RU61010U1 - BURNER FOR LIQUID AND GAS FUEL COMBUSTION AND FUEL AND AIR SUPPLY SYSTEM - Google Patents

Abstract

Полезные модели относятся к горелочным устройствам для сжигания природного газа и жидкого топлива, в том числе и мазута, и могут использоваться в различных топливосжигающих установках. Технический результат от использования полезной модели - снижение токсичности продуктов сгорания, повышение стабильности факела горелки. Указанный технический результат достигается тем, что горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива, содержащая корпус, установленную по оси трубу жидкотопливной форсунки, коаксиальную газоподающую трубу, внутренняя труба которой образует с трубой жидкотопливной форсунки внутренний канал подачи воздуха, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую коаксиальную газоподающую трубу и образующую с ее наружной трубой срединный канал подачи воздуха, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит защитный кожух, концентрично охватывающий воздухоподающую обечайку, газораздающее устройство с газораспределительными трубками, расположенными равномерно в пространстве между защитным кожухом и воздухоподающей обечайкой и имеющими сопла, направленные под углом к центральной оси, при этом коаксиальная газоподающая труба на выходе имеет конический насадок с отверстиями для выхода газообразного топлива в направлении сопел газораспределительных трубок, а защитный кожух и корпус образуют периферийный канал подачи воздуха. Система подачи топлива и воздуха для заявляемой горелки содержит канал подачи жидкого топлива включающий входной трубопровод, подключенный через топливный насос и запорно-регулировочный клапан к коллектору жидкотопливной форсунки, паропровод, подключенный через запорно-регулировочный клапан к коллектору жидкотопливной форсунки, входной газопровод, соединенный через разветвитель с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан к входу коаксиальной газоподающей трубы, с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан к первому газораздающему коллектору, и с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан ко второму газораздающему коллектору, подвод горячего воздуха и подключенный к нему делитель воздушного потока на три выхода, при этом выход с большей площадью выходного отверстия через регулировочный элемент соединен с периферийным каналом подачи воздуха, выход со средней площадью выходного отверстия соединен со срединным каналом подачи воздуха, а выход с наименьшей площадью выходного отверстия соединен с внутренним каналом подачи воздуха, а отношения площадей выходных отверстий делителя воздушного потока лежат в пределах - большей площади к средней площади (2,5...3,5):1,0 и средней площади к наименьшей площади (2,0...3,0):1,0. 2 н. п. + 2 з. п. ф-лы. п.м., 3 ил.Utility models relate to burners for burning natural gas and liquid fuels, including fuel oil, and can be used in various fuel-burning plants. The technical result of using the utility model is to reduce the toxicity of combustion products, increase the stability of the torch of the burner. The specified technical result is achieved in that a burner for burning liquid and gaseous fuels, comprising a housing, an axially mounted liquid fuel nozzle pipe, a coaxial gas supply pipe, the inner pipe of which forms an internal air supply channel with a liquid fuel nozzle pipe, an air supply shell that concentrically covers the coaxial gas supply pipe and forming with its outer pipe the middle air supply channel, characterized in that it further comprises a protective casing, concent but covering the air supply shell, a gas distribution device with gas distribution tubes located evenly in the space between the protective casing and the air supply shell and having nozzles directed at an angle to the central axis, while the coaxial gas supply pipe at the outlet has a conical nozzle with openings for the exit of gaseous fuel in the direction the nozzles of the gas distribution pipes, and the protective casing and the housing form a peripheral air supply channel. The fuel and air supply system for the inventive burner comprises a liquid fuel supply channel including an inlet pipe connected through a fuel pump and a shut-off and control valve to a manifold of a liquid fuel injector, a steam pipe connected through a shut-off and control valve to a manifold of a liquid fuel nozzle, an inlet gas pipe connected through a splitter with a gaseous fuel supply channel connected through a shut-off and control valve to the inlet of a coaxial gas supply pipe, with a gas supply channel different fuels connected through a shut-off and regulating valve to the first gas-distributing manifold, and with a gaseous fuel supply channel, connected through a shut-off-regulating valve to the second gas-distributing manifold, a supply of hot air and an air flow divider connected to it with three outputs, while the output from the larger area of the outlet through the adjusting element is connected to the peripheral air supply channel, the output with the average area of the outlet is connected to the median feed channel of spirit, and the outlet with the smallest area of the outlet is connected to the internal air supply channel, and the ratio of the areas of the outlet openings of the air flow divider lies in the range - a larger area to the average area (2.5 ... 3.5): 1.0 and average area to the smallest area (2.0 ... 3.0): 1.0. 2 n. p. + 2 s. P. f-ly. pm, 3 ill.

Description

Полезные модели относятся к горелочным устройствам для сжигания природного газа и жидкого топлива, в том числе и мазута, и могут использоваться в различных топливосжигающих установках.Utility models relate to burners for burning natural gas and liquid fuels, including fuel oil, and can be used in various fuel-burning plants.

Из описания к патенту Российской Федерации №2265772, МПК7 F 23 D 14/24, публ. 2005 г., известна горелка, которая содержит первый трубчатый канал, имеющий, по меньшей мере, одну концевую часть, имеющую выпускное отверстие, с прямолинейной осью, второй трубчатый канал, являющийся внешним и коаксиальным по отношению к указанному первому каналу, с которым он ограничивает свободное пространство по существу кольцеобразного сечения, содержащий на одном конце соответствующее выпускное отверстие, окружающее выпускное отверстие указанного первого канала, средство для подачи в первый канал и в указанное свободное пространство независимых текучих сред, включающих в себя топливо и текучую среду, поддерживающую горение. Недостаток этой головки - сравнительно невысокая эксплуатационная надежностью и недостаточно низкая токсичность продуктов сгорания из-за высокого содержания окисла азота.From the description of the patent of the Russian Federation No. 2265772, IPC7 F 23 D 14/24, publ. 2005, a burner is known that contains a first tubular channel having at least one end portion having an outlet, with a straight axis, a second tubular channel that is external and coaxial with respect to said first channel with which it restricts a substantially annular free space, containing at one end a corresponding outlet opening surrounding the outlet of said first channel, means for feeding into the first channel and into said free space o Independent fluids, including fuel and combustion-supporting fluids. The disadvantage of this head is the relatively low operational reliability and low toxicity of the combustion products due to the high content of nitric oxide.

