RU2076271C1 - Device for burning gaseous fuel - Google Patents
Device for burning gaseous fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076271C1 RU2076271C1 RU93010063A RU93010063A RU2076271C1 RU 2076271 C1 RU2076271 C1 RU 2076271C1 RU 93010063 A RU93010063 A RU 93010063A RU 93010063 A RU93010063 A RU 93010063A RU 2076271 C1 RU2076271 C1 RU 2076271C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- air
- air passage
- ratio
- tubes
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания газообразного топлива, также в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to energy and can be used to burn gaseous fuels, also in the chemical, petrochemical and other industries.
Известно устройство, содержащее топочную камеру, горелки, расположенные в два яруса и сопла острого дутья ярусов, с помощью которого осуществляется способ сжигания топлива [1]
При работе устройства через горелки подаются топливо и основная часть воздуха, необходимого для сгорания этого топлива. Остальной воздух подается через сопла острого дутья.A device containing a combustion chamber, burners located in two tiers and nozzles of sharp blasting of tiers, using which a method of burning fuel is known [1]
During the operation of the device, fuel and the main part of the air necessary for the combustion of this fuel are supplied through the burners. The remaining air is supplied through sharp blast nozzles.
Работа горелочных устройств с соплами острого дутья осуществляется со сравнительно большим недостатком воздуха (низкая скорость воздуха), что ухудшает регулировочные характеристики горелки и подготовку смесеобразования топлива воздух. The operation of burner devices with sharp blast nozzles is carried out with a relatively large lack of air (low air speed), which affects the control characteristics of the burner and the preparation of air fuel mixture formation.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сжигания газообразного топлива фирмы "Steinmuller", содержащее цилиндрический корпус, в котором расположены центральный и периферийный воздушные каналы с завихрителями, поворотные газораздающие трубки с выходными отверстиями, установленные между воздушными каналами и расположенные тангенциально и радиально к оси воздушного канала, при этом газораздающие трубки соединены с общим коллектором [2]
Недостатком известного устройства является несовершенное смесеобразование газообразного топлива с воздухом, приводящие к недостаточному уровню снижения концентрации оксидов азота в продуктах сгорания.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a device for burning gaseous fuel of the company "Steinmuller", containing a cylindrical body in which there are central and peripheral air channels with swirls, rotary gas distribution tubes with outlet openings installed between the air channels and located tangentially and radially to the axis of the air channel, while the gas distribution tubes are connected to a common collector [2]
A disadvantage of the known device is the imperfect mixture formation of gaseous fuel with air, leading to an insufficient level of reduction in the concentration of nitrogen oxides in the combustion products.
Задачей, на которую направлено изобретение, является создание устройства для сжигания газообразного топлива, позволяющего повысить уровень снижения концентрации оксидов азота в продуктах сгорания. The objective of the invention is to provide a device for burning gaseous fuels, which allows to increase the level of reduction in the concentration of nitrogen oxides in the combustion products.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для сжигания газообразного топлива, содержащем цилиндрический корпус, в котором расположены параллельный и периферийный воздушные каналы с завихрителями и поворотные газораздающие трубки, установленные между воздушными каналами, выходные отверстия которых расположены тангенциально и радиально к оси воздушного канала, отношение диаметра окружности, на которой расположены газораздающие трубки к внутреннему диаметру корпуса составляет 0,45 0,70, а соотношение суммарной площади выходных отверстий тангенциально и радиально расположенных газораздающих трубок равно 0,5 1,0, при этом газораздающие трубки с радиально и тангенциально расположенными отверстиями подключены к разным коллекторам. The problem is solved in that in a device for burning gaseous fuel containing a cylindrical body in which are parallel and peripheral air channels with swirls and rotary gas distribution tubes installed between the air channels, the outlet openings of which are located tangentially and radially to the axis of the air channel, the diameter of the circle on which the gas distribution tubes are located to the inner diameter of the housing is 0.45 0.70, and the ratio of the total output area tversty tangentially and radially arranged gazorazdayuschih tubes is 0.5 1.0, wherein gazorazdayuschie tube radially and tangentially disposed openings are connected to different reservoirs.
