RU2043569C1

RU2043569C1 - Burning device

Info

Publication number: RU2043569C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Курбатова; В.П. Лебедев; В.Л. Самсонов
Original assignee: Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: central injector torch 3 and secondary path passage 5 in the burning device are connected at the inlet through regulator device 6 either to the atmosphere, or through recuperator 8 to compressed-air source 7. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенераторах, например, замкнутой ГТУ. The invention relates to energy and can be used in heat generators, for example, closed gas turbines.

Известна ижекционная горелка, подключенная на входе через рекуператор к атмосфере [1] Однако в том случае, когда горелка должна пропустить значительное количество воздуха (отношение расходов "воздух/топливо" превышает 50), энергии струи топлива недостаточно для преодоления гидравлического сопротивления по тракту горелки и подсоса воздуха. Known injection burner connected at the inlet through a recuperator to the atmosphere [1] However, in the case when the burner must pass a significant amount of air (air / fuel flow ratio exceeds 50), the energy of the fuel jet is not enough to overcome the hydraulic resistance along the burner path and air leaks.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является горелочное устройство, содержащее установленную в трубе с выходным коническим насадком инжекционную горелку с образованием кольцевого канала "вторичного" воздуха, причем инжекционная горелка и канал подключены через свой входной патрубок с регулирующим органом соответственно к источнику сжатого воздуха и атмосфере [2] Отсутствие рекуператора снижает эффективность работы теплогенератора, в котором устанавливается горелочное устройство, так как снижается температура факела, увеличивается расход топлива. Сложно регулирование устройства, так как воздушные тракты не связаны между собой и требуется их раздельное регулирование. При установке горелочного устройства в теплогенератор ЗГТУ, работающий с соотношениями расходов воздуха и топлива G_в/G_т 5-100; α_Σ= 6, давлением топливоподачи ΔР_т≅0,05 МПа и с коэффициентом избытка первичного воздуха α₁ 0,6-1,1, характерным для инжекционных горелок, расход воздуха во вторичном тракте ≈в 10 раз больше расхода "первичного" инжекционного воздуха. При этом увеличивается скорость "вторичного" воздуха особенно при работе с рекуператором, что приводит к ухудшению качества смесеобразования и запиранию инжекционной горелки.The closest technical solution to the proposed one is a burner device containing an injection burner installed in a pipe with an outlet conical nozzle with the formation of an annular channel of “secondary” air, the injection torch and channel being connected through their inlet pipe with a regulating body to the source of compressed air and atmosphere, respectively [ 2] The absence of a recuperator reduces the efficiency of the heat generator in which the burner device is installed, since the temperature decreases ate, increased fuel consumption. It is difficult to regulate the device, since the air ducts are not interconnected and require separate regulation. When installing the burner in the heat generator ZGTU, working with the ratio of air and fuel consumption G _in / G _t 5-100; α _Σ = 6, fuel supply pressure ΔР _t ≅ 0.05 MPa and with an excess coefficient of primary air α ₁ 0.6-1.1, typical for injection burners, the air flow in the secondary path is ≈10 times the flow rate of the "primary" injection air. This increases the speed of the "secondary" air, especially when working with a recuperator, which leads to a deterioration in the quality of mixture formation and the closure of the injection burner.

Технической задачей изобретения является повышение экономичности горелочного устройства, улучшение качества смесеобразования. An object of the invention is to increase the efficiency of the burner device, improving the quality of mixture formation.

Задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащим установленную в трубе с выходным коническим насадком инжекционную горелку с образованием кольцевого канала, причем последний и инжекционная горелка подключены через свой входной патрубок с регулирующим органом соответственно к источнику сжатого воздуха и атмосфере, входной патрубок инжекционной горелки сообщен с входным патрубком кольцевого канала и подключен через регулирующее устройство либо к атмосфере, либо к источнику сжатого воздуха через рекуператор. The objective is achieved in that in a known device containing an injection burner installed in a pipe with an outlet conical nozzle with the formation of an annular channel, the latter and the injection burner connected through its inlet pipe with a regulating body to the compressed air source and atmosphere, respectively, the inlet pipe of the injection burner is communicated with an inlet pipe of the annular channel and is connected through a control device either to the atmosphere or to a source of compressed air through a recuperator.

