RU2028548C1

RU2028548C1 - Burner

Info

Publication number: RU2028548C1
Authority: RU
Inventors: Б.М. Гунько; Н.Т. Тищенко
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: boiler engineering. SUBSTANCE: burner has external air supply pipe 1, internal pipe 2, stabilizer 3 in the form of cup with edges facing device outlet, swirler 4, thermocouple 5. EFFECT: improved reliability, enlarged functional capabilities. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горелочным устройствам для сжигания топлив, преимущественно газообразных, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to burner devices for burning fuels, mainly gaseous, and can be used in chemical, petrochemical and other industries.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение условий эксплуатации. The aim of the invention is to increase reliability and expand operating conditions.

На фиг.1 изображено предлагаемое горелочное устройство, продольный разрез, вариант I; на фиг.2 - то же, вариант II; на фиг.3 - то же, вариант III. Figure 1 shows the proposed burner device, a longitudinal section, option I; figure 2 is the same, option II; figure 3 is the same, option III.

Горелочное устройство (см.фиг.1) содержит внешнюю трубу 1, соосно установленную с ней внутреннюю газовую трубу 2, снабженную на выходном торце стабилизатором 3, выполненным в форме чаши с краями, направленными к выходу из устройства, и заключенным внутри завихрителя 4, имеющего в передней части форму полутора. Завихритель 4 прикреплен к внешней трубе 1, например, при помощи сварки (см.фиг.1). При этом относительный монтаж завихрителя 4 и стабилизатора 3 обеспечивает нахождение краев стабилизатора 3 симметрично и внутри внутреннего объема полутора завихрителя 4. Центровка стабилизатора 3 обеспечивается установленным до него центратором трубы 2. В трубе 2 до стабилизатора 3 имеются газовыводные отверстия. Через кольцевой зазор между внешней 1 и внутренней 2 трубами, а далее через боковую поверхность чаши стабилизатора 3 проведена термопара 5 с горячим спаем, несколько входящим внутри чаши. The burner device (see Fig. 1) contains an external pipe 1, an internal gas pipe 2 coaxially mounted with it, equipped with a stabilizer 3 at the output end, made in the form of a bowl with the edges directed to the exit of the device, and enclosed inside a swirler 4 having in front of the shape of one and a half. The swirl 4 is attached to the outer pipe 1, for example, by welding (see figure 1). In this case, the relative installation of the swirl 4 and stabilizer 3 ensures that the edges of the stabilizer 3 are located symmetrically and within the internal volume of one and a half swirl 4. The stabilizer 3 is centered by the centralizer of pipe 2 installed before it. The pipe 2 has gas outlet openings to the stabilizer 3. Through the annular gap between the outer 1 and inner 2 pipes, and then through the lateral surface of the stabilizer bowl 3, a thermocouple 5 is held with a hot junction, which is somewhat inside the bowl.

К стабилизатору 3 (см.фиг.2) прикреплен завихритель 4 с помощью специального соединителя 6, имеющего отверстие для прохода газовоздушной смеси. В данном варианте центратор отсутствует, ибо его функции выполняет комплекс "соединитель-завихритель". При этом завихритель имеет минимальный зазор относительно трубы 1. A swirler 4 is attached to the stabilizer 3 (see FIG. 2) using a special connector 6 having an opening for the passage of the gas-air mixture. In this embodiment, the centralizer is absent, because its functions are performed by the connector-swirl complex. In this case, the swirler has a minimum clearance relative to the pipe 1.

Стабилизатор 3 (см.фиг.3) имеет центральное отверстие, а по оси внутренней трубы 2 расположен электроизолированный от нее электрод 7, образующий с центральным отверстием стабилизатора 3 кольцевой зазор. The stabilizer 3 (see Fig. 3) has a central hole, and an electrode 7 is insulated from it along the axis of the inner pipe 2, which forms an annular gap with the central hole of the stabilizer 3.

