CZ26506U1

CZ26506U1 - Combined oil-gas burner

Info

Publication number: CZ26506U1
Application number: CZ2013-28553U
Authority: CZ
Inventors: Pavel Skryja; Tomáš Juřena; Petr Stehlík; Petr Bělohradský; Jiří Hájek; Andrea Tabasová; Radek Nejezchleb
Original assignee: VUT v Brně
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-02-24

Description

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Předmětem vynálezu je kombinovaný olejoplynový hořák typu LowNox. Běžné olejoplynové hořáky LowNox jsou tvořeny stupňovitým přívodem plynného paliva nebo spalovacího vzduchu, případně kombinací obou uvedených způsobů. Olejový hořák se obvykle umisťuje do středu hořáku, a spalování probíhá vjednom stupni. Snižování emisí stupňovitým přívodem paliva má větší význam pro plynné palivo. V případě kapalného paliva nejsou výsledky snížení emisí tak výrazné. Běžné hořáky jsou navrženy pro spalování ušlechtilých konvenčních paliv (např. zemní plyn). V případě použití nestandardních paliv, jako jsou vedlejší produkty v chemickém a zpracovatelském průmyslu popřípadě alternativní paliva, je obtížné běžný hořák použít. Důvodem jsou termo-ťyzikální vlastnosti těchto paliv, které se v průběhu času mohou významně měnit. Dosud známá řešení neumožňují spalovat palivo, které v průběhu provozu hořáku mění výrazně své vlastnosti (výhřevnost, tlak, viskozitu atd.).The subject of the invention is a low-ox combined oil-gas burner. Conventional LowNox oil-gas burners consist of a stepped supply of gaseous fuel or combustion air, or a combination of both. The oil burner is usually placed in the center of the burner, and the combustion takes place in one stage. Step-by-step emission reduction is more important for gaseous fuel. In the case of liquid fuel, the emission reduction results are not as significant. Conventional burners are designed to burn noble conventional fuels (eg natural gas). In the case of using non-standard fuels, such as by-products in the chemical and process industries or alternative fuels, it is difficult to use a conventional burner. This is due to the thermo-physical properties of these fuels, which may change significantly over time. The known solutions do not allow combustion of fuel, which during its operation significantly changes its properties (calorific value, pressure, viscosity, etc.).

Cílem technického řešení je představit kombinovaný olejoplynový hořák zajišťujícího vysokou stabilitu hořeníThe aim of the technical solution is to present a combined oil-gas burner ensuring high combustion stability

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky odstraňuje kombinovaný olejoplynový hořák podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že hlavní plynový hořák je umístěn na středové trubce, na které je umístěn distributor plynu pro rozdělení plynu do sekundárních trysek přes trubky a do primárního hořáku, přičemž na trubce k primárnímu hořáku je umístěna omezovači clona a primární plynový hořák je tvořen trubkami, přičemž na těchto trubkách je umístěna hořáková hlava primárního hořáku.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the combined oil-gas burner according to the invention, which is characterized in that the main gas burner is located on a central tube on which the gas distributor is arranged to divide the gas into secondary nozzles through the tubes and into the primary burner. a restrictor orifice is provided to the primary burner, and the primary gas burner is formed by tubes, on which the burner head of the primary burner is located.

Ve výhodném provedení je hořáková hlava primárního hořáku provedena jako válcovitý dutý návarek, kdy spodní vnitřní obvod návarku je navařen na vnější hořákovou trubku a horní vnitřní obvod je navařen na vnitřní hořákovou trubku, přičemž hlava je v oblasti čelního sražení opatřená výkonovými tryskami, přičemž pod nimi jsou na válcové stěně pod úhlem uspořádány stabilizační trysky a pod stabilizačními tryskami je uspořádán poutač plamene, který vystupuje jako prstenec od vnější stěny hlavy ve tvaru trojúhelníka s horním ramenem doléhajícím kolmo k vnější stěně hlavy, přičemž jeho spodní rameno coby přepona je orientováno směrem šikmo dolů.In a preferred embodiment, the torch head of the primary torch is formed as a cylindrical hollow boss, wherein the lower inner periphery of the boss is welded to the outer torch tube and the upper inner periphery is welded to the inner torch tube, the head being provided with power nozzles in stabilizing nozzles are arranged on the cylindrical wall at an angle, and a flame banner is arranged below the stabilizing nozzles, extending as a ring from the outer wall of the head in a triangular shape with the upper arm perpendicular to the outer wall of the head; .

