RU2041420C1

RU2041420C1 - Furnace

Info

Publication number: RU2041420C1
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Спиридонов; Ф.З. Тинчурин; М.Ю. Спиридонов; А.Ю. Спиридонов
Original assignee: Спиридонов Юрий Александрович
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: source for supplying additional fuel is constructed as a ring collector over the generatrix of which at least four groups of nozzles are arranged over the tangent to the conventional circumference. The diameters of the nozzles of one group are the same. The projections of axes of the nozzles of each group on the plane of cross-section of reburning chamber are parallel in pair and point toward each other. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании топлива. The invention relates to energy and can be used for fuel combustion.

Известна топка, содержащая соосно расположенные камеры сгорания и дожигания с тангенциально направленными соплами первичного и вторичного воздуха. Основной недостаток устройства низкая экономичность и повышенные габариты. Known firebox containing coaxially located combustion and afterburner chambers with tangentially directed nozzles of primary and secondary air. The main disadvantage of the device is low profitability and increased dimensions.

Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее соосно расположенные камеры сгорания и дожигания, рубашку, воронку и сопла первичного и вторичного дутья в несколько ярусов, касающихся условного цилиндра диаметром 0,40-0,45 диаметра камеры сгорания, а также группы насадков горючего, касающихся того же цилиндра и дожигания соответственно. Основной недостаток значительное снижение экономичности на переменных процессах (за пределами площадки стабилизации). The closest technical solution is a device containing coaxially located combustion and afterburner chambers, a shirt, funnel and primary and secondary blast nozzles in several tiers, touching a conditional cylinder with a diameter of 0.40-0.45 diameter of the combustion chamber, as well as a group of fuel nozzles relating to the same cylinder and afterburning, respectively. The main disadvantage is a significant decrease in efficiency on variable processes (outside the stabilization area).

Цель изобретения повышение экономичности. The purpose of the invention to increase efficiency.

Это достигается за счет того, что топка, содержащая цилиндрический корпус с воздушным патрубком и соосно расположенными в корпусе камерой сгорания и камерой дожигания с источником подачи дополнительного топлива, соединенные воронкой с образованием кольцевой воздушной полости между корпусом и упомянутыми камерами, сопла первичного и вторичного дутья, форсунку, причем источник подачи дополнительного топлива выполнен в виде кольцевого коллектора, по образующей которого по касательной к условной окружности установлены по крайней мере четыре группы насадков, причем диаметры насадков одной группы равны, а проекции осей насадков каждой группы на плоскость поперечного сечения камеры дожигания попарно параллельны и направлены навстречу друг другу. This is achieved due to the fact that the furnace containing a cylindrical body with an air nozzle and a combustion chamber coaxially located in the body and an afterburner with an additional fuel supply source, connected by a funnel with the formation of an annular air cavity between the body and the said chambers, primary and secondary blast nozzles, an injector, and the additional fuel supply source is made in the form of an annular collector, along the generatrix of which at least tyre group of nozzles, wherein the diameters of the nozzles of one group are equal and the projections of the axes of nozzles of each group in the plane of the cross-sectional afterburning chamber are parallel and directed towards each other.

Исследования показали, что такая подача струй горючего позволяет значительно расширить диапазон изменения режимных параметров, в котором обеспечивается высокая эффективность массопереноса, что объясняется интенсификацией конвективной и турбулентной составляющих за счет соударения встречно-хордальных струй. Studies have shown that such a supply of fuel jets can significantly expand the range of variation of operational parameters, which ensures high mass transfer efficiency, which is explained by the intensification of convective and turbulent components due to the collision of oncoming chordal jets.

Различие в диаметрах насадков (для различных групп) позволяет исключить соударение струй, принадлежащих различным группам, и связанное с этим снижение качества смешения за счет отличия в траекториях струй. Известно, что

a

где y ордината; х абсцисса; d_s коэффициент;

гидродинамический параметр; d диаметр насадка. Индекс: s ось струи.The difference in nozzle diameters (for different groups) eliminates the collision of jets belonging to different groups, and the associated reduction in the quality of mixing due to differences in the paths of the jets. It is known that

a

where y is the ordinate; x abscissa; d _s coefficient;

hydrodynamic parameter; d diameter nozzle. Index: s axis of the jet.

