RU129195U1

RU129195U1 - GAS MULTI-TORCH BURNER

Info

Publication number: RU129195U1
Application number: RU2012130365/28U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Игнатьев; Эдуард Дмитриевич Минаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-производственный центр "ВОКЭНЕРГОМАШ"; Евгений Александрович Игнатьев; Эдуард Дмитриевич Минаев
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2013-06-20

Abstract

1. Газовая многофакельная горелка с принудительной подачей воздуха, содержащая камеру для подвода воздуха, жаровую трубу, камеру для подачи газа, соединенную подающим газопроводом с источником газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, в которых герметично установлены смесительные трубки с кольцевыми рядами отверстий в их боковых стенках, при этом камера для подачи газа установлена внутри жаровой трубы с образованием кольцевого зазора между ее (камеры) боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой, а в боковой цилиндрической стенке камеры для подачи газа выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий, отличающаяся тем, что она снабжена пилотной горелкой с автономной подачей в нее газа.2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что на подающем газопроводе установлены последовательно по ходу газового потока пропорционизатор и быстродействующий запорный топливный орган горелки, выход которого соединен с камерой для подачи газа, а точка отбора газа в пилотную горелку расположена до пропорционизатора по ходу газового потока.3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что на подающем газопроводе установлен автоматический запорно-регулирующий топливный орган, выход которого соединен с камерой для подачи газа, а точка отбора газа в пилотную горелку расположена до автоматического запорно-регулирующего топливного органа по ходу газового потока.4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что устройство розжига пилотной горелки выполнено в виде потенциального электрода, установленного через изолятор вдоль оси пилотной горелки с выступанием в жаровую трубу, и заземленного электрода, закрепленного 1. A gas multi-torch burner with forced air supply, comprising a chamber for supplying air, a flame tube, a chamber for supplying gas, connected by a supply gas pipe to a gas source, in the end walls of which a number of opposed openings are made, in which the mixing tubes with annular rows are sealed holes in their side walls, while the gas supply chamber is installed inside the flame tube with the formation of an annular gap between its (chamber) side cylindrical wall and the flame tube minutes, and the side cylindrical wall of the chamber for supplying gas an annular series of radial openings, characterized in that it is provided with a pilot burner with an autonomous feed thereto gaza.2. The burner according to claim 1, characterized in that a proportionalizer and a high-speed shut-off fuel element of the burner are installed sequentially along the gas flow in the gas supply line, the output of which is connected to the gas supply chamber, and the gas take-off point into the pilot burner is located upstream of the proportionalizer along the gas stream .3. The burner according to claim 1, characterized in that an automatic shutoff-regulating fuel element is installed on the supply gas pipe, the outlet of which is connected to the gas supply chamber, and the gas sampling point in the pilot burner is located up to the automatic shutoff-regulating fuel element along the gas flow. four. The burner according to claim 1, characterized in that the pilot burner ignition device is made in the form of a potential electrode mounted through an insulator along the axis of the pilot burner with a protrusion into the flame tube, and a grounded electrode fixed

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к газовым многофакельным горелкам с принудительной подачей воздуха, и может быть использована как топливосжигающее устройство широкого применения в промышленном, сельскохозяйственном, коммунально-бытовом и другом газовом оборудовании.The utility model relates to a power system, namely, gas multi-torch burners with forced air supply, and can be used as a fuel-burning device for widespread use in industrial, agricultural, domestic and other gas equipment.

Известна газовая многофакельная горелка по патенту Российской Федерации №2213299, МПК F23D 14/20, опубл. 27.09.2003 г.Known gas multi-torch burner according to the patent of the Russian Federation No. 2213299, IPC F23D 14/20, publ. 09/27/2003

Известная газовая горелка с принудительной подачей воздуха содержит камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, смесительные трубки с кольцевым рядом отверстий в боковых стенках и жаровую трубу, при этом камера для подачи газа установлена в начале жаровой трубы с образованием кольцевого зазора между ее боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой. Смесительные трубки герметично установлены в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, в боковой и цилиндрической стенке которой выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий. Отверстия в боковых стенках смесительных трубок расположены внутри камеры для подачи газа. Горелка снабжена устройством розжига (запальным устройством), размещаемым внутри одной из смесительных трубок.Known gas burner with forced air supply contains a chamber for supplying air, a chamber for supplying gas, in the end walls of which a number of opposed holes are made, mixing tubes with an annular row of holes in the side walls and a heat pipe, while the gas supply chamber is installed at the beginning flame tube with the formation of an annular gap between its lateral cylindrical wall and the flame tube. The mixing tubes are hermetically installed in the openings of the end walls of the gas supply chamber, in the lateral and cylindrical wall of which an annular row of radial openings is made. The holes in the side walls of the mixing tubes are located inside the gas supply chamber. The burner is equipped with an ignition device (ignition device) placed inside one of the mixing tubes.