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení bude přiblíženo pomocí výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje pohled shora na kombinovaný olejoplynový hořák podle technického řešené, obr. 2 představuje čelní pohled zleva na hořák z obr. 1, obr. 3 je řez podle čáry A-A u hořáku z obr. 1, obr. 4 je řez podle linie BB u hořáku podle obr. 3 a obr. 5 je detailem hořákové hlavy na primárním hořáku.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a top plan view of the combined oil / gas burner of the present invention; FIG. 2 is a left front view of the burner of FIG. 1; FIG. 1, FIG. 4 is a section along line BB of the burner of FIG. 3, and FIG. 5 is a detail of the burner head on the primary burner.

Příklad provedení technického řešeníExample of technical solution

Jak je vidět na obr. 1 a 3, kombinovaný olejoplynový hořák je smontován z následujících částí:As shown in Figures 1 and 3, the combined oil-gas burner is assembled from the following parts:

- vzduchová skříň- air box

- hořáková tvarovka- burner fitting

- víko hořáku zadní- rear burner lid

- 1 CZ 26506 Ul- 1 CZ 26506 Ul

- hlavní plynový hořák- main gas burner

- vířič spalovacího vzduchu- combustion air swirl

- olejový hořák- oil burner

Vzduchová skříň sestává z pláště i a 2, příruby 3 pro připojení hořáku k rozvodu spalovacího vzduchu, příruby 3 pro připojení víka 25 hořáku ke vzduchové skříni a příruby 4 pro připojení vzduchové skříně k upevňovacímu přírubovému plechu 16. K přírubě 4 jsou při vařeny trubka pilota 11 pro instalaci zapalovacího, příp. stabilizačního zařízení, a trubka průhledítka 12 (slouží k pozorování plamene hlavního plynového hořáku), opatřená skly a závitovými víčky, fixujícími přes měkká těsnění tato skla. V plášti 2 je usazena vzduchová klapka sestávající se z hřídele klapky 5, listu 6 klapky, trubky 7 hřídele, pouzdra 8 klapky a kroužku 9. Hřídel klapky je utěsněna těsnicí šňůrou 13, která je připevněna přítlačným kroužkem 10. List klapky je připevněn k hřídeli klapky šrouby 14.The air box consists of a housing 2 and 2, a flange 3 for connecting the burner to the combustion air distribution, a flange 3 for connecting the burner lid 25 to the air box, and a flange 4 for connecting the air box to the mounting flange plate 16. for installation of ignition a stabilizer device, and a sight glass tube 12 (used to observe the flame of the main gas burner) provided with glasses and threaded lids fixing the glasses over the soft gaskets. In the housing 2, an air damper consisting of a damper shaft 5, a damper blade 6, a shaft tube 7, a damper housing 8 and a ring 9 is seated. The damper shaft is sealed by a sealing cord 13 which is fixed by a thrust ring 10. The damper blade is fixed to the shaft flap screws 14.

Poznámka - poloha vzduchové klapky:Note - air damper position:

ukazatel na ovládací páce na 90° - klapka plně otevřena, ukazatel na ovládací páce na 0° - klapka plně zavřena.indicator on control lever at 90 ° - damper fully opened, indicator on control lever at 0 ° - damper fully closed.

Hořáková tvarovka 22 je uložena mezi pláštěm 17, vnitřním ťistím 18 a přírubovým plechem 16. kterým je hořák připevněn ke stěně pece. K přírubovému plechuje pomocí šroubového spoje 23 přišroubována příruba 4 pro připojení vzduchové skříně. V řezu na obr. 4 je vidět, že ve tvarovce 22 jsou umístěny průchodky 19 pro prostup zapalovacího, příp. stabilizační zařízení, a průchodky 20 pro prostup sekundárních plynových trubek zakončené podložkami 24.The burner fitting 22 is disposed between the housing 17, the inner jaw 18 and the flange plate 16 by which the burner is attached to the furnace wall. A flange 4 for the air box connection is screwed to the flange plate by means of a screw connection 23. In the cross-section of FIG. 4, it is seen that in the fitting 22, bushings 19 are provided for the passage of the igniter or flange. stabilizers, and bushings 20 for passing secondary gas pipes terminated with washers 24.

