RU2015452C1

RU2015452C1 - Burner

Info

Publication number: RU2015452C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Черняев; М.А. Ларюшкин; В.Ф. Москвичев; С.Н. Пушкин; А.М. Дудин
Original assignee: Московский энергетический институт
Priority date: 1991-05-21
Filing date: 1991-05-21
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: group of parallel cylindrical gas manifolds 2 is mounted in an outlet upper window of vertical air feed box 1. The manifolds are positioned on one level and are interconnected by adapters 3 tightly adjacent to generatrices of manifolds 2. Each adapter 3 is made in the form of an arc with its convex part facing up. Air discharge holes 4 are made in side walls of each manifold 2 on the sections located above the generatrices to which adapters 3 are adjacent. Holes 4 located along the upper generatrix of manifold 2 are made vertical. The rest holes 4 are directed up at an angle to the vertical in planes perpendicular to axes of manifolds 2. Air flow holes 5 are made in each adapter 3. Holes 5 located in the plane of symmetry of adapter 3 parallel to the axes of manifolds 2 are made vertical. The rest holes 5 are directed up at an angle to the vertical in the planes perpendicular to the axes of manifolds 2. Hot gas and air jets are fed from bottom to top through holes 4 and 5 respectively. The gas is burnt in a diffusive flame. The resulting combustion products are heated by flue gases moving from the bottom and flowing around box 1. EFFECT: improved structure. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области сжигания газообразного топлива и может быть использовано в энергетике для пламенного подогрева дымовых газов котлоагрегатов перед установками денитризации или выхлопных газов за газовыми турбинами перед котлами-утилизаторами. The invention relates to the field of combustion of gaseous fuels and can be used in the energy sector for flame heating of flue gases of boiler units before denitrification plants or exhaust gases behind gas turbines in front of waste heat boilers.

Известны горелочные устройства, содержащие воздухоподающий короб с группой выпускных сопл в его торцовой стенке, по осям которых установлены топливоподающие патрубки. Known burner devices containing an air supply box with a group of exhaust nozzles in its end wall, along the axes of which fuel supply pipes are installed.

Одним из недостатком известных устройств является значительная неравномерность нагрева их элементов, воспринимающих излучение факела, что вызывает повышенные температурные напряжения в металле и снижает срок службы устройств. Другим их недостатком является узкий диапазон устойчивой работы. One of the disadvantages of the known devices is the significant unevenness of heating of their elements that receive the radiation of the torch, which causes increased temperature stresses in the metal and reduces the service life of the devices. Their other disadvantage is the narrow range of stable operation.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является горелочное устройство, содержащее вертикальный воздухоподающий короб с группой параллельных цилиндрических газовых коллекторов в его верхнем выходном окне, размещенных на одном уровне и соединенных между собой проставками, плотно примыкающими к образующим коллекторов, причем в боковой стенке каждого коллектора вдоль его верхней образующей выполнены вертикальные отверстия для выпуска газа, а в каждой проставке - вертикальные отверстия для прохода воздуха, оси которых расположены в плоскости симметрии проставки, параллельной осям коллекторов. The closest in technical essence to the invention is a burner device containing a vertical air duct with a group of parallel cylindrical gas manifolds in its upper outlet window, placed at the same level and interconnected by spacers tightly adjacent to the generators of the collectors, and in the side wall of each collector along its upper generatrix has vertical openings for the release of gas, and in each spacer there are vertical openings for the passage of air, the axes of which are They are located in the plane of symmetry of the spacer parallel to the axes of the collectors.

Однако возникающие при эксплуатации данного горелочного устройства температурные расширения проставок не компенсируются, что вызывает коробление конструкции и снижает надежность. Кроме того, при реализации в этом устройстве спутно-параллельной подачи газовых и воздушных струй процесс горения топлива протекает с минимальной турбулентностью, что приводит к появлению недожога топлива и соответственно снижает экономичность работы. However, the thermal expansion of the spacers arising during operation of this burner device is not compensated, which causes warping of the structure and reduces reliability. In addition, when a satellite-parallel supply of gas and air jets is implemented in this device, the fuel combustion process proceeds with minimal turbulence, which leads to the appearance of fuel underburning and, accordingly, reduces the operation efficiency.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of work.

