CZ292330B6 - Zařízení a způsob pro spalování paliva - Google Patents
Zařízení a způsob pro spalování paliva Download PDFInfo
- Publication number
- CZ292330B6 CZ292330B6 CZ19992627A CZ262799A CZ292330B6 CZ 292330 B6 CZ292330 B6 CZ 292330B6 CZ 19992627 A CZ19992627 A CZ 19992627A CZ 262799 A CZ262799 A CZ 262799A CZ 292330 B6 CZ292330 B6 CZ 292330B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- air supply
- air
- lance
- supply pipes
- pipe
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 22
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 11
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N [(1r)-3-(3,4-dimethoxyphenyl)-1-[3-(2-morpholin-4-ylethoxy)phenyl]propyl] (2s)-1-[(2s)-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butanoyl]piperidine-2-carboxylate Chemical compound C([C@@H](OC(=O)[C@@H]1CCCCN1C(=O)[C@@H](CC)C=1C=C(OC)C(OC)=C(OC)C=1)C=1C=C(OCCN2CCOCC2)C=CC=1)CC1=CC=C(OC)C(OC)=C1 NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2206/00—Burners for specific applications
- F23D2206/10—Turbines
Abstract
eÜen se t²k za° zen a zp sobu spalov n paliva. Palivo se zav d centr ln do plamencov trubky (3), kde se ve spalovac z n sm Üuje se spalovac m vzduchem. Tento spalovac vzduch vystupuje z prvn ch a druh²ch p° vodn ch trubek (4, 5) pro vzduch, kter jsou uspo° d ny ve dvou bezprost°edn soused c ch °ad ch (6, 7) a sklon ny proti sm ru proud n k ose plamencov trubky (3) pod ·hlem .fi. 60.degree.. Vzd lenost (x) mezi ·st mi prvn ch p° vodn ch trubek (4) pro vzduch a v²stupn mi otvory (9) palivov trysky (2) in 0,7-n sobek pr m ru plamencov trubky (3). Celkov² pr °ez druh²ch p° vodn ch trubek (5) in 0,6-n sobek celkov ho pr °ezu prvn ch p° vodn ch trubek (4) pro vzduch. V plamencov trubce (3) vznik vysoce turbulentn toroidn v °en , z sluhou eho vznik v pr °ezu plamencov trubky (3) velmi homogenn sm s, m se dos hne nepatrn²ch hodnot NO.sub.x.n. a rovnom rn ho rozlo en teplot ji v plamencov trubce (3).\
Description
Oblast techniky
Vynález se týká hořáku pro rozprašování vhodných, zejména plynných paliv, který je opatřen v podstatě válcovou plamencovou trubkou, na konci plamencové trubky proti směru proudění uspořádaným plamencovým krytem, centrálně do plamencové trubky ústící palivovou tryskou a množinou prvních a druhých prostředků pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky. Vynález se dále týká způsobu spalování rozprášení způsobilého, zejména plynného paliva, které se centrálně zavádí do spalovací zóny a tam se směšuje se spalovacím vzduchem.
Dosavadní stav techniky
Popsaná konstrukce je běžná jako standardní hořák pro plynové turbíny.
Hořák tohoto druhu je znám například z dokumentu FR 2 272 338. Plamencová trubka obsahuje dvě spalovací zóny, do kterých se spalovací vzduch přivádí množinou prvních a druhých otvorů.
Významný úkol moderní spalovací techniky spočívá v tom, aby se docílilo spalin s nepatrným obsahem škodlivých látek. Kromě snahy o dokonalé vyhoření, čímž se předejde vytváření oxidu uhelnatého, je dále také snaha o dosažení nízkých hodnot obsahu oxidů dusíku NOX.
V hlavové oblasti hořáku se obvykle vytváří spalovací zóna, do které se odpovídající otvory v plamencovém víku a v plamencové trubce vhání spalovací vzduch, čímž se také dosahuje chlazení materiálu plamencové trubky. Další spalovací vzduch se přivádí šupinovými otvory, které jsou rozloženy po celé plamencové trubce.
Zjistilo se, že taková zařízení a způsoby lze ještě zdokonalit. Úkolem vynálezu je proto dosáhnout vyšší rovnoměrnosti rozložení teplot v plamencové trubce a tím snížit obsah škodlivin ve spalinách.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řešení tohoto druhu do značné míry odstraňuje hořák pro rozprašování vhodných, zejména plynných paliv, opatřený v podstatě válcovou plamencovou trubkou, na konci plamencové trubky proti směru proudění uspořádaným plamencovým krytem, centrálně do plamencové trubky ústící palivovou tryskou a množinou prvních a druhých prostředků pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že prostředky pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky jsou provedeny jako přívodní trubky pro vzduch, první a druhé přívodní trubky pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky, první přívodní trubky pro vzduch končí na plamencové trubce, zatímco druhé plamencové trubky pro vzduch do plamencové trubky vyčnívají, a ke každé druhé přívodní trubce pro vzduch je proti směru proudění těsně přiřazena první přívodní trubka pro vzduch.