Патентом Российской Федерации №2012839, МПК5 F 23 D 17/00, публ. 1994 г., защищена газомазутная горелка, содержащая центральный завихритель с консольными лопатками, центральный конический газораздающий насадок с отверстиями, размещенными между лопатками центрального завихрителя, форсунку жидкого топлива, установленную по оси горелки, наружный кольцевой газораздающий коллектор с газораздающими отверстиями, в которой с целью повышения экономичности и снижения токсичности продуктов сгорания, между центральным завихрителем и наружным кольцевым газораздающим коллектором установлен наружный конический лопаточный завихритель, входные кромки лопаток которого образуют угол с осями отверстий наружного газораздающего коллектора, составляющий от 0 до 90°. Недостаток этой горелки - узкий предел регулировки температуры факела с целью снижения токсичности продуктов сгорания.Patent of the Russian Federation No. 2012839, IPC5 F 23 D 17/00, publ. 1994, a gas-oil burner containing a central swirl with cantilever blades, a central conical gas-distributing nozzle with holes located between the blades of the central swirler, a liquid fuel nozzle mounted along the axis of the burner, an outer annular gas-distributing manifold with gas-distributing holes, in which, with the aim of increasing efficiency and reduce the toxicity of combustion products, between the central swirler and the outer annular gas-distributing manifold, an external conical minutes vaned swirler vane inlet edges of which form an angle with the axes of the outer orifices gazorazdayuschego collector comprising from 0 to 90 °. The disadvantage of this burner is the narrow limit of the flame temperature adjustment in order to reduce the toxicity of the combustion products.

В патенте Японии N1 - 28851, МПК7 F 23 D 17/00, публ. 1989 г., описана конструкция горелки для сжигания жидкого и газообразного топлива. Эта горелка содержит установленную по оси жидкотопливную форсунку, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу и снабженную средством стабилизации факела, и внешнее концентрично размещенное средство подачи газа и воздуха. Стабилизация пламени в горелке осуществляется за счет закручивания потока первичного воздуха в воздухоподающей обечайке, охватывающей внутреннюю газоподающую трубу, и примыкающих к ней перегородок между каналами первичного и вторичного воздуха, за которой, как за всяким плохообтекаемым телом в потоке воздуха, создается зона In Japanese patent N1 - 28851, IPC 7 F 23 D 17/00, publ. 1989, describes the design of a burner for burning liquid and gaseous fuels. This burner contains an axial-mounted liquid fuel nozzle concentrically covering its internal gas supply pipe with outlet openings, an air supplying shell, concentrically covering its internal gas supply pipe and equipped with torch stabilization means, and an external concentrically placed gas and air supply means. Stabilization of the flame in the burner is carried out by swirling the flow of primary air in the air supply shell covering the internal gas supply pipe and adjacent partitions between the primary and secondary air channels, behind which, like any poorly streamlined body in the air stream, a zone is created

рециркуляции и которая вследствие этого является средством стабилизации факела. Такое устройство позволяет создать в горелке занимающую значительную часть сечения зону рециркуляции газов, обеспечивающую необходимую устойчивость горения, однако это связано со значительным загромождением проходного сечения горелки по воздуху и поэтому горелка имеет большое аэродинамическое сопротивление.recycling and which therefore is a means of stabilizing the torch. Such a device allows you to create a gas recirculation zone in the burner, which occupies a significant part of the cross section, providing the necessary stability of combustion, however, this is due to a significant clutter of the burner through passage through the air and therefore the burner has a high aerodynamic drag.

Горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива, охраняемая патентом Российской Федерации №2039320, МПК6 F 23 D 17/00, публ. 1995 г., содержит корпус, установленную по оси форсунку, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу и снабженную средством стабилизации факела, выполненным в виде кольцевой конической перфорированной перегородки, соединяющей торцы обечайки и трубы, причем угол раскрытия конической перегородки по меньшей мере равен углу распыла факела форсунки, и внешнее концентрично размещенное средство подачи газа и воздуха. Внешний канал образован обечайкой и корпусом и через отверстия сообщен с газовым коллектором. В наружной обечайке передней части канала установлен кольцевой уголковый стабилизатор, образующий с обечайкой полость. Перегородка имеет отверстия, а обечайка окна для выхода поступающего внутрь обечайки воздуха. Это позволяет снизить аэродинамическое сопротивление. Горелка, защищенная патентом РФ №2039320 принята в качестве прототипа. Недостаток прототипа - неудовлетворительное качество получаемой смеси воздуха и топлива при раздаче газа у сопловых отверстий обоих газораздающих устройств (центрального и периферийного), что ограничивает возможность снижения токсичности продуктов сгорания и коксообразования на стенках средства стабилизации факела.Burner for burning liquid and gaseous fuels, protected by the patent of the Russian Federation No. 2039320, IPC6 F 23 D 17/00, publ. 1995, contains a housing mounted along the axis of the nozzle concentrically covering its internal gas supply pipe with outlet openings, an air supplying shell concentrically covering the internal gas supply pipe and equipped with torch stabilization means made in the form of an annular conical perforated partition connecting the ends of the shell and pipe, moreover, the opening angle of the conical septum is at least equal to the spray angle of the nozzle torch, and an external concentrically placed means for supplying gas and air. The external channel is formed by the shell and the housing and through openings communicated with the gas manifold. An annular angle stabilizer is installed in the outer shell of the front of the channel, which forms a cavity with the shell. The partition has openings, and the shell of the window to exit the air entering the shell. This allows you to reduce aerodynamic drag. The burner protected by RF patent No. 2039320 is adopted as a prototype. The disadvantage of the prototype is the unsatisfactory quality of the resulting mixture of air and fuel during gas distribution at the nozzle openings of both gas distribution devices (central and peripheral), which limits the possibility of reducing the toxicity of combustion products and coke formation on the walls of the torch stabilization means.