В горелочном устройстве, содержащем вертикальный воздухоподающий короб с группой параллельных цилиндрических газовых коллектором в его верхнем выходном окне, размещенных на одном уровне и соединенных между собой проставками, плотно примыкающими к образующим коллекторов, причем в боковой стенке каждого коллектора вдоль его верхней образующей выполнены вертикальные отверстия для выпуска газа, а в каждой проставке - вертикальные отверстия для прохода воздуха, оси которых расположены в плоскости симметрии проставки, параллельной осям коллекторов, поставленная цель достигается тем, что каждая проставка выполнена в виде дуги, обращенной выпуклой стороной кверху, а на участках боковых стенок коллекторов, расположенных выше образующих, к которым примыкают проставки, и в проставках выполнены направленные вверх под углом к вертикали дополнительные отверстия соответственно для выпуска газа и прохода воздуха, причем оси всех дополнительных отверстий расположены в плоскостях, перпендикулярных осям коллекторов. In a burner device containing a vertical air supply duct with a group of parallel cylindrical gas manifolds in its upper outlet window, placed at the same level and interconnected by spacers tightly adjacent to the collector generators, and vertical holes are made in the side wall of each collector along its upper generatrix gas outlet, and in each spacer there are vertical openings for air passage, the axes of which are located in the plane of symmetry of the spacer parallel to the axes to of the collectors, the goal is achieved in that each spacer is made in the form of an arc facing the convex side up, and in the sections of the side walls of the collectors located above the generators to which the spacers adjoin, and additional spacers are made in the spacers, which are directed upward at an angle to the vertical, respectively, for gas outlet and air passage, and the axes of all additional holes are located in planes perpendicular to the axes of the collectors.

В просмотренных источниках информации признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого устройства, не обнаружены, что дает основание сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия"
На фиг.1 изображено горелочное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - горелочное устройство, вид сверху; на фиг.3 - узел I на фиг.2; на фиг.4 - тракт дымовых газов с предлагаемыми горелочными устройствами, поперечный разрез.In the reviewed sources of information, signs similar to the distinguishing features of the claimed device are not found, which gives reason to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences"
Figure 1 shows a burner device, a longitudinal section; figure 2 - burner device, top view; figure 3 - node I in figure 2; figure 4 is a path of flue gases with the proposed burner devices, cross section.

Горелочное устройство содержит вертикальный прямоугольный воздухоподающий короб 1, в выходном верхнем окне которого установлена группа параллельных цилиндрических газовых коллекторов 2, размещенных на одном уровне с равным шагом и соединенных между собой проставками 3, плотно примыкающими к образующим коллекторов 2. Каждая проставка 3 выполнена в виде дуги (части цилиндра), обращенной выпуклой стороной кверху. В боковой стенке каждого коллектора 2 на участках, расположенных выше образующих, к которым примыкают проставки 3, выполнены отверстия 4 для выпуска газа. Одна часть отверстий 4 размещена вдоль верхней образующей коллектор. Отверстия этой части выполнены вертикальными. Другая часть отверстий 4 размещена ниже вертикальных отверстий 4. Отверстия этой части выполнены направленными вверх под углом к вертикали. Оси этих отверстий расположены в плоскостях, перпендикулярных осям коллекторов 2. Отверстия 4 каждого коллектора 2 объединены в группы, состоящие из одного вертикального и двух или одного (соответственно для центральных или крайних коллекторов) наклонного отверстий, оси которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси коллектора. Указанные группы отверстий 4 с одинаковым шагом и индентично распределены вдоль всех коллекторов 2 устройства. В каждой проставке 3 выполнены отверстия 5 для прохода воздуха. Одна часть отверстий 5 выполнена вертикальной. Оси вертикальных отверстий 5 расположены в плоскости симметрии проставки, параллельной осям коллекторов 2. Другая часть отверстий 5 размещена ниже вертикальных отверстий 5. Отверстия 5 этой части направлены вверх под углом к вертикали. Оси этих отверстий расположены в плоскостях, перпендикулярных осям коллектором 2. Отверстия 5 каждой проставки 3 также объединены в группы, состоящие из одного вертикального и двух наклонных отверстий, оси которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной осям коллекторов 2. Указанные группы отверстий 5 распределены вдоль проставок 3 со смещением относительно указанных групп отверстий 4 коллекторов 2 на половину шага между группами отверстий 4. Точки пересечения осей соседних наклонных отверстий 4 смежных коллекторов 2 расположены на одном уровне с точками пересечения осей соседних наклонных отверстий 5 смежных проставок 3. Горелочные устройства установлены в вертикальном тракте 6 дымовых газов перед установкой денитризации (не показана). The burner device contains a vertical rectangular air supply duct 1, in the output upper window of which there is a group of parallel cylindrical gas manifolds 2, placed at the same level with equal pitch and interconnected by spacers 3, closely adjacent to the generators of the manifolds 2. Each spacer 3 is made in the form of an arc (part of the cylinder), convex side up. In the side wall of each collector 2 in the areas located above the generators, to which the spacers 3 are adjacent, holes 4 are made for the release of gas. One part of the holes 4 is placed along the upper generatrix of the collector. The holes of this part are made vertical. The other part of the holes 4 is located below the vertical holes 4. The holes of this part are made directed upward at an angle to the vertical. The axes of these holes are located in planes perpendicular to the axes of the collectors 2. Holes 4 of each collector 2 are combined into groups consisting of one vertical and two or one (respectively for the central or extreme collectors) inclined holes whose axes are located in one plane perpendicular to the axis of the collector . These groups of holes 4 with the same pitch and are identically distributed along all collectors 2 of the device. In each spacer 3, holes 5 are made for air passage. One part of the holes 5 is made vertical. The axis of the vertical holes 5 are located in the plane of symmetry of the spacer parallel to the axes of the manifolds 2. The other part of the holes 5 is located below the vertical holes 5. The holes 5 of this part are directed upward at an angle to the vertical. The axes of these holes are located in planes perpendicular to the axes of the manifold 2. Holes 5 of each spacer 3 are also combined into groups consisting of one vertical and two inclined holes, the axes of which are located in one plane perpendicular to the axes of the collectors 2. These groups of holes 5 are distributed along the spacers 3 with an offset relative to the indicated groups of holes 4 of the collectors 2 by half a step between the groups of holes 4. The intersection points of the axes of the adjacent inclined holes 4 of the adjacent collectors 2 are located on at the same level as the intersection points of the axes of the adjacent inclined holes of 5 adjacent spacers 3. Burner devices are installed in the vertical path of the flue gas 6 before the denitrification installation (not shown).

