RU2012839C1

RU2012839C1 - Gas-mazut burner

Info

Publication number: RU2012839C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Асосков; Л.М. Денежкин; В.П. Решитько
Original assignee: Асосков Виталий Александрович; Денежкин Леонид Михайлович; Решитько Валерий Петрович
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1991-05-29
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: power mechanical engineering. SUBSTANCE: outer conical blade swirler 8 is interposed between central swirler 3 and outer ring gas distributing manifold 6. Inlet edges of the blades of swirler 8 are inclined to axis of openings 7 of outer gas distributing manifold 6 at 0-90. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания газообразного и жидкого топлив в топках энергетических котлов, камерах сгорания газотурбинных и парогазовых установок, а также в промышленных печах. The invention relates to energy and can be used for burning gaseous and liquid fuels in the furnaces of energy boilers, combustion chambers of gas turbine and combined cycle plants, as well as in industrial furnaces.

Известна газомазутная горелка, содержащая цилиндрический воздушный короб с лопатками завихрителя, соосно установленной форсункой и газоподводящей трубой, снабженной сопловым насадком с отверстиями, выполненными зауженным по ходу потока. Лопатки закреплены консольно на цилиндрическом участке короба, а их внутренние кромки расположены в зоне соплового насадка с образованием зазора с его поверхностью. A gas-oil burner is known, comprising a cylindrical air box with swirl blades, a coaxially mounted nozzle and a gas supply pipe equipped with a nozzle nozzle with openings made narrower along the flow. The blades are mounted cantilever on the cylindrical section of the box, and their inner edges are located in the area of the nozzle nozzle with the formation of a gap with its surface.

Недостатком такой горелки является отсутствие наружного конического завихрителя для подачи обедненной смеси окислителя и топлива с целью огранизации вторичной зоны выгорания и поддержания оптимального избытка воздуха на различных нагрузках и связанной с этим снижения токсичности ее работы. The disadvantage of such a burner is the absence of an external conical swirl for supplying a lean mixture of oxidizer and fuel in order to limit the secondary burnout zone and maintain an optimal excess of air at various loads and, therefore, reduce its toxicity.

Известна газомазутная горелка, содержащая кольцевой газовый коллектор с сопловыми отверстиями, центральную форсунку жидкого топлива и размещенный вокруг нее газовый коллектор с сопловыми отверстиями, образующий с кольцевым газовым коллектором воздушный канал, снабженный лопаточным завихрителем, размещенным в зоне сопловых (газораздающих) отверстий обоих газовых коллекторов. A gas-oil burner is known comprising an annular gas manifold with nozzle openings, a central liquid fuel nozzle and a gas collector with nozzle openings arranged around it, forming an air channel with an annular gas manifold, provided with a blade swirler located in the area of the nozzle (gas-distributing) openings of both gas collectors.

Недостатками известной горелки являются:
1. Отсутствие наружного конического завихрителя воздуха для создания вторичной зоны выгорания топлива.The disadvantages of the known burner are:
1. The absence of an external conical air swirl to create a secondary zone of fuel burnout.

2. Неудовлетворительное качество получаемой смеси воздуха и топлива при раздаче газа у сопловых отверстий обоих газораздающих устройств (центрального и периферийного) в единый поток окислителя. 2. Poor quality of the resulting mixture of air and fuel during gas distribution at the nozzle openings of both gas distributing devices (central and peripheral) into a single oxidizer stream.

Целью изобретения является снижение токсичности продуктов сгорания при оптимальном избытке воздуха с помощью организации предварительного смесеоб- разования топлива с воздухом, путем перераспределения подачи топлива (газа) через центральные и периферийные газораздающие устройства и создания двух зон выгорания топлива при оптимальной полноте выгорания и устойчивости факела. The aim of the invention is to reduce the toxicity of combustion products with an optimal excess of air by organizing preliminary mixture formation of fuel with air, by redistributing the fuel (gas) supply through central and peripheral gas-distributing devices and creating two fuel burnout zones with optimal burnout completeness and flame stability.

Указанные цели достигаются тем, что предлагаемая горелка, состоит из внутреннего завихрителя с консольными лопатками, конического газораздающего насадка с отверстиями, направленными в межлопаточные каналы внутреннего завихрителя, форсунки жидкого топлива, установленной по оси горелки, наружного газораздающего коллектора и лопаток, установленных между корпусом внутреннего завихрителя и наружным газораздающим коллектором, которые образуют наружный конический завихритель. А отверстия наружного газораздающего коллектора расположены перед лопатками конического завихрителя и образуют с входной кромкой лопатки угол α= 0-90^о.These goals are achieved by the fact that the proposed burner consists of an internal swirl with cantilever vanes, a conical gas distribution nozzle with holes directed into the interscapular channels of the internal swirl, a liquid fuel nozzle mounted along the axis of the burner, an external gas distributing manifold and blades mounted between the body of the internal swirl and an external gas distribution manifold, which form an external conical swirl. A hole gazorazdayuschego outer reservoir situated in front of the conical swirler vanes and form a leading edge blade angle ^of α = 0-90.

