Регенеративное горелочное устройство

(5)5 Г 23 О 14/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) РЕГЕНЕРАТИВНОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть использовано в металлургии и других отраслях народного хозяйства для различных тепловых агрегатов, преимущественно высокотемпературных.Известны регенеративные горелочные устройства для различных тепловых агрегатов, в которых пара горелок с регенераторами, работая попеременно через переключающие устройства, обеспечивает экономичное использование тепла горючего газа. КПД таких устройств дос гигает 75, а экономия топлива достигает 40 - 60% при подогреве воздуха до 000 С и выше. Температура уходящих газов снижается до 150 - 250 С, Однако при высокой температуре подогрева воздуха локальные высокие температуры в диффузионном факеле этих горелок способствуют резкому увеличению образования таких вредных веществ как ИО и сажа. Содержание оксида азота может достигать 1.5 г/м продуктов сгорания и более.(57) Использование: в металлургии и других отраслях народного хозяйства для тепловых агрегатов, преимущественно высокотемпературных. Сущность изобретения: устройство содержит керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камнями и индивидуальные регенераторы, в нем также установлены керамические форкамеры, а газовые сопла выполнены кольцевыми с перегородками. Внутренний диаметр форкамеры Оф связан с диаметром газового сопла бс и расстоянием его до форкамерысоотношением Оф = (1,23 - 1,36)бс + (0,47 - 0,57)1. 3 ил. За прототип выбрана конструкция горелочного устройства, состоящего из пары прямоструйных керамических горелок, компактных индивидуальных регенераторов и газовых форсунок, расположенных с торца горелочных камней по их оси. В таких устройствах образуется большое количество оксидов азота вследствие высоких локальных температур горения, Эксперименты подтверждают наличие в продуктах сгорания высоких концентраций оксидов азота, а также сажевыделение при сжигании природного газа в потоке высокотемпературного воздуха,Цель изобретения - повышение экономичности и уменьшение вредных выбросов (сажи и оксидов азота) при сжигании природного газа в потоке высокотемпературного воздуха.Поставленная цель достигается тем, что в регенеративном горелочном устройстве, содержащем керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камнями, и индивидуальные регенераторы. установле 17798805 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ны соосно в горелочном камне каждой горелки керамические форкамеры, а газовое сопло выполнено кольцевым с перегородками, причем внутренний диаметр форкамеры Оф связан с диаметром газового сопла б и расстоянием его до форкамеры соотношениемОр = (1,23 - 1,36)бс + (0,47 - 0,57) ,Это соотношение определено с учетом экспериментальных данных по определению величины угла раскрытия струи природного газа в спутном потоке высокотемпературного воздуха, когда тра/2 = 0,2,Выход за предельные значения коэффициентов в заявленной формуле ведеч к двум крайним нерасчетным режимам работы горелки:1, При значениях коэффициентов 1,36 и0,57 процесс горения осуществляется на входе в форкамеру, струя газа растекается и сгорает на передней торцевой кромке форкамеры по двум трактам подачи воздуха. Принцип двухстадийного горения нарушается и цель не достигается,2, При значениях коэффициентов 1,23 и0,47 горение выносится из форкамеры ь рабочее пространство агрегата и принцип двухстадийного сжигания нарушается также. В этом случае цель также не достигаетПри нарушении принципа двухстадийного сжигания горелочное устройство работает в нерасчетном режиме с повышенным выходом сксида азота и сажи.Регенеративное горелочное устройство содержит две одинаковых керамических горелки с горелочными камнями, газовыми соплами и индивидуальными компактными регенераторами. Горелки соединены через известные конструкции переключающих клапанов на газовоздуходымопроводах, Пример выполнения конструкции керамической горелки представлен на фиг,1-3.На фиг. 1 изображен общий вид компановки горелки; на фиг.2 - сечение форкамеры; на фиг.З - сечение сопла горелки,Горелка содержит горелоцный камень 1, расположенный в кладке печи 2, внутреннюю керамическую форкамеру 3 с внутренним диаметром Оф, расположенную так, что между выходным носиком горелочного камня и выходным сечением форкамеры образуется вторая форкамера (вторая ступень сгорания), газовое кольцевое сопло 4 диаметром бс с перегородками 5, расположенное на расстоянииот входного сечения внутренней форкамеры, компактный насыпной регенератор 6, соединенный с воэдухоподводящим и дымоотводящим каналами, патрубок 7 для подвода воздуха горения к регенератору и отвода после него продуктов сгорания после переключения подачи воздуха на вторую горелку,Регенеративное горелочное устройство работает следующим образом,При подаче воздуха через патрубок 6 и регенератор 5, разогретый в предшествующем цикле работы он, нагревшись до зысокой температуры, поступает в горелку и проходит по двум трактам: через форкамеру 3 и в каналах, образованных между ней и стенками горелочного камня 1. Газ через сопло 4 с перегородками 5 отдельными струями подается в форкамеру 3. При этом воздух попадает и во внутреннюю полость кольцевой струи газа, что способствует лучшему предварительному перемешиванию газа с первичным воздухом при 1,0, На выходе из внутренней форкамеры догорание осуществляется при а1,0. В целом при таком ступенчатом сжигании выход оксидов азота снижается на 60 - 700 о и устраняется полностью сажевыделение,Формула изобретения Регенеративное горелочное устройство, содержащее керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камнями и индивидуальные регенераторы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности и уменьшения вредных выбросов, в горелочном камне каждой горелки соосно установлена цилиндрическая керамическая форкамера, а газовое сопла выполнено кольцевым с перегородками, причем внутренний диаметр форкамеры связан с диаметром газового сопла и расстоянием его до форкамеры соотношениемОФ = 1,23 - 1,36)дс + (0,47-0,57)1, где Оф - внутренний диаметр форкамеры;Ос - диаметр газового сопла;1 - расстояние между соплом и форкамерой.1779880 у 1 р й"г 7 АРиФ едактор аз 4426 ,Ти раж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССГ 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составител Техред М.М В.Масловентал Корректор Н, Слободяни