Zadní víko 25 hořáku je tvořeno přírubovým plechem, do kterého je vsazena vodicí trubka 26 pro primární plynovou část hořáku a vodicí trubky 27 pro olejové trubky.The rear burner lid 25 is formed by a flange plate into which a guide tube 26 for the primary gas portion of the burner and a guide tube 27 for the oil tubes are inserted.

Hlavní plynový hořák je umístěn na středové trubce 29, na které je umístěn distributor plynu 34, 36. Distributor je napojen na přívodní trubku 35 opatřenou přírubovým hrdlem 4T Plyn je rozdělen v distributoru plynu do sekundárních trysek a do primární hlavy pomocí šroubení 43, 47. Plyn do sekundárních trysek je dopravován trubkami 48, do primární hlavy trubkou 49 a Sroubením 43, 47. V primární části je umístěna omezovači clona 40, která omezuje výkon primární hlavy. Primární plynová část je tvořena trubkami 31, 29 a 30. Na těchto trubkách, zvláště ale na trubkách 30 a 31 je umístěna hořáková hlava 32 primárního hořáku. Ta je v detailu vidět na obr. 5.The main gas burner is located on the central tube 29 on which the gas distributor 34, 36 is located. The distributor is connected to the inlet tube 35 provided with a 4T flange. The gas is distributed in the gas distributor to the secondary nozzles and to the primary head by screwing 43, 47. The gas to the secondary nozzles is conveyed through the tubes 48, the primary head through the tube 49 and the screw 43, 47. In the primary part, there is a restrictor orifice 40 that limits the performance of the primary head. The primary gas portion is formed by tubes 31, 29 and 30. On these tubes, but particularly on tubes 30 and 31, there is a burner head 32 of the primary burner. This can be seen in detail in Fig. 5.

Z něj je zřejmé, že hořáková hlava 32 primárního hořáku je provedena jako válcovitý dutý návárek, kdy spodní vnitřní obvod návarku je navařen na vnější hořákovou trubku 31 a horní vnitřní obvod je navařen na vnitřní hořákovou trubku 30, přičemž hlava 32 je v oblasti čelního sražení 37 opatřená výkonovými tryskami 38, přičemž pod nimi jsou na válcové stěně pod úhlem ji uspořádány stabilizační trysky 39 a pod stabilizačními tryskami 39 je uspořádán poutač plamene 44, který vystupuje jako prstenec od vnější stěny hořákové hlavy 32 ve tvaru trojúhelníka s horním ramenem 45 doléhajícím kolmo k vnější stěně hořákové hlav;/ 32, přičemž jeho spodní rameno 50 coby přepona je orientováno směrem šikmo dolů.It can be seen that the burner head 32 of the primary burner is configured as a cylindrical hollow boss, with the lower inner periphery of the boss being welded to the outer burner tube 31 and the upper inner periphery being welded to the inner burner tube 30, 37 provided with power nozzles 38, below which there are stabilizing nozzles 39 arranged at an angle to the cylindrical wall and below the stabilizing nozzles 39 a flame banner 44 extends as a ring from the outer wall of the triangular burner head 32 with upper arm 45 perpendicular to the outer wall of the torch heads 32, wherein its lower arm 50 as a hypotenuse is oriented obliquely downward.

Sekundární trysky 46 jsou našroubovány do trubek 48. Poloha plynového hořáku je zajištěna šroubem 65.The secondary nozzles 46 are screwed into the tubes 48. The position of the gas burner is secured by the screw 65.

Z obr. 2 je vidět, že vířič spalovacího vzduchu je tvořen lopatkami 52 plnými a lopatkami průchozími 53, přes které prochází olejové trysky 58. Poloha vířiče je zajištěna šrouby 55 a maticemi 54, které jsou navařeny na obrubě 51.It can be seen from FIG. 2 that the combustion air swirl consists of full vanes 52 and vanes 53 through which the oil nozzles 58 pass. The position of the swirler is secured by screws 55 and nuts 54, which are welded to the flange 51.

