Способ сжигания топлива и горелка

СОЮЗ СОВЕТСК СОЦИАЛИСТИ 4 Е 946 4/00 1)4 Р ЗОБРЕТЕНИТЕПЬСТВУ П К АВТОР МУ СВ ол(57) 1. Сп тем подачи зуры кольц первичного в зонного ус ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники(56) Найденов Г.ф. Вихревые газовыегорелки, Киев, "Техника", 1966.с. 111.Еринов А.Н, и др. Рациональные методы сжигания газового топлива в нагревательных печах. Киев, "Техника",1970, с. 183, рис. 75 б.Авторское свидетельство СССРйф 963364, кл. Р 23 Э 13/00, 01.04.81(54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА И ГОРЕЛКА б сжигания топлива пуу тороидальной амбразакрученного потока слородсодержащего газа и центрального потока топлива с одновременным вводом по оси последнего вторичного кислородсодержащего газа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы в режиме разомкнутого факела, к ичество кислорода во вторичном кислородсодержащем газе составляет 1,0-253 от количества кислорода в первичном кислородсодержащем газе.2. Горелка, содержащая корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, установленные по оси корпуса газовое сопло с центральной воздухоподающей трубой, выведенной передним концом за пределы газового сопла, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы в режиме разомкнутого факела, центральная труба выведена за пределы сопла на расстояние, составляющее 0,2-2,5 диаметра выходного среза кори аИзобретение относится к теплотехнике и может быть использовано присжигании газового топлива в режимеразомкнутого факела, преимущественнов низкотемпературных установках.Известен способ сжигания топливапутем подачи в зону горения закрученной топливовоздушной смеси и одновременным вводом центрального прямого потока воздуха, необходимого длягорения,Однако известный способ сжиганияликвидирует пульсационное горениетолько при некоторых режимах работы, 15подачей нерегулируемого количествавоздуха по оси увеличивает шум, чтоприводит к возникновению вторичногофронта горения в области амбразуры иобгоранию металлических частей горелки,Известна также горелка, содержащая корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, а также установленную по оси газоподающую трубу свыпускными отверстиями,Однако невозможно обеспечить стабильную работу такого устройства,Наиболее близким к предложенномуявляется способ сжигания топлива путем подачи в зону тороидальной амбразуры кольцевого закрученного потокапервичного кислородсодержащего газаи центрального потока топлива с одно временным вводом по оси последнеговторичного кислородсодержащего газа.Известный способ осуществляется вгорелке, содержащей корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной 40амбразуре и снабженный завихрителем,установленные по оси корпуса газовоесопло с центральной воздухоподающейтрубой, выведенной передним концомза пределы газового сопла. 45При осуществлении способа в известной горелке, например в низкотемпературных установках, возникают нежелательные пульсационные режимы горения, препятствующие устойчивой работе,Целью изобретения является обеспечение устойчивой работы в режимеразомкнутого факела.указанная цель достигается тем,что согласно способу сжигания топлива путем подачи в зону тороидальнойамбразуры кольцевого закрученного потока первичного кислородсодержащего газа и центрального потока топлива содновременным вводом по оси последнего вторичного кислородсодержащегогаза, количество кислорода во вторкчном кислородсодержащем газе составляет 1,0-252 от количества кислорода в первичном кислородсодержащем газе.В горелке, содержащей корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, установленные по оси корпуса газовое сопло с центральной воздухоподающей трубой, выведенной переднимконцом за пределы газового сопла,центральная труба выведена за пределы сопла на расстояние, составляющее0,2-2,5 диаметра выходного среза корпуса.На чертеже схематически изображена предлагаемая горелка для реализации предлагаемого способа.Горелка содержит корпус 1, примыкающий выходным срезом 2 к тороидальной амбразуре 3 и снабженный завихрителем 4, установленные по оси корпуса 1 газовое сопло 5 с центральнойвоздухоподающей трубой б, выведеннойпередним концом за пределы газовогосопла 5 на расстояние, составляющее0,2-2,5 диаметра выходного среза 2корпуса 1,Предлагаемый способ реализуется вгорелке.По корпусу 1 поступает закрученный при помощи завихрителя 4 потоквоздуха, который смешивается с топливом, поступаннцим в воздушный потокиз газового сопла 5. Полученная смесьсгорает наповерхности амбразуры 3 врежиме разомкнутого факела. Для обеспечения устойчивой работы необходимо иметь стабильный факел. Предлагаемыйспособ реализует режим "внутренней" стабилизации воспламенения в разомкнутом факеле путем подачи по оси через трубу 6 вторичного кислородсодержащего газа (например воздуха, кислорода) с количеством кислорода, составляющим 1,0-253 от количества кислорода в первичном газе, в зону стабилизации, находящуюся на расстоянии0,2-2,5 диаметра выходного среза 2корпуса 1,В высокотемпературных установках,например нагревательных печах, работающих под давлением, допускаетсявследствие присосов окружающего воздуха содержание 3-67 кислорода в печТираж 510 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5.з 112946 ной атмосфере. Как показали исследования, режим "внутренней" стабилиза ции в этих установках соблюдается, так как основной источник воспламене 5 ния - рециркулирующие газы - содержат достаточное количество кислорода. В низкотемпературных установках, например термических печах, работающих без подсосов, наличие "свободного" 1 О кислорода в печной атмосфере минимальное по количеству. Для обеспечения устойчивого воспламенения, стабилизации факела необходим принудительный подвод кислорода в зону стабили 15 эации согласно предлагаемому способу.П р и м е р. Горелка ГРбыла установлена на своде испытательного стенда. Конструкция горелки предусматривала возможность ввода вторич ного кислородсодержащего газа, например воздуха,. в различные сечения амбразуры.В опытах менялась форма амбразуры еВ результате исследований установ- Б лено, что качественное изменение в работе горелки согласно предлагаемому способу, т.е, смена пульсационного неустойчивого режима горения на беспульсационный бесшумный, происходит ,30 при установке воздухоподающей трубы на расстоянии, составляющем 0,2-2,5 диаметра выходного среза корпуса, и подаче через нее кислорода в количестве 1,0-253 от кислорода, содержащегося в первичном кислородсодержащем газе, например воздухе, При установке трубы за пределами указанной зоны (ближе, чем 0,2 или дальше 2,5 диаметров выходного среза корпуса) и при подаче любого количества кислорода не происходит качественного изменения в работе горелки, т.е.пульсации не прекращаются, наблюдается повышенный шум.Количество кислорода, подаваемого в зону, ограниченную 0,2-2,5 диаметрами выходного среза корпуса, равное 1,0-253 от количества кислорода в первичном газе, обусловлено тем, что при подаче вторичного газа с количеством в нем кислорода менее 1,03 и более 253 не наступает качественное изменение в работе горелки, хотя подача кислорода осуществлялась в оптимальную зонуПри использовании данного способа и горелки такой конструкции расширяется диапазон применения горелок с разомкнутым факелом, понижается шум при работе горелок, повышается устойчивость ее в работе и надежность.