Таким образом, различия в "d" позволяют обеспечить различные значения х_s при y_s const и таким образом исключить соударение струй, принадлежащих разным группам с учетом нарастания ширины пограничного слоя.Thus, the differences in "d" make it possible to provide different values of x _s for y _s const and thus exclude the collision of jets belonging to different groups, taking into account the increase in the width of the boundary layer.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические решения, имеющие признаки, сходные с признаками прототипа, не обнаружены. Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями. An analysis of the scientific, technical and patent literature showed that well-known technical solutions having features similar to those of the prototype were not found. The proposed technical solution has significant differences.

На фиг. 1 приведено устройство, продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 схема расположения насадка. In FIG. 1 shows a device, a longitudinal section; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 layout of the nozzle.

Устройство состоит из камеры сгорания 1 с соплами первичного дутья 2, форсункой 3 и камеры дожигания 4 с соплами вторичного дутья 5, коллектором 6 и кольцевым распределителем 7 с группами насадков 8, оси которых касаются поверхности условного цилиндра, причем насадки выполнены одинакового диаметра для одной группы, но разными для различных групп, и проекции осей насадков на плоскость поперечного сечения камеры дожигания попарно параллельны и направлены навстречу друг другу. Устройство содержит также воронку 9, рубашку 10 и патрубок 11. The device consists of a combustion chamber 1 with primary blast nozzles 2, a nozzle 3 and an afterburner 4 with secondary blast nozzles 5, a manifold 6 and an annular distributor 7 with groups of nozzles 8 whose axes touch the surface of a conditional cylinder, and nozzles are made of the same diameter for one group , but different for different groups, and the projections of the nozzle axes on the plane of the cross section of the afterburner are pairwise parallel and directed towards each other. The device also contains a funnel 9, a jacket 10 and a pipe 11.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Воздух из патрубка 11 поступает в полость между воронкой 9 и рубашкой 10, а оттуда одна часть через сопла 2 в камеру сгорания 1, а другая через сопла 5 в камеру дожигания 4. Топливо подается в камеру сгорания 1 через форсунку 3. В камере сгорания топливо воспламеняется и частично выгорает. В камеру дожигания топливо из коллектора 6 поступает в распределитель 7, а оттуда через насадки 8 поступает в камеру дожигания 4, где обеспечивается эффективное смешение, воспламенение и выгорание по длине. Air from the pipe 11 enters the cavity between the funnel 9 and the jacket 10, and from there one part through the nozzles 2 to the combustion chamber 1, and the other through the nozzles 5 to the afterburner 4. Fuel is supplied to the combustion chamber 1 through the nozzle 3. In the combustion chamber, fuel ignites and partially burns out. In the afterburning chamber, fuel from the collector 6 enters the distributor 7, and from there through nozzles 8 it enters the afterburning chamber 4, where effective mixing, ignition and burn-out along the length is provided.

Предложенная схема подачи струй позволяет обеспечить высокое качество смешения при изменении режимных параметров в пределах площадки стабилизации. The proposed jet supply scheme makes it possible to ensure high quality mixing when changing operating parameters within the stabilization area.

Исследования, приведенные в лаборатории "Гидрогазодинамика и горение" в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров

0-0,80;

1,0-2,06;

0,01-0,10 показали, что получение высоких значений качества смешения в широком диапазоне изменения режимных параметров возможно для различных групп.The studies presented in the laboratory "Gas and Gas Dynamics and Combustion" in a wide range of geometric and regime parameters

0-0.80;

1.0-2.06;

0.01-0.10 showed that obtaining high values of mixing quality in a wide range of variation of operational parameters is possible for various groups.

где G массовый расход; ρ плотность; d диаметр; А характерный размер потока. Индексы: 1 поперечная струя, 2 сносящий поток, см смесь, н насадок.

where G is the mass flow rate; ρ density; d diameter; A characteristic flow size. Indexes: 1 transverse stream, 2 drift flow, cm mixture, n nozzles.

Claims

A fire chamber containing a cylindrical body with an air nozzle and a combustion chamber coaxially located in the body and an afterburner with an additional fuel supply source, connected by a funnel to form an annular air cavity between the body and the said chambers, primary and secondary blast nozzles, nozzle, characterized in that In order to increase efficiency, the additional fuel supply source is made in the form of an annular collector, along the generatrix of which, along the tangent to the conditional circumference, are installed along at least four groups of nozzles, the diameters of the nozzles of one group being equal, and the projections of the axes of the nozzles of each group on the plane of the cross section of the afterburner are pairwise parallel and directed opposite to each other.