RU2069817C1

RU2069817C1 - Burner device

Info

Publication number: RU2069817C1
Application number: RU94038342A
Authority: RU
Inventors: Э.А. Гудымов; Б.Н. Родионов; И.А. Юрша; И.Ф. Шаповал; В.С. Мизюк
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1996-11-27
Also published as: RU94038342A

Abstract

FIELD: power engineering; chemical industry for joint burning of natural and combustible waste gases. SUBSTANCE: gas manifolds 6 and 7 are tightly located relative to housing 1 and ferrule 4 which has holes 5 between manifolds 6 and 7 and mounting flange 3. Arranged in ferrule 4 at circular clearance is additional central ferrule 10 fitted at end clearance relative to side wall of volute swirler 11; radial blades are arranged in this clearance. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к горелочным устройствам и может быть использовано в химической промышленности для совместного сжигания природного и отбросных горючих газов химических производств. The invention relates to burners and can be used in the chemical industry for the joint combustion of natural and waste combustible gases from chemical industries.

Известно горелочное устройство, содержащее корпус с улиточным завихрителем на входе и установочным фланцем на выходе, обечайку, установленную в корпусе с кольцевым зазором к нему и с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, кольцевые газовые коллекторы с газовыдающими трубками, расположенные между улиточным завихрителем и установочным фланцем, причем газовыдающие трубки расположены в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, а газовые коллекторы расположены снаружи корпуса, и таким образом газовыдающие трубки выведены внутрь корпуса через его стенку. (Авторское свидетельство N 1135967, МПК F 23 D 17/00 1985 г.). A burner device is known that contains a housing with a snail swirl at the inlet and an installation flange at the outlet, a shell mounted in a housing with an annular gap to it and with an end gap to the side wall of the snail swirl, annular gas manifolds with gas tubes located between the snail swirl and the installation flange, and the gas pipes are located in the annular gap between the housing and the shell, and the gas manifolds are located outside the housing, and thus the gas pipes extend Eden inside the case through its wall. (Copyright certificate N 1135967, IPC F 23 D 17/00 1985).

Недостатком этой горелки является повышенный выход оксидов азота в продуктах сгорания. The disadvantage of this burner is the increased yield of nitrogen oxides in the combustion products.

Данная конструкция предусматривает деление подаваемого через улиточный завихритель воздуха на сжигание газа на две части первичный воздух, проходящий по кольцевому зазору между корпусом и обечайкой, и вторичный воздух, проходящий внутри обечайки. This design provides for the division of the air supplied through the snail swirl into gas combustion into two parts, primary air passing through the annular gap between the housing and the shell, and secondary air passing inside the shell.

Вследствие того, что газовыдающие трубки расположены в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, проходящий между ними поток первичного воздуха теряет свою крутку и выходит аксиально, а так как обечайка не имеет никаких устройств для снятия крутки, выходящий из нее поток вторичного воздуха вращается с большой скоростью; это приводит к тому, что вторичный воздух бурно перемешивается с первичной газовоздушной смесью, что приводит к сгоранию газов в ограниченном объеме с высокой температурой, что в свою очередь приводит к повышенному выходу оксидов азота. Due to the fact that the gas tubes are located in the annular gap between the housing and the shell, the primary air flow passing between them loses its twist and exits axially, and since the shell has no devices for removing the twist, the secondary air flow coming out of it rotates at high speed ; this leads to the fact that the secondary air is rapidly mixed with the primary gas-air mixture, which leads to the combustion of gases in a limited volume with high temperature, which in turn leads to an increased yield of nitrogen oxides.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является горелочное устройство, содержащее корпус с улиточным завихрителем на входе и установочным фланцем на выходе, обечайку, установленную в корпусе с кольцевым зазором к нему и с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, кольцевые газовые коллекторы с газовыдающими трубками, имеющие общую стенку и расположенные между улиточным завихрителем и установочным фланцем в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, причем трубки первого по ходу воздуха коллектора выведены через полость второго коллектора в газовыдающие трубки последнего, при этом газовые коллекторы расположены с кольцевыми зазорами как к корпусу, так и к обечайке (Авторское свидетельство N 1213312, МПК F 23 D 17/00, 1986 г.). Closest to the technical nature of the claimed is a burner device comprising a housing with a snail swirl at the inlet and an installation flange at the outlet, a shell mounted in the housing with an annular gap to it and with an end gap to the side wall of the snail swirl, annular gas manifolds with gas tubes having a common wall and located between the snail swirl and the mounting flange in the annular gap between the housing and the shell, the tubes of the first collector along the air edeny cavity through the second manifold in gazovydayuschie last tube, with the gas manifolds are located on both annular gaps to the housing and to the sleeve (Author's Certificate N 1213312, IPC F 23 D 17/00, 1986 YG).