В данной конструктивной модификации электрод 7 соединен со стандартной автомобильной свечой 8, использование которой позволяет наиболее технически просто и надежно решить проблему электроизоляции электрода 7 от внутренней трубы 2. Свеча 8 своей обращенной к стабилизатору 3 частью самоцентрируется с последним, а обратным концом, имеющим резьбу, ввертывается в центральную трубу 9, внутри которой проходит изолированный от нее, например, кварцевой (фарфоровой) трубкой или высокоомным шлангом, электропровод 10. Электропровод 10 выводится из горелочного устройства с помощью электроизолирующего уплотнения. In this constructive modification, the electrode 7 is connected to a standard automobile candle 8, the use of which allows the most technically simple and reliable solution to the problem of electrical insulation of the electrode 7 from the inner pipe 2. The candle 8, with its part facing the stabilizer 3, is self-centered with the last and the reverse end having a thread, is screwed into the central pipe 9, inside which passes an electrical wire 10, isolated from it, for example, with a quartz (porcelain) pipe or a high-resistance hose,. Electrical wire 10 is removed from the mount locking device with an electrically insulating seal.

На боковой поверхности внутренней газовой трубы 2 до стабилизатора 3 имеются газовыходные отверстия. В качестве вывода в зону горения может быть также использован кольцевой зазор между электродом 7 и центральным отверстием стабилизатора 3. В этом случае предусмотрена возможность свободного прохода газа вдоль всего канала между наружной поверхностью трубы 9, свечи 8, электрода 7 с одной стороны и внутренней поверхностью трубы 2 и стабилизатора 3 с другой. В этом случае пpочие газовыходные отверстия в трубе 2 могут быть полностью или частично заглушены. On the side surface of the inner gas pipe 2 to the stabilizer 3 there are gas outlet openings. As an output to the combustion zone, an annular gap between the electrode 7 and the central bore of the stabilizer 3 can also be used. In this case, it is possible to freely pass gas along the entire channel between the outer surface of the pipe 9, the candle 8, the electrode 7 on one side and the inner surface of the pipe 2 and stabilizer 3 on the other. In this case, other gas outlet openings in the pipe 2 may be completely or partially plugged.

Горелочное устройство (см.фиг.1) работает следующим образом. The burner device (see figure 1) works as follows.

В кольцевой зазор между внешней воздухоподающей трубой 1 и внутренней газовой трубой 2 подают воздух, включают источник зажигания и во внутреннюю трубу 2 подают газ. По выходе газа из трубы 2 через газовыдающие отверстия в кольцевом канале между трубами 1 и 2 происходит частичное смесеобразование. Газовоздушная смесь, проходя между стабилизатором 3 и завихрителем 4, совершает поворот на 180о. При этом в зоне горения образуется мощный тороидальный вихрь, причем направление движения свежей смеси на входе в зону горения противоположно направлению срыва пламени. Это способствует улучшению стабилизации пламени, дает возможность работы в более форсированных режимах и в более широком диапазоне соотношения воздух/топливо. Воспламенение и наличие устойчивого пламени устанавливаются с помощью термопары 5, проведенной в зону горения через кольцевой канал между трубами 1 и 2 и далее через стенку чаши стабилизатора 3. Air is supplied to the annular gap between the external air supply pipe 1 and the internal gas pipe 2, the ignition source is turned on, and gas is supplied to the internal pipe 2. Upon the exit of gas from the pipe 2 through gas outlets in the annular channel between the pipes 1 and 2, partial mixture formation occurs. The gas-air mixture, passing between the stabilizer 3 and the swirler 4, rotates 180 °. In this case, a powerful toroidal vortex is formed in the combustion zone, and the direction of movement of the fresh mixture at the entrance to the combustion zone is opposite to the direction of flame failure. This helps to improve flame stabilization, makes it possible to work in more forced modes and in a wider range of air / fuel ratios. Ignition and the presence of a stable flame are established using a thermocouple 5, conducted in the combustion zone through the annular channel between the pipes 1 and 2 and then through the wall of the bowl of the stabilizer 3.

Горелочное устройство (см. фиг. 2) отличается тем, что завихритель 4 крепится не к внешней трубе 1, а к стабилизатору 3, работает аналогично устройству по фиг.1. Однако преимуществом конструкции с завихрителем, скрепленным со стабилизатором, является возможность перемещения внутренней трубы 2 со стабилизатором 3 по длине внешней трубы 1 и изменения при этом расстояния L от стабилизатора 3 до конца внешней трубы 2. Изменение L, а вместе с тем отношения L к диаметру D внешней трубы 2 дает возможность при

< 10 < 10 получать режим спокойного, а при

> 10 > 10 вибрационного горения разных частот и амплитуд в зависимости от L. Поэтому при работе горелочного устройства по фиг.2 предварительно или уже после зажигания устанавливают требуемое значение

