CS271653B1

CS271653B1 - Short-flame turbulent burner

Info

Publication number: CS271653B1
Application number: CS868284A
Authority: CS
Inventors: Veroslav Ing Vlcek; Leopold Ing Vasica; Ladislav Ing Bittner; Vladimir Ing Slavik
Original assignee: Vlcek Veroslav; Vasica Leopold; Ladislav Ing Bittner; Slavik Vladimir
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1990-11-14
Also published as: CS828486A1

Abstract

The goal of the solution is the adjustment of the construction of the short-flame turbulent burner for its seating with Venturi nozzles. For this purpose, Venturi nozzles (5) are created in the shape of insertions with the outer cylinder surface, which are inserted in the ring openings (4) of the cone collar (3) and are attached by the ceramic layer (6) to the collar (3) from the inside of the burner nozzle (2).<IMAGE>

Description

Vynález se týká konstrukční modifikace krátkoplamenného vířivého hořáku změnou tvaru geometrie výtokových otvoru s cílem dosáhnout výrazného zvýšení výtokové rychlosti.The invention relates to a structural modification of a short-flame swirl burner by changing the shape of the outflow opening geometry in order to achieve a significant increase in the outflow rate.

К ohřevu průmyslových pecí se v hojné míře používá krátkoplamenných vícedmyšných vířivých hořáků. Hořák je instalován na stěnu pece a svým ústím zasahuje do vyzdívky, u které je vytvořen spalovací kanál ve tvaru komolého kužele. Vzduch vstupující do kanálu v několika proudech, pod určitým úhlem směřujícím na proud plynu přiváděného centrální trubkou, vyvolává ve spalovacím kanálu vír, který obě média dobře promísí. Typické provedení je takové, že plyn se přivádí středovou dýzou a spalovací vzduch potom kruhovými otvory po obvodu této dýzy, vytvořenými v kuželovém límci centrální vzduchové dýzy; je však známo i obrácené uspořádání, i kdy otopný plyn se přivádí obvodově a spalovací vzduch středem. Výtokové otvory bývají navíc . odkloněny od podélné osy hořáku o malý úhel, aby ee současně dosáhlo rotace vyvíjejícího se plamene. U spalovacích systémů tvořených těmito hořáky, pracujícími v oblasti postupného di- ” fuzního spalování, je zaručení krátkoplamenného ochodu hořáků při běžných výstupních rychlostech otopného plynu a spalovacího vzduchu dosti sporné; malá hybnost proudu hořících plynů vytékajících z hořáku není schopna vyrovnávat značné nerovnoměrnosti teplotních i teplotových polí v reálném pecním prostoru, například v hlubinných pecích, sloužících к ohřevu ocelových ingotů v hutích. Tato snížená účinnost hoření má za následek zvyšování doby ohřevu a vyvolává růst potřeby paliva к vyrovnávání těchto nepravidelností. Byly činěny pokusy s použitím vysokorychlostních (impulzních) hořáků při otápění hlubinných pecí, kde pracují tyto hořáky v oblasti kinetického spalování a vývin plamene se děje ve spalovací komoře hořáku, ze které vytékají téměř vyhořelé spaliny se značnou hybností. Tyto hořáky však přes některé přednosti vykazují určité nevýhody, spočívající zejména v intenzívní pulzující hlučností a nutností použití vyšších tlaků plynných médií přiváděných ke spalování, takže jejich použití u průmyslových pecí vybavenými levnějšími a pro daný účel vhodnějšími keramickými rekuperátory je vyloučeno, protože kovové rekuperátory jsou při podstatně nižším stupni rekuperace dražší. Důležitou úlohu při rozhodování o volbě druhu hořáku je i ztráta výhody svítivé emise plamene difuzního spalování přímo v pracovním prostoru pece, která nastává při použití impulzních hořáků. ·Short-flame multitouch eddy burners are widely used to heat industrial furnaces. The burner is installed on the furnace wall and through its mouth extends into the lining, in which a truncated cone-shaped combustion channel is formed. The air entering the duct in several streams, at an angle directed to the stream of gas supplied by the central tube, causes a vortex in the combustion duct, which mixes the two media well. A typical embodiment is that the gas is supplied through the central nozzle and the combustion air then through circular openings around the periphery of the nozzle formed in the conical collar of the central air nozzle; however, the reverse arrangement is also known, although the heating gas is supplied circumferentially and combustion air through the center. Outlets are extra. deflected from the longitudinal axis of the burner by a small angle to simultaneously achieve the rotation of the developing flame. In combustion systems comprising these burners operating in the region of successive diffusion combustion, the guarantee of short-flame burner operation at normal output gas and combustion air velocities is quite questionable; the low momentum of the combustion gases flowing out of the burner is not able to compensate for the considerable unevenness of the temperature and temperature fields in the real furnace space, for example in deep-hearth furnaces used to heat steel ingots in the smelters. This reduced combustion efficiency results in an increase in heating time and causes an increase in the need for fuel to compensate for these irregularities. Attempts have been made to use high-speed (pulse) burners to heat deep-hearth furnaces, where these burners operate in the area of kinetic combustion and flame evolution occurs in the burner combustion chamber, from which almost burnt flue gases with considerable momentum flow. However, these burners have some disadvantages, in particular due to the intense pulsating noise and the need to use higher pressures of the gaseous media to be incinerated, so that their use in industrial furnaces equipped with cheaper and more suitable ceramic recuperators is excluded. much lower recovery rates more expensive. An important role in deciding on the choice of burner type is also the loss of the luminous emission of diffuse combustion flame directly in the furnace working space, which occurs when pulse burners are used. ·

