RU2044221C1 - Burner - Google Patents

Burner Download PDF

Info

Publication number
RU2044221C1
RU2044221C1 RU93010828A RU93010828A RU2044221C1 RU 2044221 C1 RU2044221 C1 RU 2044221C1 RU 93010828 A RU93010828 A RU 93010828A RU 93010828 A RU93010828 A RU 93010828A RU 2044221 C1 RU2044221 C1 RU 2044221C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stabilizer
gas
pipe
gas pipe
air
Prior art date
Application number
RU93010828A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93010828A (en
Inventor
Б.М. Гунько
М.Х. Сосна
И.Р. Левин
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза filed Critical Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза
Priority to RU93010828A priority Critical patent/RU2044221C1/en
Publication of RU93010828A publication Critical patent/RU93010828A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2044221C1 publication Critical patent/RU2044221C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Gas Burners (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: burner has gas pipe mounted inside the air pipe, flame stabilizer, and fairing. The flame stabilizer is made up as a hollow semi-torus. The fairing is secured to the air pipe through the diffuser. The stabilizer is made up as a cap and secured to the outlet end of the gas pipe. The edge of the cap is brought into the space of the semi-torus. EFFECT: improved design. 7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого и газообразного топлив и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to burners for burning liquid and gaseous fuels and can be used in chemical, petrochemical and other industries.

Известно горелочное устройство, содержащее внешнюю трубу для подачи воздуха, внутри которой по оси установлена газовая труба, имеющая на выходном конце стабилизатор пламени в виде плохообтекаемого тела, образующий кольцевой зазор с внутренней поверхностью воздушной трубы, а до стабилизатора газовыдающие отверстия [1]
Данная конструкция обладает недостаточными возможностями для форсировки процесса и не обеспечивает желательной широты рабочего диапазона соотношения воздух/топливо (обычно не шире 8,5 11,5). Это связано с тем, что с ростом нагрузки пропорционально последней возрастает скорость в кольцевом зазоре, а также с тем, что направление движения свежей смеси на входе в зону горения, совпадающее с направлением срыва пламени, способствует возможности срыва.
A burner device is known that contains an external pipe for supplying air, inside of which a gas pipe is installed along the axis, having a flame stabilizer at the output end in the form of a poorly streamlined body, forming an annular gap with the inner surface of the air pipe, and gas-emitting holes to the stabilizer [1]
This design has insufficient capabilities to force the process and does not provide the desired breadth of the working range of the air / fuel ratio (usually not wider than 8.5 to 11.5). This is due to the fact that with increasing load proportionally to the latter, the speed in the annular gap increases, and also because the direction of movement of the fresh mixture at the entrance to the combustion zone, which coincides with the direction of flame outflow, contributes to the possibility of disruption.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является горелочное устройство, содержащее воздушную трубу, внутри которой соосно установлена труба для подачи топлива, выходной конец которой размещен в одной плоскости с выходным торцом трубы для подачи воздуха, полый стабилизатор с центральным отверстием, установленный против выходных торцов труб и соосно им на водоподводящих и водоотводящих трубках, укрепленных на наружной поверхности трубы для подачи воздуха [2] В данной конструкции благодаря выносу стабилизатора за пределы горелочных труб и связанной с этим возможности расширения потока скорость подачи обтекающей стабилизатор смеси растет слабее, чем нагрузка. Это расширяет пределы стабилизации пламени по соотношению воздух/горючее примерно от 8,0 до 15. The closest in technical essence to the present invention is a burner device containing an air pipe, inside which a fuel supply pipe is coaxially mounted, the output end of which is placed in the same plane as the output end of the air supply pipe, a hollow stabilizer with a central hole mounted against the output ends pipes and coaxially with them on the water supply and water discharge pipes, mounted on the outer surface of the air supply pipe [2] In this design, due to the removal of the stabilizer pa outside the burner pipe and the associated possibility of expanding the feed flow rate flowing on the stabilizer mixture grows weaker than the load. This extends the limits of stabilization of the flame in the ratio of air / fuel from about 8.0 to 15.

Однако на практике часто требуется еще более надежная стабилизация пламени, чего данная горелка не обеспечивает. Кроме того, к недостаткам этой конструкции относится невозможность ее работы в инертной атмосфере (например азот, пар), что часто технологически необходимо. However, in practice often more reliable flame stabilization is often required, which this burner does not provide. In addition, the disadvantages of this design include the impossibility of its operation in an inert atmosphere (for example, nitrogen, steam), which is often technologically necessary.