Отличительные от прототипа признаки, направленные на повышение уровня снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания, в известных источниках информации не обнаружены. Distinctive features from the prototype signs aimed at increasing the level of reduction of the content of nitrogen oxides in the combustion products, in known sources of information are not found.
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывают, что оно, по мнению авторов, явным образом не следует из уровня техники, так как из рассмотренных решений не выявляется влияние соотношений, характеризующих взаимное расположение струй топлива и воздуха, и соотношений расходов струй топлива, подаваемых в зону горения радиально и тангенциально, на снижение содержания оксидов азота в продуктах сгорания. Заявленное устройство, основанное на снижении концентрации кислорода в зоне горения, является более простым в реализации по сравнению с известными, использующими рециркуляцию дымовых газов (авт. св. СССР N 1477978, кл. F 23 c 11/00, 1987), или инертные газы (авт. св. СССР N 630488, F 23 c 11/00, 1976). Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленных способа и устройства для сжигания газообразного топлива критериям охраноспособности "новизна" и "изобретательский уровень". A comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that, in the authors' opinion, it does not explicitly follow from the prior art, since the influence of the ratios characterizing the relative position of the fuel and air jets and the ratio of the fuel jet flow rates the combustion zone radially and tangentially, to reduce the content of nitrogen oxides in the combustion products. The claimed device, based on a decrease in the concentration of oxygen in the combustion zone, is simpler to implement than conventional ones using flue gas recirculation (ed. St. USSR N 1477978, class F 23 c 11/00, 1987), or inert gases (ed. St. USSR N 630488, F 23 c 11/00, 1976). This allows us to conclude that the claimed method and device for burning gaseous fuels meets the eligibility criteria of "novelty" and "inventive step".
На фиг. 1 приведен общий вид устройства, которое реализует способ сжигания газообразного топлива, а на фиг. 2 показана схема направления газовых струй относительно поперечного сечения центральной струи. In FIG. 1 is a general view of a device that implements a method for burning gaseous fuel, and FIG. 2 shows a diagram of the direction of gas jets relative to the cross section of the central jet.
Устройство для сжигания газообразного топлива содержит цилиндрический корпус 1, центральный воздушный канал 2 с завихрителями 3 и поворотные газораздающие трубки 4, объединенные в коллекторы 5 и 6, периферийный кольцевой воздушный канал 7 с завихрителем 8, шибер 9 для распределения воздуха между каналами 7 и 9. A device for burning gaseous fuel contains a cylindrical body 1, a central air channel 2 with swirls 3 and rotary gas distribution tubes 4 combined into collectors 5 and 6, a peripheral annular air channel 7 with swirl 8, a gate 9 for distributing air between channels 7 and 9.
Газовоздушные трубки 5 установлены между воздушными каналами 2 и 7, выходные отверстия которых расположены тангенциально и радиально к оси воздушного канала, отношение диаметра окружности, на которой расположены газораздающие трубки, к внутреннему диаметру корпуса 1 составляет 0,45 0,70, а соотношение суммарной площади выходных тангенциально и радиально расположенных отверстий газораздающих трубок равно 0,5 1,0. Gas tubes 5 are installed between the air channels 2 and 7, the outlet openings of which are located tangentially and radially to the axis of the air channel, the ratio of the diameter of the circle on which the gas distribution tubes are located to the inner diameter of the housing 1 is 0.45 0.70, and the ratio of the total area output tangentially and radially spaced openings of gas distribution tubes is 0.5 1.0.
