ES2813361T3 - Low NOx Premix Gas Burner Combustion Procedure - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de combustión que comprende el uso de un quemador (1) de premezcla constituido por un conjunto de boquillas (2) de premezcla dispuestas circularmente según un diámetro DB alrededor de una boquilla central (4) dispuesta en un eje A central al quemador (1), creando el quemador una llama radial (5), caracterizada por que el conjunto de boquillas (2, 4) tiene una relación comburente/carburante (R) comprendida entre 1,3 y 1,75, en donde **(Ver fórmula)**Combustion process comprising the use of a premix burner (1) made up of a set of premix nozzles (2) arranged circularly according to a diameter DB around a central nozzle (4) arranged on an axis A central to the burner (1 ), the burner creating a radial flame (5), characterized in that the set of nozzles (2, 4) has an oxidizing / fuel ratio (R) between 1.3 and 1.75, where ** (See formula ) **
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento de combustión de un quemador de gas de premezcla con baja emisión de NOxLow NOx Premix Gas Burner Combustion Procedure
Campo técnicoTechnical field
La presente invención se refiere a los procedimientos de combustión que usan quemadores industriales de gas. Estos quemadores emiten óxidos de nitrógeno (NOx) que son fuentes de contaminación. El documento WO93/12388A1 describe dicho procedimiento.The present invention relates to combustion processes using industrial gas burners. These burners emit nitrogen oxides (NOx) which are sources of pollution. WO93 / 12388A1 describes such a procedure.
La reducción de los óxidos de nitrógeno procedentes de la combustión es por tanto un reto de desarrollo de los quemadores industriales. La combustión del gas (natural u otro gas) genera óxidos de nitrógeno por la oxidación del nitrógeno del aire a alta temperatura. Estos óxidos de nitrógeno se llaman generalmente óxidos de nitrógeno de origen térmico.The reduction of nitrogen oxides from combustion is therefore a development challenge for industrial burners. The combustion of gas (natural or other gas) generates nitrogen oxides by the oxidation of nitrogen in the air at high temperature. These nitrogen oxides are generally called nitrogen oxides of thermal origin.
• Las velocidades de formación de óxidos de nitrógeno, que cumplen con las leyes de Arrhenius son muy dependientes: del contenido local de oxígeno,• The rates of formation of nitrogen oxides, which comply with Arrhenius' laws, are highly dependent: on the local oxygen content,
• del contenido local de nitrógeno,• local nitrogen content,
• de la temperatura local (específicamente por encima de 1500 °C).• of the local temperature (specifically above 1500 ° C).
Hoy en día, los quemadores industriales de gas son esencialmente quemadores de llama de difusión, es decir, quemadores en donde la mezcla de comburente y carburante se produce íntegramente en la cámara de combustión. Para estos quemadores de llama de difusión, las técnicas de reducción de óxidos de nitrógeno de origen térmico más ampliamente usadas se basan generalmente en las variaciones locales de los contenidos de oxígeno y combustible, ya sea por introducción de aire por etapas o por introducción de combustible por etapas.Today, industrial gas burners are essentially diffusion flame burners, that is, burners where the mixture of oxidizer and fuel is produced entirely in the combustion chamber. For these diffusion flame burners, the most widely used thermal nitrogen oxide reduction techniques are generally based on local variations in fuel and oxygen contents, either by introducing air in stages or by introducing fuel. in stages.
En el caso de una combustión de llama con premezcla de comburente y combustible, la temperatura en el núcleo de la llama es más homogénea y depende en gran medida de la relación comburente/combustible. Como consecuencia directa, las emisiones de óxido de nitrógeno son también por tanto extremadamente sensibles a esta relación.In the case of a flame combustion with a premix of oxidizer and fuel, the temperature in the core of the flame is more homogeneous and is highly dependent on the oxidizer / fuel ratio. As a direct consequence, nitrogen oxide emissions are therefore also extremely sensitive to this relationship.
