RU2159895C1 - Oil/gas combination burner - Google Patents
Oil/gas combination burner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2159895C1 RU2159895C1 RU2000111981A RU2000111981A RU2159895C1 RU 2159895 C1 RU2159895 C1 RU 2159895C1 RU 2000111981 A RU2000111981 A RU 2000111981A RU 2000111981 A RU2000111981 A RU 2000111981A RU 2159895 C1 RU2159895 C1 RU 2159895C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- gas
- central
- embrasure
- diameter
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к комбинированным горелочным устройствам для сжигания газообразного и/или жидкого топлива, и может быть использовано в теплотехнических устройствах различного назначения. The invention relates to the field of power engineering, in particular to combined burner devices for burning gaseous and / or liquid fuels, and can be used in heat engineering devices for various purposes.
Известна горелка (см. патент РФ N 2091669, М.кл. F 23 D 17/00, опубл. 27.09.97), содержащая камеру с центральным воздушным каналом для подачи по крайней мере части воздуха для зоны горения, множество сопел, радиально разнесенных вокруг центрального канала, сообщенных с источником топлива и выполненных с возможностью пуска выходящего из них агента в зону первичного сгорания, лопастной завихритель, расположенный в центральном канале, и средство для управления объемом воздуха, подаваемого в центральный канал в зону горения, а также узел подачи вторичного воздуха, размещенный в зоне упомянутых сопел, причем сопла, сообщенные с источником топлива, и узел подачи вторичного воздуха выполнены в виде множества эжекторов, впускные сопла которых направлены в центральный канал для подачи в него смеси топлива и воздуха, лопастной завихритель содержит множество лопастей, установленных с возможностью регулирования делительного угла между ними для оптимизации вращения смеси воздуха с горючим газом, подаваемым на сжигание, и установлен с возможностью аксиального перемещения в центральном воздушном канале для изменения расстояния относительно зоны первичного сгорания. Горелка содержит дополнительно камеру рециркуляции топочного газа, сообщенную с упомянутыми эжекторами, а также канал третичного воздуха, выходной участок которого направлен на зону первичного горения по ходу потока для образования зоны конечного сгорания, средство для управления объемом воздуха выполнено в виде заслонки, перераспределяющей объемы воздуха между узлом вторичного воздуха, а также каналами третичного и первичного воздуха, путем изменения объема, подаваемого в последний. Горелка выполнена с возможностью независимого регулирования продольного перемещения завихрителя, изменения делительного угла между лопастями последнего, а также изменения объема смеси, подаваемой впускными соплами эжекторов, кроме того, она содержит горловину, выполненную в виде заменяемых элементов из жаропрочного материала, а образующая центрального канала выполнена в виде съемной обечайки. Known burner (see RF patent N 2091669, Mcl F 23 D 17/00, publ. 09/27/97), containing a chamber with a Central air channel for supplying at least part of the air for the combustion zone, many nozzles radially spaced around a central channel in communication with a fuel source and configured to start an agent exiting from them into a primary combustion zone, a blade swirler located in a central channel, and means for controlling the amount of air supplied to the central channel to the combustion zone, and also a secondary supply unit in air located in the zone of the said nozzles, the nozzles in communication with the fuel source and the secondary air supply unit made in the form of a plurality of ejectors, the inlet nozzles of which are directed into the central channel for supplying a mixture of fuel and air, the blade swirl contains many blades installed with the possibility of adjusting the pitch angle between them to optimize the rotation of the mixture of air with combustible gas supplied for combustion, and is installed with the possibility of axial movement in the central air Nala to change the distance relative to the primary combustion zone. The burner additionally contains a flue gas recirculation chamber in communication with the said ejectors, as well as a tertiary air channel, the outlet portion of which is directed to the primary combustion zone along the flow to form the final combustion zone, the means for controlling the air volume is made in the form of a damper redistributing the air volumes between the secondary air unit, as well as the channels of the tertiary and primary air, by changing the volume supplied to the latter. The burner is capable of independently controlling the longitudinal movement of the swirl, changing the pitch angle between the blades of the latter, as well as changing the volume of the mixture supplied by the inlet nozzles of the ejectors, in addition, it contains a neck made in the form of replaceable elements made of heat-resistant material, and the generatrix of the central channel is made in a removable shell.