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
Воздух подают в цилиндрический корпус 1. Воздух входит одним потоком через центральный воздушный канал 2, где посредством завихрителя 3 закручивается, образуя центральную закрученную струю. В газораздающие трубки 4 через коллекторы 5 и 6 подают газообразное топлива, которое смешивается с воздухом, подаваемым через центральный воздушный канал 2, и воспламеняется от запального устройства (не показано). Поскольку образовавшаяся смесь газ - воздух имеет избыток газа, то на начальном участке факела выгорает не весь газ, а его часть. Несгоревший газ смешивается с воздухом, который подают через периферийный канал 7 с завихрителем 8, и образующаяся горючая смесь догорает в последующих зонах факела. Регулирование количества воздуха, подаваемого в каналы, производят с помощью шибера 9 путем поворота его вокруг оси. Air is supplied to the cylindrical body 1. Air enters in a single stream through the central air channel 2, where it is twisted by means of a swirler 3, forming a central swirling stream. Gaseous fuel is supplied to the gas distribution tubes 4 through the manifolds 5 and 6, which is mixed with the air supplied through the central air channel 2 and ignited by an ignition device (not shown). Since the resulting gas-air mixture has an excess of gas, not all gas, but part of it, burns out in the initial section of the flare. Unburned gas is mixed with air, which is supplied through a peripheral channel 7 with a swirler 8, and the resulting combustible mixture burns out in subsequent zones of the torch. The regulation of the amount of air supplied to the channels is carried out using a gate 9 by turning it around its axis.
Пример 1. Расход газа 0,05 м3/c. Отношение диаметра окружности расположения газораздающих трубок к внутреннему диаметру корпуса составляет d/D 0,45. Количество газораздающих трубок 12. Трубки объединены в два коллектора по 6 шт. в каждом. Количество отверстий в каждой газораздающей трубке 10 шт. диаметр каждого отверстия dотв 5 мм. Расчетная скорость истечения газа составит величину
Природный газ подают в центральную воздушную струю отдельными струями таким образом, что все струи направлены радиально, т.е. Nтанг./Nрад. O и F/f 0.Example 1. The gas flow rate of 0.05 m 3 / s. The ratio of the diameter of the circumference of the arrangement of the gas distribution tubes to the inner diameter of the housing is d / D 0.45. The number of gas distribution tubes 12. The tubes are combined into two collectors of 6 pcs. in each. The number of holes in each gas distribution tube 10 pcs. each hole diameter d of holes 5 mm. The estimated gas flow rate will be
Natural gas is fed into the central air stream in separate jets in such a way that all jets are directed radially, i.e. N tang. / N glad. O and F / f 0.
Воздух подают через центральный воздушный канал и периферийный кольцевой канал. Через центральный воздушный канал воздух подают в таком количестве, чтобы образовалась газовоздушная смесь с концентрацией газа не более 15% (предельная верхняя концентрация газа в смеси, при которой еще происходит воспламенение смеси), т.е. расход воздуха составляет величину
Поскольку необходимый объем воздуха для полного сгорания 0,05 м3/с метана равен G
При этом завихрители воздуха в центральном и кольцевом каналах обеспечивают параметры крутки центральной и кольцевой струи n1 5 и n2 5 (достигается путем установки соответствующих завихрителей). В этом случае параметр крутки сложной струи будет равен (соотношение 5)
При таком параметре крутки (В.В. Померанцев. Основы практической теории горения. Л. Энергоатомиздат, 1986, с. 41) обеспечивается рециркуляция продуктов сгорания вблизи устья горелки, что оказывает стабилизирующее воздействие на процесс воспламенения смеси (см. В.В. Померанцев, с. 145).Air is supplied through the central air channel and the peripheral annular channel. Air is supplied through the central air channel in such an amount that a gas-air mixture is formed with a gas concentration of not more than 15% (the maximum upper gas concentration in the mixture at which the mixture still ignites), i.e. air flow rate is
Since the required volume of air for complete combustion of 0.05 m 3 / s of methane is G
In this case, the air swirls in the central and annular channels provide the twisting parameters of the central and annular jets n 1 5 and n 2 5 (achieved by installing the corresponding swirls). In this case, the twist parameter of the complex jet will be equal to (ratio 5)
With this twist parameter (VV Pomerantsev. Fundamentals of the practical theory of combustion. L. Energoatomizdat, 1986, p. 41), recirculation of combustion products near the mouth of the burner is provided, which has a stabilizing effect on the ignition of the mixture (see VV Pomerantsev , p. 145).
