RU2106574C1 - Burner assembly - Google Patents

Burner assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2106574C1
RU2106574C1 RU95101416A RU95101416A RU2106574C1 RU 2106574 C1 RU2106574 C1 RU 2106574C1 RU 95101416 A RU95101416 A RU 95101416A RU 95101416 A RU95101416 A RU 95101416A RU 2106574 C1 RU2106574 C1 RU 2106574C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
liquid
fuel
air
flame tube
Prior art date
Application number
RU95101416A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95101416A (en
Inventor
В.С. Варфоломеев
О.В. Дунай
В.Я. Кузнецов
И.А. Образцов
О.В. Строгонов
В.А. Щукин
Original Assignee
Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
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 Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева filed Critical Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority to RU95101416A priority Critical patent/RU2106574C1/en
Publication of RU95101416A publication Critical patent/RU95101416A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2106574C1 publication Critical patent/RU2106574C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

FIELD: power engineering; thermal units for burning gaseous and liquid fuel. SUBSTANCE: gas-liquid and gas-liquid evaporating injectors are installed in tandem and concentrically to each other in flame tubes so that the latter and casing form secondary air supply space; gas-liquid evaporating injector and flame tube form annular channel for feeding primary air and evaporated fuel and for accommodating antiflaming stabilizer that divides the channel into mixing space and flame-tube space; internal space of gas-liquid evaporating injector that has hole in front part to pass air and gas-liquid injector form primary combustion zone; ignition plug is installed in internal space of gas-liquid injector. EFFECT: improved design. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах для сжигания газообразного и жидкого топлива. The invention relates to a power system and can be used in various heat engineering devices for burning gaseous and liquid fuels.

Известна газовая горелка [1], содержащая камеру сгорания, газоподающую трубку с сопловым насадком на выходе, имеющим систему радиальных отверстий, воздухоподводящий патрубок и электрозапальник, установленный внутри соплового насадка по его оси. Сопловой насадок установлен в камере сгорания с кольцевым зазором, а в кольцевом зазоре равномерно по окружности установлены пилоны, при этом радиальные отверстия соплового насадка выполнены у основания пилонов по обе их стороны. Known gas burner [1], containing a combustion chamber, a gas supply tube with a nozzle nozzle at the outlet, having a system of radial openings, an air supply pipe and an electric igniter installed inside the nozzle nozzle along its axis. The nozzle nozzles are installed in the combustion chamber with an annular gap, and pylons are evenly spaced in the annular gap, while the radial holes of the nozzle nozzle are made at the base of the pylons on both sides of them.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является горелочное устройство [2], содержащее корпус, жаровую трубу, два топливных коллектора, топливные форсунки, свечу зажигания. Недостатком данной горелки является то, что при образовании двух последовательных зон горения с раздельной подачей топливо-воздушной смеси в каждую из них, для организации процесса горения в первой зоне можно использовать только газообразное топливо. Для образования топливо-воздушной смеси, идущей во вторую зону горения, необходим высокий перепад давления на форсунке подачи жидкого топлива для обеспечения приемлемой мелкости распыла, что не исключает накопления и перетекания неиспарившегося жидкого топлива в первичную зону горения и на выходе из горелки. Сжигание в каждой зоне топливо-воздушной смеси стехиометрического состава сужает диапазон регулирования мощностью горелки и влечет за собой увеличение выбросов Оx.The closest in technical essence and adopted for the prototype is a burner device [2], comprising a housing, a heat pipe, two fuel manifolds, fuel nozzles, and a spark plug. The disadvantage of this burner is that when two successive combustion zones are formed with a separate supply of a fuel-air mixture into each of them, only gaseous fuel can be used to organize the combustion process in the first zone. For the formation of a fuel-air mixture going into the second combustion zone, a high pressure drop across the nozzle of the liquid fuel supply is necessary to ensure an acceptable fineness of the spray, which does not exclude the accumulation and flow of unevaporated liquid fuel into the primary combustion zone and at the exit of the burner. The burning in each zone of the fuel-air mixture of stoichiometric composition narrows the range of regulation of the burner power and entails an increase in O x emissions.

Задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является снижение выбросов вредных веществ и расширение диапазона устойчивого горения по расходу топлива. The task that the invention solves is to reduce emissions of harmful substances and expand the range of sustainable combustion in fuel consumption.

Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, содержащем корпус, жаровую трубу, канал подвода топлива, топливные форсунки, свечу зажигания и узлы подвода воздуха через лопаточные или струйные завихрители, топливные форсунки - газожидкостная и газожидкостная испарительная, установлены последовательно и концентрично друг другу на входе в жаровую трубу так, что жаровая труба с корпусом образует полость подвода вторичного воздуха, газожидкостная испарительная форсунка образует с жаровой трубой кольцевой канал для подвода первичного воздуха и испаренного топлива, в котором установлен антифламинг-стабилизатор, разделяющий канал на смесительную полость и полость жаровой трубы, внутренняя полость газожидкостной испарительной форсунки, имеющая отверстия в передней части для прохода воздуха, совместно с газожидкостной форсункой образует первичную зону горения, а во внутренней полости газожидкостной форсунки установлена свеча зажигания. Канал подвода топлива к газожидкостной испарительной форсунке снабжен трубчатым змеевиком с расположением витков как по оси горелки, так и по вертикальной оси и расположен в полости жаровой трубы. Каналы подвода воздуха в зону горения выполнены пространственно-ориентированными, например, холодильными и отклоненными от плоскости поперечного сечения. Антифламинг-стабилизатор выполнен в виде трубок с отверстиями, сообщенными с полостью между жаровой трубой и корпусом, а между трубок установлена сетка из жаропрочного материала. Кроме того, внутренняя полость газожидкостной форсунки сообщена с каналом подвода воздуха. The problem is solved in that in a burner device comprising a housing, a flame tube, a fuel supply channel, fuel nozzles, a spark plug and air supply nodes through blade or jet swirlers, fuel nozzles - gas-liquid and gas-liquid evaporator, are installed sequentially and concentrically to each other on the entrance to the flame tube so that the flame tube with the housing forms a secondary air supply cavity, the gas-liquid vaporizing nozzle forms an annular channel with the flame tube for supplying primary air and vaporized fuel, in which an anti-flaming stabilizer is installed that separates the channel into the mixing cavity and the cavity of the flame tube, the internal cavity of the gas-liquid evaporation nozzle, which has openings in the front part for air passage, together with the gas-liquid nozzle forms the primary combustion zone, and in the internal the cavity of the gas-liquid nozzle has a spark plug. The channel for supplying fuel to the gas-liquid evaporator nozzle is equipped with a tubular coil with the arrangement of turns both along the axis of the burner and along the vertical axis and is located in the cavity of the flame tube. The channels for supplying air to the combustion zone are spatially oriented, for example, refrigerated and deviated from the plane of the cross section. The anti-flaming stabilizer is made in the form of tubes with holes communicated with the cavity between the flame tube and the housing, and a mesh of heat-resistant material is installed between the tubes. In addition, the internal cavity of the gas-liquid nozzle is in communication with the air supply channel.

