RU2040733C1

RU2040733C1 - Fuel combustion device

Info

Publication number: RU2040733C1
Application number: RU94015729A
Authority: RU
Inventors: Е.П. Ваганов; А.Н. Челебий; Б.Н. Асонов; Б.П. Попов; А.А. Харламов; В.П. Голубев; Л.К. Петрова
Original assignee: Научно-производственная фирма "Этос"
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: fuel combustion. SUBSTANCE: device has case accommodating primary and secondary air conduits separated by coaxial tube of steam supply unit, fuel nozzle, swirler, and stabilizer made in the form of header mounted on tube and having nozzles equally spaced over perimeter which communicate with steam-supply unit. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания газомазутных видов топлива и может быть использовано в топливосжигающих установках. The invention relates to a device for burning gas-oil types of fuel and can be used in fuel-burning plants.

Известно устройство для сжигания топлива, содержащее установленные в корпусе воздуховоды первичного и вторичного воздуха с жестким металлическим диффузором, завихрителем, топливное сопло. (Авторское свидетельство СССР N 1617255, 1990). A device for burning fuel containing the primary and secondary air ducts installed in the housing with a rigid metal diffuser, swirl, a fuel nozzle is known. (USSR author's certificate N 1617255, 1990).

Однако параметры жесткого диффузора статичны и жестко связаны с углом раскрытия факела (72^о), что снижает оптимальность режимов сжигания. Кроме того, жесткий диффузор ненадежен в эксплуатации из-за прогорания, вызванного попаданием на него частиц топлива, оказывает сопротивление движению воздуха и пассивен в процессах разложения топлива, следовательно, недостаточно эффективно влияет на процессы горения и снижения токсичности выбросов.However, the parameters are static and rigid diffuser is rigidly associated with the flare angle opening (72 ^a), which reduces optimality combustion modes. In addition, the rigid diffuser is unreliable in operation due to burnout caused by the ingress of fuel particles on it, it is resistant to air movement and is passive in the processes of fuel decomposition, therefore, it does not sufficiently affect combustion processes and reduce emissions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сжигания топлива, содержащее установленные в корпусе воздуховоды, завихрители, топливное сопло и стабилизатор в виде пространственного трубчатого змеевика с входным отверстием и выходными соплами для подачи воды. (Авторское свидетельство СССР N 1020699, 1983). The closest in technical essence and the achieved result is a device for burning fuel, containing air ducts, swirlers, a fuel nozzle and a stabilizer in the form of a spatial tubular coil with an inlet and outlet nozzles for supplying water. (USSR Author's Certificate N 1020699, 1983).

Это устройство положительно влияет на процессы горения топлива, так как угол раскрытия факела регулируется перемещением гибкого змеевика по отношению к факелу. This device has a positive effect on the combustion of the fuel, since the angle of the flare is controlled by the movement of the flexible coil relative to the flare.

Однако конструкция данного устройства недостаточно эффективна, так как перемещение змеевика влияет на его взаимоисключающие функции как стабилизатора и жидкостного нагревателя. However, the design of this device is not effective enough, since the movement of the coil affects its mutually exclusive functions as a stabilizer and a liquid heater.

Целью изобретения является повышение эффективности процессов горения и снижение токсичности выбросов, а также регулирование параметров топочного процесса в широком диапазоне. The aim of the invention is to increase the efficiency of combustion processes and reduce toxicity of emissions, as well as regulating the parameters of the combustion process in a wide range.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сжигания топлива, содержащем установленные в корпусе воздуховоды первичного и вторичного воздуха, разделенные соосной трубой, топливное сопло, завихрители и стабилизатор, стабилизатор выполнен в виде коллектора, установленного на трубе, с размещенными по его периметру соплами, соединенными с пароподводящим узлом. This goal is achieved by the fact that in the device for burning fuel containing primary and secondary air ducts installed in the housing, separated by a coaxial pipe, the fuel nozzle, swirlers and a stabilizer, the stabilizer is made in the form of a collector mounted on the pipe, with nozzles placed around its perimeter, connected to the steam supply unit.

На чертеже представлено устройство для сжигания топлива, продольный разрез. The drawing shows a device for burning fuel, a longitudinal section.