El procedimiento objeto de la presente invención se refiere al uso de un quemador de gas con baja emisión de NOx basado en la tecnología de premezcla. La experiencia demuestra que los óxidos de nitrógeno pueden variar en una proporción de más de 10 en función de la relación comburente/combustible. Por ejemplo, cuando el comburente es el aire ambiente, y el gas carburante es un gas rico (Poder Calorífico Inferior > 6 kWh por Nm3) la cantidad de comburente necesaria para una combustión completa del gas y una escasa generación de óxido de nitrógeno está comprendida entre 140 y 170 % de la cantidad de comburente estequiométrico. En estas condiciones, las emisiones de óxido de nitrógeno procedentes de la combustión de premezcla se vuelven extremadamente escasas en comparación con las obtenidas con una llama de difusión.The process object of the present invention refers to the use of a gas burner with low NOx emission based on premix technology. Experience shows that nitrogen oxides can vary by a ratio of more than 10 depending on the oxidizer / fuel ratio. For example, when the oxidizer is ambient air, and the fuel gas is a rich gas (Lower Calorific Value> 6 kWh per Nm3), the amount of oxidizer necessary for a complete combustion of the gas and a low generation of nitrogen oxide is comprised between 140 and 170% of the amount of stoichiometric oxidizer. Under these conditions, nitrogen oxide emissions from premix combustion become extremely low compared to those obtained with a diffusion flame.
Sin embargo, este exceso de comburente es un obstáculo para el uso de esta técnica de premezcla en procedimientos tales como calderas, hornos industriales, etc... en donde un gran exceso de comburente más allá del 100 % de la estequiometría requerida para la combustión genera pérdidas térmicas adicionales durante su descarga a la chimenea a temperatura elevada (> 100°).However, this excess of oxidizer is an obstacle to the use of this premix technique in processes such as boilers, industrial furnaces, etc ... where a large excess of oxidizer beyond 100% of the stoichiometry required for combustion generates additional thermal losses during discharge to the chimney at elevated temperature (> 100 °).
El objeto de la presente invención usa la técnica de premezcla por su bajo rendimiento de NOx, y un dispositivo complementario a fin de reducir este exceso de aire global en el quemador sin por ello aumentar las emisiones de óxidos de nitrógeno de origen térmico.The object of the present invention uses the pre-mixing technique for its low NOx yield, and a complementary device in order to reduce this global excess air in the burner without thereby increasing the emissions of nitrogen oxides of thermal origin.
Los ensayos han demostrado que para asegurar tanto una temperatura suficiente para la combustión como una producción muy escasa de óxidos de nitrógeno de origen térmico, la relación comburente/carburante en la premezcla o más precisamente la relación (R) era de gran importancia.Tests have shown that to ensure both a sufficient temperature for combustion and a very low production of nitrogen oxides of thermal origin, the oxidizing / fuel ratio in the premix or more precisely the ratio (R) was of great importance.
R _ _____________________ C _ a _ u __ d _ a _ l. _ C __ o _ m __ b _ u _ s _ t _ ib __ le __ P_r_ e _ m __ e _ z _ c _ l _ a _ x __ P _ C __ I _ c _ o _ m __ b _ u _ s _ t _ i _ b _ le _____________________R _ _____________________ C _ a _ u __ d _ a _ l. _ C __ o _ m __ b _ u _ s _ t _ ib __ le __ P_r_ e _ m __ e _ z _ c _ l _ a _ x __ P _ C __ I _ c _ o _ m __ b _ u _ s _ t _ i _ b _ le _____________________
1000x(CaudalCombustible Premezcla. CP combustible CaudalComburente. CP comburente) Siendo PCI el poder calorífico inferior, es decir, el poder calórico sin tener en cuenta la energía de condensación en kJ/kg.1000 x ( Premixture FuelFlow. Fuel CP Combustion Flow. Oxidizing CP) With PCI being the lower calorific value, that is, the caloric value without taking into account the condensation energy in kJ / kg.
Siendo CP la capacidad térmica en kJ/kg.Being CP the thermal capacity in kJ / kg.
Siendo los caudales en kg/h.Being the flow rates in kg / h.
El procedimiento de combustión según la invención se define en la reivindicación 1 y comprende el uso de un quemador de premezcla constituido por un conjunto de boquillas de premezcla dispuestas circularmente según un diámetro DB alrededor de una boquilla central dispuesta en un eje central al quemador y destinada a crear una llama radial caracterizada por que el conjunto de boquillas tiene una relación comburente/carburante (R) comprendida entre 1,3 y 1,75.The combustion method according to the invention is defined in claim 1 and comprises the use of a premix burner constituted by a set of premix nozzles arranged circularly according to a diameter DB around a central nozzle arranged on a central axis to the burner and destined to create a radial flame characterized in that the set of nozzles has an oxidizing / fuel ratio (R) comprised between 1.3 and 1.75.