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

Горелочное устройство содержит корпус 1, жаровую трубу 2, воздухоподводящий патрубок 3, свечу зажигания 4, газожидкостную форсунку 5 и газожидкостную испарительную форсунку 6. Жаровая труба 2 установлена по оси корпуса 1 с зазором, образуя полость подвода вторичного воздуха 7, в конце которой на выходе из горелочного устройства установлен кольцевой завихритель 8. Газожидкостная испарительная форсунка 6 включает в себя плоскую торцевую часть, с помощью которой она устанавливается по оси горелочного устройства, входную цилиндрическую часть, конический переходник, выходную цилиндрическую часть меньшего диаметра, чем входная часть, и трубчатый испарительный змеевик 9 с каналом подвода газообразного или жидкого топлива 10. Входная цилиндрическая часть испарительной газожидкостной форсунки 6 с системой отверстий для подвода воздуха в торцевую полость 11 дежурного факела, в каждом из которых установлены завихрители 12 и плоская торцевая ее часть, образуют с корпусом 1 торцевую полость 13. В конце входной цилиндрической части, между наружной ее стенкой и внутренней стенкой жаровой трубы 2 установлен кольцевой завихритель 14. Выходная цилиндрическая часть форсунки 6 имеет кольцевой коллектор 15 газообразного или испаренного жидкого топлива с системой хордальных отверстий 16, оси которых выполнены под острым углом к оси горелочного устройства. Выходной конец трубчатого испарительного змеевика 9 соединен с кольцевым коллектором 15. Выходная цилиндрическая часть и конический переходник образует с внутренней стенкой жаровой трубы 2 кольцевой канал 17, являющийся смесителем топлива с воздухом. В конце канала 17, между выходной цилиндрической частью форсунки 6 и жаровой трубой 2 установлен антифламинг-стабилизатор пламени 18, представляющий собой трубки 19 с каналами 20 для отбора воздуха из пристеночного кольцевого канала 7 и системой отверстий 21 для подачи этого воздуха во фронт горения основного топлива. Между трубок 19 установлена сетка их жаропрочного материала. The burner device comprises a housing 1, a heat pipe 2, an air supply pipe 3, a spark plug 4, a gas-liquid nozzle 5, and a gas-liquid vaporization nozzle 6. The heat pipe 2 is installed along the axis of the housing 1 with a gap, forming a secondary air supply cavity 7, at the end of which there is an outlet an annular swirler is installed from the burner 8. The gas-liquid evaporation nozzle 6 includes a flat end part, with which it is installed along the axis of the burner, the inlet cylindrical part, adapter, the output cylindrical part of a smaller diameter than the inlet part, and a tubular evaporative coil 9 with a channel for supplying gaseous or liquid fuel 10. The inlet cylindrical part of the vaporizing gas-liquid nozzle 6 with a system of openings for supplying air to the end cavity 11 of the standby torch, in each of of which swirlers 12 and a flat end part thereof are installed, form an end cavity 13 with the housing 1. At the end of the inlet cylindrical part, between its outer wall and the inner wall of the flame tube s 2 an annular swirler 14. The nozzle outlet cylindrical portion 6 has an annular manifold 15 gas or vaporized liquid fuel system chordal holes 16 whose axes are formed at an acute angle to the axis of the burner. The output end of the tubular evaporative coil 9 is connected to the annular collector 15. The output cylindrical part and the conical adapter forms an annular channel 17, which is a fuel / air mixer, with the inner wall of the flame tube 2. At the end of the channel 17, between the outlet cylindrical part of the nozzle 6 and the flame tube 2, an anti-flaming flame stabilizer 18 is installed, which is a tube 19 with channels 20 for taking air from the wall ring channel 7 and a system of openings 21 for supplying this air to the combustion front of the main fuel . Between the tubes 19, a grid of their heat-resistant material is installed.

Передвижная регулировочная шайба 22 позволяет менять расход воздуха, поступающего в полость 17. The movable adjusting washer 22 allows you to change the flow rate of air entering the cavity 17.

По оси газожидкостной испарительной форсунки 6 в плоской торцевой ее части расположена газожидкостная форсунка 5, включающая в себя коллектор жидкого топлива 23, фитиль 24 и трубку 25 подвода жидкого топлива, коллектор 23, трубку 26 подвода газообразного топлива, выполняющего роль струйной газовой форсунки. On the axis of the gas-liquid evaporation nozzle 6, in its flat end part, there is a gas-liquid nozzle 5, including a liquid fuel manifold 23, a wick 24 and a liquid fuel supply pipe 25, a manifold 23, a gas fuel supply pipe 26 acting as a jet gas nozzle.

По оси форсунки 5 в ее внутренней полости 27 установлена свеча зажигания 4. Жаровая труба 2 имеет систему отверстий 28 подвода воздуха с завихрителями. Внутренняя полость 27 газожидкостной форсунки 5 сообщена с каналом подвода воздуха 3. Трубчатый испарительный змеевик 9 выполнен с расположением витков как по оси горелочного устройства, так и по его вертикальной оси и расположен в полости жаровой трубы 2. A spark plug 4 is installed along the axis of the nozzle 5 in its inner cavity 27. The flame tube 2 has a system of openings 28 for supplying air with swirls. The internal cavity 27 of the gas-liquid nozzle 5 is in communication with the air supply channel 3. The tubular evaporative coil 9 is arranged with the arrangement of turns both along the axis of the burner device and along its vertical axis and is located in the cavity of the flame tube 2.