Устройство для сжигания топлива содержит топливное сопло 1, воздуховоды 2 и 3 для подачи первичного и вторичного воздуха, пароподводящий узел с трубой 4, соосной с воздуховодами 2 и 3 и топливным соплом 1 и стабилизатор в виде коллектора 5, установленного на трубе 4 с равноразмещенными по его периметру соплами 6. A device for burning fuel contains a fuel nozzle 1, air ducts 2 and 3 for supplying primary and secondary air, a steam supply unit with a pipe 4, coaxial with air ducts 2 and 3 and a fuel nozzle 1, and a stabilizer in the form of a manifold 5 mounted on the pipe 4 with equally spaced its perimeter nozzles 6.

Устройство для сжигания топлива работает следующим способом. A device for burning fuel operates as follows.

Топливо поступает через топливное сопло 1 в топку. Через воздуховод 2 подают первичный воздух, который, смешиваясь с топливом, образует топливовоздушную смесь с коэффициентом избытка воздуха α < 1. Fuel enters through the fuel nozzle 1 into the furnace. Primary air is supplied through the duct 2, which, mixing with the fuel, forms a fuel-air mixture with an excess air coefficient α <1.

От пароподводящего узла по осесимметричной трубе 4 через коллектор 5 и сопла 6, расположенные по периметру коллектора 5, распыляют пар. Пар, смешиваясь завихрителями 8 с топливовоздушной смесью, увеличивает степень турбулизации процессов горения и за счет своих каталитических свойств и тепломассообмена с топливовоздушной смесью ведет к глубокому гидротермическому разложению топлива с недостатком окислителя и его газификации. Steam is sprayed from the steam supply unit along an axisymmetric pipe 4 through the collector 5 and nozzles 6 located along the perimeter of the collector 5. The steam, mixed by swirls 8 with the air-fuel mixture, increases the degree of turbulization of the combustion processes and, due to its catalytic properties and heat and mass transfer with the air-fuel mixture, leads to deep hydrothermal decomposition of the fuel with a lack of oxidizer and its gasification.

По корпусу 7 поступает вторичный воздух, который через промежутки между соплами 6 смешивается с паром, образуя паровоздушную смесь с коэффициентом избытка воздуха α > 1. Secondary air enters the casing 7, which, through the gaps between the nozzles 6, is mixed with steam, forming a vapor-air mixture with an excess air coefficient α> 1.

Паровоздушная смесь, смешиваясь с топливовоздушной газифицированной смесью, еще более турбулизирует ее и тут же дожигает за счет избытка окислителя из зоны α > 1 (воздуха). Таким образом интенсифицируется процесс горения. The air-vapor mixture, mixed with the gas-air gasified mixture, further turbulizes it and immediately burns it off due to excess oxidizer from the zone α> 1 (air). Thus, the combustion process is intensified.

Устройство позволяет регулировать топочный процесс в широком диапазоне за счет предложенной конструкции стабилизатора, подающего пар. Кроме того, пар интенсифицирует путем изменения его расхода и напора процессы горения за счет своих каталитических свойств и тепломассообмена в топливовоздушной паровой смеси. The device allows you to adjust the combustion process in a wide range due to the proposed design of a stabilizer that supplies steam. In addition, steam intensifies combustion processes by changing its flow rate and pressure due to its catalytic properties and heat and mass transfer in a fuel-air steam mixture.

За счет каталитического действия пара снижается образование длинных цепей полициклических углеводородов и сажистых частиц. Due to the catalytic action of steam, the formation of long chains of polycyclic hydrocarbons and soot particles is reduced.

C + H₂O ->> CO + H₂
CO + H₂O ->> CO₂ + H₂
Пар снижает температуру факела, что ведет к снижению образования окислов азота.C + H ₂ O - >> CO + H ₂
CO + H ₂ O - >> CO ₂ + H ₂
Steam reduces the temperature of the torch, which leads to a decrease in the formation of nitrogen oxides.

Claims

A FUEL COMBUSTION DEVICE, comprising primary and secondary air ducts installed in the housing, separated by a coaxial tube of a steam supply unit, a fuel nozzle, swirls and a stabilizer, characterized in that the stabilizer is mounted on a manifold pipe with nozzles equally spaced along its perimeter and connected to the steam supply knot.