Недостатками известной горелки являются низкие эксплуатационные качества и надежность, высокая металлоемкость и высокие концентрации оксидов азота. Причины указанных недостатков обусловлены конструктивными особенностями этой горелки. The disadvantages of the known burner are low performance and reliability, high metal consumption and high concentrations of nitrogen oxides. The reasons for these shortcomings are due to the design features of this burner.
Известна также принятая за прототип газовая горелка с низким выбросом оксида азота (см. патент Великобритании N 1171771, М.кл. F 23 C 7/02, опубл. 1969 г. ), содержащая корпус, в котором расположен воздушный канал с плавно расширяющимся конусом у горловины горелки и завершающийся выходным участком, где установлен аксиальный завихритель, дозирование воздуха в канал и горловину горелки осуществляется с помощью подвижной осевой шиберной заслонки, диаметр входного участка воздушного канала меньше, чем у выходного участка воздушного канала, и по конфигурации представляющий трубу Вентури, встроенную в тело горелки, и разделяющую своей обечайкой общий воздушный канал на центральный, снабженный завихрителем, и периферийный каналы, при этом воздух из узкой части трубы Вентури подается в центральный канал горелки, а в периферийный - из широкой конусной ее части. Also known is a prototype gas burner with a low emission of nitric oxide (see UK patent N 1171771, Mcl F 23 C 7/02, publ. 1969), containing a housing in which there is an air channel with a continuously expanding cone at the neck of the burner and ending with the outlet section where the axial swirl is installed, the air is dosed into the channel and the neck of the burner using a movable axial slide gate, the diameter of the inlet section of the air channel is smaller than that of the outlet section of the air channel, and according to the configuration representing a Venturi pipe embedded in the body of the burner and dividing the common air channel into a central channel equipped with a swirler and peripheral channels, with air from a narrow part of the Venturi pipe being supplied to the central channel of the burner and to the peripheral channel from its wide conical part .
Недостатком известной газовой горелки с низким выбросом оксида азота являются низкие эксплуатационные качества и надежность, повышенный уровень выбросов оксидов азота, высокое аэродинамическое сопротивление и повышенная металлоемкость, обусловленные, соответственно, ее конструктивными особенностями. "Жесткая" конструкция устройства подачи газа не позволяет производить замену газоподающих устройств "на ходу", что приводит к снижению маневренности оборудования, на котором они установлены, и к невозможности оптимизировать его работу. Кроме того, взаимное расположение основных элементов горелки и соотношение их размеров не оптимизировано, вследствие чего в ряде режимов она работает ненадежно, факел, формируемый горелкой, имеет недостаточную стабильность. A disadvantage of the known gas burner with a low nitrogen oxide emission is its low performance and reliability, an increased level of nitrogen oxide emissions, high aerodynamic drag and increased metal consumption, due, respectively, to its design features. The “rigid” design of the gas supply device does not allow the replacement of gas supply devices on the go, which leads to a decrease in the maneuverability of the equipment on which they are installed and to the inability to optimize its operation. In addition, the relative position of the main elements of the burner and the ratio of their sizes are not optimized, as a result of which in some modes it does not work reliably, the torch formed by the burner has insufficient stability.
Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, выражается в улучшении эксплуатационных качеств и повышении надежности промышленных объектов, понижении уровня выбросов оксидов азота, снижении аэродинамического сопротивления и сокращении металлоемкости, снижении уровней вибрации и шума, предотвращении отрыва пламени от амбразуры горелки при сжигании газа. The technical result provided by the present invention is expressed in improving the performance and increasing the reliability of industrial facilities, lowering the level of nitrogen oxide emissions, lowering the aerodynamic drag and reducing the metal consumption, lowering the levels of vibration and noise, preventing the flame from breaking off the burner embrasure during gas combustion.