Работает горелочное устройство следующим образом. The burner operates as follows.

Воздух, через радикально расположенный воздухоподводящий патрубок 3, с окружной закруткой, поступает в торцевую полость 13, из которой распределяется на три потока. Первый поток воздуха через систему отверстий 12 с завихрителями, получая дополнительную закрутку, поступает в торцевую полость 11 дежурного факела. Откуда по центральному каналу, омывая змеевик 9 через жаровую трубу 2, выходит из горелочного устройства. Второй поток воздуха из торцевой полости 13 через кольцевой завихритель 14, получая дополнительную закрутку, через смеситель 17, антифламинг-стабилизатор 18, жаровую трубу 2 выходит из горелочного устройства. Третий поток воздуха из торцевой полости 13 поступает в пристеночный кольцевой канал 7, по которому часть его через кольцевой завихритель с дополнительной круткой выходит из горелочного устройства. Вторая часть воздуха через трубки 19 по каналам 20, через систему отверстий 21, поступает в жаровую трубу 2. Третья часть этого воздуха через систему отверстий 28 с завихрителями также поступает в жаровую трубу 2. Соотношение расходов воздуха в этих трех потоках определяется общим коэффициентом избытка воздуха из условий потребной тепловой мощности для испарителя и общей тепловой мощностью горелочного устройства. Часть топлива поступает в газожидкостную форсунку 5, являющуюся в данном горелочном устройстве дежурной горелкой, в зависимости от вида используемого топлива. Газообразное топливо поступает по трубке 26, выполняющей роль струйной газовой форсунки, подается в кольцевой зазор 27, где воспламеняется свечой зажигания 4 и вместе с первым потоком воздуха, поступающим в торцевую полость 11, образует дежурный диффузионный факел пламени. Жидкое топливо по трубке 25 поступает в коллектор 23, образованный торцевой проточкой в корпусе газожидкостной форсунки 5 и вставленным в нее фитилем 24. Air, through a radically located air supply pipe 3, with a circumferential swirl, enters the end cavity 13, from which it is distributed into three streams. The first air flow through the system of openings 12 with swirls, receiving an additional swirl, enters the end cavity 11 of the standby torch. From where, through the central channel, washing the coil 9 through the flame tube 2, it leaves the burner device. The second air stream from the end cavity 13 through the annular swirler 14, receiving an additional swirl, through the mixer 17, anti-flaming stabilizer 18, the flame tube 2 exits the burner device. The third stream of air from the end cavity 13 enters the parietal annular channel 7, through which part of it through the annular swirler with additional twist exits the burner device. The second part of the air through the ducts 19 through the channels 20, through the system of holes 21, enters the flame tube 2. The third part of this air through the system of holes 28 with swirls also enters the flame tube 2. The ratio of air flow in these three flows is determined by the total coefficient of excess air from the conditions of the required heat output for the evaporator and the total heat output of the burner. Part of the fuel enters the gas-liquid nozzle 5, which is the duty burner in this burner, depending on the type of fuel used. Gaseous fuel enters through the tube 26, which acts as a jet gas nozzle, is fed into the annular gap 27, where it is ignited by the spark plug 4 and together with the first air stream entering the end cavity 11, forms a diffusion flame on duty. Liquid fuel through the tube 25 enters the collector 23, formed by the end groove in the body of the gas-liquid nozzle 5 and the wick 24 inserted into it.

Далее топливо из коллектора 23 всасывается фитилем 24 (явление капиллярной пропитки) и поджигается с открытого конца фитиля 24 свечой 4, образуя вместе с первым потоком воздуха, поступающим в торцевую полость 11, дежурный диффузионный факел пламени. Further, the fuel from the collector 23 is absorbed by the wick 24 (capillary impregnation phenomenon) and is ignited from the open end of the wick 24 with a candle 4, forming, together with the first air stream entering the end cavity 11, an on-line diffusion flame torch.