Ke každé druhé přívodní trubce pro vzduch je po směru proudění těsně přiřazena třetí přívodní trubka pro vzduch, přičemž třetí přívodní trubky pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky a končí na této plamencové trubce.
Při pohledu v axiálním směru je mezi sousedními druhými trubkami pro vzduch uspořádána čtvrtá přívodní trubka pro vzduch, přičemž čtvrté přívodní trubky pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky a končí na této plamencové trubce.
-1 CZ 292330 B6
První přívodní trubky pro vzduch jsou uspořádány v první k ose plamencové trubky kolmé řadě, přičemž axiální vzdálenost mezi palivovou tiyskou a ústími prvních přívodních trubek pro vzduch je v rozmezí 0,70 až 0,85-násobku průměru plamencové trubky.
Přívodní trubky pro vzduch jsou k ose plamencové trubky skloněny s výhodou pod stejným úhlem.
Je přitom výhodné, jestliže přívodní trubky pro vzduch jsou k ose plamencové trubky skloněny to pod úhlem v rozmezí 55 až 60°.
Ústí do plamencové trubky vyčnívajících druhých přívodních trubek pro vzduch jsou uspořádána od stěny plamencové trubky ve vzdálenosti, která je v rozmezí 0,15 až 0,18-násobku průměru plamencové trubky.
Celkový průřez druhých přívodních trubek pro vzduch je s výhodou v rozmezí 0,6 až 0,7-násobku celkového průřezu prvních a popřípadě třetích a čtvrtých přívodních trubek pro vzduch.
První a popřípadě třetí a čtvrté přívodní trubky pro vzduch mohou mít různé průřezy, přičemž nejméně některé z těchto průřezů jsou protáhlé ve směru osy plamencové trubky.
První a popřípadě třetí a čtvrté přívodní trubky pro vzduch jsou s výhodou opatřeny vždy nejvýše dvěma vodícími přepážkami, které jsou s výhodou orientovány napříč k ose plamencové trubky.
Příslušné výstupní otvory druhých přívodních trubek pro vzduch leží s výhodou v rovině kolmé k osám příslušných druhých přívodních trubek pro vzduch.
Plamencový kryt se na vnitřní straně směrem od palivové trysky s výhodou kuželovité rozšiřuje 30 k plamencové trubce.
Palivová tryska je s výhodou opatřena prstencem výstupních otvorů, které se ve směru proudění rozbíhají od osy plamencové trubky.
Sklon výstupních otvorů palivové trysky kose plamencové trubky je s výhodou v rozsahu 40 až 45°.
Je výhodné, jestliže plamencová trubka je proti směru proudění za přívodními trubkami opatřena více prstencově uspořádanými otvory pro spalovací vzduch.
Předmětem vynálezu je rovněž způsob spalování rozprášení způsobilého, zejména plynného paliva, které se centrálně zavádí do spalovací zóny a tam se směšuje se spalovacím vzduchem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že spalovací vzduch se do spalovací zóny vhání tak, že v rovině kolmé ke směru proudění ve spalovací zóně vzniká vysoce turbulentní toroidní 45 víření, jehož směr otáčení je ve vnitřní oblasti orientován proti směru proudění ve spalovací zóně.
Palivo se do toroidního víření zavádí v podstatě ve tvaru rozvíjejícího se kužele.
Vysoce turbulentní toroidní víření zaujímá centrální oblast spalovací zóny.
Toroidní víření nebo vířivý prstenec, který vzniká v oblasti hlavy hořáku, zajišťuje velmi intenzivní turbulentní proudění a tím dobré promísení paliva se vzduchem. Zvýšením homogennosti směsi paliva se vzduchem se snižuje množství takových místních oblastí, ve kterých je stechiometrická nebo téměř stechiometrická koncentrace směsi a které jsou v důsledku 55 svých extrémně vysokých teplot hlavními zdroji emisí oxidů dusíku NOX.
-2CZ 292330 B6
Spalovací komora podle vynálezu náleží k tak zvaným difúzním komorám, ve kterých je rychlost procesu spalování určována lychlostí víření směsi paliva se vzduchem a nikoliv tedy rychlostí chemických reakcí. Vysoce turbulentní toroidní víření v proti směru proudění se nacházejí oblasti plamencové trubky vede ke kratší době setrvání produktů spalování v oblasti vysoké teploty, což se příznivě projeví snížením tvorby oxidů dusíku NOX.
