RU1779880C - Регенеративное горелочное устройство - Google Patents

Abstract

Использование, в металлургии и других отрасл х народного хоз йства дл  тепловых агрегатов, преимущественно высокотемпературных . Сущность изобретени : устройство содержит керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камн ми и индивидуальные регенераторы, в нем также установлены керамические форкамеры, а газовые сопла выполнены кольцевыми с перегородками. Внутренний диаметр форкамеры Оф св зан с диаметром газового сопла dc и рассто нием его до форкамеры I соотношением Оф (1.23-1.36)dc + (0,47- 0.57)1. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  сжигани  газообразного топлива и может быть использовано в металлургии и других отрасл х народного хоз йства дл  различных тепловых агрегатов, преимущественно высокотемпературных.

Известны регенеративные горелочные устройства дл  различных тепловых агрегатов , в которых пара горелок с регенераторами , работа  попеременно через переключающие устройства, обеспечивает экономичное использование тепла горючего газа. КПД таких устройств достигает 75%, а экономи  топлива достигает 40-60% при подогреве воздуха до 000°С и выше. Температура уход щих газов снижаетс  до 150- 250°С. Однако при высокой температуре подогрева воздуха локальные высокие температуры в диффузионном факеле этих горелок способствуют резкому увеличению образовани  таких вредных веществ как NOx и сажа. Содержание оксида азота может достигать 1.5 г/ма продуктов сгорани  и более.

За прототип выбрана конструкци  горе- лочного устройства, состо щего из пары пр моструйных керамических горелок, компактных индивидуальных регенераторов и газовых форсунок, расположенных с торца горелочных камней по их оси. В таких устройствах образуетс  большое количество оксидов азота вследствие высоких локальных температур горени . Эксперименты подтверждают наличие в продуктах сгорани  высоких концентраций оксидов азота, а также сажевыделение при сжигании природного газа в потоке высокотемпературного воздуха.

Цель изобретени  - повышение экономичности и уменьшение вредных выбросов (сажи и оксидов азота) при сжигании природного газа в потоке высокотемпературного воздуха.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в регенеративном горелочном устройстве, содержащем керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камн ми, и индивидуальные регенераторы, установле (Л

С

ч|

ю

СО 00

О

ны соосно в горелочном камне каждой горелки керамические форкамеры, а газовое сопло выполнено кольцевым с перегородками , причем внутренний диаметр форкамеры Оф св зан с диаметром газового сопла dc и рассто нием его до форкамеры соотношением

0Ф (1,23-1,36)dc + (0,47-0,57)1.

Это соотношение определено с учетом экспериментальных данных по определению величины угла раскрыти  струи природного газа в спутном потоке высокотемпературноговоздуха, когда

tg«/2 0,2.

Выход за предельные значени  коэффициентов в за вленной формуле ведет к двум крайним нерасчетным режимам работы горелки:

1.При значени х коэффициентов 1,36 и 0,57 процесс горени  осуществл етс  на входе в форкамеру. сгру  газа растекаетс  и сгорает на передней торцевой .ромке форкамеры по двум трактам подачи воздуха Принцип двухстадийного горени  нарушаетс  и цель не достигаетс .

2.При значени х козффициентов 1,23 и 0,47 горение выноситс  из форкамеры в рабочее пространство агрегата и принцип дсухстадийного сжигани  нарушаетс  также . В этом случае цель также не достигаетс .

При нарушении принципа двухстадийного сжигани  горелочное устройство работает в нерасчетном режиме с повышенным выходом сксидз азота и сажи.

Регенеративное горелочное устройство содержит две одинаковых керамических горелки с горелочными камн ми, газовыми соплами и индивидуальными компактными регенераторами. Горелки соединены через известные конструкции переключающих клапанов на газовоздуходымопроводах. Пример выполнени  конструкции керамической горелки представлен на фиг 1-3.

На фиг. 1 изобрахсен общий вид компановки горелки; на фиг 2 - сечение форкамеры на фиг 3 - сечение сопла горелки.

Горелка содержит горелочиый камень 1, расположенный в кладке печи 2, внутреннюю керамическую форкамеру 3 с внутренним диаметром Оф, расположенную так, что между выходным носиком горелочиого

камн  и выходным сечением форкамеры образуетс  втора  форкамера (втора  ступень сгорани ), газовое кольцевое сопло 4 диаметром dc с перегородками 5, расположенное на рассто нии I от входного сечени  внутренней форкамеры, компактный насыпной регенератор 6, соединенный с воздухе- подвод щим и дымоотвод щим каналами, патрубок 7 дл  подвода воздуха горени  к

регенератору и отвода после него продуктов сгорани  после переключени  подачи воздуха на вторую горелку.

Регенеративное горелочное устройство работает следующим образом.

При подаче воздуха через патрубок 6 и регенератор 5, разогретый в предшествующем цикле работы он нагревшись до зысо- кой температуры, поступает в горег.ку и проходит по двум трактам: через форкамеру

3 и в каналах,образованных между ней и стенками горелочного камн  1. Газ через сопло4 с перегородками 5отдельными стру ми подаетс  в форкамеру 3. При этом воздух попадает и во внутреннюю полость

кольцевой струи газа, что способствует лучшему предварительному перемешиванию газа с первичным воздухом при 1,0, На выходе из внутренней форкамеры догорание осуществл етс  при а 1,0. В целом при

таком ступенчатом сжигании выход оксидов азота снижаетс  на 60-70% и устран етс  полностью сажевыделение.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Регенеративное горелочное устройство , содержащее керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камн ми и индивидуальные регенераторы, отличаю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  экономичности и уменьшени  вредных выбросов , в горелочном камне каждой горелки соосно установлена цилиндрическа  керамическа  форкамера, а газовое сопло выполнено кольцевым с перегородками, причем внутренний диаметр форкамеры

   св зан с диаметром газового сопла и рассто нием его до форкамеры соотношением

   Оф (1,23-1,36)dc + (0,47-0,57)1, где Оф - внутренний диаметр форкамеры; dc - диаметр газового сопла;

   I - рассто ние между соплом и форкамерой .

   Воьду

   ftpodyxw cropwuA

   ЈV

   Риъ2

   иг.З