RU201164U1

RU201164U1 - Burner device for combined combustion of fuel

Info

Publication number: RU201164U1
Application number: RU2020127166U
Authority: RU
Inventors: Владислав Николаевич Ковальногов; Руслан Владимирович Федоров; Сергей Валерьевич Бусыгин; Андрей Валентинович Чукалин; Усама Джавад Мизхер
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2020-12-01

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к устройствам для сжигания газообразного и жидкого топлива, и может быть использована в котельных и печных агрегатах различного назначения. Устройство состоит из корпуса с патрубком для подачи воздуха, соединенным с амбразурой горелки, и смесительную камеру, мазутную форсунку, распылительная часть которой расположена в амбразуре горелки, периферийный кольцевой коллектор с патрубком и газораздающими отверстиями. В корпусе горелки расположен канал для подвода биогаза с завихрителем биогаза и обтекателем, также в корпусе горелки расположен центральный канал для подачи воздуха с завихрителем воздуха центрального потока. Технический результат - использование биогаза в качестве топлива, возможность регулирования температуры в ядре факела, снижение содержания вредных веществ оксида азота в уходящих газах.The utility model relates to the field of power engineering, in particular to devices for burning gaseous and liquid fuels, and can be used in boiler rooms and furnace units for various purposes. The device consists of a housing with a branch pipe for air supply connected to the burner embrasure, and a mixing chamber, a fuel oil nozzle, the spray part of which is located in the burner embrasure, a peripheral annular collector with a branch pipe and gas distribution holes. In the burner body there is a channel for supplying biogas with a biogas swirler and a fairing; also in the burner body there is a central air supply channel with a central flow swirler. The technical result is the use of biogas as a fuel, the ability to control the temperature in the torch core, and a decrease in the content of harmful substances of nitrogen oxide in the exhaust gases.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к устройствам для сжигания газообразного и жидкого топлива, и может быть использовано в котельных и печных агрегатах различного назначения.The utility model relates to the field of power engineering, in particular to devices for burning gaseous and liquid fuels, and can be used in boiler rooms and furnaces for various purposes.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее корпус с патрубком для подачи воздуха, соединенный с амбразурой горелки, установленной в отверстие печи, смесительную камеру, трубу с патрубком для подачи воздуха при работе горелки на мазуте, расположенную по оси корпуса, мазутную форсунку, установленную внутри трубы, распылительная части которой расположена в амбразуре горелки, вставку, закрепленную на наружной поверхности трубы с возможностью поворота и предназначенную для образования пережима на воздушном тракте, периферийный кольцевой коллектор с патрубком и газораздающими отверстиями, расположенными в зоне пережима воздушного тракта (RU 139470, F23D 17/00, опубл. 20.04.2014).The closest in technical essence is a device containing a housing with a branch pipe for air supply, connected to the burner embrasure installed in the furnace opening, a mixing chamber, a pipe with a branch pipe for supplying air when the burner is running on fuel oil, located along the axis of the housing, a fuel oil nozzle installed inside the pipe, the spray part of which is located in the burner embrasure, an insert fixed on the outer surface of the pipe with the ability to rotate and designed to form a pinch in the air path, a peripheral annular manifold with a branch pipe and gas distribution holes located in the zone of pinching the air path (RU 139470, F23D 17/00, publ. 04/20/2014).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не позволяет осуществить комбинированное сжигание природного газа/биогаза или мазута/биогаза, в результате чего отсутствует возможность снижения загрязнения атмосферного воздуха парниковыми газами.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device, taken as a prototype, include the fact that the known device does not allow the combined combustion of natural gas / biogas or fuel oil / biogas, as a result of which there is no possibility of reducing atmospheric air pollution with greenhouse gases.

Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка горелочного устройства для комбинированного сжигания топлива.The technical problem to be solved by the utility model is the development of a burner for combined combustion of fuel.