Olejový hořák je umístěn do středu hořáku. Je tvořen distributorem kapalného paliva 33 a 36, který je umístěn na trubce 3L V distributoru jsou navařena šroubení 42 pro přívod kapalného paliva do distributoru a pro jednotlivé olejové trysky. Trysky 58 jsou namontovány do trubky 57, která je opatřena šroubením 59. Propojení trysek s distributorem je realizováno hadicí 6TThe oil burner is located in the center of the burner. It consists of a liquid fuel distributor 33 and 36, which is located on the pipe 3. In the distributor are welded fittings 42 for supplying liquid fuel to the distributor and for individual oil nozzles. The nozzles 58 are mounted in a pipe 57 which is provided with a screw connection 59. The connection of the nozzles to the distributor is realized by a 6T hose.

-2CZ 26506 U1-2GB 26506 U1

Cíle technického řešení je dosaženo konstrukcí primární plynové hlavy s integrovaným poutačem plamene a vířičem spalovacího vzduchu. Tato kombinace zajišťuje turbulentní proudění spalovacího vzduchu a tím dokonalé promíchání okysličovadla s palivem. Na druhé straně se v oblasti primární hořákové hlavy a olejového hořáku vytvoří pomalejší proud spalovacího vzduchu a tím se zvýší stabilita hoření. Kombinace těchto dvou prvků zajišťuje tedy jak dokonalé promíchání okysličovadla s palivem, tak současně vysokou stabilitu hoření při značných výkyvech provozních parametrů. Plynové sekundární trysky poté vytvářejí druhý stupeň hoření a je tak vytvořen předpoklad pro nízkou tvorbu emisí NOx. Olejový hořák je realizován třemi tlakovými tryskami umístěnými ve vířiči. Toto řešení umožňuje dokonalé promísení rozprášeného kapalného paliva s okysličovadlem a současně zvyšuje stabilitu hoření (díky poutači plamene primární plynové hlavy a výři či). Plamen je v tomto uspořádání rozdělen do tří samostatných proudů, které se spojí v jeden proud až v oblasti výstupu z hořákové tvarovky. Jednotlivé proudy se tímto navzájem stabilizují. V případě kombinovaného provozu hořáku se stabilita hoření, a to zejména olejového hořáku, zvyšuje. Současně dochází k výraznému snížení emisí CO olejového hořáku až na úroveň hořáku plynového.The aim of the technical solution is achieved by the construction of the primary gas head with integrated flame banner and combustion air swirl. This combination ensures the turbulent flow of combustion air and thus a perfect mixing of the oxidant with the fuel. On the other hand, a slower combustion air flow is created in the region of the primary burner head and oil burner, thereby increasing combustion stability. The combination of these two elements thus ensures both a thorough mixing of the oxidant with the fuel and at the same time a high combustion stability with considerable fluctuations in the operating parameters. The gas secondary nozzles then create a second stage of combustion, thus providing a prerequisite for low NOx emissions. The oil burner is realized by three pressure nozzles located in the swirler. This solution allows for the perfect mixing of the atomized liquid fuel with the oxidant and at the same time increases the combustion stability (thanks to the flame catcher of the primary gas head and the vapor). In this arrangement, the flame is divided into three separate streams which merge into one stream only in the region of the exit from the burner fitting. The individual streams thus stabilize each other. In the case of a combined burner operation, the stability of the combustion, especially the oil burner, is increased. At the same time, the CO burner emissions of the oil burner are significantly reduced down to the gas burner level.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

Combined oil-gas burner consisting of an air box, a burner fitting, a burner rear cover, a main gas burner and a combustion air swirler, characterized in that the main gas burner is located on a central tube (29) on which the gas distributor ( 34, 36) for distributing gas into the secondary nozzles via the tubes (48) and into the primary burner, wherein a limiting orifice (40) is disposed on the tube to the primary burner and the primary gas burner is formed by tubes (30, 31); a burner head (32) of the primary burner is located.

Combined oil-gas burner according to claim 1, characterized in that the burner head (32) of the primary burner is designed as a cylindrical hollow boss, wherein the lower inner periphery of the boss is welded to the outer burner tube (31) and the upper inner periphery is welded to the inner a burner tube (30), wherein the head (32) is provided with power nozzles (38) in the area of the front chamfer (37), under which the stabilizing nozzles (39) and the stabilizing nozzles (39) are arranged on the cylindrical wall at an angle (β). a flame banner (44) extends as a ring from the outer wall of the head (32) in a triangular shape with an upper arm (45) perpendicular to the outer wall of the head (32), its lower arm (50) as the hypotenuse downward.