Цель изобретения расширение возможного диапазона надежной работы, что выражается в достижении надежной стабилизации пламени при повышенных нагрузках и в более широком диапазоне соотношения воздух/топливо, а также в возможности работы горелочного устройства в инертной среде. The purpose of the invention is the expansion of the possible range of reliable operation, which is expressed in achieving reliable stabilization of the flame at high loads and in a wider range of air / fuel ratios, as well as in the possibility of the burner device operating in an inert atmosphere.

Для достижения указанной цели горелочное устройство, содержащее газовую трубу, размещенную внутри воздушной трубы, и стабилизатор пламени, дополнительно содержит выполненный в форме полого полутора обтекатель, прикрепленный к воздушной трубе с помощью диффузора, а стабилизатор выполнен в форме чаши с краями, заведенными в полость полутора, и прикреплен к выходному концу газовой трубы. На выходном конце газовой трубы могут быть выполнены газовыдающие отверстия. Стабилизатор может также быть прикреплен к выходному концу газовой трубы посредством распределительного устройства и при этом иметь по периферии своего дна газовыдающие отверстия, сообщенные с полостью газовой трубы. На распределительном устройстве соосно отверстиям в стабилизаторе могут быть отверстия меньшего диаметра, снабженные резьбой и схемными резьбовыми заглушками. To achieve this goal, a burner device containing a gas pipe placed inside the air pipe and a flame stabilizer further comprises a hollow one and a half cowl attached to the air pipe with a diffuser, and the stabilizer is made in the form of a bowl with the edges wound into the cavity one and a half , and attached to the outlet end of the gas pipe. At the outlet end of the gas pipe, gas outlets may be provided. The stabilizer can also be attached to the outlet end of the gas pipe by means of a switchgear and at the same time have gas outlets in communication with the cavity of the gas pipe at the periphery of its bottom. On the switchgear coaxially with the holes in the stabilizer, there may be holes of a smaller diameter provided with threads and circuit threaded plugs.

Между газовой и воздушной трубой может быть расположена дополнительная газовая труба, стабилизатор снабжен центральным отверстием, сообщенным с дополнительной центральной трубой, размещенной внутри газовой трубы и образующей с ней кольцевой газоподводящий канал, дно чаши стабилизатора футеровано огнеупорным материалом, а все устройство заключено в корпус, образующий с ним кольцевой проход для подачи вторичного воздуха. An additional gas pipe may be located between the gas and air pipes, the stabilizer is provided with a central hole in communication with an additional central pipe placed inside the gas pipe and forming an annular gas supply channel with it, the bottom of the stabilizer bowl is lined with refractory material, and the entire device is enclosed in a housing with it an annular passage for supplying secondary air.

На фиг.1 3 дано горелочное устройство, продольный разрез, различные варианты; на фиг.4 узел I на фиг.3. In Fig.1 to 3 given a burner device, a longitudinal section, various options; in Fig.4 node I in Fig.3.

Горелочное устройство согласно фиг.1 содержит газовую трубу 1, к выходному концу которой прикреплен выполненный в форме чаши стабилизатор 2. Газовая труба 1 размещена внутри воздушной трубы 3, на которой с помощью диффузора 4 укреплен обтекатель 5, выполненный в форме полого полутора. На выходном конце газовой трубы 1 выполнены отверстия 6 для выхода газа. Края чаши стабилизатора 2 заведены в полость полутора обтекателя 5. The burner device according to FIG. 1 contains a gas pipe 1, to the outlet end of which a stabilizer made in the form of a bowl is attached 2. The gas pipe 1 is placed inside the air pipe 3, on which a cowl 5 made in the form of a hollow one and a half is mounted with a diffuser 4. At the output end of the gas pipe 1, openings 6 are made for the exit of gas. The edges of the bowl of the stabilizer 2 are introduced into the cavity of a half of the fairing 5.

Горелочное устройство согласно фиг.2 отличается тем, что внутри газовой трубы 1 размещена дополнительная центральная труба 7, сообщаемая с центральным отверстием 8 стабилизатора 2. Дно чаши стабилизатора футеровано огнеупорным материалом 9. The burner device according to FIG. 2 is characterized in that an additional central pipe 7 is placed inside the gas pipe 1, which communicates with the central hole 8 of the stabilizer 2. The bottom of the stabilizer bowl is lined with refractory material 9.