Известно, что диффузионный факел наиболее устойчив к отрыву, проскок пламени вообще невозможен, поэтому поддержание пламени дежурным факелом может быть обеспечено даже в смесях, выходящих за концентрационные пределы воспламенения, что существенно расширяет диапазон устойчивого горения пламени. Более того, при расходе топлива в дежурной горелке порядка 3-4% от общего расхода топлива, устойчивость горения в горелочном устройстве определяется практически устойчивостью горения дежурного факела (см. рациональное использование газа в энергетических установках. Справочное руководство /Р.Б. Ахмедов, О.Н. Брюханов, А.С. Иссерлип и др. Л., Недра, 1990, с. 423). It is known that the diffusion torch is the most resistant to detachment, flame penetration is generally impossible, therefore, maintaining the flame with the torch on duty can be ensured even in mixtures that go beyond the concentration limits of ignition, which significantly extends the range of stable flame burning. Moreover, when the fuel consumption in the standby burner is about 3-4% of the total fuel consumption, the stability of combustion in the burner is determined practically by the stability of combustion of the standby torch (see rational use of gas in power plants. Reference manual / RB Akhmedov, O .N. Bryukhanov, A.S. Isserlip et al. L., Nedra, 1990, p. 423).

Расход топлива, как газообразного, так и жидкого через газожидкостную форсунку 5 определяется из условий:
- потребной тепловой мощности для воспламенения основной топливо-воздушной смеси, поступающей в жаровую трубу 2 из испарительной газожидкостной форсунки 6, если в качестве основного используются газообразное топливо;
- потребной тепловой мощности для функционирования трубчатого змеевика 9, если в качестве основного используется жидкое топливо.
Fuel consumption, both gaseous and liquid, through a gas-liquid nozzle 5 is determined from the conditions:
- the required heat capacity to ignite the main fuel-air mixture entering the flame tube 2 from the vaporizing gas-liquid nozzle 6, if gaseous fuel is used as the main one;
- the required thermal power for the functioning of the tubular coil 9, if liquid fuel is used as the main one.

После образования дежурного факела пламени основная часть топлива (либо жидкого, либо газообразного) подается в газожидкостную испарительную форсунку 6 следующим образом. Газообразное топливо по каналу 10, через трубчатый змеевик 9, топливный коллектор 15, систему хордальных отверстий 16 поступает в смеситель 17, где смешивается со вторым потоком воздуха, образуя газовоздушную топливную смесь. Эта смесь, пройдя через антифламинг-стабилизатор 18, поступает в жаровую трубу 2, где воспламеняется от дежурного факела пламени, образует кольцевую зону горения. Жидкое топливо по каналу 10, предварительно нагреваясь от дежурного факела в торцевой полости 11, поступает в трубчатый змеевик 9, где испаряется. After the formation of the standby flame, the main part of the fuel (either liquid or gaseous) is supplied to the gas-liquid evaporation nozzle 6 as follows. Gaseous fuel through the channel 10, through the tubular coil 9, the fuel manifold 15, the system of chordal openings 16 enters the mixer 17, where it is mixed with the second air stream, forming a gas-air fuel mixture. This mixture, passing through the anti-flaming stabilizer 18, enters the flame tube 2, where it ignites from the standby flame, forming an annular combustion zone. Liquid fuel through the channel 10, preheating from the standby torch in the end cavity 11, enters the tubular coil 9, where it evaporates.

