Горелочное устройство

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 746135 А 1 23 О 17 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский энергетический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 1135967, кл. Р 23 О 17/00, 1983,2, Авторское свидетельство СССРМ 1467322, кл. Р 23 О 17/00, 1987,(57) Изобретение относится к области сжигания газообразного топлива и может бытьиспользовано в котлах тепловых электростанций. Цель изобретения - повышениеХ экономичности путем расширения диапазона регулирования параметров факела и снижение гидравлического сопротивления, Это достигается тем, что горелочное устройство содержит корпус (К) 1, разделенный обечайкой (0) 2 на периферийный и центральный каналы 3 и 4. В периферийный канал 3 введены открытые с торцов направляющие патрубки (П) 9, распределенные по окружности с зазорами относительно друг друга, К 1 и О 2. К 1 и О 2 имеют конфузорно-конические входные участки 5 и 6 и цилиндрические выходные участки 7 и 8. Задние торцы 10 П 9 расположены перед срезом 11 К 1, передние торцы 12 - перед окнами 13, образованными на боковой поверхности входного участка 6 О 2. Внутри каждого П 9 установлено газовое сопло 14. между П 9 и К 11746135 установлены плоские перегородки 15, При,родный газ подают через сопла 14, одну часть необходимого для горения воздуха вводят прямотоком через периферийный канал 3, другую часть воздуха закрученным потоком - через центральный канал 4. При большом расходе воздуха через периферийный канал 3 и малом - через центральный канал 4 окна 13 "запираются" для перетока в канал.З закрученного воздуха из канала 4, На выходе из К 1 образуется прямоточно- вихревой факел, имеющий повышенные Изобретение относится к области сжигания газообразного топлива и может бытьиспользовано в котлах тепловых электростанций.Известны горелочные устройства, содержащие воздухоподающий корпус, раз-,деленный коаксиальной обечайкой нацентральный и периферийный каналы, в последнем из которых установлены газовыесопла 11.Недостатком известных горелочных устройств является повышенный недожог топлива. и, как следствие, пониженнаяэкономичность,Наиболее близким по технической сущ-.ности к заявляемому горелочному устройству является горелочное устройство,. содержащее корпус с конфузорно-коническим входным и цилиндрическим выходнымучастками, снабженный плоскими перегородками и обечайкой, разделяющей полостькорпуса на коаксиальные периферийный ицентральный каналы для подачи воздуха,завихритель, размещенный на входе центрального канала, а также открытые с торцовнаправляющие патрубки с газовыми соплами внутри, введенные в периферийный канал и распределенные в последнем по.окружности с зазорами относительно другдруга, корпуса и обечайки, причем выходной участок обечайки выполнен цилинд, рически, задние торцы патрубковрасположены перед срезом корпуса, а осипатрубков и корпуса параллельны 2,Одним из недостатков данного горелочного устройства является узкий диапазонрегулирования параметров факела, что ограничивает возможности использованияподобного устройства в котлах, требующихпо условиям эксплуатации изменения суммарного теплообмена в топочной камере.Другим недостатком данного горелочногоустройства является повышенное гидравливместимость и дальнобойность, При большом расходе воздуха через центральный канал 4 и малом через периферийный канал 3 часть закрученного воздуха через окна 13 перетекает из канала 4 в канал 3. Возникающая при этом в канале 3 крутка воздуха в кольцевой полости между О 2 и П 9 способствует более быстрому перемешиванию отдельных аксиальных газовоздушных струй с центральной закрученной воздушной струей. В результате образуется короткий слабосветящийся факел. 2 з,п, ф-лы, 4 ил,ческое сопротивление, поскольку плоскиеперегородки в нем установлены поперек потока воздуха,Целью изобретения является расшире 5 ние возможностей регулирования параметров факела и снижение гидравлическогосопротивления,В горелочном устройстве, содержащемкорпус с конфузорно-коническим входным и10 цилиндрическим выходным участками,снабженный плоскими перегородками иобечайкой, разделяющей полость корпусана коаксиальные периферийный и центральный каналы для подачи воздуха,15 завихритель, размещенный на входы центрального канала, а также открытие сторцовнаправляющие патрубки с газовыми сопла. ми внутри, введенные в периферийный канал и распределенные в последнем по20 окружности с зазорами относительно другдруга, корпуса и обечайки, причем выходной участок обечайки выполнен цилиндрическим, задние торцы патрубковрасположены перед срезом корпуса, а оси25 патрубков и корпуса параллельны, цель достигается тем, что входной участок обечайкивыполнен конфузорно-коническим и на егобоковой поверхности образованы окна, передние торцы направляющих патрубков30 расположены в полости периферийного канала перед указанными окнами, при этомупомянутые перегородки продольно установлены между корпусом и направляющимипатрубками,35 Кроме того, окна могут быть размещены. под направляющими патрубками, а устройство дополнительно содержит сопловой аппарат подачи рециркуляционных газов,40 установленный на входном коническом участке обечайки,На фиг,1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1; на фиг,З - узел на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг,З,Горелочное устройство содержит корпус 