Сущность полезной модели заключается в использовании дополнительного канала с завихрителем, подводящий биогаз в центральную часть горелочного устройства для полного и стабильного сжигания.The essence of the utility model lies in the use of an additional channel with a swirler, supplying biogas to the central part of the burner for complete and stable combustion.

Технический результат - использование биогаза в качестве топлива, возможность регулирования температуры в ядре факела, снижение содержания оксида азота в уходящих газах.The technical result is the use of biogas as a fuel, the ability to control the temperature in the torch core, and a decrease in the content of nitrogen oxide in the exhaust gases.

Согласно полезной модели, заявленный технический результат, достигается тем, что горелочное устройство для комбинированного сжигания топлива содержит корпус с патрубком для подачи воздуха, соединенный с амбразурой горелки, смесительную камеру, мазутную форсунку, распылительная часть которой расположена в амбразуре горелки, периферийный кольцевой коллектор с патрубком и газораздающими отверстиями.According to the utility model, the claimed technical result is achieved by the fact that the burner device for combined combustion of fuel comprises a housing with an air supply pipe connected to the burner embrasure, a mixing chamber, a fuel oil nozzle, the spray part of which is located in the burner embrasure, a peripheral annular manifold with a branch pipe and gas nozzles.

Особенность заключается в том, что в предлагаемой полезной модели в корпусе горелки расположен канал для подвода биогаза с завихрителем биогаза и обтекателем, центральный канал для подачи воздуха с завихрителем воздуха центрального потока.The peculiarity lies in the fact that in the proposed utility model in the burner body there is a channel for supplying biogas with a biogas swirler and a fairing, a central channel for supplying air with a central flow swirler.

Полезная модель поясняется чертежом, показывающим схему его реализации.The utility model is illustrated by a drawing showing a diagram of its implementation.

Горелочное устройство для комбинированного сжигания топлива содержит: 1 - патрубок для подачи воздуха; 2 - корпус, в котором расположены центральный канал 3 для подачи воздуха с завихрителем 4 воздуха центрального потока и канал 5 для подвода биогаза с завихрителем 6 биогаза и обтекателем 7, 8 - периферийный кольцевой коллектор с патрубком 9 и газораздающими отверстиями 10; 11 - смесительную камеру; 12 - мазутную форсунку; 13 - амбразуру горелки.The burner device for combined combustion of fuel contains: 1 - branch pipe for air supply; 2 - housing, in which the central channel 3 for supplying air with a swirler 4 of the air of the central stream and channel 5 for supplying biogas with a swirler 6 of biogas and fairing 7 are located, 8 - peripheral annular collector with a branch pipe 9 and gas distribution holes 10; 11 - mixing chamber; 12 - fuel oil nozzle; 13 - burner embrasure.

Горелочное устройство для комбинированного сжигания топлива работает следующим образом.The burner device for combined combustion of fuel operates as follows.