Указанная газовая горелка по патенту РФ №2213299 является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели.The specified gas burner according to the patent of the Russian Federation No. 2213299 is the closest in combination of essential features to the proposed utility model.

К недостаткам известной горелки следует отнести низкую надежность розжига горелки, обусловленную следующими причинами:The disadvantages of the known burner include the low reliability of the ignition of the burner, due to the following reasons:

1. Устройство розжига, размещенное внутри одной из смесительных трубок, может обеспечить ее розжиг только при наличии в центральных каналах смесительных трубок уже подготовленной к горению по составу и скоростному режиму газо-воздушной смеси, поэтому после розжига смесь будет гореть как в факеле этой смесительной трубки, так и в ней самой, что может приводить к неустойчивому горению.1. The ignition device, placed inside one of the mixing tubes, can provide its ignition only if the central channels of the mixing tubes are already prepared for combustion by the composition and speed of the gas-air mixture, therefore, after ignition the mixture will burn like in the flare of this mixing tube , and in itself, which can lead to unstable combustion.

2. По этой же причине у остальных смесительных трубок, разожженных от факела горелки с устройством розжига, на режиме розжига происходит проскок пламени в их центральные каналы.2. For the same reason, for the rest of the mixing tubes ignited from the torch of the burner with the ignition device, during ignition mode, the flame penetrates into their central channels.

3. При розжиге горелки в устройствах с небольшим объемом камеры сгорания (котлах) при синхронной подаче газа во все смесительные трубки и их последующем последовательном воспламенении от искры устройства розжига и друг от друга из-за задержки по времени происходит накопление в камере сгорания избыточного количества подготовленной к горению газо-воздушной смеси.3. When the burner is ignited in devices with a small volume of the combustion chamber (boilers) with simultaneous gas supply to all mixing tubes and their subsequent sequential ignition from the spark of the ignition device and from each other, due to a time delay, an excess of the prepared to burning a gas-air mixture.

При ее воспламенении это приводит к кратковременному всплеску давления в камере сгорания, сопоставимому по величине с давлением газа на входе в смесительные трубки в этот момент. Это резко уменьшает расход газа и воздуха через смесительные трубки с изменением их соотношения, что делает розжиг ненадежным, может привести к хлопкам и снижает безопасность эксплуатации горелки.When ignited, this leads to a short-term burst of pressure in the combustion chamber, comparable in magnitude with the gas pressure at the inlet to the mixing tubes at this moment. This dramatically reduces the flow of gas and air through the mixing tubes with a change in their ratio, which makes the ignition unreliable, can lead to pops and reduces the safety of operation of the burner.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности розжига горелки и безопасности ее эксплуатации.The technical result of the utility model is to increase the reliability of the ignition of the burner and the safety of its operation.

Указанный технический результат достигается тем, что газовая многофакельная горелка с принудительной подачей воздуха, содержащая камеру для подвода воздуха, жаровую трубу, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, в которых герметично установлены смесительные трубки с кольцевыми рядами отверстий в их боковых стенках, при этом камера для подачи газа установлена внутри жаровой трубы с образованием кольцевого зазора между ее (камеры) боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой, а в боковой цилиндрической стенке камеры для подачи газа выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий, согласно полезной модели, снабжена пилотной горелкой с автономной подачей в нее газа.The specified technical result is achieved in that a gas multi-torch burner with forced air supply, comprising a chamber for supplying air, a flame tube, a chamber for supplying gas, in the end walls of which a number of opposed openings are made, in which the mixing tubes with annular rows of openings are sealed their side walls, while the gas supply chamber is installed inside the flame tube with the formation of an annular gap between its (chamber) side cylindrical wall and the flame tube and in the cylindrical side wall of the gas supply chamber an annular row of radial holes is made, according to a utility model, equipped with a pilot burner with autonomous gas supply to it.