El quemador es un quemador de premezcla constituido por dos tipos de boquillas. Un conjunto de boquillas de premezcla dispuestas circularmente según un diámetro DB y destinadas a producir llamas principalmente axiales. Estas boquillas periféricas están posicionadas alrededor de una boquilla central dispuesta en el eje central del quemador y destinada a crear una llama radial.The burner is a premix burner made up of two types of nozzles. A set of premix nozzles arranged circularly according to a diameter DB and intended to produce mainly axial flames. These peripheral nozzles are positioned around a central nozzle arranged on the central axis of the burner and intended to create a radial flame.
La llama radial que sale de la boquilla central tiene por objeto asegurar el interencendido entre las diferentes boquillas de premezcla denominadas boquillas "periféricas". La llama radial también se produce por una combustión de premezcla con, a nivel de esta boquilla, una relación (R) comprendida entre 1,3 y 1,75.The radial flame that comes out of the central nozzle is intended to ensure interendencing between the different premix nozzles called "peripheral" nozzles. The radial flame is also produced by a premix combustion with, at the level of this nozzle, a ratio (R) between 1.3 and 1.75.
Según una característica particular, la boquilla central es de premezcla. Esto garantiza una mejor distribución de la relación (R).According to a particular characteristic, the central nozzle is premixed. This guarantees a better distribution of the ratio (R).
Según otra característica, la llama radial es una llama de premezcla que representa de 3 a 20 % del caudal total de carburante emitido por las boquillas.According to another characteristic, the radial flame is a premix flame that represents 3 to 20% of the total flow of fuel emitted by the nozzles.
Cada una de las boquillas es de premezcla y tiene una relación comburente/carburante (R) comprendida entre 1,3 y 1,75. Cada una de las boquillas tiene una relación (R) óptima, la cantidad de NOx emitida por cada boquilla se reduce, y las zonas de intersección entre las llamas de las diferentes boquillas también emiten poco NOx.Each of the nozzles is premixed and has an oxidizing / fuel ratio (R) of between 1.3 and 1.75. Each of the nozzles has an optimal ratio (R), the amount of NOx emitted by each nozzle is reduced, and the intersection areas between the flames of the different nozzles also emit little NOx.
Según otra disposición, la boquilla central es desmontable. La boquilla central es desmontable y puede ser fácilmente reemplazada por una tobera de inyección de combustible líquido, lo que confiere al quemador la posibilidad de mezclar gas y líquido.According to another arrangement, the central nozzle is removable. The central nozzle is removable and can be easily replaced by a liquid fuel injection nozzle, giving the burner the ability to mix gas and liquid.
Según una característica particular, las boquillas de premezcla tienen un elemento de desviación que da a la premezcla un ángulo de salida comprendido entre -45° y 45° con respecto al eje central A. Las boquillas de premezcla tienen salidas axiales o inclinadas con respecto al eje del quemador y el ángulo de salida de las boquillas varía entre -45° y 45° para adaptar la forma de la llama a las diferentes geometrías de la cámara de combustión y variando las proporciones longitud/diámetro de la llama en una proporción de más de 4.According to a particular characteristic, the premix nozzles have a deflection element that gives the premix an exit angle comprised between -45 ° and 45 ° with respect to the central axis A. The premix nozzles have axial or inclined outlets with respect to the Burner axis and nozzle outlet angle varies between -45 ° and 45 ° to adapt the shape of the flame to the different geometries of the combustion chamber and varying the length / diameter ratios of the flame in a proportion of more of 4.
Según una disposición particular, los inyectores de gas se colocan en la periferia del quemador alrededor de las boquillas periféricas en un diámetro DL. Para reducir el exceso de aire/comburente en el quemador sin aumentar las emisiones de óxidos de nitrógeno, una proporción de gas debe ser inyectada en el exterior de las boquillas de premezcla. , Esta inyección complementaria de gas se realiza mediante inyectores dispuestos entre cada boquilla o cada dos o tres boquillas.According to a particular arrangement, the gas injectors are positioned on the periphery of the burner around the peripheral nozzles in a diameter DL. To reduce excess air / oxidizer in the burner without increasing nitrogen oxide emissions, a proportion of gas must be injected outside the premix nozzles. This complementary gas injection is carried out by injectors arranged between each nozzle or every two or three nozzles.