Сопоставительный анализ предлагаемой горелки с прототипом показывает, что она отличается тем, что наличие наружного конического завихрителя воздуха и подача части топлива перед кромками лопаток наружного регистра позволяет значительно увеличить коэффициент перемешивания топлива с окислителем, причем, если через центральный газораздающий насадок происходит подача основного (наибольшего) количества газа и его окисление протекает при недостатке кислорода (коэффициент избытка воздуха α< 1), то обедненная вторичная зона окисления, образованная наружным коническим завихрителем, позволяет доокислять переобогащенную смесь первичной зоны выгорания. Таким образом, подавая меньшую часть топлива перед коническим завихрителем и варьируя расходом топлива центральной и периферийной раздачи газа, мы получаем возможность достижения оптимальных параметров смесеобразования в зоне окисления, повышение полноты выгорания и снижение токсичности продуктов окисления при достаточно устойчивом горении на различных режимах работы горелки. Таким образом, предлагаемая газомазутная горелка соответствует критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the proposed burner with the prototype shows that it differs in that the presence of an external conical swirl of air and the supply of part of the fuel in front of the edges of the blades of the external register can significantly increase the mixing coefficient of the fuel with the oxidizing agent, and if the main (largest) is fed through the central gas-distributing nozzle amount of gas and its oxidation proceeds with a lack of oxygen (air excess coefficient α <1), then the depleted secondary oxidation zone, the image an outer tub conical swirler allows dookislyat pereobogaschenie mixture of primary burning zone. Thus, by supplying a smaller part of the fuel in front of the conical swirler and varying the fuel consumption of the central and peripheral gas distribution, we get the opportunity to achieve optimal parameters of mixture formation in the oxidation zone, increase the degree of burnout and reduce the toxicity of oxidation products with sufficiently stable combustion at various burner operating modes. Thus, the proposed gas-oil burner meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них приз- наки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the given technical field did not allow revealing in them the features that distinguish the proposed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion is “significant differences”.

На фиг. 1 изображена горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - вид спереди на фиг. 1. Горелка состоит из центрального газораздающего насадка 1, снабженного отверстиями 2 первичного газа, центрального завихрителя воздуха 3, форсунки жидкого топлива 4, трубопроводов для транспортировки периферийного газа 5, периферийного газораздающего коллектора 6 с отверстиями 7 для раздачи газа перед лопатками периферийного завихрителя 8. Степень предварительной перемешиваемости топлива с воздухом зависит от угла раздачи топлива и направления потока воздуха или угла, образованного струей газа и кромкой лопатки (β ), который выбирается от 0^о до 90^о.In FIG. 1 shows a burner, a longitudinal section; in FIG. 2 is a front view of FIG. 1. The burner consists of a central gas distribution nozzle 1, provided with openings 2 for the primary gas, a central air swirl 3, a liquid fuel nozzle 4, pipelines for transporting the peripheral gas 5, a peripheral gas distribution manifold 6 with openings 7 for gas distribution in front of the blades of the peripheral swirl 8. preliminary miscibility of the fuel with air depends on the angle of distribution of the fuel and the direction of the air flow or the angle formed by the gas stream and the edge of the blade (β), which is selected t 0 ^o to 90 ^o.

Работа горелки основана на варьировании подачи горячего газа через отверстия 2 первичного газа центрального газораздающего насадка 1 и отверстия 7 периферийного коллектора 6. После розжига горелки при подаче газа через центральный газораздающий насадок 1 газ попадает в первичную зону окисления, образованную центральным завихрителем 3, где происходит частичное окисление горючего газа (при α<< 1), после чего неокисленная часть топлива попадает во вторичную зону окисления, образованную топливо-воздушной смесью (обедненной α<<1) от периферийного конического завихрителя 8. При этом осуществляется более совершенное перемешивание топлива с окислителем и соответствующее его окисление. Варьируя количеством подаваемого топлива через центральный газораздающий насадок 1 и периферийный коллектор 6 можно добиваться улучшенного перемешивания топлива с окислителем, вести процесс окисления выгорания топлива при оптимальных, с точки зрения образования вредных выбросов, избытках окислителя и, тем самым, добиваться снижения токсичности его работы. The operation of the burner is based on varying the supply of hot gas through the holes 2 of the primary gas of the central gas distribution nozzle 1 and the holes 7 of the peripheral manifold 6. After ignition of the burner when gas is supplied through the central gas distribution nozzle 1, the gas enters the primary oxidation zone formed by the central swirler 3, where partial oxidation of a combustible gas (at α << 1), after which the unoxidized part of the fuel enters the secondary oxidation zone formed by the fuel-air mixture (depleted in α << 1) from peripherally a conical swirler 8. This is carried out more perfect mixing of the fuel with the oxidant and corresponding to its oxidation. By varying the amount of fuel supplied through the central gas-distributing nozzles 1 and the peripheral manifold 6, it is possible to achieve improved mixing of the fuel with the oxidizing agent, to conduct the process of oxidation of fuel burnup at optimal, from the point of view of the formation of harmful emissions, excess oxidizer and, thereby, reduce its toxicity.

Таким образом, в сравнении с прототипом, где отсутствует инструмент образования двух зон окисления, предлагаемое горелочное устройство позволяет проводить сжигание топлива с пониженными выбросами вредных веществ, уменьшенным недожогом на различных нагрузках при достаточной стабилизации факела. Thus, in comparison with the prototype, where there is no tool for the formation of two oxidation zones, the proposed burner device allows the combustion of fuel with reduced emissions of harmful substances, reduced underburning at various loads with sufficient stabilization of the flame.

(56) Авторское свидетельство СССР N 775523, кл. F 23 D 17/00, 1980. (56) Copyright certificate of the USSR N 775523, cl. F 23 D 17/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР N 1138601, кл. F 23 D 17/00, 1979. USSR author's certificate N 1138601, cl. F 23 D 17/00, 1979.

Claims

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 external annular gas-distributing manifold with gas-distributing holes, characterized in that, with the aim of increasing economy to reduce the toxicity of combustion products, between the central swirler and the outer annular gas-distributing manifold, an external conical blade swirl, the input edges of the blades of which form an angle with the axes of the holes of the external gas distribution manifold, comprising from 0 to 90 ^o .