Эта горелка также дает повышенный выход оксидов азота в продуктах сгорания. This burner also gives an increased yield of nitrogen oxides in the products of combustion.

Данная конструкция предусматривает аналогичное вышеописанной конструкции деление подаваемого на сжигание воздуха на две части первичный воздух и вторичный воздух. This design provides for a division of the primary air and secondary air supplied into the combustion air into two parts, similar to the above construction.

Вследствие того, что газовые коллекторы с газовыдающими трубками расположены в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, проходящий между ними поток первичного воздуха теряет свою крутку и выходит аксиально; а вследствие того, что обечайка не имеет никаких устройств для снятия крутки, выходящий из нее поток вращается с большой скоростью; это приводит к тому, что вторичный воздух за счет центробежных сил бурно перемешивается с первичной газовоздушной смесью, что приводит к сгоранию в ограниченном объеме с высокой температурой, а это, в свою очередь, приводит повышенному выходу оксидов азота. Due to the fact that gas manifolds with gas tubes are located in the annular gap between the housing and the shell, the flow of primary air passing between them loses its twist and exits axially; and due to the fact that the shell has no devices for removing twist, the stream coming out of it rotates at high speed; this leads to the fact that secondary air due to centrifugal forces mixes vigorously with the primary gas-air mixture, which leads to combustion in a limited volume with high temperature, and this, in turn, leads to an increased yield of nitrogen oxides.

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение выхода оксидов азота в продуктах сгорания. The technical result of the present invention is to reduce the yield of nitrogen oxides in the products of combustion.

Для достижения указанной задачи в горелочное устройство содержит корпус с улиточным завихрителем на входе и установочным фланцем на выходе, обечайку, установленную в корпусе с кольцевым зазором к нему и с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, кольцевые газовые коллекторы с газовыдающими трубками, имеющие общую стенку и расположенные между улиточным завихрителем и установочным фланцем в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, причем трубки первого по ходу воздуха коллектора выведены через полость второго коллектора в газовыдающие трубки последнего; согласно предполагаемому изобретению, газовые коллекторы расположены вплотную к корпусу и обечайке, обечайка снабжена отверстиями, расположенными между коллекторами и установочным фланцем, и в ней с кольцевым зазором размещена дополнительная центральная обечайка, установленная c торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, а в этом зазоре расположены радиальные лопатки. To achieve this, the burner device contains a housing with a snail swirl at the inlet and an installation flange at the outlet, a shell installed in the housing with an annular gap to it and with an end gap to the side wall of the snail swirl, annular gas manifolds with gas tubes having a common wall and located between the snail swirl and the mounting flange in the annular gap between the housing and the shell, the tubes of the first collector along the air outlet through the cavity of the second call Ktorov gazovydayuschie in the last tube; according to the proposed invention, the gas manifolds are located close to the housing and the casing, the casing is provided with holes located between the collectors and the mounting flange, and an additional central casing is installed with an annular gap installed with an end gap to the side wall of the snail swirl, and in this gap are located radial blades.

Заявленная конструкция обеспечивает деление подаваемого через улиточный завихритель воздуха на три части:
первичный воздух, проходящий через кольцевой зазор между корпусом и обечайкой;
вторичный воздух, проходящий между основной обечайкой и дополнительной центральной обечайкой;
третичный воздух, проходящий по дополнительной центральной обечайке.The claimed design ensures the division of the air supplied through the snail swirl into three parts:
primary air passing through the annular gap between the housing and the shell;
secondary air passing between the main shell and the additional central shell;
tertiary air passing through an additional central shell.

Благодаря тому, что газовые коллекторы расположены вплотную к корпусу и обечайке, а обечайка снабжена отверстиями, расположенными между коллекторами и установочным фланцем, первичный воздух поступает к выходным концам газовыдающих трубок в очень ограниченном количестве, и хотя первичная газовоздушная смесь перемешивается со вращающейся струей вторичного воздуха, на это нужно время, что приводит к затягиванию процесса перемешивания, а следовательно, к снижению температуры сгорания и, вследствие этого, к снижению выхода оксидов азота. Due to the fact that the gas manifolds are located close to the housing and the shell, and the shell is equipped with holes located between the collectors and the mounting flange, the primary air enters the outlet ends of the gas tubes in a very limited amount, and although the primary gas-air mixture is mixed with a rotating stream of secondary air, this takes time, which leads to a delay in the mixing process and, consequently, to a decrease in the combustion temperature and, consequently, to a decrease in the yield of nitrogen oxides.