При совместном сжигании в горелке природного газа и биогаза в смесительную камеру 11 из патрубка 1 для подачи воздуха, соединенного с амбразурой 13 горелки, подается воздух в виде кольцевого потока, одновременно природный газ поступает через патрубок 9 в периферийный кольцевой коллектор 8 и попадает в смесительную камеру 11 через газораздающие отверстия 10. В смесительной камере 11 происходит интенсивное смешение потока воздуха и поперечных струй природного газа для интенсификации процесса горения. Далее газовоздушная смесь проходит зону обтекателя 7, образованного стенкой канала 5 для подвода биогаза и поступает в амбразуру 13 горелки, где происходит ее воспламенение. Обтекатель 7 предназначен для увеличения скорости топливовоздушной смеси и уменьшения турбулентного перемешивания биогаза с топливовоздушной смесью. Одновременно в амбразуру 13 горелки из канала 5 для подвода биогаза, содержащим в себе завихритель биогаза 6, поступает закрученный поток биогаза который интенсивно смешивается с воздухом, поступающим из центрального канала 3 для подачи воздуха, содержащим в себе завихритель 4 воздуха центрального потока. Воспламенение биогаза происходит в центре пламени природного газа, за счет уменьшения турбулентного перемешивания биогаза с топливовоздушной смесью, выходящей из смесительной камеры 11, что позволяет эффективно использовать биогаз как топливо и при этом уменьшать выбросы оксидов азота NOx, за счет снижения температуры в центре пламени природного газа.When natural gas and biogas are co-fired in a burner, air is supplied to the mixing chamber 11 from the air supply pipe 1 connected to the nozzle 13 of the burner in the form of an annular flow, while natural gas enters through the pipe 9 into the peripheral annular collector 8 and enters the mixing chamber 11 through the gas distribution holes 10. In the mixing chamber 11 there is an intensive mixing of the air flow and transverse jets of natural gas to intensify the combustion process. Further, the gas-air mixture passes the zone of the fairing 7 formed by the wall of the channel 5 for supplying biogas and enters the burner embrasure 13, where it is ignited. Fairing 7 is designed to increase the speed of the air-fuel mixture and reduce turbulent mixing of biogas with the air-fuel mixture. At the same time, a swirling biogas flow enters the burner embrasure 13 from the biogas supply channel 5, containing the biogas swirler 6, which is intensively mixed with the air coming from the central air supply channel 3 containing the central air swirler 4. Ignition of biogas occurs in the center of the natural gas flame, by reducing the turbulent mixing of biogas with the fuel-air mixture leaving the mixing chamber 11, which makes it possible to efficiently use biogas as a fuel and at the same time reduce NOx emissions by reducing the temperature in the center of the natural gas flame ...

При совместном сжигании в горелке мазута и биогаза из патрубка 1 для подачи воздуха, соединенного с амбразурой 13 горелки, подается воздух в виде кольцевого потока. Одновременно мазут из мазутной форсунки 12, распылительная часть которой расположена в амбразуре 13 горелки, распыляется и подхватывается закрученным потоком воздуха, выходящим из центрального канала 3 для подачи воздуха, содержащий в себе завихритель 4 воздуха центрального потока. Интенсивное смешение потока воздуха и мазута осуществляется в амбразуре 13 горелки, где происходит воспламенение топливовоздушной смеси. Одновременно в амбразуру 13 горелки из канала 5 для подвода биогаза, содержащий в себе завихритель биогаза 6, поступает закрученный поток биогаза, который интенсивно смешивается с воздухом, поступающим из центрального канала 3 для подачи воздуха, содержащий в себе завихритель воздуха 4 центрального потока. Горение биогаза происходит на внешней границе пламени, что способствует полному сгоранию мазута и уменьшению вредных выбросов в атмосферу, в особенности оксидов азота NOx, в результате снижения температуры.When fuel oil and biogas are co-fired in the burner, air is supplied in the form of an annular flow from the air supply pipe 1 connected to the nozzle 13 of the burner. At the same time, the fuel oil from the fuel oil nozzle 12, the spray part of which is located in the burner hole 13, is sprayed and picked up by the swirling air flow coming out of the central air supply channel 3, which contains the swirler 4 of the central flow air. Intensive mixing of the flow of air and fuel oil is carried out in the embrasure 13 of the burner, where the fuel-air mixture is ignited. At the same time, a swirling biogas stream enters the burner embrasure 13 from the biogas supply channel 5, which contains the biogas swirler 6, which is intensively mixed with the air coming from the central air supply channel 3, containing the air swirler 4 of the central stream. Biogas combustion occurs at the outer edge of the flame, which contributes to the complete combustion of fuel oil and a decrease in harmful emissions into the atmosphere, especially nitrogen oxides NOx, as a result of a decrease in temperature.

Claims

A burner device for combined combustion of fuel, comprising a housing with an air supply pipe connected to the burner embrasure, a mixing chamber, a fuel oil nozzle, the atomizing part of which is located in the burner embrasure, a peripheral annular manifold with a branch pipe and gas distribution openings, characterized in that the burner housing there are a channel for supplying biogas with a biogas swirler and a fairing, and a central channel for supplying air with an air swirler of the central flow.