Испаренное жидкое топливо из трубчатого змеевика 9 через топливный коллектор 15 и систему хордальных отверстий 16 поступает в смеситель 17, где смешивается со вторым потоком воздуха, образуя паровоздушную топливную смесь. Эта смесь, также пройдя через антифламинг-стабилизатор 18, поступает в жаровую трубу 2, где воспламеняется от дежурного факела, образует кольцевую зону горения. Эта зона горения при работе горелочного устройства дополнительно обогревает трубчатый змеевик 9, обеспечивая тем самым полное испарение жидкого топлива в испарителе. Выполнение отверстий 16 хордальными и под углом к оси горелочного устройства создает крутку газообразного или испаренного жидкого топлива, поступающего из коллектора 15 в смеситель 17. The evaporated liquid fuel from the tubular coil 9 through the fuel manifold 15 and the system of chordal holes 16 enters the mixer 17, where it is mixed with the second air stream, forming a vapor-air fuel mixture. This mixture, also passing through the anti-flaming stabilizer 18, enters the flame tube 2, where it ignites from the standby torch, forms an annular combustion zone. This combustion zone during operation of the burner device further heats the tubular coil 9, thereby ensuring complete evaporation of liquid fuel in the evaporator. The implementation of the holes 16 chordal and at an angle to the axis of the burner device creates a twist of gaseous or vaporized liquid fuel coming from the collector 15 into the mixer 17.

Взаимодействие в смесителе 17 двух закрученных потоков обеспечивает однородность топливо-воздушной смеси, подаваемой в основную зону горения, т.к. относительная длина пути смешения в закрученной струе в несколько раз больше чем в прямоточной (см. Рациональное использование газа в энергетических установках. Справочное руководство /Под ред. А.С. Иссерлипа. Л., Недра, 1990, с. 423). Сжигание однородной гомогенной смеси обеспечивает снижение выбросов токсичных веществ CO, HC и сажи (см. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД, пер. с англ. М., Мир, 1986, 566 с.). The interaction in the mixer 17 of two swirling flows ensures uniformity of the fuel-air mixture supplied to the main combustion zone, because the relative length of the mixing path in a swirling jet is several times longer than in a direct-flow one (see Rational use of gas in power plants. Reference manual / Ed. by A. Isserlip. L., Nedra, 1990, p. 423). Burning a homogeneous homogeneous mixture provides a reduction in emissions of toxic substances CO, HC and soot (see Lefebvre A. Processes in the combustion chamber of a gas turbine engine, trans. From English. M., Mir, 1986, 566 pp.).

Третий поток воздуха с окружной закруткой, из торцевой полости 13, проходя по пристеночному кольцевому каналу 7, охлаждает стенку жаровой трубы 2, предохраняя ее от перегрева. Известно, что наилучшее охлаждение стенки жаровой трубы 2, при тех же затратах мощности, что и для осевого потока, можно получить в случае применения закрученного потока (см. Сударев А.В., Антоновский В.И. Камера сгорания газотурбинных установок. Теплообмен. Л., Машиностроение, 1985). Далее, проходя через кольцевой завихритель 8, воздух с дополнительной круткой поступает в конец основной зоны горения, укорачивая длину факела пламени. The third stream of air with a circular swirl from the end cavity 13, passing through the parietal annular channel 7, cools the wall of the flame tube 2, protecting it from overheating. It is known that the best cooling of the wall of the flame tube 2, at the same power costs as for the axial flow, can be obtained if a swirl flow is used (see Sudarev A.V., Antonovsky V.I. Combustion chamber of gas turbine units. Heat transfer. L., Engineering, 1985). Further, passing through the annular swirler 8, air with additional twist enters the end of the main combustion zone, shortening the length of the flame.

Часть третьего потока воздуха через дополнительные трубки 19 по каналам 20 и систему отверстий 21 поступает в начало основной зоны горения, а другая часть пристеночного воздуха поступает в основную зону горения через систему отверстий 28 с завихрителями. Part of the third air flow through additional tubes 19 through channels 20 and the system of openings 21 enters the beginning of the main combustion zone, and the other part of the wall air enters the main combustion zone through the system of openings 28 with swirls.