Řešením podle vynálezu se kromě toho dosahuje výraznějšího pronikání proudu paliva skrze proudy vzduchu, které vystupují z prvních a druhých přívodních trubek pro vzduch a které s výhodou představují podstatnou část veškerého spalovacího vzduchu. K vytváření víření přispívají zejména druhé přívodní trubky pro vzduch, které zasahují do vnitřního prostoru plamencové trubky. Dosáhne se tím rovnoměrného rozdělení vzduchu po průřezu plamencové trubky a tímto také zmírnění nerovnoměrností teplotního pole plynů ve spalovací zóně. Toto má podstatný význam zejména tehdy, jestliže je spalovací komora použita jako spalovací komora turbíny, kde je ve skutečnosti hlavní oblast jejího použití. Teplotní špičky představují značné namáhání lopatek turbíny a zkracují životnost turbíny.
Proudy vzduchu, které vystupují z druhých přívodních trubek pro vzduch, pronikají hluboko do proudu horkých plynů.proudy vzduchu takto ochlazují oblast vysoké teploty až k ose plamencové trubky.
Druhé přívodní trubky pro vzduch sice vyčnívají do spalovací zóny, tepelné namáhání je však přesto regulováno tím, že bezprostředně u každé druhé přívodní trubky pro vzduch je proti směru proudění uspořádána první přívodní trubka pro vzduch a s výhodou po směru proudění také třetí přívodní trubka pro vzduch. Druhé přívodní trubky pro vzduch jsou tedy chlazeny vzduchem vystupujícím z první a popřípadě také ze třetích přívodních trubek pro vzduch. Počet prvních a třetích přívodních trubek pro vzduch, které jsou podobně konstruovány a mají podobný účel, může být ještě zvýšen o stejně provedené čtvrté přívodní trubky pro vzduch, které jsou při pohledu ve směru obvodu uspořádány vždy mezi sousedními druhými přívodními trubkami pro vzduch. Zjistilo se, že rovnoměrnost rozložení teploty na výstupu spalovací komory je do značné míry ovlivněna také poměrem průřezů obou základních druhů přívodních trubek pro vzduch.
Kritickou okolností pro vytváření optimálního, vysoce turbulentního toroidního víření je kromě uspořádání přívodních trubek pro vzduch také úhel jejich sklonu kose plamencové trubky. Zvláště výhodným se ukázal být úhel v rozsahu 55 až 60°. Kritický význam má dále axiální vzdálenost prvních přívodních trubek pro vzduch od palivové trysky. Zjistilo se, že tato vzdálenost závisí na průměru plamencové trubky a je s výhodou v rozmezí 0,70 až 0,85-násobku tohoto průměru.
Řešení podle vynálezu umožňuje nejen zvýšení intenzity zvíření směsi paliva se vzduchem a tím i spalovacího procesu, ale také vysokou stabilitu zapalovacího plamene ve všech stupních zatížení.
Z hlediska příznivého rozdělení vzduchu po průřezu plamencové trubky a tím i velmi rovnoměrného teplotního pole plynů na výstupu spalovací komory má kromě uspořádání přívodních trubek pro vzduch kritický význam také jejich vzdálenost od osy plamencové trubky. Také tyto hodnoty se orientují podle průměru plamencové trubky. Zatímco výstupní ústí prvních a případně také třetích a čtvrtých přívodních trubek pro vzduch lícují se stěnou plamencové trubky, měla by se výstupní ústí druhých přívodních trubek pro vzduch nacházet v určité vzdálenosti od stěny plamencové trubky, která je s výhodou v rozmezí 0,15 a 0,18-násobku průměru této plamencové trubky. Kritický je v této souvislosti také poměr mezi celkovými průřezy obou typů přívodních trubek pro vzduch. Ukázalo se, že je zvláště výhodné, jestliže celkový průřez druhých přívodních trubek pro vzduch je v rozmezí 0,6 až 0,7-násobku celkového průřezu prvních případně také třetích a čtvrtých přívodních trubek pro vzduch.
-3CZ 292330 B6
Spalovací vzduch se může přídavně zavádět také do oblasti plamencového krytu, která se tím ochlazuje. Kromě toho je možno, aby se spalovací vzduch zaváděl otvory uspořádanými od přívodních trubek pro vzduch po směru proudění. Toto opatření se ukázalo být výhodným zejména pro snížení tvorby oxidu uhelnatého.
