RU2093753C1

RU2093753C1 - Gas burner

Info

Publication number: RU2093753C1
Application number: RU95103240A
Authority: RU
Inventors: В.В. Шарихин; А.С. Печников; В.В. Степанчук; Ю.В. Гусев; М.С. Габутдинов
Original assignee: Самарский государственный технический университет
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1997-10-20
Also published as: RU95103240A

Abstract

FIELD: burning fuel in fire-boxes of furnaces and boiler furnaces. SUBSTANCE: gas burner includes housing with vortex mixing chamber inside it and air tube with secondary mixing chamber; definite relationship of diameters of primary and secondary mixing chamber is kept. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в топках печей и котлов. The invention relates to energy and can be used to burn fuel in the furnaces of furnaces and boilers.

Известна горелка, предназначенная для сжигания газообразного топлива, разработанная Институтом Газа АН УССР. Эта горелка имеет смеситель, эжектор, сопло, футеровку сферической формы, на которой происходит горение топливо-воздушной смеси. Топливо-воздушная смесь в этих горелках готовится внутри корпуса, сгорание топлива происходит на выходе из горелки с максимальной местной теплонапряженностью топочного пространства [1]
Недостатком чашеобразных горелок является чрезмерная локальная концентрация излучения, особенно в центральной части чаши, что приводит к местным перегревам продуктового змеевика.Known burner designed to burn gaseous fuels, developed by the Gas Institute of the Ukrainian SSR. This burner has a mixer, an ejector, a nozzle, a spherical lining, on which the combustion of the fuel-air mixture takes place. The fuel-air mixture in these burners is prepared inside the housing, the combustion of fuel occurs at the outlet of the burner with the maximum local heat stress of the furnace space [1]
The disadvantage of cup-shaped burners is an excessive local concentration of radiation, especially in the central part of the cup, which leads to local overheating of the food coil.

Указанные недостатки устранены в центробежных горелках с настилом пламени на гладкую излучающую поверхность топки. These disadvantages are eliminated in centrifugal burners with a flame deck on a smooth radiating surface of the furnace.

Наиболее близкой к заявляемой газовой горелке по достигаемому эффекту и технической сущности является центробежная горелка, содержащая вихревую смесительную камеру с тороидальной выходной амбразурой, против которой установлен дисковый отражатель, завихритель с газовыми каналами в виде многозаходной спирали, сформированными внутренней поверхностью корпуса газовой горелки и прорезями на внешнем контуре завихрителя [2]
Вращающий поток топливного газа способствует образованию зоны разрежения в центре вихревой смесительной камеры, что обеспечивает подсос части воздуха, необходимого для горения, в корпус газовой горелки, а регулировкой кольцевого зазора между тороидальной выходной амбразурой и дисковым отражателем в зависимости от производительности обеспечивается оптимальный расход воздуха для первичной камеры; топливовоздушная смесь на выходе из сопла под действием центробежной силы разворачивается в плоский горящий ореол пламени, равномерно настилающийся на излучающую поверхность.The closest to the claimed gas burner in terms of effect and technical essence is a centrifugal burner containing a vortex mixing chamber with a toroidal outlet embrasure, against which a disk reflector, a swirl with gas channels in the form of a multi-spiral, formed by the inner surface of the gas burner body and cuts on the external swirl circuit [2]
The rotational flow of fuel gas contributes to the formation of a rarefaction zone in the center of the vortex mixing chamber, which ensures the suction of part of the air necessary for combustion into the gas burner body, and by adjusting the annular gap between the toroidal outlet embrasure and the disk reflector, depending on the performance, the optimal air flow rate for the primary cameras the air-fuel mixture at the exit of the nozzle under the action of centrifugal force unfolds in a flat burning halo of flame, uniformly resting on the radiating surface.

Недостатком газовой горелки является отсутствие каналов для подвода вторичного воздуха, необходимого для горения топливного газа, и обоснования их размеров для качественного получения топливовоздушной смеси, экономного расходования топлива. The disadvantage of a gas burner is the lack of channels for the supply of secondary air necessary for the combustion of fuel gas, and the justification of their size for high-quality production of the air-fuel mixture, economical fuel consumption.

Задачей данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и повышение эффективности работы газовой горелки за счет экономного расходования топлива при качественном перемешивании топлива с воздухом, близком к стехиометрическому. The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages and increase the efficiency of the gas burner due to the economical consumption of fuel with high-quality mixing of fuel with air close to stoichiometric.

Данная задача достигается установлением отношения диаметров первичной смесительной камеры к вторичной смесительной камере, равным 0,12^oC0,2.This task is achieved by establishing the ratio of the diameters of the primary mixing chamber to the secondary mixing chamber equal to 0.12 ^o C0.2.

