RU2210024C1

RU2210024C1 - Burner for solid, liquid and gaseous fuels

Info

Publication number: RU2210024C1
Application number: RU2002125932A
Authority: RU
Inventors: А.П. Тишин
Original assignee: Тишин Анатолий Петрович
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: heat-power engineering; burning highly concentrated pulverized coal mixture solid and liquid fuels. SUBSTANCE: proposed burner has body with central round cylindrical passage for feeding air and swirler and injectors arranged inside this passage, circular concentric passages with blades for twisting the flow which are connected to air ducts; burner includes also fuel supply collector; taper swirler made in form of blades is mounted in central passage; rate of air flow through central passage ranges from 10 to 70% of total amount of air flowing through burner. EFFECT: enhanced reliability of combustion; reduced concentration of nitrogen oxides. 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания различных видов топлива в топочных устройствах. The invention relates to a power system and can be used to burn various types of fuel in furnace devices.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является горелка для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, содержащая корпус с центральным круглым цилиндрическим каналом для подачи воздуха с размещенным в нем осевым завихрителем, форсункой для подачи распыленного жидкого топлива, форсункой для подачи высококонцентрированной пылеугольной смеси, кольцевые концентрические каналы с лопатками для закрутки потока, подключенные к воздушным коробам и коллектор с трубками для подачи газового топлива (Теплотехнический справочник, т. 2, Москва, Энергия, 1976, с.370, рис.6-43). The closest technical solution to the claimed invention is a burner for burning solid, liquid and gaseous fuels, comprising a housing with a central circular cylindrical channel for supplying air with an axial swirl placed therein, a nozzle for supplying atomized liquid fuel, an nozzle for supplying a highly concentrated pulverized coal mixture, ring concentric channels with blades for swirling the flow, connected to air ducts and a collector with tubes for supplying gas fuel (Thermotechnics matic Handbook, Vol. 2, Moscow, Energy 1976, s.370, ris.6-43).

В данной горелке не обеспечивается надежное зажигание, высокая температура в зоне горения пылеугольного топлива, что приводит к трудностям в организации процесса зажигания и обеспечении полного сгорания. Это происходит в результате того, что уже вблизи амбразуры происходит равномерное распределение топлива и коэффициент избытка воздуха становится близким к среднему по горелке. This burner does not provide reliable ignition, high temperature in the combustion zone of pulverized coal fuel, which leads to difficulties in organizing the ignition process and ensuring complete combustion. This occurs as a result of the fact that even near the embrasure a uniform distribution of fuel occurs and the coefficient of excess air becomes close to the average over the burner.

Технический результат, достигаемый в результате использования данного изобретения, заключается в обеспечении надежного зажигания, высокой температуры в зоне горения и понижении концентрации оксидов азота. The technical result achieved by using the present invention is to provide reliable ignition, high temperature in the combustion zone and lowering the concentration of nitrogen oxides.

Этот результат достигается тем, что в горелке для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, содержащей корпус с центральным круглым цилиндрическим каналом для подачи воздуха и форсунками для подачи распыленного жидкого и высококонцентрированного пылеугольного топлива, кольцевые концентрические каналы с лопатками для закрутки потока, подключенные к воздушным коробам, и коллектор с трубками для подачи газового топлива, согласно изобретению, в центральном канале установлен конический завихритель, выполненный из лопастей в виде частей конической поверхности, а расход воздуха через центральный канал составляет 10...70% от всего расхода воздуха через горелку. This result is achieved in that in a burner for burning solid, liquid and gaseous fuels, comprising a housing with a central round cylindrical channel for air supply and nozzles for supplying atomized liquid and highly concentrated pulverized coal fuel, annular concentric channels with blades for swirling the flow connected to the air boxes, and a manifold with tubes for supplying gas fuel, according to the invention, in the central channel is a conical swirl made of blades in e conical surface portions and the air flow through the central channel is 10 ... 70% of the total air flow through the burner.

Использование конического завихрителя обеспечивает такое поле течения вблизи амбразуры, в котором зона мощного возвратного течения обеспечивает поджигание смеси, а распределение топлива таково, что коэффициент избытка воздуха α вдоль оси постепенно изменяется от α≅0,1 вблизи амбразуры до α≅1 на удалении в 1-2 калибра. Это обеспечивает легкое зажигание и начальное сгорание при значительном недостатке воздуха. В результате понижается концентрация оксидов азота и вследствие раннего зажигания увеличивается полнота сгорания. The use of a conical swirler provides such a flow field near the embrasure in which a powerful return flow zone provides ignition of the mixture, and the fuel distribution is such that the coefficient of excess air α along the axis gradually changes from α≅0.1 near the embrasure to α≅1 at a distance of 1 -2 caliber. This provides easy ignition and initial combustion with a significant lack of air. As a result, the concentration of nitrogen oxides decreases and the completeness of combustion increases due to early ignition.

Реализацию этого способа сжигания пылеугольного топлива может обеспечить горелочное устройство, показанное на фиг.1. Здесь 1 и 2 - подача воздуха в центральный и периферийный каналы, 3 - лопатки для закрутки потока в периферийных каналах, 4 - конический завихритель центрального потока воздуха, составленный из лопастей, являющихся частью конической поверхности, 5 - форсунка подачи пылеугольного топлива, 6 - трубка подачи газового топлива, 7 - труба для форсунки подачи жидкого топлива, 8 - газовый коллектор. The implementation of this method of burning pulverized coal can provide the burner device shown in figure 1. Here 1 and 2 are the air supply to the central and peripheral channels, 3 are the blades for swirling the flow in the peripheral channels, 4 is the conical swirl of the central air stream made up of blades that are part of the conical surface, 5 is the nozzle for supplying pulverized coal fuel, 6 is the tube gas fuel supply, 7 - pipe for liquid fuel nozzle, 8 - gas manifold.

Завихритель центрального канала составляется из лопастей в виде частей конической поверхности. The swirl of the central channel is composed of blades in the form of parts of a conical surface.

На фиг. 2, в качестве примера, показано сечение проточной части завихрителя из 4-х конических лопаток. Здесь 9 - участок лопатки, представляющей собой часть кругового конуса, 10 - полочка, 11 - козырек. In FIG. 2, as an example, shows a cross section of the flow part of the swirl of 4 conical blades. Here 9 is a section of the scapula, which is part of a circular cone, 10 is a shelf, 11 is a visor.

Относительное количество воздуха, передаваемого через центральный канал может составлять от 10 до 70 процентов и определяется требованием обеспечить вблизи амбразуры область с недостатком воздуха, соответствующим коэффициенту избытка воздуха окислителя α=0,2...0,8. Конкретное значение расхода воздуха может быть определено при численном моделировании гидродинамических процессов в горелке при помощи, например, программного комплекса. The relative amount of air transmitted through the central channel can be from 10 to 70 percent and is determined by the requirement to provide near the embrasure an area with a lack of air corresponding to the coefficient of excess oxidizer air α = 0.2 ... 0.8. The specific value of air flow can be determined by numerical modeling of hydrodynamic processes in the burner using, for example, a software package.

Claims

A burner for burning solid, liquid and gaseous fuels, comprising a housing, a circular cylindrical central channel and circular concentric air supply channels equipped with vanes for swirling the flow, a duct for supplying air to the burner channels, a nozzle for supplying atomized liquid fuel and a nozzle for supplying highly concentrated coal dust installed in the central channel, tubes for supplying gas fuel connected to the collector, characterized in that the conical channel is installed cue swirler vanes configured in the form of parts of a conical surface and the air flow through the central channel is 10 - 70% of the total air flow through the burner.