Как известно (см. В. В. Померанцев, с. 48), вблизи сильно закрученных струй создается разрежение, которое достигает (0,6-0,8)ρw
Поскольку на начальном участке в нашем случае сгорает не весь газ, а только его следующее количество:
то в последующих зонах факела сгорает
Пример 2. Расход газа 0,1 м3/с. Отношение диаметра окружности расположения газораздающих трубок к внутреннему диаметру корпуса составляет d/D 0,70. Количество газораздающих трубок 12. Трубки объединены в два коллектора по 6 шт. в каждом. Количество отверстий в каждой трубке 10, а диаметр каждого отверстия dотв 5 мм.Since in our case, in our case, not all gas is burned, but only its following amount:
then in subsequent zones of the torch burns
Example 2. The gas flow rate of 0.1 m 3 / s The ratio of the diameter of the circumference of the arrangement of the gas distribution tubes to the inner diameter of the housing is d / D 0.70. The number of gas distribution tubes 12. The tubes are combined into two collectors of 6 pcs. in each. The number of holes in each tube 10, and the diameter of each hole d resp 5 mm.
Природный газ подают в центральную воздушную струю отдельными струями таким образом, что шесть струй направлены параллельно, а шесть струй - тангенциально, т. е. Nтанг./Nрад. 1; F/f 1. Через центральный воздушный канал воздух подают в таком количестве, чтобы образовалась газовоздушная смесь с концентрацией газа не более 15% т.е. расход воздуха составит величину
Так как необходимый объем воздуха для полного сгорания 0,1 м3/c газа равен G
Одновременно с подачей воздуха и газа в мазутную форсунку 2 подают мазут и зажигают мазутный факел, который воспламеняет смеси. После воспламенения смеси мазутный факел гасят.Natural gas is fed into the central air stream in separate jets in such a way that six jets are directed in parallel, and six jets are tangential, i.e., N tang. / N glad. one; F / f 1. Air is supplied through the central air channel in such an amount that a gas-air mixture is formed with a gas concentration of not more than 15%, i.e. air consumption will be
Since the required volume of air for complete combustion of 0.1 m 3 / s of gas is G
Simultaneously with the supply of air and gas to the fuel oil nozzle 2, fuel oil is fed and a fuel oil torch is ignited, which ignites the mixture. After igniting the mixture, the fuel oil torch is quenched.
Завихрители воздуха в центральном и кольцевом каналах обеспечивают параметры крутки центральной и кольцевой струй n1 0,7 и n2 0,7
При таком параметре крутки для равномерного смешения газа с воздухом центральной струи необходимо газ подавать таким образом, чтобы струи газа равномерно распределялись в струе воздуха, что возможно при подаче газа радиально и тангенциально с одинаковой интенсивностью, т.е. количество струй газа, подаваемых тангенциально, равно количеству струй газа, подаваемых радиально, т.е. газ подается во все стороны равномерно.Air swirls in the central and annular channels provide the twisting parameters of the central and annular jets n 1 0.7 and n 2 0.7
With this twist parameter, for uniform mixing of gas with the air of the central jet, it is necessary to supply gas in such a way that the gas jets are evenly distributed in the air stream, which is possible when the gas is supplied radially and tangentially with the same intensity, i.e. the number of jets of gas supplied tangentially equal to the number of jets of gas supplied radially, i.e. gas is supplied in all directions evenly.
На начальном участке струи сгорает следующее количество газа:
Остальной газ сгорает в последующих зонах факела:
G
Увеличение отношения d/D > 0,7 нецелесообразно, так как параметр крутки не увеличивается, а сопротивление кольцевого канала растет из-за уменьшения расхода для воздуха (увеличивается диаметр центрального канала при неизменном D). Уменьшение же d/D < 0,45 приводит к уменьшению параметра n < 0,5.In the initial section of the jet, the following amount of gas is burned:
The remaining gas burns in the following zones of the torch:
G
An increase in the ratio d / D> 0.7 is impractical, since the twist parameter does not increase, and the resistance of the annular channel increases due to a decrease in air flow (the diameter of the central channel increases with constant D). A decrease in d / D <0.45 leads to a decrease in the parameter n <0.5.
Оптимальный диапазон изменения соотношения суммарной площади выходных отверстий тангенциально и радиально расположенных газораздающих трубок находится в пределах 0,5 1,0. Отклонение от заявленного соотношения приводит к ухудшению смесеобразования и повышению содержания оксидов азота в продуктах сгорания. The optimal range of changes in the ratio of the total area of the outlet openings of the tangentially and radially located gas-distributing tubes is in the range of 0.5 to 1.0. Deviation from the stated ratio leads to a deterioration of the mixture formation and an increase in the content of nitrogen oxides in the combustion products.