Según una característica particular, los inyectores de gas se colocan en la periferia del quemador alrededor de las boquillas periféricas en un diámetro DL y los inyectores inyectan de 20 % a 50 % del carburante total inyectado. Según otra característica, los inyectores tienen un ángulo de salida comprendido entre 0 y 40° con respecto al ángulo de salida de las boquillas periféricas. El gas complementario se inyecta en un diámetro DL cercano al diámetro exterior DB de las boquillas a ± 10 % y se inyecta con un ángulo de 0 a 40° con respecto al eje de las boquillas de esta premezcla, y preferentemente comprendido entre 10 y 30°. Esto permite que la relación (R) no aumente localmente por una mezcla demasiado rápida entre este complemento de gas inyectado y la premezcla procedente de las boquillas. El gas se inyecta de tal manera que primero se mezcla con los humos que recirculan en la periferia de la llama. La ventaja de esta configuración es facilitar su adaptación a las aberturas de las cámaras de combustión y/o calderas, en particular a las cámaras de combustión o calderas existentes.According to a particular characteristic, the gas injectors are placed on the periphery of the burner around the peripheral nozzles in a diameter DL and the injectors inject from 20% to 50% of the total fuel injected. According to another characteristic, the injectors have an exit angle comprised between 0 and 40 ° with respect to the exit angle of the peripheral nozzles. The complementary gas is injected in a diameter DL close to the outer diameter DB of the nozzles at ± 10% and is injected at an angle of 0 to 40 ° with respect to the axis of the nozzles of this premix, and preferably between 10 and 30 °. This allows the ratio (R) not to increase locally due to a too rapid mixing between this complement of injected gas and the premix from the nozzles. The gas is injected in such a way that it first mixes with the recirculating fumes at the periphery of the flame. The advantage of this configuration is to facilitate its adaptation to the openings of the combustion chambers and / or boilers, in particular to existing combustion chambers or boilers.
Según una característica particular, el diámetro DL tiene una dimensión en mm inferior o igual a: [P (en MW) x20] 450. Siendo P la potencia en megavatios. Esta dimensión permite una optimización del tamaño del quemador y, por tanto, de la abertura de la cámara de combustión y/o la caldera.According to a particular characteristic, the diameter DL has a dimension in mm less than or equal to: [P (in MW) x20] 450. P being the power in megawatts. This dimension allows an optimization of the size of the burner and, therefore, of the opening of the combustion chamber and / or the boiler.
Según otra disposición, los inyectores están equipados con un sistema venturi. El gas se inyecta con un sistema venturi que acelera la premezcla del humo periférico a la llama del gas y el complemento del gas inyectado.According to another arrangement, the injectors are equipped with a venturi system. The gas is injected with a venturi system that accelerates the premixing of the peripheral smoke to the gas flame and the complement of the injected gas.
Según otra característica, el diámetro DL está comprendido entre 1,2 y 1,6 veces el diámetro DB de las boquillas periféricas. Los inyectores inyectan el gas en un diámetro superior al diámetro DB de las boquillas. Las inyecciones complementarias de gas se establecen mediante inyectores rectos que atraviesan la pared de la cámara de combustión y/o la caldera, o mediante inyectores acodados establecidos por rotación mecánica desde el exterior de la cámara de combustión para las cámaras de combustión cuyas paredes no permiten el paso de toberas rectas. Según otra característica, los inyectores tienen un ángulo de salida comprendido entre -20° y 20° con respecto al eje del quemador.According to another characteristic, the diameter DL is between 1.2 and 1.6 times the diameter DB of the peripheral nozzles. The injectors inject the gas in a diameter greater than the diameter DB of the nozzles. The complementary gas injections are established by means of straight injectors that pass through the wall of the combustion chamber and / or the boiler, or by means of elbow injectors established by mechanical rotation from the outside of the combustion chamber for combustion chambers whose walls do not allow the passage of straight nozzles. According to another characteristic, the injectors have an exit angle between -20 ° and 20 ° with respect to the axis of the burner.