Технический результат от использования полезной модели - снижение токсичности продуктов сгорания, повышение стабильности факела горелки.The technical result of using the utility model is to reduce the toxicity of combustion products, increase the stability of the torch of the burner.

Указанный технический результат достигается тем, что горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива, содержащая корпус, установленную по оси трубу жидкотопливной форсунки, коаксиальную газоподающую трубу, внутренняя труба которой образует с трубой жидкотопливной форсунки внутренний канал подачи воздуха, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую коаксиальную газоподающую трубу и образующую с ее наружной трубой срединный канал подачи воздуха, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит защитный кожух, концентрично охватывающий воздухоподающую обечайку, газораздающее устройство с газораспределительными трубками, расположенными равномерно в пространстве между защитным кожухом и воздухоподающей обечайкой и имеющими сопла, направленные под углом к центральной оси, при этом коаксиальная газоподающая труба на выходе имеет конический насадок с отверстиями для выхода газообразного топлива в направлении сопел газораспределительных трубок, а защитный кожух и корпус образуют периферийный канал подачи воздуха. Газораздающее The specified technical result is achieved in that a burner for burning liquid and gaseous fuels, comprising a housing, an axially mounted liquid fuel nozzle pipe, a coaxial gas supply pipe, the inner pipe of which forms an internal air supply channel with a liquid fuel nozzle pipe, an air supply shell that concentrically covers the coaxial gas supply pipe and forming with its outer pipe the middle air supply channel, characterized in that it further comprises a protective casing, concent but covering the air supply shell, a gas distribution device with gas distribution tubes located uniformly in the space between the protective casing and the air supply shell and having nozzles directed at an angle to the central axis, while the coaxial gas supply pipe at the outlet has a conical nozzle with openings for the exit of gaseous fuel in the direction the nozzles of the gas distribution pipes, and the protective casing and the housing form a peripheral air supply channel. Gas distributing

устройство содержит два газораздающих коллектора, при этом газораспределительные трубки от обеих газораздающих коллекторов расположены в пространстве между защитным кожухом и воздухоподающей обечайкой в чередующемся порядке. Внутренний и срединный каналы подачи воздуха на выходе в зазорах между трубой жидкотопливной форсунки и коаксиальной трубой и между коаксиальной трубой и воздухоподающей обечайкой содержат установленные под углом к центральной оси воздухозакручивающие пластины, выходной участок внутреннего воздухоподающего канала расположен за выходным отверстием жидкотопливной форсунки, а выходные отверстия внутреннего газоподающего канала коаксиальной газоподающей трубы и выходные отверстия сопел газораспределительных трубок размещены за выходным отверстием срединного воздухоподающего канала.the device contains two gas distribution manifolds, while the gas distribution tubes from both gas distribution manifolds are located in the space between the protective casing and the air supply shell in alternating order. The inner and middle air supply ducts at the outlet in the gaps between the liquid fuel nozzle pipe and the coaxial pipe and between the coaxial pipe and the air supply shell contain air-tightening plates, the outlet section of the internal air supply channel is located behind the liquid nozzle outlet, and the outlet openings of the internal the gas supply channel of the coaxial gas supply pipe and the outlet openings of the nozzles of the gas distribution pipes are located beyond odnym median opening air supply channel.

Система подачи топлива и воздуха для заявляемой горелки содержит канал подачи жидкого топлива включающий входной трубопровод, подключенный через топливный насос и запорно-регулировочный клапан к коллектору жидкотопливной форсунки, паропровод, подключенный через запорно-регулировочный клапан к коллектору жидкотопливной форсунки, входной газопровод, соединенный через разветвитель с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан к входу коаксиальной газоподающей трубы, с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан к первому газораздающему коллектору, и с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан ко второму газораздающему коллектору, подвод горячего воздуха и подключенный к нему делитель воздушного потока на три выхода, при этом выход с большей площадью выходного отверстия через регулировочный элемент соединен с периферийным каналом подачи воздуха, выход со средней площадью выходного отверстия соединен со срединным каналом подачи воздуха, а выход с наименьшей площадью выходного отверстия соединен с внутренним каналом подачи воздуха, а отношения площадей выходных отверстий делителя воздушного потока лежат в пределах - большей площади к средней площади (2,5...3,5):1,0 и средней площади к наименьшей площади (2,0...3,0):1,0.The fuel and air supply system for the inventive burner comprises a liquid fuel supply channel including an inlet pipe connected through a fuel pump and a shut-off and control valve to a manifold of a liquid fuel injector, a steam pipe connected through a shut-off and control valve to a manifold of a liquid fuel nozzle, an inlet gas pipe connected through a splitter with a gaseous fuel supply channel connected through a shut-off and control valve to the inlet of a coaxial gas supply pipe, with a gas supply channel different fuels connected through a shut-off and regulating valve to the first gas-distributing manifold, and with a gaseous fuel supply channel, connected through a shut-off-regulating valve to the second gas-distributing manifold, a supply of hot air and an air flow divider connected to it with three outputs, while the output from the larger area of the outlet through the adjusting element is connected to the peripheral air supply channel, the output with the average area of the outlet is connected to the median feed channel of spirit, and the outlet with the smallest area of the outlet is connected to the internal air supply channel, and the ratio of the areas of the outlet openings of the air flow divider is within the range of a larger area to the average area (2.5 ... 3.5): 1.0 and average area to the smallest area (2.0 ... 3.0): 1.0.