Технический результат достигается тем, что в известной газомазутной горелке, содержащей корпус с обечайкой, выполненной в форме трубы Вентури, встроенной в тело горелки и разделяющей общий воздушный канал на центральный, снабженный аксиальным завихрителем, и периферийный, устройства для подачи газа в центральный и периферийный воздушный каналы, форсунку, расположенную по оси горелки, независимые друг от друга автоматические газозапальное и защитное устройства, согласно изобретению, отношение диаметра выходной конфузорной части к диаметру горловины трубы Вентури находится в пределах от 1,2 до 1,6, входное устройство в центральный воздушный канал расположено в сужающейся части трубы Вентури, а входное устройство в периферийный воздушный канал расположено в ее расширяющейся части с относительным сдвигом по продольной оси горелки от 0,55 до 0,85 диаметра амбразуры, отношение выходных сечений центрального и периферийного воздушных каналов составляет от 6 до 8, устройство для подачи газа в периферийный воздушный канал содержит съемные концевые насадки, расположенные ближе к амбразуре, чем устройство для подачи газа в центральный воздушный канал, с относительным сдвигом между ними по продольной оси горелки от 0,06 до 0,17 диаметра амбразуры, аксиальный завихритель расположен ближе к амбразуре, чем устройство для подачи газа в центральный воздушный канал, с относительным сдвигом между ними по продольной оси горелки от 0,03 до 0,09 диаметра амбразуры, отношение диаметра аксиального завихрителя к диаметру амбразуры составляет от 0,35 до 0,65, причем труба Вентури содержит пьезометрическое кольцо, расположенное снаружи ее горловины, кроме того, она дополнительно соединена с системой рециркуляции дымовых газов, подаваемых в воздушный поток, направляемый к горелке, а газозапальное устройство расположено на относительных расстояниях от 0,15 до 0,2 и от 0,03 до 0,05 диаметра амбразуры от центрального газоподающего устройства по радиусу и по продольной оси, соответственно, а защитное устройство для осуществления контроля за факелом, расположено на относительных расстояниях от 0,15 до 0,2 и от 0,03 до 0,05 диаметра амбразуры от центрального газоподающего устройства по радиусу и по продольной оси горелки, соответственно. The technical result is achieved by the fact that in a known gas-oil burner containing a casing with a shell made in the form of a venturi, built into the body of the burner and dividing the common air channel into a central one equipped with an axial swirl, and peripheral, devices for supplying gas to the central and peripheral air channels, nozzle located along the axis of the burner, automatic gas filling and protective devices, independent from each other, according to the invention, the ratio of the diameter of the output confuser part to the dia The venturi neck is between 1.2 and 1.6, the inlet to the central air channel is located in the tapering part of the venturi, and the inlet to the peripheral air channel is located in its expanding part with a relative shift along the longitudinal axis of the burner from 0 , 55 to 0.85 of the diameter of the embrasure, the ratio of the output sections of the central and peripheral air channels is from 6 to 8, the device for supplying gas to the peripheral air channel contains removable end nozzles located closer to the am than the device for supplying gas to the central air channel, with a relative shift between them along the longitudinal axis of the burner from 0.06 to 0.17 diameter of the embrasure, the axial swirler is located closer to the embrasure than the device for supplying gas to the central air channel, with the relative shift between them along the longitudinal axis of the burner is from 0.03 to 0.09 diameter of the embrasure, the ratio of the diameter of the axial swirler to the diameter of the embrasure is from 0.35 to 0.65, and the Venturi pipe contains a piezometric ring located outside its th In addition, it is additionally connected to the flue gas recirculation system supplied to the air flow directed to the burner, and the gas filling device is located at relative distances from 0.15 to 0.2 and from 0.03 to 0.05 of the embrasure diameter from the central gas supply device along the radius and the longitudinal axis, respectively, and the protective device for monitoring the torch is located at relative distances from 0.15 to 0.2 and from 0.03 to 0.05 diameter embrasures from the central gas supply device along the radiusalong the longitudinal axis of the burner, respectively.
Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Between the distinguishing features and the achieved technical result, there is the following causal relationship.
В отличие от аналогов и прототипа, отношение диаметра выходной конфузорной части к диаметру горловины трубы Вентури находится в пределах (1,2-1,6), что позволяет снизить безвозвратные потери давления до минимума. Это наглядно подтверждает фиг.2, показывающая, что при соотношении диаметров выходного Dт и узкого (горловины) участков Dо трубы Вентури в таком интервале безвозвратная потеря давления составляет менее 15 %, что считается приемлемым. При Dт/Dо> 1,6 безвозвратная потеря давления возрастает до недопустимых значений. Из фиг.3 видно, что при Dт/Dо = 1,6 относительная потеря давления в трубе Вентури почти в два раза выше, чем в случае ее отсутствия (Dт/Dо = 1,0). Поэтому превышение соотношения Dт/Dо>1,6 неприемлемо.Unlike analogues and the prototype, the ratio of the diameter of the outlet confuser part to the diameter of the neck of the Venturi pipe is in the range (1.2-1.6), which allows to reduce irretrievable pressure losses to a minimum. This clearly confirms figure 2, showing that when the ratio of the diameters of the outlet D t and narrow (neck) sections D o Venturi in this interval, the irretrievable pressure loss is less than 15%, which is considered acceptable. When D t / D o > 1,6 irretrievable pressure loss increases to unacceptable values. Figure 3 shows that at D t / D o = 1.6, the relative pressure loss in the venturi is almost two times higher than in the absence of it (D t / D o = 1.0). Therefore, the excess ratio D t / D about > 1.6 is unacceptable.