Según una variante, las boquillas tienen un estabilizador de llama que representa de 0,1 a 0,4 veces la sección de dicha boquilla. La estabilidad de las llamas de premezcla es sensible a los gradientes de velocidades locales, es necesario usar un dispositivo fiable que sirva para "agarrar" y estabilizar la llama. Para ello ha sido necesario desarrollar un dispositivo eficaz de agarre y estabilización de la llama con un estabilizador insertado a la salida de cada boquilla que permite extender la estabilidad de la llama de premezcla para una mayor relación (R), y también aumenta la variación del caudal del quemador sin riesgo de que se produzca un aumento de la llama en la boquilla de premezcla. Para que la variación de la carga del quemador sea superior a 6 y para que la pérdida de carga global del quemador sea < a 300 DaPa, la superficie del estabilizador de llama con respecto a la superficie de la boquilla debe estar comprendida entre 0,1 y 0,4. El estabilizador puede ser colocado en el centro de la boquilla, o en el exterior de la boquilla.According to a variant, the nozzles have a flame stabilizer that represents 0.1 to 0.4 times the section of said mouthpiece. The stability of premix flames is sensitive to local velocity gradients, it is necessary to use a reliable device that serves to "grab" and stabilize the flame. For this, it has been necessary to develop an effective device for gripping and stabilizing the flame with a stabilizer inserted at the outlet of each nozzle that allows the stability of the premix flame to be extended for a higher ratio (R), and also increases the variation of the burner flow rate without the risk of an increase in flame at the premix nozzle. For the burner load variation to be greater than 6 and for the overall burner pressure drop to be <300 DaPa, the surface of the flame stabilizer with respect to the surface of the nozzle must be between 0.1 and 0.4. The stabilizer can be placed in the center of the nozzle, or on the outside of the nozzle.
Según una característica particular, el estabilizador de llama determina el ángulo de salida de la premezcla. El ángulo de salida de la premezcla viene dado por elementos de desviación que pueden o no estar asociados al estabilizador de llama.According to a particular characteristic, the flame stabilizer determines the exit angle of the premix. The outlet angle of the premix is determined by deflection elements that may or may not be associated with the flame stabilizer.
Según otra disposición, las boquillas periféricas tienen un estabilizador de llama que consta de una parte radial dispuesta en el centro de cada boquilla periférica. Para un mejor agarre de la llama en la nariz de cada boquilla de premezcla, el estabilizador consta de una parte estabilizadora radial que asegura una mejor difusión de la llama central radial hacia el centro de cada boquilla periférica. Esto asegura una rápida ignición de la premezcla a la salida de las boquillas periféricas a nivel del estabilizador para un amplio intervalo de velocidad de la salida de las boquillas de premezcla y, por tanto, un amplio intervalo de variación de potencia del quemador.According to another arrangement, the peripheral nozzles have a flame stabilizer consisting of a radial portion arranged in the center of each peripheral nozzle. For a better hold of the flame in the nose of each premix nozzle, the stabilizer consists of a radial stabilizer part that ensures a better diffusion of the radial central flame towards the center of each peripheral nozzle. This ensures rapid ignition of the premix at the outlet of the peripheral nozzles at the stabilizer level for a wide speed range of the outlet of the premix nozzles and, therefore, a wide range of burner power variation.
Para un experto en la materia todavía podrán aparecer otras ventajas al leer los ejemplos a continuación, ilustrados por las figuras adjuntas, dadas a modo de ejemplo.Other advantages may appear to a person skilled in the art when reading the examples below, illustrated by the accompanying figures, given by way of example.