.The burner device (see Fig. 2) is characterized in that the swirler 4 is attached not to the outer pipe 1, but to the stabilizer 3, works similarly to the device of Fig. 1. However, the advantage of the design with a swirl attached to the stabilizer is the ability to move the inner pipe 2 with the stabilizer 3 along the length of the outer pipe 1 and change the distance L from the stabilizer 3 to the end of the outer pipe 2. Change L, and at the same time the ratio of L to diameter D outer pipe 2 makes it possible for

<10 <10 receive quiet mode, and when

>10> 10 vibrational combustion of different frequencies and amplitudes depending on L. Therefore, when the burner device of FIG. 2 is operated, the required value is set previously or after ignition

.

Горелочное устройство (см. фиг.3) отличается от предыдущих вариантов прежде всего возможностями собственного зажигания и контроля пламени. The burner device (see Fig. 3) differs from the previous options primarily by the capabilities of its own ignition and flame control.

При работе устройства по фиг.3 после подачи воздуха через электропровод 10 подают высокое напряжение на электрод 7 и кольцевой зазор между центральным отверстием в стабилизаторе 3 и электродом 7 используется как искровой промежуток. После зажигания этот же зазор используется для контроля наличия пламени по ионизации, для чего производится переключение электропровода 10 с источника высокого напряжения на слаботочную сеть контроля, включающую, например, стандартное запально-защитное устройство. When the device of FIG. 3 is operated, after supplying air through the electric wire 10, a high voltage is applied to the electrode 7 and the annular gap between the central hole in the stabilizer 3 and the electrode 7 is used as a spark gap. After ignition, the same gap is used to control the presence of a flame by ionization, for which the wire 10 is switched from a high voltage source to a low-current monitoring network, including, for example, a standard ignition-protective device.

Центральное отверстие в стабилизаторе 3 дает возможность помимо работы в режиме выдачи газа через боковые отверстия во внутренней трубе 2 работать также в режиме выдачи всего или части газа через кольцевой зазор в центральной части стабилизатора 3. The Central hole in the stabilizer 3 makes it possible, in addition to working in the mode of issuing gas through the side holes in the inner pipe 2, to also work in the mode of issuing all or part of the gas through the annular gap in the central part of the stabilizer 3.

Существенным достоинством конструкции по фиг.3 является также возможность (для соединения электрода 7 и электропровода 10, а также для центровки и изоляции электрода) использования стандартной автомобильной свечи. A significant advantage of the design of FIG. 3 is also the possibility (for connecting the electrode 7 and the wire 10, as well as for centering and insulation of the electrode) the use of a standard automobile candle.

Использование стабилизатора 3 с центральным отверстием, в котором размещен электрод 7, образующий с этим отверстием кольцевой зазор, дает возможность использовать этот зазор для зажигания и контроля пламени по ионизации. При этом отпадает необходимость электроизоляции внутренней трубы 3 от внешней и значит необходимость установки на внутренней трубе 2 керамического центратора, который заменяется обыкновенным металлическим. Это дает лучшую центровку и в связи с этим надежность стабилизации. Это же дает значительное повышение надежности зажигания и контроля пламени по ионизации. The use of a stabilizer 3 with a central hole in which the electrode 7 is placed, forming an annular gap with this hole, makes it possible to use this gap for ignition and flame control by ionization. This eliminates the need for electrical insulation of the inner pipe 3 from the external one and therefore the need to install a ceramic centralizer on the inner pipe 2, which is replaced by an ordinary metal one. This gives better alignment and, therefore, the stability of the stabilization. This also provides a significant increase in the reliability of ignition and flame control for ionization.

Claims

1. BURNER DEVICE, comprising an external air supply pipe and an internal gas pipe coaxially mounted in it, equipped with a stabilizer at the output end, characterized in that, in order to increase operational reliability and expand operating conditions, the device further comprises a swirl installed in the air supply pipe and having the output section is in the form of one and a half, and the stabilizer is made in the form of a bowl with the edges brought into the cavity of one and a half swirler, facing the air flow.

2. The device according to claim 1, characterized in that the swirl is fastened to the outer pipe.

3. The device according to p. 1, characterized in that the swirl is fastened with a stabilizer.

4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that a central hole is made in the stabilizer, and an electrically insulated electrode is additionally located along the axis of the inner pipe, forming an annular gap with the central hole of the stabilizer.