Кроме того, на подающем газопроводе горелки установлены последовательно по ходу газового потока пропорционизатор и быстродействующий запорный топливный орган горелки, выход которого соединен с камерой для подачи газа, а точка отбора газа в пилотную горелку расположена до пропорционизатора по ходу газового потока в зоне высокого стабильного давления.In addition, a proportionalizer and a fast shut-off fuel element of the burner are installed sequentially along the gas flow in the burner gas supply line, the outlet of which is connected to the gas supply chamber, and the gas sampling point to the pilot burner is located up to the proportionalizer along the gas flow in the high stable pressure zone.

Для обеспечения большей компактности и упрощения конструкции горелки вместо пропорционизатора и быстродействующего запорного топливного органа горелки может быть установлен автоматический запорно-регулирующий топливный орган, выход которого соединен с камерой для подачи газа, а точка отбора газа в пилотную горелку расположена до автоматического запорно-регулирующего топливного органа по ходу газового потока в зоне высокого стабильного давления.To ensure greater compactness and simplification of the burner design, instead of a proportionalizer and a fast-acting shut-off fuel element of the burner, an automatic shut-off-regulating fuel element can be installed, the outlet of which is connected to the gas supply chamber, and the gas extraction point to the pilot burner is located before the automatic shut-off-regulating fuel element along the gas stream in the zone of high stable pressure.

Устройство розжига пилотной горелки может быть выполнено в виде потенциального электрода, установленного через изолятор вдоль оси пилотной горелки с выступанием в жаровую трубу, и заземленного электрода, закрепленного на стенке камеры для подачи газа и установленного с зазором относительно выступающей части потенциального электрода перпендикулярно последнему.The pilot burner ignition device can be made in the form of a potential electrode mounted through an insulator along the axis of the pilot burner with a protrusion into the flame tube, and a grounded electrode mounted on the wall of the gas supply chamber and installed with a gap relative to the protruding part of the potential electrode perpendicular to the latter.

Величина выступания потенциального электрода в жаровую трубу за выходное сечение пилотной горелки и расстояние от него до заземленного электрода составляют 150-200 и 10-15 мм соответственно.The magnitude of the protrusion of the potential electrode into the flame tube beyond the outlet section of the pilot burner and the distance from it to the grounded electrode are 150-200 and 10-15 mm, respectively.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет обеспечить горелку надежной и безопасной системой розжига.The indicated combination of essential features makes it possible to provide the burner with a reliable and safe ignition system.

Отбор газа в пилотную горелку перед автоматическим запорно-регулирующим топливным органом горелки позволяет разжечь пилотную горелку до подачи газа из автоматического запорно-регулирующего топливного органа в смесительные трубки и кольцевой зазор δ между боковой цилиндрической стенкой камеры для подачи газа и жаровой трубой. Так как мощность пилотной горелки не превышает 5% от общей мощности горелки, ее розжиг после предварительной продувки камеры сгорания совершенно безопасен и не приводит к всплеску давления в камере сгорания.Gas extraction into the pilot burner in front of the automatic shutoff-regulating fuel element of the burner allows igniting the pilot burner before gas is supplied from the automatic shutoff-regulating fuel element to the mixing tubes and the annular gap δ between the side cylindrical wall of the gas supply chamber and the flame tube. Since the power of the pilot burner does not exceed 5% of the total power of the burner, its ignition after preliminary purging of the combustion chamber is completely safe and does not lead to a burst of pressure in the combustion chamber.

Только после розжига пилотной горелки, контроля ее пламени и прогрева жаровой трубы газ подается через камеру для подачи газа в смесительные трубки и кольцевой зазор δ между боковой цилиндрической стенкой камеры для подачи газа и жаровой трубой. Так как давление газа в зоне перед пропорционизатором или автоматическим запорно-регулирующим топливным органом, из которых он подается в пилотную горелку, примерно в 50 раз превышает уровень всплеска давления в камере сгорания при таком розжиге, это обеспечивает практически полную стабильность и независимость режимных параметров и факела пилотной горелки от изменений давления в камере сгорания при розжиге, поэтому истекающая из смесительных трубок и кольцевого зазора δ газовоздушная смесь надежно зажигается от стабильного факела пилотной горелки.Only after ignition of the pilot burner, control of its flame and heating of the flame tube, gas is supplied through the gas supply chamber to the mixing tubes and the annular gap δ between the side cylindrical wall of the gas supply chamber and the flame tube. Since the gas pressure in the zone in front of the proportionalizer or the automatic shutoff-regulating fuel element from which it is supplied to the pilot burner is approximately 50 times higher than the level of the pressure surge in the combustion chamber during such ignition, this ensures almost complete stability and independence of the operating parameters and flame pilot burner from pressure changes in the combustion chamber during ignition; therefore, the air-gas mixture flowing from the mixing tubes and the annular gap δ is reliably ignited by a stable saw flame from a burner.

