes connected to the secondary hot air supply channels to the furnace, containing branching vanes, while the channels of the dust-gas mixture and the channels of the secondary hot air are mounted coaxially with the central channel (patent RU 2147708 publ. 04/20/2000).

Указанное горелочное устройство является наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому и принято за прототип.The specified burner device is the closest in its technical solution to the claimed and taken as a prototype.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является высокая генерация оксидов азота на начальном участке факела вследствие закручивания концентрированной струи пыли в лопаточном аппарате. Таким образом, у пылегазового потока появляется радиальная составляющая скорости, вследствие которой, попадая в топку, струя начинает расширяться в сторону слабозапыленного потока и вторичного воздуха, где опять обогащается кислородом, что приводит к увеличению генерации токсичных окислов азота.The disadvantage of the device adopted for the prototype is the high generation of nitrogen oxides in the initial portion of the torch due to the swirling of a concentrated dust stream in the scapula. Thus, a radial velocity component appears in the dust-gas stream, due to which, getting into the furnace, the jet begins to expand towards a slightly dusty stream and secondary air, where it is again enriched with oxygen, which leads to an increase in the generation of toxic nitrogen oxides.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed. However, the proposed technical solution does not follow explicitly for the specialist in the manner of the prior art and determined by the applicant.

Заявляемое техническое решение позволяет, за счет применения направляющего лопаточного аппарата в канале слабозапыленной пылегазовой смеси увеличить крутку потока на входе в топочную камеру котла, что приводит к более интенсивному прогреву горелочной струи на начальном участке факела за счет увеличения рециркуляции горячих топочных газов. Прямоточная же подача концентрированного потока в топку котла позволяет снизить коэффициент избытка воздуха на начальном участке концентрированного потока угольного факела, и, тем самым, снизить концентрацию токсичных оксидов азота в уходящих газах котла и, следовательно, их валовый выброс в атмосферу, что улучшает экологию окружающей среды.The claimed technical solution allows, due to the use of a guide vane apparatus in the channel of a slightly dusty gas mixture, to increase the flow twist at the inlet to the boiler combustion chamber, which leads to more intense heating of the burner jet in the initial section of the torch due to increased recirculation of hot flue gases. Direct-flow supply of the concentrated stream to the boiler furnace allows reducing the coefficient of excess air in the initial section of the concentrated stream of the coal plume, and thereby reducing the concentration of toxic nitrogen oxides in the exhaust gases of the boiler and, consequently, their gross emission into the atmosphere, which improves the environment .

Предложено горелочное устройство, включающее входной патрубок, соединенный с центральным каналом подвода горячего воздуха с установленной в нем форсункой, патрубок подвода пылегазовой смеси, соединенный с каналом подачи пылегазовой смеси в топку, и патрубки подачи вторичного воздуха, соединенные с каналами подачи вторичного горячего воздуха в топку с установленными в них направляющими лопаточными аппаратами, при этом канал пылегазовой смеси и каналы вторичного горячего воздуха установлены соосно с центральным каналом, а на входе в горелочное устройство за подводящим патрубком пылегазовой смеси установлен пылеконцентратор, соединенный с отводами концентрированной и слабозапыленной пылегазовой смеси, соединенными соответственно с каналами концентрированной и слабозапыленной газовой смеси, причем, в канале слабозапыленной смеси установлен направляющий лопаточный аппарат.A burner device is proposed that includes an inlet pipe connected to a central channel for supplying hot air with a nozzle installed in it, a pipe for supplying a dust and gas mixture, connected to a channel for supplying a dust and gas mixture to the furnace, and secondary air supply pipes connected to channels for supplying secondary hot air to the furnace with guide vanes installed in them, while the dust-gas mixture channel and secondary hot air channels are installed coaxially with the central channel, and at the entrance to a dust collector is installed behind the inlet pipe of the dust and gas mixture, connected to the outlets of the concentrated and slightly dusted gas mixture, respectively connected to the channels of the concentrated and slightly dusted gas mixture, and a guide vanes are installed in the channel of the dustless mixture.