Как показали исследования, проведенные на котле ТГМ-84-Б (Дк 420 т/ч), оборудованном шестью горелками с поворотными газораздающими трубками, содержание оксидов азота составляет 50 70% (100 120 мг/м3).As shown by studies conducted on the boiler TGM-84-B (DK 420 t / h), equipped with six burners with rotary gas distribution tubes, the content of nitrogen oxides is 50 70% (100 120 mg / m 3 ).
Таким образом, предлагаемое устройство для сжигания газа улучшает смесеобразование газообразного топлива с воздухом, что позволяет снизить выбросы оксидов азота в атмосферу. Thus, the proposed device for burning gas improves the mixture formation of gaseous fuels with air, which allows to reduce emissions of nitrogen oxides into the atmosphere.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93010063A RU2076271C1 (en) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | Device for burning gaseous fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93010063A RU2076271C1 (en) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | Device for burning gaseous fuel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93010063A RU93010063A (en) | 1995-04-30 |
RU2076271C1 true RU2076271C1 (en) | 1997-03-27 |
Family
ID=20137777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93010063A RU2076271C1 (en) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | Device for burning gaseous fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2076271C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480673C1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Device for fuel burning |
RU214920U1 (en) * | 2022-05-19 | 2022-11-21 | Акционерное общество "Специальное Конструкторское Бюро Котлостроения" | Double-flow oil-gas burner for steam, hot water or thermal oil boilers |
-
1993
- 1993-02-26 RU RU93010063A patent/RU2076271C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1456699, кл. F 23 C 7/00, 1987. 2. Проспект фирмы "Steinmuller ol und gasbrenner".- 1991. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480673C1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Device for fuel burning |
RU214920U1 (en) * | 2022-05-19 | 2022-11-21 | Акционерное общество "Специальное Конструкторское Бюро Котлостроения" | Double-flow oil-gas burner for steam, hot water or thermal oil boilers |
RU2797080C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-05-31 | Дмитрий Рюрикович Григорьев | Method for reducing nitrogen oxide emissions and a dual-flow burner for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5618173A (en) | Apparatus for burning oxygenic constituents in process gas | |
US4505666A (en) | Staged fuel and air for low NOx burner | |
US6461147B1 (en) | Gas Burner | |
US5241949A (en) | Recuperative radiant tube heating system especially adapted for use with butane | |
CA2388067A1 (en) | High capacity/low nox radiant wall burner | |
US5562437A (en) | Liquid or gaseous fuel burner with very low emission of nitrogen oxides | |
RU2364790C2 (en) | Gas burner with low polluting emissions | |
CN1119571C (en) | Burning method for double flow tangential inlet nozzle | |
CA1212617A (en) | Staged fuel and air for low nox burner | |
KR100679596B1 (en) | Radial inflow dual fuel injector | |
CN1111671C (en) | Method of disgorging flames from two stream tangential entry nozzle | |
US5934898A (en) | Burner nozzle with improved flame stability | |
RU2076271C1 (en) | Device for burning gaseous fuel | |
RU2040731C1 (en) | Fuel gasification burner | |
RU2230257C2 (en) | Device for burning gaseous fuel | |
WO2000061992A1 (en) | Tunneled multi-blade swirler/gas injector for a burner | |
RU2270402C1 (en) | Fuel burner | |
RU2480673C1 (en) | Device for fuel burning | |
RU2159895C1 (en) | Oil/gas combination burner | |
SU1253436A3 (en) | Flat-flame gas burner | |
SU1280271A1 (en) | Burner | |
SU1695050A1 (en) | Method of fuel gaseous waste combustion | |
RU2433342C2 (en) | BURNER WITH CENTRAL AIR JET AND METHOD TO REDUCE NOx EMISSION OF SPECIFIED BURNER (VERSIONS) | |
US5207570A (en) | Bluff body band register and bluff body band pilot | |
SU989237A1 (en) | Burner |