Заявленные горелка для сжигания газообразного и жидкого топлива и система подачи топлива и воздуха для этой горелки соответствуют критериям патентоспособности полезной модели «новизна» и «промышленная применимость», так как реализуются известными в технике средствами и описываются новой совокупностью признаков.The claimed burner for burning gaseous and liquid fuels and the fuel and air supply system for this burner meet the patentability criteria of the utility model “novelty” and “industrial applicability”, as they are implemented by means known in the art and described by a new set of features.

Полезные модели поясняются чертежами. На фиг.1 изображена конструкция заявленной горелки для сжигания газообразного топлива в разрезе, на фиг.2 - вид по стрелке А, на фиг.3 - схематично изображена система подачи топлива и воздуха для заявляемой горелки.Utility models are illustrated by drawings. Figure 1 shows the design of the inventive burner for burning gaseous fuel in the context, figure 2 is a view along arrow A, figure 3 - schematically shows the fuel and air supply system for the inventive burner.

На фиг.1...3 цифрами и буквами обозначены:In figure 1 ... 3 in numbers and letters denote:

1 - корпус,1 - housing

2 - труба жидкотопливной форсунки,2 - pipe oil nozzle,

3 - коаксиальная газоподающая труба,3 - coaxial gas supply pipe,

4 - внутренний канал подачи воздуха,4 - internal air supply channel,

5 - воздухоподающая обечайка,5 - air supply shell,

6 - срединный канал подачи воздуха,6 - the middle channel of the air supply,

7 - защитный кожух,7 - a protective casing,

8 - газораздающее устройство,8 - gas distribution device

9 - газораспределительные трубки,9 - gas distribution pipes,

10 - сопла газораспределительных трубок,10 - nozzles of gas distribution pipes,

11 - конический насадок коаксиальной газоподающей трубы11 - conical nozzles of a coaxial gas supply pipe

12 - отверстия в коническом насадке коаксиальной газоподающей трубы,12 - holes in the conical nozzle of the coaxial gas supply pipe,

13 - периферийный канал подачи воздуха,13 - peripheral air supply channel,

14 - газораздающие коллекторы,14 - gas distribution manifolds,

15 - воздухозакручивающие пластины,15 - air-tight plate,

16 - входной трубопровод канала подачи жидкого топлива,16 - input pipe of the channel for supplying liquid fuel,

17 - топливный насос17 - fuel pump

18 - запорно-регулировочный клапан канала подачи жидкого топлива,18 - shut-off and control valve of the channel for supplying liquid fuel,

19 - коллектор жидкотопливной форсунки,19 - a collector of a liquid fuel nozzle,

20 - паропровод,20 - steam pipe

21 - запорно-регулировочный клапан паропровода,21 - shut-off and control valve steam line,

22 - входной газопровод канала подачи газообразного топлива,22 - input gas pipe of the gaseous fuel supply channel,

23 - разветвитель газопровода,23 - gas line splitter,

24-1, 24-2, 24-3 - запорно-регулировочные клапаны канала подвода газообразного топлива,24-1, 24-2, 24-3 - shut-off and control valves of the channel for supplying gaseous fuel,

25 - подвод горячего воздуха,25 - supply of hot air,

26 - делитель воздушного потока,26 - air flow divider,

27 - выход с большей площадью выходного отверстия,27 - exit with a larger area of the outlet,

28 - выход со средней площадью выходного отверстия,28 - exit with an average area of the outlet,

29 - выход с наименьшей площадью выходного отверстия,29 - output with the smallest area of the outlet,

30-1, 30-2, 30-3 - регулировочные элементы.30-1, 30-2, 30-3 - adjusting elements.

ЖТ - жидкое топливо;ZhT - liquid fuel;

ГТ - газообразное топливо;GT - gaseous fuel;

В - горячий воздух.In - hot air.

Заявленная горелка для сжигания газообразного и жидкого топлива (фиг.1, фиг.2) содержит корпус 1, установленную по оси трубу 2 с жидкотопливной форсункой, коаксиальную газоподающую трубу 3, внутренняя труба которой образует с трубой 2 внутренний канал 4 подачи воздуха, воздухоподающую обечайку 5, концентрично охватывающую коаксиальную газоподающую трубу 3 и образующую с ее наружной трубой срединный канал The inventive burner for burning gaseous and liquid fuels (FIG. 1, FIG. 2) comprises a housing 1, an axially mounted pipe 2 with a liquid fuel nozzle, a coaxial gas supply pipe 3, the inner pipe of which forms an internal air supply channel 4 with an air supply pipe 2, an air supply shell 5 concentrically enclosing a coaxial gas supply pipe 3 and forming a middle channel with its outer pipe