Расположение входного устройства в периферийный воздушный канал в ее расширяющейся части с относительным сдвигом по продольной оси горелки от 0,55 до 0,85 диаметра амбразуры не допускает увеличения металлоемкости горелки. Как видно из фиг.4, при увеличении относительного расстояния между входами в центральный воздушный канал, расположенный в сужающейся части трубы Вентури, от 0,55 до 0,85 диаметра амбразуры, металлоемкость горелки возрастает до 15%, а при дальнейшем увеличении этого расстояния относительная металлоемкость возрастает до недопустимых значений. The location of the input device into the peripheral air channel in its expanding part with a relative shift along the longitudinal axis of the burner from 0.55 to 0.85 of the diameter of the embrasure does not allow an increase in the metal consumption of the burner. As can be seen from figure 4, with an increase in the relative distance between the inlets of the central air channel located in the tapering part of the venturi from 0.55 to 0.85 of the diameter of the embrasure, the metal consumption of the burner increases to 15%, and with a further increase in this distance, the relative metal consumption increases to unacceptable values.
Отношение выходных сечений центрального и периферийного воздушных каналов от 6 до 8 позволяет найти оптимальное решение по определению размеров упомянутых величин. Как видно из фиг.5, при значениях отношения сечений центрального и периферийного каналов менее 6, относительная металлоемкость горелки заметно снижается, но относительная потеря давления начинает расти очень быстро и при значениях более 8 возрастает до недопустимых величин, а при значениях отношения между этими сечениями более 8 относительная металлоемкость горелки становится неприемлемой. The ratio of the output sections of the central and peripheral air channels from 6 to 8 allows you to find the optimal solution for determining the size of the mentioned values. As can be seen from Fig. 5, when the ratio of the cross sections of the central and peripheral channels is less than 6, the relative metal consumption of the burner decreases noticeably, but the relative pressure loss begins to grow very quickly and increases to unacceptable values for values greater than 8, and for values of the ratio between these sections more 8 the relative intensity of the burner becomes unacceptable.
Выполнение концевых насадков устройств для подачи газа в периферийный воздушный канал съемными и расположенными ближе к амбразуре, чем устройство для подачи газа в центральный воздушный канал с относительным сдвигом между ними по продольной оси горелки 0,06-0,17 диаметра амбразуры позволяет не только повысить эксплуатационные качества предлагаемой газомазутной горелки и маневренность оборудования, на котором они установлены, но и оказать влияние на уровень концентраций NOx и СО. Фиг. 10 наглядно показывает, что при относительном расстоянии между ними менее 0,6 диаметра амбразуры горелки концентрация NOx еще высока, но она интенсивно снижается, а при относительном расстоянии более 0,12 ее значения стабилизируются. Концентрация СО монотонно возрастает по мере увеличения относительного расстояния между центральным и периферийным газовыми узлами, особенно при значениях более 0,18, но уже при значении 0,13 наблюдается десятикратной увеличение СО. Эти данные свидетельствуют, что оптимальные значения относительного расстояния между центральным и периферийным газовыми узлами должны быть именно в указанных выше пределах (0,06-0,17) диаметра амбразуры. The execution of the end nozzles of the devices for supplying gas to the peripheral air channel removable and located closer to the embrasure than the device for supplying gas to the central air channel with a relative shift between them along the longitudinal axis of the burner of 0.06-0.17 diameter of the embrasure allows not only to increase operational the quality of the proposed gas-oil burner and the maneuverability of the equipment on which they are installed, but also affect the level of NOx and CO concentrations. FIG. 10 clearly shows that at a relative distance between them less than 0.6 of the diameter of the embrasure of the burner, the concentration of NOx is still high, but it is intensively reduced, and at a relative distance of more than 0.12, its values are stabilized. The concentration of CO monotonically increases with increasing relative distance between the central and peripheral gas nodes, especially at values greater than 0.18, but already at a value of 0.13 a ten-fold increase in CO is observed. These data indicate that the optimal values of the relative distance between the central and peripheral gas nodes should be exactly in the above ranges (0.06-0.17) of the diameter of the embrasure.