Горелочное устройство работает следующим образом. The burner device operates as follows.

Дымовые газы движутся по тракту 6 в направлении снизу вверх и омывают короба 1, образуя за ними рециркуляционные зоны. Через отверстия 4 коллекторов 2 и отверстия 5 проставок 3 внутрь этих зон струйно подаются соответственно горючий газ и воздух. Газ сгорает в диффузионных факелах. Образующиеся продукты сгорания подогревают дымовые газы, смешиваясь с ними. Flue gases move along the path 6 in the direction from the bottom up and wash the duct 1, forming behind them recirculation zones. Through the holes 4 of the manifolds 2 and the holes 5 of the spacers 3, respectively, combustible gas and air are injected into these zones, respectively. Gas burns in diffusion torches. The resulting combustion products heat the flue gases, mixing with them.

При эксплуатации горелочного устройства происходит нагрев проставок 3 за счет излучения из факела. Возникающие при этом температурные расширения проставок самокомпенсируются за счет выполнения проставок криволинейными. Это обеспечивает надежную работу устройства в целом. During operation of the burner device, the spacers 3 are heated due to radiation from the torch. The resulting thermal expansion of the spacers is self-compensating due to the implementation of the spacers curved. This ensures reliable operation of the device as a whole.

При подаче топлива и воздуха в зону горения вертикальными и наклонно к вертикали направленными струями в объеме факела формируются вторичные поперечные течения, сильно турбулизирующие факел, что обеспечивает качественный выжиг топлива в рециркуляционной зоне за коробом 1, забалластированной дымовыми газами. When fuel and air are fed into the combustion zone by vertical and directed jets in the torch volume, secondary transverse flows are formed that strongly turbulent the torch, which ensures high-quality fuel burn in the recirculation zone behind the box 1 ballasted with flue gases.

Предлагаемое горелочное устройство по сравнению с устройством-прототипом позволяет повысить надежность работы путем компенсации температурных расширений элементов устройства, а также обеспечить более полный выжиг топлива за счет повышения степени турбулизации факела. The proposed burner device, in comparison with the prototype device, can improve the reliability by compensating for thermal expansion of the device elements, as well as provide a more complete burnout of fuel by increasing the degree of turbulence of the torch.

Claims

BURNER DEVICE containing a vertical air supply duct with a group of parallel cylindrical gas manifolds in its upper outlet window, placed at the same level and interconnected by spacers tightly adjacent to the manifolds of the collectors, with vertical openings made in the side wall of each collector along its upper generatrix gas, and in each spacer there are vertical openings for air passage, the axes of which are located in the plane of symmetry of the spacer parallel to the axes of the stake lecturers, characterized in that, in order to increase the reliability and economy of work, each spacer is made in the form of an arc facing the convex side up, and in the sections of the side walls of the collectors located above the generators, to which the spacers are adjacent, and in the spacers are made upward under angles to the vertical additional openings, respectively, for the release of gas and air passage, and the axis of all additional openings are located in planes perpendicular to the axes of the collectors.