6 подачи воздуха, газораздающее устройство 8 с газораспределительными трубками 9, расположенными равномерно в периферийном канале 13 подачи воздуха, образованном воздухоподающей обечайкой 5 и корпусом 1, и имеющие сопла 10, направленные под углом к центральной оси. Коаксиальная газоподающая труба 3 на выходе имеет конический насадок 11 с отверстиями для выхода газообразного топлива в направлении сопел 10. Газораздающее устройство 8 может содержать два газораздающих коллектора 14, при этом газораспределительные трубки 9 от обеих газораздающих коллекторов 14 располагаются в периферийном канале 13 подачи воздуха в чередующемся порядке. Внутренний 4 и срединный 6 каналы подачи воздуха на выходе в зазорах между трубой 2 и коаксиальной газоподающей трубой 3 и между коаксиальной газоподающей трубой 3 и воздухоподающей обечайкой 5 содержат установленные под углом к центральной оси воздухо-закручивающие пластины 15. Выходной участок внутреннего канала 4 подачи воздуха расположен за жидкотопливной форсункой трубы 2, а выходные отверстия конического насадка 11 коаксиальной газоподающей трубы 3 и выходные отверстия газораспределительных трубок 9 размещены за выходным отверстием срединного канала 6 подачи воздуха.6 of the air supply, a gas distribution device 8 with gas distribution tubes 9 arranged uniformly in the peripheral air supply channel 13 formed by the air supply shell 5 and the housing 1, and having nozzles 10 directed at an angle to the central axis. The coaxial gas supply pipe 3 at the outlet has a conical nozzle 11 with openings for the exit of gaseous fuel in the direction of the nozzles 10. The gas distribution device 8 may contain two gas distribution manifolds 14, while gas distribution tubes 9 from both gas distribution manifolds 14 are located in the peripheral air supply channel 13 in alternating okay. The internal 4 and middle 6 air supply channels at the outlet in the gaps between the pipe 2 and the coaxial gas supply pipe 3 and between the coaxial gas supply pipe 3 and the air supply shell 5 contain air-tightening plates 15. The output section of the internal air supply channel 4 located behind the liquid nozzle of the pipe 2, and the outlet openings of the conical nozzle 11 of the coaxial gas supply pipe 3 and the outlet openings of the gas distribution pipes 9 are located behind the outlet middle channel 6 air supply.

Система подачи топлива и воздуха (фиг.3) для заявляемой горелки содержит канал подачи жидкого топлива включающий входной трубопровод 16, подключенный через топливный насос 17 и запорно-регулировочный клапан 18 и коллектор 19 к жидкотопливной форсунке трубы 2, паропровод 20, подключенный через запорно-регулировочный клапан 21 и коллектор 19 к жидкотопливной форсунке к трубы 2, входной газопровод 22, соединенный через разветвитель 23 с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан 24-1 ко входу ГТ1 коаксиальной газоподающей трубе 3, с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан 24-2 ко входу ГТ2 газораздающего коллектора 14 и с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан 24-3 ко входу ГТ3 газораздающего коллектора 14, подвод горячего воздуха 25, и подключенный к нему делитель 26 воздушного потока на три выхода 27, 28, 29 с отношением площадей выходных отверстий 12:7:3, при этом выход 27 с наибольшей площадью выходного отверстия через регулировочный элемент 30-1 соединен с периферийным каналом 13 подачи воздуха, выход 28 со средней площадью выходного отверстия через регулировочный элемент 30-2 соединен со срединным каналом 6 подачи воздуха, а выход 29 с наименьшей площадью выходного отверстия через регулировочный элемент 30-3 соединен с внутренним каналом 4 подачи воздуха.The fuel and air supply system (Fig. 3) for the inventive burner comprises a liquid fuel supply channel including an inlet pipe 16 connected through a fuel pump 17 and a shut-off and control valve 18 and a manifold 19 to a liquid fuel nozzle of the pipe 2, a steam pipe 20 connected through a shut-off control valve 21 and a manifold 19 to a liquid fuel nozzle to a pipe 2, an inlet gas pipe 22 connected through a splitter 23 to a gaseous fuel supply channel connected through a shut-off-control valve 24-1 to the GT1 input coaxially a gas supply pipe 3, with a gaseous fuel supply channel connected through a shut-off and control valve 24-2 to the inlet of the gas distribution manifold 14 GT2 and with a gas fuel supply channel connected through a shut-off and control valve 24-3 to the inlet of a gas-distributing manifold 14, a hot supply air 25, and the air flow divider 26 connected to it into three exits 27, 28, 29 with the ratio of the areas of the outlet openings 12: 7: 3, while the outlet 27 with the largest outlet area through the adjusting element 30-1 is connected to air inlet channel 13, the outlet 28 with an average outlet area through the adjusting element 30-2 is connected to the middle air supply channel 6, and the outlet 29 with the smallest outlet area through the adjusting element 30-3 is connected to the inner air supply channel 4.

Заявленная горелка совместно с заявленной системой подачи топлива и воздуха работает следующим образом.The claimed burner in conjunction with the claimed fuel and air supply system operates as follows.

Растопка (розжиг горелки) на природном газе:Kindling (ignition of a burner) on natural gas:

Подается горячий воздух от делителя 26 (фиг.3) через вводы В1, В2, В3 (фиг.1) в Hot air is supplied from the divider 26 (figure 3) through the inputs B1, B2, B3 (figure 1) in