Горелочное устройство согласно фиг.3 отличается тем, что между газовой 1 и воздушной 3 трубами установлена дополнительная газовая труба 10. Стабилизатор 2 прикреплен к выходному концу газовой трубы 1 посредством распределительного устройства 11. По периферии дна стабилизатора 2 выполнены газовыдающие отверстия 12, сообщаемые с полостью газовой трубы. Кроме того, на распределительном устройстве 11 соосно отверстиям 12 в стабилизаторе 2 могут быть выполнены отверстия 13 меньшего диаметра, снабженные резьбой и съемными резьбовыми заглушками 14. Входящие в состав узла I заглушки 14 могут иметь различную длину, благодаря чему возможны варианты, когда открыты отверстия 12 и 13 (заглушки сняты), открыто только отверстие 12 (короткие заглушки, закрыты отверстия 12 и 13). Горелочное устройство может быть заключено в корпус 15, образующий с ним кольцевой проход для подачи вторичного воздуха. The burner device according to FIG. 3 is characterized in that an additional gas pipe 10 is installed between the gas 1 and air 3 pipes. The stabilizer 2 is attached to the output end of the gas pipe 1 by means of a distributing device 11. At the periphery of the bottom of the stabilizer 2 there are made gas outlets 12 in communication with the cavity gas pipe. In addition, on the switchgear 11 coaxially to the holes 12 in the stabilizer 2, holes 13 of smaller diameter can be made, provided with threads and removable threaded plugs 14. The plugs 14 included in the assembly I can have different lengths, which makes it possible to open the holes 12 and 13 (plugs removed), only hole 12 is open (short plugs, holes 12 and 13 are closed). The burner device can be enclosed in a housing 15, forming with it an annular passage for supplying secondary air.

Горелочное устройство работает следующим образом. В кольцевой зазор между трубами 1 и 3 (фиг.1 и 2) или между трубами 3 и 10 поступает первичный воздух. Далее включают систему зажигания, систему контроля пламени (не показаны) и подают природный газ. The burner device operates as follows. Primary air enters the annular gap between the pipes 1 and 3 (FIGS. 1 and 2) or between the pipes 3 and 10. Further, an ignition system, a flame control system (not shown), and natural gas are supplied.

В случае конструкции по фиг.1 газ подают по трубе 1, откуда он выходит через отверстия 6 и далее, перемешавшись с воздухом и обогнув кромку чаши стабилизатора 2, попадает в чашу, двигаясь сначала в направлении, противоположном основному движению. В случае наличия центральной трубы 7, как на фигуре 2, газ подают между трубами 7 и 1, далее он выходит через отверстия 6, перемешивается с воздухом и затем следует, как в конструкции на фиг.1. In the case of the structure of FIG. 1, gas is supplied through a pipe 1, from where it exits through openings 6 and then, mixed with air and rounding the edge of the bowl of the stabilizer 2, enters the bowl, moving first in the direction opposite to the main movement. In the case of the presence of a central pipe 7, as in FIG. 2, gas is supplied between the pipes 7 and 1, then it exits through the openings 6, is mixed with air and then follows, as in the construction of FIG. 1.

В случае наличия дополнительной газовой трубы 10, как на фиг.3, газ могут подавать через кольцевой зазор между трубами 10 и 1, после чего газ смешивается с воздухом и уже описанным выше путем поступает в зону горения. If there is an additional gas pipe 10, as in FIG. 3, gas can be supplied through an annular gap between the pipes 10 and 1, after which the gas is mixed with air and enters the combustion zone as described above.

Во всех этих случаях происходит предварительное перемешивание газа с воздухом, что обеспечивает возможность большей нагрузки, однако, возможно лишь при настолько малых величинах выходного зазора между краем чаши стабилизатора 2 и обтекателя 5 или при настолько высоких скоростях вылета газовоздушной смеси из этого зазора, которые исключают возможность проскока пламени в этот зазор. In all these cases, gas is preliminarily mixed with air, which makes it possible to have a greater load, however, it is possible only with so small values of the exit gap between the edge of the stabilizer bowl 2 and the fairing 5 or at such high air-gas outflow velocities from this gap that exclude the possibility flamethrow into this gap.

Устройство согласно фиг.3 предусматривает возможность подачи газа в зону горения без предварительного перемешивания. Газ подают по трубе 1 (или в кольцевой зазор между трубами 1 и 7), после чего он через полость, образуемую распределителем 11, и далее через отверстия 12 по периферии стабилизатора 2 и соответствующие им отверстия в футеровке 9 поступает в зону горения. The device according to figure 3 provides for the possibility of supplying gas to the combustion zone without prior mixing. Gas is supplied through the pipe 1 (or into the annular gap between the pipes 1 and 7), after which it enters the combustion zone through the holes 12 along the periphery of the stabilizer 2 and the corresponding holes in the lining 9.