Přehled obrázků na výkresech
Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují:
na obr. 1 schematický dílčí axiální řez hořákem podle prvního provedení;
na obr. 2 pohled ve směru šipky A z obr. 1;
na obr. 3 schematický dílčí axiální řez hořákem podle druhého provedení;
na obr. 4 pohled ve směru šipky A z obr. 3.
Příklady provedení vynálezu
Hořák podle obr. 1 a 2 je opatřen plamencovým krytem 1, v jehož středu ústí palivová tiyska 2, která je připojena k plynovému potrubí. Na plamencový kryt 1 navazuje plamencová trubka 3 válcového tvaru o průměru d.
Na plamencové trubce 3 je uspořádána řada prvních přívodních trubek 4 pro vzduch a druhých přívodních trubek 5 pro vzduch. První přívodní trubky 4 pro vzduch tvoří proti směru proudění položenou první řadu 6, zatímco druhé přívodní trubky 5 pro vzduch tvoří po směru proudění položenou druhou řadu 7. Všechny přívodní trubky 4, 5 pro vzduch směřují šikmo proti směru proudění k ose plamencové trubky 3, a to pod společným úhlem ¢. který v příkladu provedení činí 60°.
Spalovací vzduch je přívodními trubkami 4, 5 pro vzduch zaváděn do spalovací zóny převážně tak, že se vytváří vysoce turbulentní toroidní vír nebo vířivý prstenec, který je na obr. 1 naznačen čerchovanými čarami. Intenzivní promísení vede k homogennímu rozložení paliva ve spalovacím vzduchu, což zásluhou zkrácení doby pobytu ve spalovací zóně přináší snížení tvorby oxidů dusíku NOX a je to také spojeno s rovnoměrnějším rozložením teploty již v plamencové trubce 3.
Vzdálenost x mezi prvními přívodními trubkami 4 první řady 6 a palivovou tryskou 2 činí 0,70-násobek průměru d plamencové trubky 3. Tato volba přispívá ke stabilizaci vířivého prstence a kromě toho v celém rozsahu výkonu zajišťuje stabilní zapalování.
Jak je zřetelně patrné z obr. 1, ústí prvních přívodních trubek 4 první řady 6 lícují s plamencovou trubkou 3, zatímco druhé přívodní trubky 5 druhé řady 7 do plamencové trubky 3 vyčnívají, a to radiálně do vzdálenosti y, která činí 0,17-násobek průměru d plamencové trubky 3. Proudy vzduchu, které vystupují z druhých přívodních trubek 5 pro vzduch druhé řady 7 tedy ve spalovací zóně pronikají až k ose plamencové trubky 3, zasahují centrální oblast spalovací zóny a vytvářejí tam v průběhu svého pohybu proti směru proudění spolu s proudy vzduchu vystupujícími z prvních přívodních trubek 5 pro vzduch zmíněný vysoce turbulentní toroidní vír. Tento způsob zavádění spalovacího vzduchu pomocí vyvážené kombinace prvních přívodních trubek 4 pro vzduch a druhých přívodních trubek 5 pro vzduch zajišťuje velmi rovnoměrné rozložení koncentrace plynů po celém průřezu spalovací zóny, což přispívá k rovnoměrnějšímu rozložení teploty. Hlavní množství vzduchu se přivádí prvními přívodními trubkami 4 pro vzduch.
-4CZ 292330 B6
První přívodní trubky 4 pro vzduch a druhé přívodní trubky 5 pro vzduch jsou přitom uspořádány tak, že proti směru proudění se za každou druhou přívodní trubkou 5 pro vzduch nachází první přívodní trubka 4 pro vzduch. Druhé přívodní trubky 5 pro vzduch, které vyčnívají do spalovací zóny, jsou tedy spolehlivě chlazeny vzduchem, který vystupuje z prvních přívodních trubek 4 pro vzduch.
Další opatření, které přispívá k vytváření víru, popřípadě k míšení a homogenizaci směsi a tudíž ke snížení teploty a rovnoměrnějšímu rozložení teploty, spočívá vtom, že průřez prvních přívodních trubek 4 pro vzduch je na rozdíl od válcového průřezu druhých přívodních trubek 5 pro vzduch protáhlý ve směru osy plamencové trubky 3, takže zavádění vzduchu probíhá po určité axiální délce. Dvojici vodicích přepážek 8 v prvních přívodních trubkách 4 pro vzduch přispívá k cílenému zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky 3.
K příznivému rozložení proudění dále přispívá skutečnost spočívající v tom, že jednotlivá ústí druhých přívodních trubek 5 pro vzduch druhé řady 7 leží v rovinách kolmých k osám příslušných druhých přívodních trubek 5 pro vzduch.