Полезная модель, охарактеризованная указанной выше совокупностью существенных признаков, на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям условия патентоспособности "новизна".The utility model, characterized by the above set of essential features, at the filing date of the application is not known in the Russian Federation and abroad and meets the requirements of the patentability condition of "novelty."

Полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям условия патентоспособности "промышленная применимость".The utility model can be implemented industrially using well-known technical means, technologies and materials and meets the requirements of the patentability condition "industrial applicability".

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на фиг.1 которых представлено схематичное изображение газовой многофакельной горелки; на фиг.2 - разрез A-A на фиг.1; на фиг.3 - выносной элемент I на фиг.2.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, in Fig.1 of which a schematic representation of a gas multi-torch burner is presented; figure 2 is a section A-A in figure 1; figure 3 - remote element I in figure 2.

Газовая многофакельная горелка содержит камеру 1 для подвода воздуха, нагнетаемого вентилятором или внешней системой, жаровую трубу 2, установленную в ней с кольцевым зазором δ камеру 3 для подачи газа, в боковой стенке которой выполнен кольцевой ряд отверстий 4, сообщенную с источником газа посредством подающего газопровода 5 с установленными последовательно по ходу газового потока пропорционизатором, предназначенным для поддержания заданного соотношения топливо-воздух, и быстродействующим запорным топливным органом горелки (определение данных терминов см. ГОСТ 17356-89), на чертеже не показаны. Для обеспечения компактности и упрощения конструкции горелки вместо пропорционизатора и быстродействующего запорного топливного органа горелки может быть установлен совмещающий их функции автоматический запорно-регулирующий топливный орган (см. ГОСТ 17356-89). В торцовых стенках 6, 7 камеры 3 для подачи газа выполнены оппозитно расположенные отверстия, в которых герметично установлены смесительные трубки 8 с кольцевыми рядами отверстий (каналов) 9, расположенных внутри камеры 3 для подачи газа. Кроме того, в торцовых стенках 6, 7 камеры 3 выполнены еще два оппозитно расположенных отверстия, в которых герметично установлена пилотная горелка 10 с кольцевым рядом каналов 11, расположенных снаружи камеры для подвода газа со стороны вентилятора. В это же место пилотной горелки подведена газовая трубка 12 от точки отбора газа в подающем газопроводе 5 перед пропорционизатором или автоматическим запорно-регулирующим топливным органом горелки по ходу газового потока.A multi-torch gas burner contains a chamber 1 for supplying air pumped by a fan or an external system, a flame tube 2, a gas supply chamber 3 installed therein with an annular gap δ, in the side wall of which an annular row of openings 4 is made, connected to the gas source through a gas supply pipe 5 with a proportionalizer installed sequentially along the gas flow, designed to maintain a given fuel-air ratio, and a high-speed shut-off fuel element of the burner (determine These terms see GOST 17356-89), not shown in the drawing. To ensure compactness and simplification of the burner design, instead of a proportionalizer and a fast-acting shut-off fuel element of the burner, an automatic shut-off-regulating fuel element combining their functions can be installed (see GOST 17356-89). Opposite located openings are made in the end walls 6, 7 of the gas supply chamber 3, in which the mixing tubes 8 with annular rows of openings (channels) 9 located inside the gas supply chamber 3 are sealed. In addition, two opposite holes are made in the end walls 6, 7 of the chamber 3, in which a pilot burner 10 is sealed with an annular row of channels 11 located outside the chamber for supplying gas from the fan side. At the same place of the pilot burner, a gas pipe 12 is connected from the gas sampling point in the supply gas pipe 5 in front of the proportionalizer or the automatic shut-off and regulating fuel element of the burner along the gas stream.

Через пилотную горелку 10 вдоль ее оси проходит потенциальный электрод 13 устройства розжига с выступанием в жаровую трубу 2, где в стенке камеры 3 для подачи газа закреплен на расстоянии B от выходного сечения пилотной горелки, равном 10-15 мм, заземленный электрод 14, установленный с необходимым искровым зазором S относительно потенциального электрода 13 перпендикулярно последнему. Величина выступания L потенциального электрода 13 в жаровую трубу 2 за выходное сечение пилотной горелки составляет 150-200 мм.A potential electrode 13 of the ignition device with a protrusion into the flame tube 2 passes through the pilot burner 10 along its axis, where a 10-15 mm grounded electrode 14 is installed at the wall of the gas supply chamber 3 at a distance B from the output section of the pilot burner, mounted with the necessary spark gap S relative to the potential electrode 13 perpendicular to the latter. The magnitude of the protrusion L of the potential electrode 13 into the flame tube 2 beyond the outlet cross section of the pilot burner is 150-200 mm.