На чертеже изображено горелочное устройство, общий вид. The drawing shows a burner device, General view.

Горелочное устройство содержит установленную в трубе 1 с выходным коническим насадком 2 инжекционную горелку 3. Входной патрубок 4 инжекционной горелки 3 совмещен с входным патрубком кольцевого канала 5 и подключен через регулирующее устройство 6 либо к атмосфере, либо к источнику 7 сжатого воздуха через рекуператор 8. The burner device contains an injection burner 3 installed in the pipe 1 with the outlet conical nozzle 2. The inlet pipe 4 of the injection burner 3 is combined with the inlet pipe of the annular channel 5 and is connected through the control device 6 to either the atmosphere or to the compressed air source 7 through the recuperator 8.

Горелочное устройство работает следующим образом. The burner device operates as follows.

При запуске камеры теплогенератора, предшествующем запуску замкнутой ГТУ, регулирующее устройство 6 соединяет патрубок 4 с атмосферой, топливо под давлением подается в инжекционную горелку 3, которая обеспечивает инжекцию воздуха в камеру сгорания (энергией газовой струи) при отключенном источнике 7 сжатого воздуха (вентиляторе). Топливовоздушная смесь поджигается на выходе из горелки 3. Заданное время инжекционная горелка 3 работает без подачи "вторичного" воздуха, при этом происходит начальный прогрев теплоносителя РТУ, проходящего по рубашке камеры сгорания (не показана), что облегчает пуск установки, так как время разгона турбины сокращается. При подаче воздуха в горелочное устройство осуществляется без внешнего источника энергии. После прогрева теплоносителя регулирующее устройство 6 соединяет патрубок 4 с источником 7 сжатого воздуха (включенном к этому времени вентилятором) и воздух под давлением начинает поступать в инжекционную горелку 3 и канал 5 "вторичного" воздуха. Воздух постепенно прогревается дымовыми газами в рекуператоре 8, утилизирующем тепло выхлопных газов и повышающем температуру факела, что в свою очередь способствует повышению теплопроизводительности теплоносителя. За счет энергии топливной струи, подсасываемой воздух из полости 4, облегчается работа вентилятора. Расход воздуха (скорости) по параллельным трактам при этом перераспределяются, что обеспечивает, как показали испытания, оптимальное качество смесеобразования в зоне горелки. When starting the heat generator chamber, preceding the start of the closed gas turbine unit, the regulating device 6 connects the nozzle 4 to the atmosphere, the fuel is supplied under pressure to the injection burner 3, which provides air injection into the combustion chamber (by the gas jet energy) when the compressed air source 7 (fan) is turned off. The air-fuel mixture is ignited at the outlet of the burner 3. For a predetermined time, the injection burner 3 works without supplying “secondary” air, while the RTU coolant passes through the jacket of the combustion chamber (not shown), which facilitates start-up of the installation, since the turbine accelerates is shrinking. When air is supplied to the burner, it is carried out without an external energy source. After warming up the coolant, the regulating device 6 connects the pipe 4 to a source of compressed air 7 (the fan is turned on by this time) and air under pressure begins to flow into the injection burner 3 and channel 5 of the "secondary" air. The air is gradually heated by flue gases in the recuperator 8, which utilizes the heat of exhaust gases and increases the temperature of the flame, which in turn contributes to an increase in the heat capacity of the coolant. Due to the energy of the fuel stream, sucked in air from the cavity 4, the operation of the fan is facilitated. At the same time, air (speed) flow along parallel paths is redistributed, which ensures, as tests have shown, the optimum quality of mixture formation in the burner zone.

Claims

BURNER DEVICE containing an injection burner installed in a pipe with an outlet conical nozzle with the formation of an annular channel, the latter and the injection burner being connected through its inlet pipe with a regulating body to a compressed air source and atmosphere, respectively, characterized in that it additionally contains a recuperator and an inlet the nozzle of the injection burner is combined with the inlet of the annular channel and is connected through a control device either to the atmosphere or to the source of compressed water air through the recuperator.