периферийный 13, срединный 6 и внутренний 4 каналы подачи воздуха. Объем его составляет ~30% от номинального и регулируется заслонками (регулировочными элементами) 30-1, 30-2, 30-3 на выходах 27, 28, 29 делителя 26 канала подачи горячего воздуха системы подачи топлива и воздуха. Включается запальное устройство (на чертежах не показано). В коаксиальную газоподающую трубу 3 через ввод ГТ1 подается природный газ в пределах 8-10% от номинального расхода газа. Регулировка осуществляется запорно-регулировочным клапаном 24-1. Зажигается природный газ и при устойчивом его горении отключается запальное устройство. Давление природного газа на вводе ГТ1 поднимается до номинального, что составляет ~30% от номинального расхода газа на все каналы подачи газообразного топлива горелки. Скорость подъема давления (расхода) газа зависит от режимов работы котла.peripheral 13, median 6 and internal 4 air supply channels. Its volume is ~ 30% of the nominal and is regulated by shutters (adjusting elements) 30-1, 30-2, 30-3 at the outputs 27, 28, 29 of the divider 26 of the hot air supply channel of the fuel and air supply system. The ignition device is turned on (not shown in the drawings). Natural gas in the range of 8-10% of the nominal gas flow rate is supplied to the coaxial gas supply pipe 3 through the inlet GT1. The adjustment is carried out by a shut-off and control valve 24-1. Natural gas is ignited and, with steady burning, the igniter is switched off. The natural gas pressure at the inlet of GT1 rises to the nominal, which is ~ 30% of the nominal gas flow rate to all channels of the gaseous fuel supply of the burner. The rate of gas pressure (flow) rise depends on the operation of the boiler.

Растопка (розжиг горелки) на жидком топливе:Kindling (ignition of a burner) on liquid fuel:

Подается горячий воздух от делителя 26 через вводы В1, В2, В3 в периферийный 13, срединный 6 и внутренний 4 каналы подачи воздуха. Объем его составляет ~30% от номинального и регулируется заслонками (регулирующими элементами) 30-1...30-3 на выходах 27, 28, 29 делителя 26 канала подачи горячего воздуха системы подачи топлива и воздуха. Включается запальное устройство (на чертежах не показано). Включается топливный насос 17 и через запорно-регулировочный клапан 18 и коллектор 19 в жидкотопливную форсунку трубы 2 подается жидкое топливо в пределах 8...10% от номинального расхода. При необходимости, для снижения вязкости жидкого топлива через паропровд 20, запорно-регулировочный клапан 21 и коллектор 19 в жидкотопливную форсунку трубы 2 дополнительно подается высокотемпературный пар. Поджигается жидкое топливо и при устойчивом его горении запальное устройство отключается. Расход жидкого топлива увеличивается до ~30% от номинального. Скорость подъема расхода жидкого топлива зависит от режимов работы котла.Hot air is supplied from the divider 26 through the inputs B1, B2, B3 to the peripheral 13, middle 6 and internal 4 air supply channels. Its volume is ~ 30% of the nominal and is regulated by shutters (regulating elements) 30-1 ... 30-3 at the outputs 27, 28, 29 of the divider 26 of the hot air supply channel of the fuel and air supply system. The ignition device is turned on (not shown in the drawings). The fuel pump 17 is turned on and through the shut-off and control valve 18 and the manifold 19, liquid fuel is supplied to the liquid fuel nozzle of the pipe 2 within 8 ... 10% of the nominal flow rate. If necessary, to reduce the viscosity of the liquid fuel through the steam line 20, the shut-off and control valve 21 and the manifold 19 in the liquid fuel nozzle of the pipe 2 is additionally supplied with high-temperature steam. Liquid fuel is ignited and, with steady burning, the ignition device is switched off. Liquid fuel consumption increases to ~ 30% of the nominal. The rate of rise in liquid fuel consumption depends on the operating modes of the boiler.

Работа горелки в диапазоне 30÷100% от номинальной нагрузки (этот диапазон нагрузок считается нормальным в работе горелки).Burner operation in the range of 30 ÷ 100% of the rated load (this load range is considered normal in the operation of the burner).

При сжигании природного газа.When burning natural gas.

После вывода на 30% расход от номинального дальнейшее повышение производительности горелки (более 30% от номинальной) обеспечивается подключением (подачей природного газа) открытием запорно-регулирующего клапана 24-2 и подачей газа в газораздающее устройство 8. Если газораздающее устройство 8 содержит два газораздающих коллектора 14, то подключается один из них. Давление природного газа перед горелкой падает. Но из-за того, что подключается дополнительно газораздающий коллектор 14, расход газа на горелку остается на уровне 30% от номинального. Далее одновременно поднимается расход воздуха на горелку и расход природного газа путем повышения их давлений. Скорость повышения расходов природного газа и воздуха определяется режимами работы котла в диапазоне нагрузок 30÷100%.After 30% discharge from the nominal, a further increase in the burner output (more than 30% of the nominal) is provided by connecting (supplying natural gas) by opening the shut-off and control valve 24-2 and supplying gas to the gas-distributing device 8. If the gas-distributing device 8 contains two gas-distributing manifolds 14, then one of them is connected. The pressure of the natural gas in front of the burner drops. But due to the fact that an additional gas distribution manifold 14 is connected, the gas flow rate to the burner remains at the level of 30% of the nominal value. Then, simultaneously, the air flow to the burner and the flow of natural gas by increasing their pressure rises. The rate of increase in the consumption of natural gas and air is determined by the operating modes of the boiler in the load range of 30 ÷ 100%.

При нагрузке ~65% от номинальной и наличии второго газораздающего коллектора 14 дальнейшее повышение мощности осуществляется подключением второго газораздающего коллектора 14 путем открытия запорно-регулировочного клапана 24-3. Далее работа горелки выполняется также как и при подключении первого газораспределителя.At a load of ~ 65% of the nominal and the presence of a second gas distribution manifold 14, a further increase in power is carried out by connecting the second gas distribution manifold 14 by opening the shut-off and control valve 24-3. Further, the operation of the burner is performed as well as when connecting the first gas distributor.

При сжигании жидкого топлива.When burning liquid fuel.