Этот признак заявляемой газовой горелки придает ей новые свойства, благодаря которым обеспечивается достижение положительных эффектов, а именно:
повышение эффективности сжигания топливного газа;
экономное расходование топлива.This feature of the inventive gas burner gives it new properties, due to which the achievement of positive effects, namely:
increasing the efficiency of fuel gas combustion;
economical fuel consumption.

На чертеже показан продольный разрез газовой горелки. The drawing shows a longitudinal section of a gas burner.

Заявляемая газовая горелка содержит корпус 1, внутри которого расположена вихревая смесительная камера 2, заканчивающаяся тороидальной выходной амбразурой 3, против которой соосно установлен дисковый отражатель 4, завихритель с газовыми каналами 5, воздушную трубу 6, в которой расположена вторичная смесительная камера 7. The inventive gas burner contains a housing 1, inside which there is a vortex mixing chamber 2, ending with a toroidal outlet embrasure 3, against which a disk reflector 4, a swirl with gas channels 5, an air pipe 6, in which the secondary mixing chamber 7 is located, are coaxially mounted.

Газовая горелка работает следующим образом. Gas burner operates as follows.

Топливный газ поступает по трубопроводу на завихритель 5, где получает вращательное движение, образует зону разрежения и первичной смесительной камере 2. В эту камеру из окружающей среды подсасывается часть воздуха, необходимого для горения топлива. Остальной воздух на горение топлива поступает в воздушную трубу 6, во вторичную смесительную камеру 7 за счет разрежения в топке трубчатой печи. Дисковым отражателем 4 регулируется количество первичного воздуха в корпусе горелки 1. Центробежными силами топливо-воздушная смесь при выходе из корпуса 1 горелки отбрасывается на кладку печи, по ходу движения эта смесь захватывает вторичный воздух из воздушной трубы 6, сгорание готовой топливовоздушной смеси происходит в пристенной области печи в виде раскаленных дисков. The fuel gas flows through the pipeline to the swirler 5, where it receives rotational motion, forms a rarefaction zone and the primary mixing chamber 2. Part of the air necessary for burning fuel is sucked into this chamber from the environment. The rest of the air for fuel combustion enters the air pipe 6, into the secondary mixing chamber 7 due to the vacuum in the furnace of the tube furnace. The disk reflector 4 controls the amount of primary air in the burner housing 1. By means of centrifugal forces, the fuel-air mixture is discharged onto the furnace masonry when leaving the burner housing 1, along the way this mixture captures secondary air from the air pipe 6, the finished air-fuel mixture is burned in the wall region furnaces in the form of incandescent disks.

Основной движущей силой для воздуха, поступающего на горение топлива в газовой горелке, является разрежение в топке трубчатой печи. В современных печах разрежение в топочной камере меняется в широком диапазоне от 20 до 300 Па. При оптимальной производительности газовых горелок по топливному газу для различных разрежений необходимы воздушные трубы определенных размеров. На выбор воздушных труб влияет и состав топливного газа. The main driving force for the air entering the combustion of fuel in a gas burner is a vacuum in the furnace of a tubular furnace. In modern furnaces, the vacuum in the combustion chamber varies over a wide range from 20 to 300 Pa. With optimal fuel gas burners for various rarefactions, air tubes of certain sizes are required. The composition of the fuel gas also affects the choice of air pipes.

С учетом размещения в воздушной трубе корпуса газовой горелке оптимальное соотношение геометрических размеров d/D 0,12^oC0,2 Обеспечивает близкое к стехиометрическому соотношению топливо-воздух для топливных газов широкого фракционного состава.Given the placement in the air tube of the gas burner body, the optimum ratio of geometric dimensions d / D 0.12 ^o C0.2 Provides close to the stoichiometric ratio of fuel-air for fuel gases of wide fractional composition.

При отношении d/D <0,12 резко возрастает избыточный воздух, поступающий в трубчатую печь на горение топлива, что приводит к неэкономному расходованию топлива, снижается коэффициент полезного действия трубчатой печи. When the ratio d / D <0.12, excess air sharply increases, entering the tube furnace for fuel combustion, which leads to uneconomical fuel consumption, and the efficiency of the tube furnace decreases.

При отношении d/D > 0,2 резко снижается поступление воздуха на горение через кольцевой зазор между корпусом горелки и воздушной трубой, что приводит к химическому недожогу топлива, потере части тепловой энергии, снижению коэффициента полезного действия трубчатой печи. When the ratio d / D> 0.2, the intake of combustion air sharply decreases through the annular gap between the burner body and the air pipe, which leads to chemical underburning of the fuel, loss of part of the thermal energy, and a decrease in the efficiency of the tube furnace.

Claims

A gas burner containing a housing inside which there is a vortex mixing chamber ending in a toroidal outlet embrasure, a swirl with gas channels, an air pipe inside which a secondary mixing chamber is located, characterized in that the ratio of the diameter of the primary mixing chamber to the diameter of the secondary mixing chamber is taken to be 0 , 12 0.2.