Оптимальное расположение завихрителя первичного воздуха выбрано на основании данных, отраженных в виде диаграмм (фиг. 8, 9), из которых следует, что по мере приближения к амбразуре горелки температура тела завихрителя растет, особенно при относительном расстоянии до амбразуры менее 0,09 диаметра амбразуры горелки. С другой стороны, при увеличении относительного расстояния до амбразуры более 0,03 диаметра амбразуры горелки снижение концентрации NOx резко замедляется. Таким образом, оптимальные значения относительного расстояния завихрителя до амбразуры горелки лежат в пределах 0,03-0,09 диаметра амбразуры. The optimal location of the primary air swirl is selected on the basis of the data shown in the form of diagrams (Figs. 8, 9), from which it follows that as the burner embrasure approaches, the swirl body temperature rises, especially when the relative distance to the embrasure is less than 0.09 of the embrasure diameter burners. On the other hand, with an increase in the relative distance to the embrasure of more than 0.03 of the diameter of the embrasure of the burner, the decrease in NOx concentration sharply slows down. Thus, the optimal values of the relative distance of the swirl to the embrasure of the burner are in the range 0.03-0.09 diameter of the embrasure.
При соотношении диаметра аксиального завихрителя к диаметру амбразуры от 0,35 до 0,65 сопротивление возрастает на 10 -15%, что считается приемлемым, но при его больших значениях (фиг.6,) возникает недопустимый рост сопротивления горелки. На фиг.7 показана зависимость стабильности факела от отношения диаметра аксиального завихрителя к диаметру амбразуры. При значениях менее 0,35 стабильность факела уменьшается в такой степени, что он может быть оторван от амбразуры и упущен, это в свою очередь может привести к взрыву в топке, т.е. значительно понижается надежность горелки. When the ratio of the diameter of the axial swirl to the diameter of the embrasure from 0.35 to 0.65, the resistance increases by 10 -15%, which is considered acceptable, but with its large values (Fig.6), an unacceptable increase in the resistance of the burner occurs. Figure 7 shows the dependence of the stability of the torch on the ratio of the diameter of the axial swirler to the diameter of the embrasure. At values less than 0.35, the stability of the torch decreases to such an extent that it can be torn from the embrasure and missed, which in turn can lead to an explosion in the furnace, i.e. significantly reduces the reliability of the burner.
Исходя из вышеизложенного, были определены: оптимальные значения соотношения диаметров выходного участка и узкого (горловины) трубы Вентури - в пределах 1,2 < Dт/Dо > 1,6; оптимальные значения относительного расстояния между входами в центральный и периферийный воздушные каналы в пределах (0,55-0,85); оптимальные значения отношения сечений центрального и периферийного каналов в пределах 6-8; оптимальные значения сдвига по продольной оси горелки между съемными концевыми насадками, расположенными ближе к амбразуре и устройством для подачи газа в центральный воздушный канал (0,06-0,017) Dа; оптимальные значения сдвига по продольной оси горелки между аксиальным завихрителем, расположенным ближе к амбразуре, и устройством для подачи газа в центральный воздушный канал (0,03-0,09); оптимальное отношения диаметра завихрителя к диаметру амбразуры (0,35-0,65), совпадающие между собой оптимальные отношения расстояния от центрального газоподающего устройства по радиусу и продольной оси газозапального устройства и газозащитного устройства для осуществления контроля за факелом к диаметру амбразуры (0,15-0,2 и 0,03-0,05), соответственно, которые в своей совокупности позволяют повысить надежность и эксплуатационные качества, понизить аэродинамическое сопротивление и металлоемкость, снизить уровень вибрации и шума, уровень выброса оксидов азота, предотвратить отрыв пламени от амбразуры горелки. Кроме этого, оснащение трубы Вентури пьезометрическим кольцом повышает эффективность автоматического регулирования процессов сжигания топлива, а соединение газомазутной горелки с системой рециркуляции дымовых газов, подаваемых в воздушный поток, обеспечивает более глубокое снижение выброса оксидов азота при регулировании нагрузки.Based on the foregoing, the following were determined: the optimal ratio of the diameters of the outlet section and the narrow (neck) of the venturi is within 1.2 <D t / D о >1.6; optimal values of the relative distance between the entrances to the central and peripheral air channels within (0.55-0.85); optimal values of the ratio of the cross sections of the Central and peripheral channels in the range of 6-8; the optimal values of the shift along the longitudinal axis of the burner between the removable end nozzles located closer to the embrasure and the device for supplying gas to the central air channel (0.06-0.017) D a ; optimal shear values along the longitudinal axis of the burner between an axial swirl located closer to the embrasure and a device for supplying gas to the central air channel (0.03-0.09); the optimal ratio of the diameter of the swirl to the diameter of the embrasure (0.35-0.65), coinciding with each other, the optimal ratios of the distance from the central gas supply device along the radius and longitudinal axis of the gas filling device and gas protection device for monitoring the torch to the diameter of the embrasure (0.15- 0.2 and 0.03-0.05), respectively, which together can improve reliability and performance, reduce aerodynamic drag and metal consumption, reduce vibration and noise, emission level nitrogen oxides, to prevent separation from the flame burner embrasures. In addition, equipping a Venturi pipe with a piezometric ring increases the efficiency of automatic control of fuel combustion processes, and the connection of a gas-oil burner with a flue gas recirculation system supplied to the air stream provides a deeper reduction in the emission of nitrogen oxides during load control.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". According to the information available to the applicant, the set of essential features of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."
По мнению заявителя сущность заявляемого изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". According to the applicant, the essence of the claimed invention does not follow mainly from the prior art, since it does not reveal the above effect on the achieved technical result - a new property of the object - a set of features that distinguish the claimed invention from the prototype, which allows us to conclude that it meets the criterion "inventive step".
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве газомазутных горелок с получением технического результата, заключающегося в улучшении эксплуатационных качеств и повышении надежности промышленных объектов, понижении уровня выбросов оксидов азота, снижении аэродинамического сопротивления и сокращении металлоемкости, снижении уровней вибрации и шума, предотвращении отрыва пламени от амбразуры горелки при сжигании газа, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения "Газомазутная горелка" критерию "промышленная применимость". The set of essential features characterizing the essence of the invention can be repeatedly used in the production of gas-oil burners with the technical result consisting in improving the performance and reliability of industrial facilities, lowering the level of nitrogen oxide emissions, lowering aerodynamic drag and reducing metal consumption, lowering vibration and noise levels , preventing flame separation from the burner embrasure during gas combustion, which allows us to conclude that According to the invention of the "Oil-gas burner" criterion of "industrial applicability".
Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения, где
на фиг. 1 - схематически газомазутная горелка;
на фиг. 2 - зависимость относительной потери давления в трубе Вентури от соотношения ее диаметров на выходе и в горловине;
на фиг. 3 - зависимость относительной потери давления в трубе Вентури от расхода воздуха;
на фиг. 4 - зависимость металлоемкости горелки от расстояния между входами в центральный и периферийный воздушный каналы;
на фиг. 5 - зависимости увеличения относительной потери давления и относительной металлоемкости горелки от сечения центрального и периферийного воздушных каналов;
на фиг. 6 - зависимость относительного сопротивления горелки от диаметра завихрителя;
на фиг. 7 - зависимость относительного числа сигналов от диаметра завихрителя;
на фиг.8 - зависимость температуры тела от расстояния между завихрителем и выходным сечением горелки;
на фиг. 9 - зависимость относительной концентрации NOx от расстояния между завихрителем и выходным сечением горелки;
на фиг. 10 - зависимости относительных концентраций СО и NOx от расстояния между центральным и периферийным газовыми узлами.The essence of the invention is illustrated by an example of a specific implementation, where
in FIG. 1 - schematically gas-oil burner;
in FIG. 2 - dependence of the relative pressure loss in the venturi pipe on the ratio of its diameters at the outlet and in the neck;
in FIG. 3 - dependence of the relative pressure loss in the venturi on the air flow;
in FIG. 4 - dependence of the burner metal consumption on the distance between the entrances to the central and peripheral air channels;
in FIG. 5 - dependence of the increase in the relative pressure loss and the relative metal consumption of the burner on the cross section of the central and peripheral air channels;
in FIG. 6 - dependence of the relative resistance of the burner on the diameter of the swirl;
in FIG. 7 - dependence of the relative number of signals on the diameter of the swirl;
on Fig - dependence of body temperature on the distance between the swirl and the output section of the burner;
in FIG. 9 - dependence of the relative concentration of NOx on the distance between the swirl and the outlet cross section of the burner;
in FIG. 10 - dependences of relative concentrations of CO and NOx on the distance between the central and peripheral gas nodes.