Повышение производительности свыше 30% от номинальной обеспечивается повышением расхода жидкого топлива путем повышения его давления, а также увеличением расхода воздуха, подаваемого в горелку. Скорость повышения расхода жидкого топлива и воздуха определяется режимами работы котла в диапазоне нагрузок 30÷100%.An increase in productivity of more than 30% of the nominal value is provided by increasing the consumption of liquid fuel by increasing its pressure, as well as by increasing the flow rate of air supplied to the burner. The rate of increase in the consumption of liquid fuel and air is determined by the modes of operation of the boiler in the load range of 30 ÷ 100%.

Заявленная горелка для сжигания газообразного и жидкого топлива позволяет организовать ступенчатое горение природного газа на начальном участке факела горелки.The claimed burner for burning gaseous and liquid fuels allows you to organize step-by-step burning of natural gas in the initial section of the torch of the burner.

Это обеспечивается тем, что:This is ensured by the fact that:

А. Имеется три воздухоподающих канала с различными аэродинамическими характеристиками:A. There are three air supply channels with different aerodynamic characteristics:

- расход воздуха, идущего через внутренний канал 4 подачи воздуха, ~10÷15%,- air flow through the internal channel 4 of the air supply, ~ 10 ÷ 15%,

- расход воздуха, идущего через срединный канал 6, ~30÷35%,- air flow through the middle channel 6, ~ 30 ÷ 35%,

- расход воздуха, идущего через периферийный канал 13, ~55÷60%.- the flow rate of air passing through the peripheral channel 13, ~ 55 ÷ 60%.

Указанное распределение расходов воздуха по каналам определяется аэродинамическими характеристиками каждого из каналов.The indicated distribution of air flow through the channels is determined by the aerodynamic characteristics of each of the channels.

На выходе из горелки образуется аэродинамический конус, размеры которого определяются: скоростями воздуха в каналах, параметрами крутки каналов и горелки в целом, скоростями истечения газа, ориентацией выходных отверстий и трубчатых наконечников газа и т.д. Поэтому при работе горелки по оси к устью ее подсасываются топочные газы (результат горения топлива), которые из-за своей высокой температуры поджигают новую порцию топлива и тем самым обеспечивают постоянное горение.At the exit of the burner, an aerodynamic cone is formed, the dimensions of which are determined by: air velocities in the channels, twisting parameters of the channels and the burner as a whole, gas outflow rates, orientation of the gas outlet openings and tubular tips, etc. Therefore, when the burner is operating along the axis toward its mouth, flue gases are sucked up (the result of fuel combustion), which, due to their high temperature, ignite a new portion of fuel and thereby ensure constant combustion.

В. Имеется два (три) газоподающих канала:B. There are two (three) gas supply channels:

- коаксиальная газоподающая труба 3, через которую при номинальном давлении природного газа пропускается ~30% номинального расхода на горелку,- coaxial gas supply pipe 3, through which at a nominal pressure of natural gas ~ 30% of the nominal flow rate to the burner is passed,

- газораздающее устройство 8, способное пропустить ~70% номинального расхода на горелку при номинальном давлении газа перед горелкой,- gas distributing device 8, capable of passing ~ 70% of the nominal flow rate to the burner at a nominal gas pressure in front of the burner,

- если газораздающее устройство 8 содержит два газораздающих коллектора 14, то каждый из них способен пропустить по ~35% номинального расхода газа на горелку при номинальном давлении газа перед горелкой.- if the gas distributing device 8 contains two gas distributing collectors 14, then each of them is capable of passing ~ 35% of the nominal gas flow to the burner at a nominal gas pressure in front of the burner.

Сочетание вышеуказанных особенностей конструкции горелки позволяют подавать в центральную часть конуса факела большее количество топлива и меньшее количество воздуха, а также подмешивать топочные газы, за счет чего создается обедненная кислородом зона. Далее, по мере развития факела, подмешивается остальной воздух и происходит окончательное горение газа. Таким образом искусственно замедляется процесс The combination of the above design features of the burner allows to supply more fuel and less air to the central part of the flame cone, as well as mix flue gases, which creates an oxygen-depleted zone. Further, as the torch develops, the rest of the air is mixed in and the final combustion of the gas takes place. Thus, the process is artificially slowed down

горения во времени и пространстве. В результате процесс горения идет при более низкой температуре факела, которая является основным фактором образования так называемых высокотемпературных окислов азота без снижения экономичности сжигания природного газа, то есть химического недожога.burning in time and space. As a result, the combustion process occurs at a lower flame temperature, which is the main factor in the formation of the so-called high-temperature nitrogen oxides without reducing the efficiency of burning natural gas, that is, chemical underburning.

Кроме этого наличие трех газоподающих каналов позволяет сжигать газообразное топливо переменной калорийности, которая приводит к большим колебаниям сжигаемых объемов, подаваемых в горелку газов. То есть, при максимальной калорийности газа и, соответственно, малом его объеме работает только канал коаксиальной газоподающей трубы 3. По мере снижения калорийности и повышения объема сжигаемого газа подключается один из газораздающих коллекторов 14 газораздающего устройства 8. Если продолжает падать калорийность топлива, то подключается второй газораздающий коллектор 14 газораздающего устройства 8.In addition, the presence of three gas supply channels allows you to burn gaseous fuel of variable calorific value, which leads to large fluctuations in the volumes burned supplied to the gas burner. That is, with the maximum calorific value of gas and, correspondingly, its small volume, only the channel of the coaxial gas supply pipe 3 works. As the calorific value decreases and the volume of gas burned increases, one of the gas-distributing manifolds 14 of the gas-distributing device 8 is connected. If the fuel calorific value continues to fall, then the second gas distribution manifold 14 gas distribution device 8.