Конструкция по фиг.3 дает возможность подачи газа в зону горения различными способами, т.е. без предварительного смешения с таковым и комбинированно, а также возможность регулировки степени перемешивания газа с воздухом за счет изменения числа отверстий 13 в распределителе 11, перекрытых заглушками 14. Этот вид регулировки смешивания осуществляется в ходе предварительных стендовых испытаний. Заглушки ввинчиваются (вывинчиваются) в отверстия 13 распределителя через отверстия 12 в стабилизаторе 2. Если после подачи газа система контроля наличия пламени фиксирует загорание, то производят необходимые корректировки расходов газа и воздуха. При необходимости в кольцевой зазор между кожухом 15 и собственно горелочным устройством подают необходимое количество вторичного воздуха. При отсутствии загорания запуск горелки возобновляют, изменяя первоначальные расходы. The design of FIG. 3 enables the gas to be supplied to the combustion zone in various ways, i.e. without preliminary mixing with such and combined, as well as the ability to adjust the degree of mixing of gas with air by changing the number of holes 13 in the distributor 11, overlapped with plugs 14. This type of mixing adjustment is carried out during preliminary bench tests. The plugs are screwed (unscrewed) into the holes 13 of the distributor through the holes 12 in the stabilizer 2. If, after the gas supply, the flame monitoring system detects ignition, then make the necessary adjustments to the gas and air flow rates. If necessary, the required amount of secondary air is supplied into the annular gap between the casing 15 and the burner device itself. In the absence of ignition, the start of the burner is resumed, changing the initial costs.

Принцип работы данного горелочного устройства состоит в следующем. Газовоздушная смесь (при отсутствии предварительного смешения воздух), направляемая внутренней полостью полутора обтекателя 5 через кольцевой зазор между этой полостью и входящими в нее краями чаши стабилизатора, с достаточно большой скоростью (например, 50 и более м/с) втекает в полость чаши в направлении, противоположном основному течению потоков. Далее газовоздушная смесь, направляемая формой стенок и днища чаши стабилизатора, совершает поворот в направлении основного движения потоков и, будучи подожжена в акте первоначального воспламенения, уже в виде раскаленных дымовых газов выходит из чаши реактора. Скоростной поток, вытекающий из обтекателя 5 в направлении, обратном движению дымовых газов, захватывает часть последних, что и обеспечивает поджигание. The principle of operation of this burner device is as follows. The gas-air mixture (in the absence of pre-mixing air), directed by the internal cavity of one and a half of the fairing 5 through the annular gap between this cavity and the edges of the stabilizer bowl entering it, flows at a sufficiently high speed (for example, 50 or more m / s) in the bowl cavity in the direction opposite to the main course of flows. Further, the gas-air mixture, guided by the shape of the walls and the bottom of the stabilizer bowl, makes a turn in the direction of the main movement of the flows and, being ignited in the initial ignition act, already leaves the reactor bowl in the form of incandescent flue gases. High-speed flow flowing from the fairing 5 in the direction opposite to the movement of flue gases, captures part of the latter, which ensures ignition.

Таким образом, в данном случае, как и при обычной стабилизации пламени плохообтекаемым телом, последняя обеспечивается наличием вихря, который, однако, организуется иначе и располагается не за стабилизатором, а внутри его. Thus, in this case, as with the usual stabilization of the flame by a poorly streamlined body, the latter is ensured by the presence of a vortex, which, however, is organized differently and is located not behind the stabilizer, but inside it.

Если при обычной стабилизации направление скорости свежей смеси в зоне воспламенения совпадает с основным направлением скорости раскаленных дымовых газов и поэтому сравнительно небольшое увеличение скорости свежей смеси приводит к отрыву пламени, то в рассматриваемой конструкции противоположность направления этих скоростей обеспечивает более надежную стабилизацию как при форсировке, так и при приближении к концентрационным пределам горения. If during normal stabilization the direction of the speed of the fresh mixture in the ignition zone coincides with the main direction of the speed of the hot flue gases and therefore a relatively small increase in the speed of the fresh mixture leads to flame detachment, then in the design under consideration the opposite direction of these speeds provides more reliable stabilization both during forcing and when approaching the concentration limits of combustion.

В ряде случаев технология требует работы горелочного устройства в атмосфере инертной или даже огнетушащей среды (азот, водяной пар, углекислый газ). Горелочное устройство с обычным стабилизатором, при котором в зону воспламенения (стабилизации) возможен подсос инертов, не обеспечивает стабилизации в таких условиях. Изобретение в силу того, что зона воспламенения погружена внутри чаши стабилизатора, обеспечивает устойчивую работу в атмосфере инертов. In some cases, the technology requires the burner to operate in an atmosphere of an inert or even fire extinguishing medium (nitrogen, water vapor, carbon dioxide). A burner device with a conventional stabilizer, in which inert leakage is possible in the ignition (stabilization) zone, does not provide stabilization in such conditions. The invention, due to the fact that the ignition zone is immersed inside the stabilizer bowl, ensures stable operation in an inert atmosphere.