Благодаря тому, что горелочное устройство снабжено дополнительной центральной обечайкой, установленной с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, и в этом зазоре расположены радиальные лопатки, воздух не только разделяется на три потока, что удлиняет процесс перемешивания, но и центральная струя теряет на радиальных лопатках свою крутку и выходит аксиально, что еще более значительно замедляет процесс перемешивания и резко снижает максимальную температуру факела, что также приводит к резкому снижению выхода оксидов азота. Due to the fact that the burner device is equipped with an additional central shell mounted with an end gap to the side wall of the snail swirl, and radial blades are located in this gap, the air is not only divided into three flows, which lengthens the mixing process, but also loses the central jet on the radial blades it turns axially, which further slows down the mixing process and sharply reduces the maximum temperature of the torch, which also leads to a sharp decrease in the yield of azides ota.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого горелочного устройства. The drawing shows a longitudinal section of the proposed burner device.

Горелочное устройство содержит корпус 1 с улиточным завихрителем 2 и установочным фланцем 3, обечайку 4 с отверстиями 5, кольцевые газовые коллекторы 6 и 7 с газовыдающими трубками 8 и 9, дополнительную центральную обечайку 10 с радиальными лопатками 11. Для пояснения работы на чертеже показана амбразура 12. The burner device comprises a housing 1 with a snail swirl 2 and a mounting flange 3, a shell 4 with holes 5, annular gas manifolds 6 and 7 with gas tubes 8 and 9, an additional central shell 10 with radial blades 11. To illustrate the operation, the embrasure 12 is shown in the drawing .

Горелочное устройство работает следующим образом. В коллектор 6 осуществляют подачу природного газа, в коллектор 7 отбросного горючего газа химического производства. Природный газ проходит по газовыдающим трубкам 8, а отбросной газ трубкам 9 в амбразуру 12. The burner device operates as follows. Natural gas is supplied to the collector 6, and chemical production waste gas collector 7 is supplied. Natural gas passes through the gas pipes 8, and the waste gas pipes 9 into the embrasure 12.

По улиточному завихрителю 2 осуществляют подачу воздуха, который сначала распределяется на два потока периферийный, проходящий в кольцевой зазор между входными концами обечаек 4 и 10, и центральный, проходящий между радиальными лопатками 11 внутрь обечайки 10. By snail swirl 2 supply air, which is first distributed on two peripheral flows, passing in the annular gap between the input ends of the shells 4 and 10, and the central, passing between the radial blades 11 into the shell 10.

Дойдя до окон 5, периферийный поток разделяется: часть его поступает в кольцевой зазор между корпусом 1 и обечайкой 4 (первичный воздух), часть проходит между выходными концами обечаек 4 и 10 (вторичный воздух). Having reached windows 5, the peripheral flow is divided: part of it enters the annular gap between the housing 1 and the shell 4 (primary air), part passes between the output ends of the shells 4 and 10 (secondary air).

Таким образом, общий поток воздуха разделяется на три потока. Первичный воздух поступает к выходным концам газовыдающих трубок 8 и 9 и перемешивается с выходящими газами, участвуя в зажигании смеси и первоначальном сгорании газа. Thus, the total air flow is divided into three streams. Primary air enters the outlet ends of the gas tubes 8 and 9 and mixes with the exhaust gases, participating in the ignition of the mixture and the initial combustion of the gas.

Потом, уже к горящему потоку подмешивается вторичный воздух, выходящий из кольцевого зазора между обечайками 4 и 10. Это позволяет снизить температуру горения и выход оксидов азота. Then, secondary air is already mixed with the burning stream, leaving the annular gap between the shells 4 and 10. This allows to reduce the combustion temperature and the yield of nitrogen oxides.

Центральный поток, выходящий из обечайки 10, имеет осевое направление и его перемешивание с горящей газовоздушной смесью, отброшенной за счет центробежных сил к периферии амбразуры 12, еще более длительно, что приводит к весьма значительному снижению максимальной температуры пламени и резкому снижению выхода оксидов азота. The central stream exiting the shell 10 has an axial direction and its mixing with the burning gas-air mixture, discarded by centrifugal forces to the periphery of the embrasure 12, is even longer, which leads to a very significant decrease in the maximum flame temperature and a sharp decrease in the yield of nitrogen oxides.

Claims

A burner device comprising a housing with a snail swirl at the inlet and an installation flange at the outlet, a shell mounted in the housing with an annular gap to it and an end gap to the side wall of the snail swirl, ring gas manifolds with gas tubes having a common wall and located between the snail swirl and an installation flange in the annular gap between the housing and the casing, the tubes of the first collector along the air outlet through the cavity of the second collector in the gas-emitting tubes after one, characterized in that the gas manifolds are located close to the housing and the casing, the casing is provided with holes located between the collectors and the mounting flange, and an additional central casing is installed with an annular gap installed with an end gap to the side wall of the snail swirl, and in this the gap is located radial vanes.