Такая же схема горения происходит и при сжигании жидкого топлива, которое подается по оси горелки, то есть подается по оси конуса факела. В результате происходит тот же процесс горения и с тем же результатом.The same combustion pattern occurs when burning liquid fuel, which is fed along the axis of the burner, that is, fed along the axis of the flame cone. The result is the same combustion process and with the same result.

Claims (4)

1. Горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива, содержащая корпус, установленную по оси трубу жидкотопливной форсунки, коаксиальную газоподающую трубу, внутренняя труба которой образует с трубой жидкотопливной форсунки внутренний канал подачи воздуха, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую коаксиальную газоподающую трубу и образующую с ее наружной трубой срединный канал подачи воздуха, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит защитный кожух, концентрично охватывающий воздухоподающую обечайку, газораздающее устройство с газораспределительными трубками, расположенными равномерно в пространстве между защитным кожухом и воздухоподающей обечайкой и имеющими сопла, направленные под углом к центральной оси, при этом коаксиальная газоподающая труба на выходе имеет конический насадок с отверстиями для выхода газообразного топлива в направлении сопел газораспределительных трубок, а защитный кожух и корпус образуют периферийный канал подачи воздуха.1. A burner for burning liquid and gaseous fuels, comprising a housing, an axially mounted pipe of a liquid fuel nozzle, a coaxial gas supply pipe, an inner pipe of which forms an internal air supply channel with a liquid fuel nozzle pipe, an air supply shell that concentrically surrounds the coaxial gas supply pipe and forms an outer pipe the pipe the middle channel of the air supply, characterized in that it further comprises a protective casing concentrically covering the air supply shell, gas discharge a supply device with gas distribution tubes located evenly in the space between the protective casing and the air supply shell and having nozzles directed at an angle to the central axis, while the coaxial gas supply pipe at the outlet has a conical nozzle with openings for the exit of gaseous fuel in the direction of the gas distribution nozzles, and the protective casing and the housing form a peripheral air supply channel. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что газораздающее устройство содержит два газораздающих коллектора, при этом газораспределительные трубки от обеих газораздающих коллекторов расположены в пространстве между защитным кожухом и воздухоподающей обечайкой в чередующемся порядке.2. The burner according to claim 1, characterized in that the gas distribution device contains two gas distribution manifolds, while the gas distribution tubes from both gas distribution manifolds are located in the space between the protective casing and the air supply shell in alternating order. 3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что внутренний и срединный каналы подачи воздуха на выходе в зазорах между трубой жидкотопливной форсунки и коаксиальной трубой и между коаксиальной трубой и воздухоподающей обечайкой содержат установленные под углом к центральной оси воздухозакручивающие пластины, выходной участок внутреннего воздухоподающего канала расположен за выходным отверстием жидкотопливной форсунки, а выходные отверстия внутреннего газоподающего канала коаксиальной газоподающей трубы и выходные отверстия сопел газораспределительных трубок размещены за выходным отверстием срединного воздухоподающего канала.3. The burner according to claim 1, characterized in that the inner and middle air supply channels at the outlet in the gaps between the liquid fuel nozzle pipe and the coaxial pipe and between the coaxial pipe and the air supply shell contain air-tightening plates, an outlet portion of the internal air-supply the channel is located behind the outlet of the liquid fuel nozzle, and the outlet openings of the internal gas supply channel of the coaxial gas supply pipe and the outlet openings of the gas nozzles distribution tubes are located behind the outlet of the middle air supply channel. 4. Система подачи топлива и воздуха для горелки содержит канал подачи жидкого топлива, включающий входной трубопровод, подключенный через топливный насос и запорно-регулировочный клапан к коллектору жидкотопливной форсунки, паропровод, подключенный через запорно-регулировочный клапан к коллектору жидкотопливной форсунки, входной газопровод, соединенный через разветвитель с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан к входу коаксиальной газоподающей трубы, с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан к первому газораздающему коллектору, и с каналом подачи газообразного топлива, подключенным через запорно-регулировочный клапан ко второму газораздающему коллектору, подвод горячего воздуха и подключенный к нему делитель воздушного потока на три выхода, при этом выход с большей площадью выходного отверстия через регулировочный элемент соединен с периферийным каналом подачи воздуха, выход со средней площадью выходного отверстия соединен со срединным каналом подачи воздуха, а выход с наименьшей площадью выходного отверстия соединен с внутренним каналом подачи воздуха, а отношения площадей выходных отверстий делителя воздушного потока лежат в пределах - большей площади к средней площади (2,5...3,5):1,0 и средней площади к наименьшей площади (2,0...3,0):1,0.

4. The fuel and air supply system for the burner comprises a liquid fuel supply channel including an inlet pipe connected through a fuel pump and a shut-off valve to a manifold of a fuel injector, a steam pipe connected through a shut-off valve to a manifold of a fuel nozzle, an inlet gas pipe connected through a splitter with a gaseous fuel supply channel connected through a shut-off and control valve to the inlet of a coaxial gas supply pipe, with a gaseous fuel supply channel fuel, connected through a shut-off and regulating valve to the first gas-distributing manifold, and with a gaseous fuel supply channel, connected through a shut-off-regulating valve to the second gas-distributing collector, a supply of hot air and an air flow divider connected to it with three exits, with an output with a larger the area of the outlet through the adjustment element is connected to the peripheral air supply channel, the outlet with the average area of the outlet is connected to the median air channel, and the stroke with the smallest outlet area is connected to the internal air supply channel, and the ratio of the areas of the outlet openings of the air flow divider lies in the range - a larger area to the average area (2.5 ... 3.5): 1.0 and the average area to the smallest area (2.0 ... 3.0): 1.0.