Uvedené nedostatky odstraňuje krátkoplamenný vícedmyšný vířivý hořák, u kterého tvoří centrální dýza s kuželovým límcem přepážku oddělující plynná média přiváděná ke spalování a kde v kuželovém límci této dýzy jsou na kružnici rozloženy výtokové otvory skloněné к podélné ose hořáku a poodkloněné od této osy a vytvořené v podobě prostých válcových otvorů nebo jako Venturiho dýza, Čtvrtkruhová Venturiho dýza nebo Venturiho krátká dýza a podstata vynálezu spočívá v tom, že tyto dýzy jsou vytvořeny jako vložky s vnějším válcovým povrchem, které se zasunují do kruhových otvorů v límci a upevňují se zvnitřku dýzy keramickým námazkem.These shortcomings are eliminated by a short-flame multidirectional swirl burner, in which a central nozzle with a conical collar forms a partition separating the gaseous media to be incinerated and where the outflow apertures inclined to the longitudinal axis of the burner and deflected from this axis are disposed in the conical collar. The principle of the invention is that these nozzles are designed as inserts with an outer cylindrical surface, which are inserted into the circular openings in the collar and fixed to the inside of the nozzle by a ceramic sleeve.

Podle vynálezu lze tedy snadno osadit klasické konstrukce krátkoplamenných hořáků Venturiho dýzami namísto válcových výtokových otvorů a využít tak výhod Venturiho dýz, zejména možnost dosahování podstatně vyšších výtokových rychlostí, čímž se zvýrazní energetická složka plynného média vytékajícího těmito dýzami, čímž hořák významně napomáhá vysávání plynu vytékajícího z Venturiho dýz.According to the invention, conventional designs of short-flame burners with Venturi nozzles can therefore easily be fitted instead of cylindrical outlet openings and take advantage of Venturi nozzles, in particular the possibility of achieving substantially higher discharge velocities, thereby enhancing the energy component of the gaseous medium exiting these nozzles. Venturi nozzles.

Vynález je v příkladu praktického provedení schematicky znázorněn na připojeném výkresu, znázorňujícím vložkové provedení krátké Venturiho dýzy.The invention is illustrated by way of example with reference to the accompanying drawing, in which the insert is a short venturi nozzle.

К tělesu 1 hořáku je připevněna hořáková dýza 2 s kuželovým límcem _3, ve kterém jsou vytvořeny kruhové otvory _4_. Do těchto kruhových otvoru 4 jsou zasunuty Venturiho krátké dýzy 5 s vnějším válcovým povrchem a v kuželovém límci 3 jsou upevněny keramickým námazkem 6.A burner nozzle 2 with a conical collar 3 is fixed to the burner body 1, in which circular openings 4 are formed. Venturi short nozzles 5 with an outer cylindrical surface are inserted into these circular openings 4 and are fixed in the tapered collar 3 by a ceramic trunk 6.

Kromě zobrazeného příkladu provedení s vložkovanou krátkou Venturiho dýzou lze podle vynálezu osazovat kuželový límec 3 hořáku i nezkrácenou konstrukcí nebo Čtvrtkruhovou konstrukcí Venturiho dýzy _5.In addition to the illustrated embodiment with a short venturi nozzle inserted, the conical burner collar 3 of the invention can also be fitted with a full-length or quadrant venturi nozzle design 5.

Claims

Short-flame swirl burner, in which a central conical nozzle with a conical collar forms a baffle separating the gaseous media to be incinerated in the burner, and wherein in the conical collar of this nozzle the outflow apertures inclined to the longitudinal axis of the burner a cylindrical bore or as a Venturi nozzle, a quadrant Venturi nozzle or a Venturi short nozzle, characterized in that the Venturi nozzles (5) are in the form of inserts with an outer cylindrical surface which are inserted in the circular openings (4) of the conical collar (3); are fixed to the collar (3) from the inside of the burner nozzle (2) by a ceramic grip (6).