Газомазутная горелка содержит корпус 1 с обечайкой в форме трубы Вентури 2, встроенной в тело горелки и разделяющей общий воздушный канал на центральный 4, снабженный аксиальным завихрителем 8, и периферийный 3, снабженный регулятором потока 7, устройство 5 для подачи газа в центральный и устройство 6 для подачи газа в периферийный воздушный каналы, форсунку 9, расположенную по оси горелки, независимые друг от друга автоматические газозапальное 10 и защитное устройства 11. В оптимальном опытном образце отношение диаметра выходной конфузорной части горелки к диаметру горловины трубы Вентури равно 1,32. Входное устройство в центральный воздушный канал расположено в сужающейся части трубы Вентури, а входное устройство в периферийный воздушный канал расположено в ее расширяющейся части с относительным сдвигом по продольной оси горелки 0,7 диаметра амбразуры. Отношение площадей выходных сечений центрального и периферийного воздушных каналов составляет 6,8. Устройство 6 для подачи газа в периферийный воздушный канал содержит съемные концевые насадки 13, расположенные ближе к амбразуре 14, чем устройство для подачи газа в центральный воздушный канал, с относительным сдвигом между ними по продольной оси горелки 0,06 диаметра амбразуры. Аксиальный завихритель 8 расположен ближе к амбразуре, чем устройство для подачи газа в центральный воздушный канал, с относительным сдвигом между ними по продольной оси горелки равным 0,06 диаметра амбразуры. Отношение диаметра аксиального завихрителя к диаметру амбразуры составляет 0,5. Труба Вентури содержит пьезометрическое кольцо 12, расположенное снаружи ее горловины. Труба Вентури дополнительно соединена с системой рециркуляции дымовых газов, подаваемых в воздушный поток, направляемый к горловине. Газозапальное устройство 10 расположено на относительных расстояниях 0,18 и 0,04 диаметра амбразуры от центрального газоподающего устройства по радиусу и по продольной оси, соответственно. Защитное устройство для осуществления контроля за факелом, расположено на относительных расстояниях 0,17 и 0,04 диаметра амбразуры от центрального газоподающего устройства по радиусу и по продольной оси горелки, соответственно. Gas-oil burner contains a
Работа горелки газомазутной осуществляется следующим образом. Подача воздуха осуществляется из воздуховода, при необходимости предварительно смешанного с газами рециркуляции через трубу Вентури 2, разделяющую своей обечайкой общее воздушное пространство на центральный канал 4, снабженный аксиальным лопаточным завихрителем 8 для закрутки части проходящего по каналу воздуха (первичного воздуха), и периферийный канал 3. Газообразное топливо из коллектора поступает в центральное 5 и периферийные 6 устройства подачи газа, на выходе из которых его струи последовательно смешиваются с воздухом. Аксиальный завихритель первичного воздуха, расположенный ближе к амбразуре горелки, чем центральные газовые сопла 5, но дальше, чем периферийные насадки 13, закручивает первичный воздушный поток и струи газа из центрального 5 газового устройства, и тем самым интенсифицирует общий процесс смесеобразования в горелке. При этом значения коэффициента избытка закрученного потока воздуха находится в пределах 0,5-0,8, при которых обеспечивается высокая стабильность факела первичной газовоздушной смеси. Закрученный центральный поток первичной газовоздушной смеси соприкасается со вторичным прямоточным воздушным потоком, также проходящим внутри трубы Вентури и увлекающим в дальнейшее смесеобразование струи газа из насадок 13 периферийного газового устройства 6. Вторичный перемешанный газовоздушный поток также образован с коэффициентом избытка воздуха в горелке меньше 1. Ступенчатое горение предварительно подготовленной первичной и вторичной топливовоздушной смеси с указанными значениями коэффициента избытка воздуха в горелке сопровождается образованием небольших количеств, в основном "быстрых" оксидов азота. Вероятность образования высокой концентрации "термических" оксидов азота, в условиях существующего недостатка окислителя и температуры факела ниже 1650 К, крайне мала. После подмешивания третичного прямоточного воздуха, расход которого регулируется регулятором 12, к факелам первичной и вторичной топливовоздушной смеси, интенсифицируются процессы дожигания топлива и образования "термических" оксидов азота. Однако из-за уменьшения снижения максимальной температуры факела, их концентрации относительно малы. The operation of the gas-oil burner is as follows. Air is supplied from the air duct, if necessary pre-mixed with recirculation gases through a Venturi 2, dividing the common air space into the central channel 4 with its shell, equipped with an