Claims (7)

1. ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее газовую трубу, размещенную в воздушной трубе, и стабилизатор пламени, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит выполненный в форме полого полутора обтекатель, прикрепленный к воздушной трубе с помощью диффузора, а стабилизатор выполнен в форме чаши с краями, заведенными в полость полутора, и прикреплен к выходному концу газовой трубы. 1. BURNER DEVICE containing a gas pipe placed in the air pipe and a flame stabilizer, characterized in that it further comprises a hollow one and a half cowl attached to the air pipe with a diffuser, and the stabilizer is made in the form of a bowl with the edges wound up in the cavity of one and a half, and attached to the output end of the gas pipe. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на выходном конце газовой трубы выполнены газовыдающие отверстия. 2. The device according to claim 1, characterized in that at the output end of the gas pipe made gas-emitting holes. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стабилизатор прикреплен к выходному концу газовой трубы посредством распределительного устройства, а по периферии дна стабилизатора выполнены газовыдающие отверстия, сообщаемые с полостью газовой трубы. 3. The device according to claim 1, characterized in that the stabilizer is attached to the output end of the gas pipe by means of a distribution device, and along the periphery of the bottom of the stabilizer there are gas-emitting holes in communication with the cavity of the gas pipe. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на распределительном устройстве соосно с отверстиями в стабилизаторе выполнены отверстия меньшего диаметра, снабженные резьбой и съемными резьбовыми заглушками. 4. The device according to claim 3, characterized in that on the switchgear coaxially with the holes in the stabilizer holes are made of a smaller diameter, equipped with threads and removable threaded plugs. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что между газовой и воздушными трубами расположена дополнительная газовая труба. 5. The device according to claim 3, characterized in that between the gas and air pipes there is an additional gas pipe. 6. Устройство по пп. 1 5, отличающееся тем, что стабилизатор снабжен центральным отверстием, сообщенным с дополнительной центральной трубой, размещенной в газовой трубе и образующей с ней кольцевой газоподводящий канал. 6. The device according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that the stabilizer is provided with a Central hole in communication with an additional Central pipe placed in a gas pipe and forming with it an annular gas supply channel. 7. Устройство по пп. 1 6, отличающееся тем, что оно заключено в корпус, образующий с ним кольцевой зазор для подачи вторичного воздуха. 7. The device according to paragraphs. 1 6, characterized in that it is enclosed in a housing, forming with it an annular gap for supplying secondary air.
RU93010828A 1993-03-01 1993-03-01 Burner RU2044221C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93010828A RU2044221C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93010828A RU2044221C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93010828A RU93010828A (en) 1995-06-27
RU2044221C1 true RU2044221C1 (en) 1995-09-20

Family

ID=20137985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93010828A RU2044221C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Burner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2044221C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT4505B (en) 1998-08-13 1999-05-25 Benediktas Šileika Burner

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1059361, кл. F 23Q 9/00, 1982. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1265439, кл. F 23D 14/26, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT4505B (en) 1998-08-13 1999-05-25 Benediktas Šileika Burner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2142601C1 (en) Method for fuel combustion in compressed air
US5618173A (en) Apparatus for burning oxygenic constituents in process gas
US5044931A (en) Low NOx burner
RU2079049C1 (en) Burner
RU2147708C1 (en) Method of burning carbon dust with air required for combustion in burners and burner for mixing carbon dust with air required for combustion
US4551090A (en) Burner
US6019595A (en) Burner
RU2044221C1 (en) Burner
RU2080518C1 (en) Flame tube burner device
SU1716255A1 (en) Combination burner and burner swirler
RU2230257C2 (en) Device for burning gaseous fuel
SU992912A1 (en) Burner
SU1191684A2 (en) Oil-gas burner
SU1253436A3 (en) Flat-flame gas burner
JPH08226621A (en) Method and equipment for supplying fuel to burner
SU1370370A1 (en) Gas burner
SU1553789A1 (en) Gas burner
CN212673201U (en) A kind of burner
SU1315731A1 (en) Flat-flame burner
SU1516717A1 (en) Method of joint combustion of fuels and burner device for making same
SU989245A1 (en) Gas-mazut burner
RU2029194C1 (en) Torch
SU1764685A1 (en) Mixer
SU579499A1 (en) Oil-gas combination burner
SU1128057A1 (en) Unit feeding fuel-air mixture to cyclone furnace