Jak je znázorněno na obr. 1, tvoří plamencový kryt 1 směrem od palivové trysky 2 k plamencové trubce 3 se rozšiřující kužel. Toto provedení oblasti plamencového krytu 1 přispívá ke stabilizaci vířivého proudění. Plyn je do této oblasti vháněn šikmo směrem k obvodu. Palivová tryska 2 je za tím účelem opatřena výstupními otvory 9, které jsou ve směru proudění skloněny šikmo od osy plamencové trubky 3.
Na obr. 3 a 4 je znázorněno mimořádně výhodné provedení hořáku, které se od provedení podle obr. 1 a 2 liší tím, že k druhým přívodním trubkám 5 pro vzduch jsou po směru proudění přiřazeny třetí přívodní trubky 4'pro vzduch, ze kteiých tedy vystupují dílčí proudy vzduchu, které probíhají podél po směru proudění se nacházející strany příslušných druhých přívodních trubek 5 pro vzduch. Tímto opatřením se podporuje chlazení druhých přívodních trubek 5 pro vzduch a vytváření vysoce turbulentního toroidního víření.
Oběma provedením je společné to, jak je patrné z obr. 2 a 4, plamencová trubka 3 je dále opatřena čtvrtými přívodními trubkami 4 pro vzduch. Tyto čtvrté přívodní trubky 4 pro vzduch jsou při pohledu v axiálním směru uspořádány vždy mezi sousedními druhými přívodními trubkami 5 pro vzduch. V provedení podle obr. 1 a 2 se tyto čtvrté přívodní trubky 4'' pro vzduch nacházejí ve výši prvních přívodních trubek 4 pro vzduch. V provedení podle obr. 3 a 4 tyto čtvrté přívodní trubky 4 pro vzduch při pohledu ve směru obvodu lícují s prvními přívodními trubkami 4 pro vzduch a třetími přívodními trubkami 4'pro vzduch. V ostatních ohledech tyto čtvrté přívodní trubky 4 pro vzduch odpovídají svým sklonem a uspořádáním prvním přívodním trubkám 4 pro vzduch a třetím přívodním trubkám 4'pro vzduch.
Při bližším pohledu na oba druhy přívodních trubek 4, 4', 4'', 5 pro vzduch je patrné, že počet druhých přívodních trubek 5 pro vzduch je nižší než počet prvních přívodních trubek 4, 4', 4 pro vzduch. Totéž platí i pro poměr průřezu. Celkový průřez druhých přívodních trubek 5 pro vzduch je v rozmezí 0,6 až 0,7 násobku celkového průřezu prvních a čtvrtých přívodních trubek 4, 4 pro vzduch, viz obr. 1 a 2, popřípadě celkového průřezu prvních, třetích a čtvrtých přívodních trubek 4, 4', 4'' pro vzduch, viz obr. 3 a 4.
Plamencová trubka 3 je kromě toho v obou příkladech provedení opatřena ve směru proudění za přívodními trubkami 4, 4', 4, 5 pro vzduch dalšími otvory pro spalovací vzduch, aby se zabránilo vzniku uhelnatého CO. Znázorněny nejsou rovněž otvory v plamencovém krytu 1 a v oblasti plamencové trubky 3 proti směru proudění. Spalovací vzduch, který zde vstupuje, slouží převážně k chlazení plamencového krytu 1 a plamencové trubky 3.
V rámci vynálezu je možná řada obměn. Například, přívodní trubky 4, 4', 4, 5 pro vzduch mohou být skloněny pod různými úhly. Dále je možné, aby se palivo zavádělo do plamencové
-5CZ 292330 B6 trubky 3 axiálně. V předložených příkladech provedení se spalovací vzduch přivádí především oběma druhy přívodních trubek 4, 4', 4. 5 pro vzduch. Alternativně k tomu existuje možnost přivádět část vzduchu v místech nacházejících se místo proti směru po směru proudění.
Vynález byl popsán na příkladu plynového hořáku, protože toto je přednostní oblast jeho použití. Řešení podle vynálezu však lze použít i v hořácích pro paliva ve formě páry nebo kapaliny či tečení schopná pevná paliva.
Palivo se zavádí centrálně do plamencové trubky 3, kde se ve spalovací zóně směšuje se 10 spalovacím vzduchem. Tento spalovací vzduch vystupuje z prvních a druhých přívodních trubek
4, 5 pro vzduch, které jsou uspořádány ve dvou bezprostředně sousedních řadách 6, 7 a skloněny proti směru proudění k ose plamencové trubky 3 pod úhlem (g_60°. Vzdálenost x mezi ústími prvních přívodních trubek 4 pro vzduch a výstupními otvory 9 palivové trysky 2 činí 0,7-násobek průměru d plamencové trubky 3. Celkový průřez druhých přívodních trubek 5 činí 15 0,6-násobek celkového průřezu prvních přívodních trubek 4 pro vzduch. V plamencové trubce 3 vzniká vysoce turbulentní toroidní víření, zásluhou čehož vzniká v průřezu plamencové trubky 3 velmi homogenní směs, čímž se dosáhne nepatrných hodnot NOX a rovnoměrného rozložení teplot již v plamencové trubce 3.