1, полость которого разделена обечайкой 2 на коаксиальные периферийный и центральный каналы 3 и 4, Корпус 1 и обечайка 2 имеют входные участки 5 и 6, выполненные конфузорно-коническими,. и выходные участки 7 и 8, выполненные цилиндрическими. В периферийный канал 3 введены направляющие патрубки 9, оси которых параллельны оси корпуса 1. Патрубки 9 распределены по окружности с зазорами относительно друг друга, корпуса 1 и обечайки 2. Задние открытые торцы 10 патрубков.9 расположены перед срезом 11 корпуса 1, передние открытые торцы 12 - перед окнами 13, образованными на боковой поверхности входного участка 6 обечайки 2. Окна 13 размещены под партрубками 9 с образованием кольцевого ряда, Внутри каждого патрубка 9 с кольцевым зазором установлено аксиальное газовое сопло 14. Между патрубками 9 и корпусом 1 установлены жестко скрепленные с ними плоскиеперегородки 15, На входе центрального канала 4 размещен тангенциальный эавихритель.16, на входе периферийного канала 3 - радиальный направляющий аппарат 17, Вполость центрального канала 4 введено сопло 18 подачи газов рециркуляции с аксиальным завихрителем 19, Периферийный ицентральный каналы 3 и 4 подключены к воздухоподводяЩим коробам 20 и 21; Дляудобства установки газовых сопл 14 в патрубках 9 на обращенных к корпусу 1 частяхбоковой поверхности патрубков выполнены продольные вырезы 22,Горелочное устройство работает следующим образом.Природный газ подают сопла 14. Необходимый для горения воздух предварительно распределяют по коробам 20, 21, Воздух из короба 20 через направляющий аппарат 17 подается прямотоком в периферийный канал 3. Воздух из короба 21, пройдя завих-. ритель 16, поступает закрученным потоком в центральный канал 4, К закрученному потоку воздуха в канале 4 примешиваются газы рециркуляции из сопла 18.Часть воздуха, поданного в периферийный канал 3, проходит через направляющие патрубки 9, остальная часть обтекает эти патрубки снаружи. При этом картина течения в канале 3 за передними торцами 12 патрубков 9 по ходу воздуха определяется соотношением расходов воздуха, направляемого в каналы 3 и 4.При большом расходе воздуха через периферийный канал 3 и малом через цент 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 формула изобретения 1, Горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий корпус с конфузорноконическим входным и цилиндрическим выходным участками, снабженный плоскими перегородками и обечсйкой, установленной с образованием коаксиального периферийного и центрального каналов для подачи воздуха, завихритель, размещенный на входе центрального канала, а также открытые с торцов направляющие патрубки с газовыдающими трубками внутри, заведенные в периферийный канал и расположенные в последнем по окружности параллельно осикорпуса с зазором относительно друг друга, причем задние торцы патрубков расположены перед срезом корпуса, о т л и ч а ю щ е е 55 ральный канал 4 окна 13 "запираются" для перетока в канал 3 закрученного воздуха из канала 4, Структура течения в выходной части канала 3 в этом случае является чисто прямоточной с неравномерным распределением скоростей воздуха по радиусу. Большие значения скоростей наблюдаются во внутренней. периферийной зоне канала 3, примыкающей к обечайке 2, меньшие - во внешней периферийной зоне, примыкающей к корпусу 1. Описанное распределение скоростей воздушного потока обусловлено наклонным расположением входных участков 5 и 6 корпуса 1 и обечайки 2 относительно их выходных участков 7 и 8 и является благоприятным с точки зрения воспламенения факела от внешней эоны рециркуляции в топке. В целом же такой прямоточно-вихревой факел с невысокой интенсивностью крутки характеризуется повышенными светимостью и дальнобойностью.При большом расходе воздухачерез центральный канал 4 и малом через периферийный канал 3 часть закрученного воздуха через окна 13 перетекает из канала 4 в канал 3. Возникающая при этом в канале 3 крутка воздуха в кольцевой полости между обечайкой 2 и патрубками 9.способствует более быстрому перемешиванию отдельных аксиальных гаэовоздушных струй с центральной закрученной воздушной струей, В результате образуется короткий слабосветящийся факел.Горелочное устройство обеспечивает стабильное воспламенение факела от внешней зоны рециркуляции в топке, поскольку обмен средами между центральным и периферийным каналами через окна 13 не сказывается "на начальном смесеобраэовании, обусловленном инжектирующим действием газовых струй..Юрчико едак аказ 2383 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб 4/5 Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 роизводствен но-издательский ком с я тем, что, с целью повышения экономичности путем расширения диапазона регулирования параметров факела и снижения гидравлического сопротивления, входной участок обечайки выполнен конфузорно-ко ническим, а на ее боковой поверхности дополнительно выполнены окна, причем передние торцы направляющих патрубков расположены перед указанными окнами, а упомянутые плоские перегородки продоль но установлены между корпусом и направляющими пэтрубками.2. Устройство по п,1, отл ич а ю ще ес я тем, что направляющие патрубки расположены вокруг окон.З,Устройство поп.1, отл ич а а щеес я тем, что оно дополнительно содержит сопловой аппарат подачи рециркуляционных газов, установленный на входном коническом участке обечайки.