Полезная модель иллюстрируется чертежом.The utility model is illustrated in the drawing.

Горелочное устройство включает входной патрубок 1, соединенный с центральным каналом подвода горячего воздуха 2 с установленной в нем форсункой 3. Патрубок подвода пылегазозой смеси 4 соединен с пылеконцентратором 5. За пылеконцентратором 5, по ходу движения среды, установлены отводы концентрированной 6 и слабозапыленной 7 пылегазовой смеси. Отводы концентрированной 6 и слабозапыленной 7 пылегазовой смеси соединены с каналом подачи пылегазовой смеси 8 в топку. Канал подачи пылегазовой смеси 8 состоит из каналов подачи концентрированной 9 и слабозапыленной 10 пылегазовой смеси. Патрубки подачи вторичного воздуха 11 соединены с каналами подачи вторичного горячего воздуха 12 в топку. В каналах подачи вторичного горячего воздуха 12 установлен регулирующий направляющий лопаточный аппарат 13. Канал пылегазовой смеси и каналы вторичного горячего воздуха установлены соосно с центральным каналом подвода горячего воздуха 2. В канале слабозапыленной смеси 10 установлен направляющий лопаточный аппарат 14.The burner device includes an inlet pipe 1 connected to a central channel for supplying hot air 2 with a nozzle 3 installed in it. A pipe for supplying a dust-gas mixture 4 is connected to a dust concentrator 5. Outlets of a concentrated 6 and slightly dusty 7 dust-gas mixture are installed behind the dust concentrator 5, in the direction of the medium flow . The taps of concentrated 6 and slightly dusty 7 dust-gas mixture are connected to the feed channel of the dust-gas mixture 8 into the furnace. The feed channel of the dust-gas mixture 8 consists of feed channels of concentrated 9 and slightly dusty 10 dust-gas mixture. The secondary air supply pipes 11 are connected to the secondary hot air supply channels 12 to the furnace. A regulating guide vane apparatus 13 is installed in the secondary hot air supply channels 12. A dust-gas mixture channel and secondary hot air channels are installed coaxially with the central channel for supplying hot air 2. A guide vane apparatus 14 is installed in the channel of slightly dusty mixture 10.