Claims (18)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Hořák pro rozprašování vhodných, zejména plynných paliv, opatřený v podstatě válcovou plamencovou trubkou (3), na konci plamencové trubky (3) proti směru proudění uspořádaným plamencovým krytem (1), centrálně do plamencové trubky (3) ústící palivovou tryskou (2) a množinou prvních a druhých prostředků pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové30 trubky (3), vyznačující se tím, že prostředky pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky (3) jsou provedeny jako přívodní trubky (4,5) pro vzduch, že první a druhé přívodní trubky (4,5) pro vzduch jsou proti směru proudění skloněn}- k ose plamencové trubky (3), že první přívodní trubky (4) pro vzduch končí na plamencové trubce (3), zatímco druhé přívodní trubky (5) pro vzduch do plamencové trubky (3) vyčnívají, a že ke každé druhé přívodní 35 trubce (5) pro vzduch je proti směru proudění těsně přiřazena první přívodní trubka (4) pro vzduch.
- 2. Hořák podle nároku 1, vyznačující se tím, že ke každé druhé přívodní trubce (5) pro vzduch je po směru proudění těsně přiřazena třetí přívodní trubka (4') pro vzduch, přičemž40 třetí přívodní trubky (4') pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky (3) a končí na této plamencové trubce (3).
- 3. Hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že při pohledu v axiálním směruje mezi dvěma sousedními druhými přívodními trubkami (5) pro vzduch uspořádána čtvrtá45 přívodní trubka (4”) pro vzduch, přičemž čtvrté přívodní trubky (4”) pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky (3) a končí na této plamencové trubce (3).
- 4. Hořák podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že první přívodní trubky (4) pro vzduch jsou uspořádány v první k ose plamencové trubky (3) kolmé řadě (6),50 přičemž axiální vzdálenost (x) mezi spalovací tryskou (2) a ústími prvních přívodních trubek (4) pro vzduch je v rozmezí 0,70 až 0,85-násobku průměru (d) plamencové trubky (3).
- 5. Hořák podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že přívodní trubky (4, 5,4', 4”) pro vzduch jsou k ose plamencové trubky (3) skloněny pod stejným úhlem (φ).-6CZ 292330 B6
- 6. Hořák podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se t í m , že přívodní trubky (4, 5, 4', 4”) pro vzduch jsou k ose plamencové trubky (3) skloněny pod stejným úhlem (φ) v rozmezí 55 až 60°.
- 7. Hořák podle některého z nároků laž 6, vyznačující se tím, že ústí do plamencové trubky (3) vyčnívajících druhých přívodních trubek (5) pro vzduch jsou uspořádána od stěny plamencové trubky (3) ve vzdálenosti (y), která je v rozmezí 0,15 až 0,18-násobku průměru (d) plamencové trubky (3).
- 8. Hořák podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že celkový průřez druhých přívodních trubek (5) pro vzduch je v rozmezí 0,6 až 0,7-násobku celkového průřezu prvních a popřípadě třetích a čtvrtých přívodních trubek (4,4', 4”) pro vzduch.
- 9. Hořák podle některého z nároků laž 8, vyznačující se tím, že první a popřípadě třetí a čtvrté přívodní trubky (4, 4', 4) pro vzduch mají různé průřezy, přičemž nejméně některé z těchto průřezů jsou protáhlé ve směru osy plamencové trubky (3).
- 10. Hořák podle nároku9, vyznačující se tím, že první a popřípadě třetí a čtvrté přívodní trubky (4, 4', 4) pro vzduch jsou opatřeny vždy nejvýše dvěma vodícími přepážkami (8), které jsou s výhodou orientovány napříč k ose plamencové trubky (3).
- 11. Hořák podle některého z nároků lažlO, vyznačující se tím, že příslušné výstupní otvory druhých přívodních trubek (5) pro vzduch leží v rovině kolmé k osám příslušných druhých přívodních trubek (5) pro vzduch.
- 12. Hořák podle některého z nároků lažll,vyznačující se tím, že plamencový kryt (1) se na vnitřní straně směrem od palivové trysky (2) kuželovité rozšiřuje k plamencové trubce (3).