Ступенчатый подвод пристеночного воздуха по всем частям основного факела (в начало зоны горения через систему отверстий 21, в зону горения через систему отверстий 8 с завихрителями и в конец зоны по пристеночному кольцевому каналу 7 через кольцевой завихритель 8) способствует более полному догоранию окиси углерода и несгоревших углеводородов (HC). Кроме того, этот воздух снижает температуру основного факела пламени, которая является главным фактором, определяющим образование окислов азота NOx (см. Леф А. Процессы в камерах сгорания ГТД. М.: Мир, 1986, 566 с.).The step-by-step supply of near-wall air in all parts of the main flame (to the beginning of the combustion zone through the system of openings 21, to the combustion zone through the system of openings 8 with swirlers and to the end of the zone along the wall ring channel 7 through the annular swirler 8) contributes to a more complete burning of carbon monoxide and unburned hydrocarbons (HC). In addition, this air lowers the temperature of the main flame, which is the main factor determining the formation of nitrogen oxides NO x (see LEF A. Processes in GTE combustion chambers. M: Mir, 1986, 566 pp.).

Сажа, неизбежно образующаяся при горении дежурного диффузионного пламени, выгорает, попадая в зону горения основного топлива, не увеличивая общий выход сажи из горелочного устройства. Soot, which inevitably forms during combustion of the standby diffusion flame, burns out, falling into the combustion zone of the main fuel, without increasing the total soot output from the burner device.

Факельный подвод жидкого топлива (3-5% от общего расхода) в дежурный факел пламени и наличие трубчатого змеевикового испарителя 9 основного жидкого топлива позволяет использовать два вида топлива (жидкого и газообразного), как поочередно, так и одновременно, расширить диапазон устойчивого горения основного факела пламени и снизить давление подачи жидкого топлива (вплоть до безнасосной подачи). The flare supply of liquid fuel (3-5% of the total flow rate) into the standby flame torch and the presence of a tubular coil evaporator 9 of the main liquid fuel allows the use of two types of fuel (liquid and gaseous), both alternately and simultaneously, to expand the range of sustainable burning of the main flame flame and reduce the pressure of the liquid fuel supply (up to the pumpless supply).

Разделение воздуха, поступающего в горелочное устройство, на три потока, образование однородной гомогенной смеси как при работе на газообразном, так и на жидком топливе, путем подачи в смеситель 17 двух закрученных потоков (воздуха через завихритель 14 и газообразного или парообразного топлива через систему хордальных отверстий 16, выполненных под углом к оси горелочного устройства), ступенчатый подвод воздуха ко всем частям основного факела пламени, снижая его температуру, завершение процесса горения в дежурном диффузионном факеле пламени до входа в основной факел пламени, путем подачи в него топлива как газообразного, так и жидкого в количестве 3-5% от основного расхода, снижают выбросы вредных веществ HC, CO, NOx и сажи.The separation of the air entering the burner device into three streams, the formation of a homogeneous homogeneous mixture both when working on gaseous and liquid fuels, by feeding two twisted flows (air through a swirler 14 and gaseous or vaporous fuel through a system of chordal openings to the mixer 17) 16, made at an angle to the axis of the burner), stepwise air supply to all parts of the main flame, reducing its temperature, completion of the combustion process in the standby diffusion flame and before entering the main flame, by supplying it with fuel, both gaseous and liquid, in an amount of 3-5% of the main consumption, the emissions of harmful substances HC, CO, NO x and soot are reduced.

Claims (5)