Горелочное устройство работает следующим образом. Готовая пыль, транспортируемая отработанным сушильным агентом, поступает в патрубок подвода пылегазовой смеси 4, откуда пылегазовая смесь поступает в пылеконцентратор 5. Проходя через лопаточный аппарат пылеконцентратора 5, пылегазовая смесь закручивается. Вследствие крутки большая часть пыли, под воздействием центробежной силы, поступает на периферию, и, далее, через отвод концентрированной смеси 6 - в канал концентрированной газовой смеси 9 горелочного устройства. Таким образом, основная масса топлива попадает в топку котла в прямоточной струе высокой концентрации. В топке котла к данной струе происходит эжекция высокотемпературных продуктов сгорания, за счет круток потоков вторичного воздуха и слабозапыленной смеси, нагревающих ее, и способствующих выходу и горению летучих при низком коэффициенте избытка воздуха. Большая же часть газовой фазы, закрученная лопатками пылеконцентратора 5, содержащая оставшуюся меньшую долю угольной пыли, через отвод слабозапыленной смеси 7, попадает в канал слабозапыленной смеси 10. При помощи лопаточного аппарата 14 струя низкой концентрации получает дополнительную крутку, способствующую ее большему раскрытию в топочном пространстве котла, что создает более сильную эжекцию горячих топочных газов к концентрированной струе и обуславливает ее более эффективный прогрев, также при низком избытке воздуха. Вторичный воздух поступает в патрубки подачи вторичного воздуха 11 и далее - в каналы подачи вторичного горячего воздуха 12, из которых, проходя через регулируемый лопаточный аппарат 13, приобретает в нем крутку. Крутка воздуха необходима для раскрытия струи, способствующей подаче топочных газов к струе высокой концентрации. Из канала подачи вторичного воздуха 12 закрученная воздушная струя поступает в топку котла. Таким образом, выход и горение основной массы летучих, содержащих большую долю азота топлива, происходит при низком коэффициенте избытка воздуха, благодаря чему снижается генерация оксидов азота в топке котла.The burner device operates as follows. The finished dust, transported by the spent drying agent, enters the nozzle for supplying the dust-gas mixture 4, from where the dust-gas mixture enters the dust concentrator 5. Passing through the blade apparatus of the dust concentrator 5, the dust-gas mixture is twisted. Due to the twist, most of the dust, under the influence of centrifugal force, enters the periphery, and then, through the outlet of the concentrated mixture 6, into the channel of the concentrated gas mixture 9 of the burner device. Thus, the bulk of the fuel enters the furnace of the boiler in a direct-flow jet of high concentration. In the furnace of the boiler, high-temperature combustion products are ejected to this jet, due to the twists of the secondary air flows and slightly dusty mixture, heating it, and contributing to the exit and combustion of volatiles with a low coefficient of excess air. The greater part of the gas phase, twisted by the blades of the dust concentrator 5, containing the remaining smaller fraction of coal dust, enters the channel of the slightly dusted mixture 10 through the outlet of the weakly dusted mixture 10. Using a spatula device 14, the low-concentration jet receives an additional twist, which contributes to its greater opening in the furnace space boiler, which creates a stronger ejection of hot flue gases to the concentrated stream and causes its more efficient heating, also with a low excess of air. Secondary air enters the secondary air supply pipes 11 and then into the secondary hot air supply channels 12, of which, passing through the adjustable blade apparatus 13, acquires twist in it. A twist of air is necessary to open the jet, which contributes to the supply of flue gases to the jet of high concentration. From the secondary air supply channel 12, a swirling air stream enters the boiler furnace. Thus, the output and combustion of the bulk of volatiles containing a large fraction of fuel nitrogen occurs at a low coefficient of excess air, which reduces the generation of nitrogen oxides in the boiler furnace.

Claims (1)

Горелочное устройство, включающее входной патрубок, соединенный с центральным каналом подвода горячего воздуха с установленной в нем форсункой, патрубок подвода пылегазовой смеси, соединенный с каналом подачи пылегазовой смеси в топку, и патрубки подачи вторичного воздуха, соединенные с каналами подачи вторичного горячего воздуха в топку с установленными в них направляющими лопаточными аппаратами, при этом канал пылегазовой смеси и каналы вторичного горячего воздуха установлены соосно с центральным каналом, на входе в горелочное устройство за подводящим патрубком пылегазовой смеси установлен пылеконцентратор, соединенный с отводами концентрированной и слабозапыленной пылегазовой смеси, соединенными соответственно с каналами концентрированной и слабозапыленной газовой смеси, отличающееся тем, что в канале слабозапыленной смеси установлен направляющий лопаточный аппарат.A burner device including an inlet pipe connected to a central channel for supplying hot air with a nozzle installed in it, a pipe for supplying a dust and gas mixture, connected to a channel for supplying a dust and gas mixture to the furnace, and secondary air supply pipes connected to channels for supplying secondary hot air to the furnace with guide vanes installed in them, while the dust-gas mixture channel and secondary hot air channels are installed coaxially with the central channel, at the entrance to the burner oystvo a supply pipe for powder-gas mixture set pylekontsentrator connected to the taps and concentrated slabozapylennoy dust-gas mixture, connected respectively with the channels and slabozapylennoy concentrated gas mixture, characterized in that the mixture in the channel slabozapylennoy mounted guide blade apparatus.

Images