- 13. Hořák podle některého z nároků lažl 2, vyznačující se tím, že palivová tryska (2) je opatřena prstencem výstupních otvorů (9), které se ve směru proudění rozbíhají od osy plamencové trubky (3).
- 14. Hořák podle nároku 13, vyznačující se tím, že sklon výstupních otvorů (9) palivové trysky (2) k ose plamencové trubky (3) je v rozsahu 40 až 45°.
- 15. Hořák podle některého z nároků lažl 4, vyznačující se tím, že plamencová trubka (3) je proti směru proudění za přívodními trubkami (4, 5 4', 4”) opatřena více prstencově uspořádanými otvory pro spalovací vzduch.
- 16. Způsob spalování rozprášení způsobilého, zejména plynného paliva, které se centrálně zavádí do spalovací zóny a tam se směšuje se spalovacím vzduchem, vyznačující se t í m , že spalovací vzduch se do spalovací zóny vhání tak, že v rovině kolmé ke směru proudění ve spalovací zóně vzniká vysoce turbulentní toroidní víření, jehož směr otáčení je ve vnitřní oblasti orientován proti směru proudění ve spalovací zóně.
- 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že palivo se do toroidního víření zavádí v podstatě ve tvaru rozevírajícího se kužele.
- 18. Způsob podle nároku 16nebo 17, vyznačující se tím, že vysoce turbulentní toroidní víření zaujímá centrální oblast spalovací zóny.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19704802A DE19704802A1 (de) | 1997-02-08 | 1997-02-08 | Vorrichtung und Verfahren zum Verbrennen von Brennstoff |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ262799A3 CZ262799A3 (cs) | 2000-04-12 |
| CZ292330B6 true CZ292330B6 (cs) | 2003-09-17 |
Family
ID=7819693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19992627A CZ292330B6 (cs) | 1997-02-08 | 1998-01-24 | Zařízení a způsob pro spalování paliva |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6193502B1 (cs) |
| EP (1) | EP0961905B1 (cs) |
| AT (1) | ATE207593T1 (cs) |
| AU (1) | AU6616098A (cs) |
| CA (1) | CA2280169A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ292330B6 (cs) |
| DE (2) | DE19704802A1 (cs) |
| EA (1) | EA000904B1 (cs) |
| ES (1) | ES2163257T3 (cs) |
| HU (1) | HUP0001053A3 (cs) |
| NO (1) | NO993801L (cs) |
| SK (1) | SK106399A3 (cs) |
| WO (1) | WO1998035184A1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ297869B6 (cs) * | 1998-02-10 | 2007-04-18 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Zpusob ohrevu výrobku v nádobe a horák pro provádení tohoto zpusobu |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050003316A1 (en) * | 2003-05-31 | 2005-01-06 | Eugene Showers | Counterflow fuel injection nozzle in a burner-boiler system |
| CN101235970B (zh) * | 2007-01-31 | 2012-05-02 | 通用电气公司 | 具有逆流喷射装置的燃气轮机燃烧器 |
| US8677759B2 (en) * | 2009-01-06 | 2014-03-25 | General Electric Company | Ring cooling for a combustion liner and related method |
| EP3026346A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-01 | Alstom Technology Ltd | Combustor liner |
| US20190024895A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | General Electric Company | Combustor dilution structure for gas turbine engine |
| US11268438B2 (en) * | 2017-09-15 | 2022-03-08 | General Electric Company | Combustor liner dilution opening |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2974485A (en) * | 1958-06-02 | 1961-03-14 | Gen Electric | Combustor for fluid fuels |
| US3574508A (en) * | 1968-04-15 | 1971-04-13 | Maxon Premix Burner Co Inc | Internally fired industrial gas burner |
| US3643430A (en) * | 1970-03-04 | 1972-02-22 | United Aircraft Corp | Smoke reduction combustion chamber |
| DE2018641C2 (de) * | 1970-04-18 | 1972-05-10 | Motoren Turbinen Union | Umkehrbrennkammer fuer gasturbinentriebwerke |
| US3831854A (en) * | 1973-02-23 | 1974-08-27 | Hitachi Ltd | Pressure spray type fuel injection nozzle having air discharge openings |
| US3951584A (en) * | 1974-05-23 | 1976-04-20 | Midland-Ross Corporation | Self-stabilizing burner |
| JPS5129726A (cs) * | 1974-09-06 | 1976-03-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | |
| FR2379028A1 (fr) * | 1977-02-01 | 1978-08-25 | Gaz De France | Bruleur metallique a gaz sans premelange et a contre-rotation |