Использование настоящего изобретения "Горелка газомазутная" дает возможность получить технический результат, выраженный в улучшении эксплуатационных качеств и повышении надежности промышленных объектов, понижении уровня выбросов оксидов азота, аэродинамического сопротивления и металлоемкости, снижение уровней вибрации и шума, предотвращении отрыва пламени от амбразуры горелки при сжигании газа. The use of the present invention, the gas-oil burner, makes it possible to obtain a technical result expressed in improving the performance and reliability of industrial facilities, lowering the level of nitrogen oxide emissions, aerodynamic drag and metal consumption, reducing vibration and noise levels, preventing the flame from breaking off the burner embrasure during gas combustion .
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111981A RU2159895C1 (en) | 2000-05-17 | 2000-05-17 | Oil/gas combination burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111981A RU2159895C1 (en) | 2000-05-17 | 2000-05-17 | Oil/gas combination burner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2159895C1 true RU2159895C1 (en) | 2000-11-27 |
Family
ID=20234611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000111981A RU2159895C1 (en) | 2000-05-17 | 2000-05-17 | Oil/gas combination burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2159895C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655232C2 (en) * | 2015-03-23 | 2018-05-24 | Сименс Акциенгезелльшафт | Security architecture for fail-safe systems |
-
2000
- 2000-05-17 RU RU2000111981A patent/RU2159895C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655232C2 (en) * | 2015-03-23 | 2018-05-24 | Сименс Акциенгезелльшафт | Security architecture for fail-safe systems |
| US10209681B2 (en) | 2015-03-23 | 2019-02-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Safety architecture for failsafe systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5799594A (en) | Method and apparatus for reducing nitrogen oxide emissions from burning pulverized fuel | |
| US5275552A (en) | Low NOx gas burner apparatus and methods | |
| US4545307A (en) | Apparatus for coal combustion | |
| US5013236A (en) | Ultra-low pollutant emission combustion process and apparatus | |
| US5158445A (en) | Ultra-low pollutant emission combustion method and apparatus | |
| US7430970B2 (en) | Burner with center air jet | |
| PL212230B1 (en) | Low nox combustion | |
| JP2003527556A5 (en) | ||
| KR102117255B1 (en) | Burner for Incineration of Waste Gas | |
| US9995480B2 (en) | Burner | |
| KR20000062699A (en) | A combustion burner of fine coal powder, and a combustion apparatus of fine coal powder | |
| US9593848B2 (en) | Non-symmetrical low NOx burner apparatus and method | |
| RU2159895C1 (en) | Oil/gas combination burner | |
| CA2167320C (en) | Apparatus and method for reducing nox, co and hydrocarbon emissions when burning gaseous fuels | |
| KR102317704B1 (en) | Low NOx Burner comprising recirculation ports | |
| KR102261150B1 (en) | A Low-NOx combustor capable of internal recirculation of flue gas by using venturi effect through improvement of burner structure | |
| CN212777340U (en) | Hierarchical low-nitrogen gas burner based on rotational flow | |
| US6409502B2 (en) | Gas burners for heating a gas flowing in a duct | |
| JP3817625B2 (en) | Burner equipment | |
| WO2000061992A1 (en) | Tunneled multi-blade swirler/gas injector for a burner | |
| RU2230257C2 (en) | Device for burning gaseous fuel | |
| JP7262521B2 (en) | Gas burner and combustion equipment | |
| JP2000039108A (en) | LOW NOx BURNER | |
| CN212777341U (en) | Low NOx combustor structure of segmentation burning | |
| CN217109553U (en) | Combustion mixing assembly |