- La figura 1 es un corte de un quemador del estado de la técnica, que muestra la implantación de las boquillas periféricas,- Figure 1 is a section of a burner of the state of the art, showing the implantation of the peripheral nozzles,
- La figura 2 representa una vista frontal del quemador de la figura 1,- Figure 2 represents a front view of the burner of Figure 1,
- La figura 3 representa un corte de un quemador según la invención, que muestra la disposición de la boquilla central y la difusión de la llama radial,- Figure 3 represents a section of a burner according to the invention, showing the arrangement of the central nozzle and the diffusion of the radial flame,
- La figura 4 es una vista frontal del quemador de la figura 2,- Figure 4 is a front view of the burner of Figure 2,
- La figura 5 es el detalle de una boquilla con el estabilizador según un primer modo de realización,- Figure 5 is the detail of a nozzle with the stabilizer according to a first embodiment,
- La figura 6 es un detalle de un segundo modo de realización de una boquilla según la invención,- Figure 6 is a detail of a second embodiment of a nozzle according to the invention,
- La figura 7 es el detalle de un tercer modo de realización de una boquilla según la invención con el estabilizador y los elementos de desviación,- Figure 7 is the detail of a third embodiment of a nozzle according to the invention with the stabilizer and the deflection elements,
- La figura 8 es el detalle de una boquilla según un cuarto modo de realización,- Figure 8 is the detail of a nozzle according to a fourth embodiment,
- La figura 9 es el detalle de una boquilla periférica con la boquilla central,- Figure 9 is the detail of a peripheral nozzle with the central nozzle,
- La figura 10 es una vista en corte de un quemador según un segundo modo de realización, con la inyección de gas complementario- Figure 10 is a sectional view of a burner according to a second embodiment, with the injection of complementary gas
- La figura 11 es una vista frontal del quemador de la figura 10,- Figure 11 is a front view of the burner of Figure 10,
- La figura 12 muestra el detalle de un inyector visto de perfil,- Figure 12 shows the detail of an injector seen in profile,
- La figura 13 es una vista frontal del inyector de la figura 12,- Figure 13 is a front view of the injector of figure 12,
- La figura 14 es una vista en corte de un quemador según un tercer modo de realización,- Figure 14 is a sectional view of a burner according to a third embodiment,
- La figura 15 es una vista en corte de un cuarto modo de realización de un quemador según la invención.- Figure 15 is a sectional view of a fourth embodiment of a burner according to the invention.
El quemador 1 del estado de la técnica ilustrado en la figura 1 comprende las boquillas 2 de premezcla dispuestas circularmente alrededor del eje A del quemador 1. Cada boquilla 2 es preferentemente cilíndrica, se introduce la casi totalidad del comburente (generalmente aire). El combustible es, a su vez, inyectado en estas boquillas 2 a través de una serie de inyectores primarios, cuyo número puede variar de 1 a 16 en función de la potencia del quemador y de la presión de gas disponible.The burner 1 of the state of the art illustrated in figure 1 comprises the premix nozzles 2 arranged circularly around the axis A of the burner 1. Each nozzle 2 is preferably cylindrical, almost all of the oxidizer (generally air) is introduced. The fuel is, in turn, injected into these nozzles 2 through a series of primary injectors, the number of which can vary from 1 to 16 depending on the power of the burner and the available gas pressure.
Cada inyector primario 3 difunde el gas a través de una serie de agujeros (no representados) distribuidos radialmente en el inyector primario 3 y formando un ángulo de 90° a 45° con respecto al eje de la boquilla 2. La posición de los inyectores primarios 3 en la boquilla 2 y la distribución escalonada de los agujeros se define a fin de difundir el gas de la manera más homogénea posible en toda la superficie de la boquilla 2, evitando las zonas de intersección de los chorros y, por consiguiente, las zonas de acumulación de gas y las zonas sin gas en la premezcla.Each primary injector 3 diffuses the gas through a series of holes (not shown) distributed radially in the primary injector 3 and at an angle of 90 ° to 45 ° with respect to the axis of the nozzle 2. The position of the primary injectors 3 in the nozzle 2 and the staggered distribution of the holes is defined in order to diffuse the gas in the most homogeneous way possible over the entire surface of the nozzle 2, avoiding the intersection areas of the jets and, consequently, the areas gas build-up and non-gas zones in the premix.
El quemador 1 representado en las figuras 3 y 4 comprende boquillas 2 periféricas y una boquilla central 4. Las boquillas de premezcla 2 están preferentemente dispuestas circularmente alrededor de una boquilla central 4 creando una llama radial 5. Esta llama radial 5 tiene como misión asegurar el interencendido entre las diferentes boquillas de premezcla 2. También se produce una llama radial por una combustión de premezcla a fin de mantener la relación (R) favorable a la escasa producción de óxidos de nitrógeno de origen térmico en la intersección de la llama radial 5 y las llamas axiales procedentes de las boquillas 2.The burner 1 represented in Figures 3 and 4 comprises peripheral nozzles 2 and a central nozzle 4. The premix nozzles 2 are preferably arranged circularly around a central nozzle 4 creating a radial flame 5. This radial flame 5 has the mission of ensuring the interengendering between the different premix nozzles 2. A radial flame is also produced by a premix combustion in order to maintain the ratio (R) favorable to the low production of nitrogen oxides of thermal origin at the intersection of radial flame 5 and axial flames coming from nozzles 2.