| US4301657A (en) * | 1978-05-04 | 1981-11-24 | Caterpillar Tractor Co. | Gas turbine combustion chamber |
| DE4012923A1 (de) * | 1990-04-23 | 1991-10-24 | Skoog Kurt | Vorrichtung zum verbrennen fluider, insbesondere fluessiger brennstoffe, wie oel o. dgl. |
| US5769624A (en) * | 1992-09-18 | 1998-06-23 | Luminis Pty. Ltd | Variable flame burner configuration |
| AUPN156295A0 (en) * | 1995-03-07 | 1995-03-30 | Luminis Pty Limited | Variable flame precessing jet nozzle |
| US5984662A (en) * | 1997-07-31 | 1999-11-16 | Superior Fireplace Company | Karman vortex generating burner assembly |
-
1997
- 1997-02-08 DE DE19704802A patent/DE19704802A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-01-24 US US09/367,205 patent/US6193502B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-24 CZ CZ19992627A patent/CZ292330B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-01-24 ES ES98907987T patent/ES2163257T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-24 SK SK1063-99A patent/SK106399A3/sk unknown
- 1998-01-24 WO PCT/EP1998/000398 patent/WO1998035184A1/de active IP Right Grant
- 1998-01-24 HU HU0001053A patent/HUP0001053A3/hu unknown
- 1998-01-24 EA EA199900730A patent/EA000904B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-01-24 CA CA002280169A patent/CA2280169A1/en not_active Abandoned
- 1998-01-24 DE DE59801858T patent/DE59801858D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-24 EP EP98907987A patent/EP0961905B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-24 AU AU66160/98A patent/AU6616098A/en not_active Abandoned
- 1998-01-24 AT AT98907987T patent/ATE207593T1/de not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-08-06 NO NO993801A patent/NO993801L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ297869B6 (cs) * | 1998-02-10 | 2007-04-18 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Zpusob ohrevu výrobku v nádobe a horák pro provádení tohoto zpusobu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO993801L (no) | 1999-09-15 |
| US6193502B1 (en) | 2001-02-27 |
| CA2280169A1 (en) | 1998-08-13 |
| HUP0001053A2 (hu) | 2001-04-28 |
| SK106399A3 (en) | 2000-06-12 |
| EP0961905A1 (de) | 1999-12-08 |
| NO993801D0 (no) | 1999-08-06 |
| EA199900730A1 (ru) | 2000-02-28 |
| EP0961905B1 (de) | 2001-10-24 |
| CZ262799A3 (cs) | 2000-04-12 |
| ES2163257T3 (es) | 2002-01-16 |
| AU6616098A (en) | 1998-08-26 |
| DE59801858D1 (de) | 2001-11-29 |
| WO1998035184A1 (de) | 1998-08-13 |
| ATE207593T1 (de) | 2001-11-15 |
| HUP0001053A3 (en) | 2001-05-28 |
| DE19704802A1 (de) | 1998-08-13 |
| EA000904B1 (ru) | 2000-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5657632A (en) | Dual fuel gas turbine combustor | |
| US5251447A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US5613363A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US5590529A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US5454221A (en) | Dilution flow sleeve for reducing emissions in a gas turbine combustor | |
| JP3512455B2 (ja) | 燃焼機関、ガスタービングループ燃焼室又は燃焼設備の運転用のバーナ | |
| US6209325B1 (en) | Combustor for gas- or liquid-fueled turbine | |
| EP0397088B1 (en) | Multiple oxidant jet combustion method and apparatus | |
| US5165241A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US5596873A (en) | Gas turbine combustor with a plurality of circumferentially spaced pre-mixers | |
| CN104791846B (zh) | 一种燃气轮机低污染燃烧室的低旋流预混喷嘴 | |
| KR19990067344A (ko) | 향상된 혼합 연료 인젝터를 갖는 가스 터빈 연소기 | |
| JP3828969B2 (ja) | 予混合バーナ | |
| US20100192583A1 (en) | Non-rotational stabilization of the flame of a premixing burner | |
| JPH07190372A (ja) | ガスタービンの燃焼器 | |
| JPH08189641A (ja) | 燃焼器 | |
| EP0627062A1 (en) | PREMIXED GAS BURNER. | |
| JPH07280224A (ja) | 予混合式バーナー | |
| JP2004534197A (ja) | タービン燃焼器用の予混合室 | |
| US5127821A (en) | Premixing burner for producing hot gas | |
| EP0773410B1 (en) | Fuel and air mixing tubes | |
| CZ292330B6 (cs) | Zařízení a způsob pro spalování paliva | |
| RU2121113C1 (ru) | Камера сгорания газовой турбины | |
| JPH08261465A (ja) | ガスタービン | |
| JPH08261417A (ja) | 前混合バーナ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20180124 |