Газовая многофакельная горелка работает следующим образом. Включается и разгоняется до максимальной производительности вентилятор, нагнетающий воздух в камеру 1. Через смесительные трубки 8 в пилотную горелку 10 и кольцевой зазор δ воздух поступает во внутреннюю полость жаровой трубы 2. По окончании продувки камеры сгорания применяемого оборудования (котла) вентилятор переводится на минимально требуемую производительность и подается высокое напряжение на потенциальный электрод 13 устройства розжига. Одновременно осуществляется подача газа через трубку 12 в пилотную горелку 10 и после его смешивания с воздухом происходит воспламенение газовоздушной смеси от искры устройства розжига на выходе пилотной горелки. После контроля пламени пилотной горелки при его наличии прогревается жаровая труба 2, открывается быстродействующий запорный топливный орган горелки или автоматический запорно-регулирующий топливный орган, газ по подающему газопроводу 5 поступает в камеру 3 для подачи газа и далее в смесительные трубки 8, кольцевой зазор δ, образуя в них газо-воздушную смесь, которая воспламеняется от факела пилотной горелки.Gas multi-torch burner operates as follows. The fan is turned on and accelerated to maximum performance, forcing air into the chamber 1. Through the mixing tubes 8, into the pilot burner 10 and the annular gap δ, air enters the internal cavity of the flame tube 2. At the end of the purge of the combustion chamber of the equipment (boiler) used, the fan is transferred to the minimum required performance and high voltage is applied to the potential electrode 13 of the ignition device. At the same time, gas is supplied through the tube 12 to the pilot burner 10 and, after mixing it with air, the air-gas mixture ignites from the spark of the ignition device at the outlet of the pilot burner. After controlling the flame of the pilot burner, if it is present, the heat pipe 2 warms up, the quick-acting shut-off fuel element of the burner or the automatic shut-off-control fuel element opens, the gas flows through the gas supply pipe 5 into the chamber 3 for gas supply and then into the mixing tubes 8, the annular gap δ, forming a gas-air mixture in them, which ignites from the torch of the pilot burner.

Наличие в составе газовой многофакельной горелки пилотной горелки с автономной подачей в нее газа под стабильным высоким давлением согласно заявляемой полезной модели позволяет обеспечить горелку надежной и безопасной системой розжига.The presence in the gas multi-torch burner of a pilot burner with autonomous gas supply to it under a stable high pressure according to the claimed utility model allows the burner to be provided with a reliable and safe ignition system.

Claims

1. A gas multi-torch burner with forced air supply, comprising a chamber for supplying air, a flame tube, a chamber for supplying gas, connected by a supply gas pipe to a gas source, in the end walls of which a number of opposed openings are made, in which the mixing tubes with annular rows are sealed holes in their side walls, while the gas supply chamber is installed inside the flame tube with the formation of an annular gap between its (chamber) side cylindrical wall and the flame tube minutes, and the side cylindrical wall of the chamber for supplying gas an annular series of radial openings, characterized in that it is provided with a pilot burner with an autonomous gas feed thereto.

2. The burner according to claim 1, characterized in that a proportionalizer and a high-speed shut-off fuel element of the burner are connected in series along the gas flow in the gas supply line, the output of which is connected to the gas supply chamber, and the gas extraction point to the pilot burner is located upstream of the proportionalizer gas flow.

3. The burner according to claim 1, characterized in that an automatic shut-off and regulating fuel element is installed on the supply gas pipeline, the outlet of which is connected to the gas supply chamber, and the gas sampling point into the pilot burner is located up to the automatic shut-off-regulating fuel element along the gas flow.

4. The burner according to claim 1, characterized in that the pilot burner ignition device is made in the form of a potential electrode mounted through an insulator along the axis of the pilot burner with a protrusion into the flame tube, and a grounded electrode mounted on the wall of the gas supply chamber and installed with a gap relative to the protruding part of the potential electrode perpendicular to the last.

5. The burner according to claim 4, characterized in that the size of the protrusion of the potential electrode into the flame tube beyond the outlet section of the pilot burner and the distance from it to the grounded electrode are 150-200 and 10-15 mm, respectively.