La boquilla central 4 es desmontable y puede ser reemplazada por otro tipo de boquilla que da un cierto carácter mixto al quemador 1. The central nozzle 4 is removable and can be replaced by another type of nozzle that gives the burner 1 a certain mixed character.
Las diferentes variantes de boquillas 2 ilustradas en las figuras 5 a 8 comprenden un estabilizador 6 dispuesto: - en el centro de la boquilla 2 en la figura 5,The different variants of nozzles 2 illustrated in Figures 5 to 8 comprise a stabilizer 6 arranged: - in the center of the nozzle 2 in Figure 5,
- a ambos lados de la boquilla 2 en la figura 6,- on both sides of the nozzle 2 in figure 6,
- en el centro con aletas 60 en la figura 7,- in the center with fins 60 in figure 7,
- con un conducto redondo 61 al final del cual se coloca el estabilizador 6 en la figura 8.- with a round duct 61 at the end of which the stabilizer 6 is placed in figure 8.
La figura 9 muestra una forma del estabilizador 6 que presenta una parte radial 62 que permite a la vez poder disponer el estabilizador 6 en el centro de la boquilla 2. Esta parte radial 62 asegura una mejor difusión de la llama central radial 5 hacia el centro de cada boquilla periférica 2.Figure 9 shows a form of the stabilizer 6 that has a radial part 62 which at the same time allows the stabilizer 6 to be arranged in the center of the nozzle 2. This radial part 62 ensures a better diffusion of the central radial flame 5 towards the center. of each peripheral nozzle 2.
Las figuras 10 y 11 muestran un segundo modo de realización del quemador 1 en donde los inyectores 7 están dispuestos en la periferia del quemador 1 en el exterior del diámetro DB de las boquillas 2 en un diámetro DL. Los inyectores 7 se colocan entre dos boquillas 2 (cf. la figura 11) o ambas boquillas. Esta posición permite una mezcla más fácil de las mezclas de las boquillas 2 con el gas de los inyectores 7.Figures 10 and 11 show a second embodiment of the burner 1 in which the injectors 7 are arranged on the periphery of the burner 1 outside the diameter DB of the nozzles 2 in a diameter DL. The injectors 7 are placed between two nozzles 2 (cf. figure 11) or both nozzles. This position allows easier mixing of the mixtures from the nozzles 2 with the gas from the injectors 7.
En un modo de realización, El inyector 7 desemboca en un venturi 70 (cf. las figuras 12 y 13) que permite la aceleración de la mezcla del gas procedente de los inyectores 7 con los gases de combustión con escaso contenido de oxígeno que circulan por la periferia de la llama del quemador. Esta disposición permite una combustión lenta de este gas adicional inyectado por los inyectores 7 y limita la formación de NOx ligada a esta combustión. Este venturi 71 tiene una forma semicircular a fin de rodear el extremo 71 del inyector 7.In one embodiment, the injector 7 empties into a venturi 70 (cf. Figures 12 and 13) that allows the acceleration of the mixture of the gas coming from the injectors 7 with the combustion gases with a low oxygen content circulating through the periphery of the burner flame. This arrangement allows a slow combustion of this additional gas injected by the injectors 7 and limits the formation of NOx linked to this combustion. This venturi 71 has a semicircular shape in order to surround the end 71 of the injector 7.
El quemador 1 ilustrado en la figura 14 está dispuesto en una pared 8 y presenta los inyectores 7 colocados en el exterior del diámetro DB de las boquillas 2. Los inyectores 7 son rectos y pasan a través de la pared 8. Cuando no es posible atravesar la pared 8, los inyectores 7 bordean el quemador 1 para atravesar la pared 8 y luego continúan por una parte acodada 73 que permite inyectar el gas a la distancia elegida. Los inyectores 7 inyectan el gas con un ángulo comprendido entre -20° y 20°, este ángulo de inyección se realiza de forma conocida, por ejemplo, mediante orificios inclinados (no representados). The burner 1 illustrated in figure 14 is arranged on a wall 8 and has the injectors 7 positioned outside the diameter DB of the nozzles 2. The injectors 7 are straight and pass through the wall 8. When it is not possible to pass through the wall 8, the injectors 7 border the burner 1 to pass through the wall 8 and then continue along an elbowed part 73 that allows the gas to be injected at the chosen distance. The injectors 7 inject the gas at an angle comprised between -20 ° and 20 °, this injection angle is carried out in a known way, for example, by means of inclined orifices (not shown).
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