1. Горелочное устройство, содержащее корпус, жаровую трубу, канал подвода топлива, топливные форсунки, свечу зажигания и узлы подвода воздуха через лопаточные или струйные завихрители, отличающееся тем, что топливные форсунки-газожидкостная и газожидкостная испарительная, установлены последовательно и концентрично друг другу на входе в жаровую трубу так, что жаровая труба с корпусом образует полость подвода вторичного воздуха, газожидкостная испарительная форсунка образует с жаровой трубой кольцевой канал для подвода первичного воздуха и испаренного топлива, в котором установлен антифламинг-стабилизатор, разделяющий канал на смесительную полость и полость жаровой трубы, внутренняя полость газожидкостной испарительной форсунки, имеющая отверстия в передней части для прохода воздуха, совместно с газожидкостной форсункой образует первичную зону горения, а во внутренней полости газожидкостной форсунки установлена свеча зажигания. 1. A burner device comprising a housing, a flame tube, a fuel supply channel, fuel nozzles, a spark plug and air supply units through blade or jet swirlers, characterized in that the fuel nozzles are gas-liquid and gas-liquid vaporizing, are installed in series and concentrically to each other at the inlet into the flame tube so that the flame tube with the housing forms a cavity for supplying secondary air, the gas-liquid evaporation nozzle forms an annular channel with the flame tube for supplying primary air xa and evaporated fuel, in which an anti-flaming stabilizer is installed that separates the channel into the mixing cavity and the cavity of the flame tube, the internal cavity of the gas-liquid evaporation nozzle, which has openings in the front part for air passage, together with the gas-liquid nozzle forms the primary combustion zone, and in the internal cavity gas-liquid nozzle installed spark plug. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал подвода топлива к газожидкостной испарительной форсунке снабжен трубчатым змеевиком с расположением витков как по оси горелки, так и по вертикальной оси и расположен в полости жаровой трубы. 2. The device according to claim 1, characterized in that the channel for supplying fuel to the gas-liquid evaporation nozzle is equipped with a tubular coil with the arrangement of turns both along the axis of the burner and along the vertical axis and is located in the cavity of the flame tube. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что каналы подвода воздуха в зону горения выполнены пространственно-ориентированными, например, хордальными и отклоненными от плоскости поперечного сечения. 3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the channels for supplying air to the combustion zone are spatially oriented, for example, chordal and deviated from the plane of the cross section. 4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что антифламинг-стабилизатор выполнен в виде трубок с отверстиями, сообщенными с полостью между жаровой трубой и корпусом, а между трубками установлена сетка из жаропрочного материала. 4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that the anti-flaming stabilizer is made in the form of tubes with holes communicated with the cavity between the flame tube and the housing, and a mesh of heat-resistant material is installed between the tubes. 5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что внутренняя полость газожидкостной форсунки сообщена с каналом подвода воздуха. 5. The device according to claims 1 to 4, characterized in that the internal cavity of the gas-liquid nozzle is in communication with the air supply channel.
RU95101416A 1995-01-31 1995-01-31 Burner assembly RU2106574C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95101416A RU2106574C1 (en) 1995-01-31 1995-01-31 Burner assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95101416A RU2106574C1 (en) 1995-01-31 1995-01-31 Burner assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95101416A RU95101416A (en) 1996-11-20
RU2106574C1 true RU2106574C1 (en) 1998-03-10

Family

ID=20164437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95101416A RU2106574C1 (en) 1995-01-31 1995-01-31 Burner assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2106574C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497014C1 (en) * 2012-03-15 2013-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives
RU2550370C2 (en) * 2011-05-11 2015-05-10 Альстом Текнолоджи Лтд Centrifugal nozzle with projecting parts
RU193247U1 (en) * 2019-05-06 2019-10-21 Владимир Антонович Вторых BURNER
RU213379U1 (en) * 2022-08-06 2022-09-08 Ренат Хусаинович Ганеев Evaporative type burner

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550370C2 (en) * 2011-05-11 2015-05-10 Альстом Текнолоджи Лтд Centrifugal nozzle with projecting parts
RU2497014C1 (en) * 2012-03-15 2013-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives
RU193247U1 (en) * 2019-05-06 2019-10-21 Владимир Антонович Вторых BURNER
RU213379U1 (en) * 2022-08-06 2022-09-08 Ренат Хусаинович Ганеев Evaporative type burner

Also Published As

Publication number Publication date
RU95101416A (en) 1996-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6282904B1 (en) Full ring fuel distribution system for a gas turbine combustor
US5361586A (en) Gas turbine ultra low NOx combustor
CA1136435A (en) Lean prechamber outflow combustor with sets of primary air entrance
US6446439B1 (en) Pre-mix nozzle and full ring fuel distribution system for a gas turbine combustor
US5927076A (en) Multiple venturi ultra-low nox combustor
US20040058290A1 (en) Self-sustaining premixed pilot burner for liquid fuels
EP0627062A1 (en) Premix gas nozzle.
US5249955A (en) Burner and ignitor arrangement
US2922279A (en) Combustion apparatus and ignitor employing vaporized fuel
US4389185A (en) Combustor for burning a volatile fuel with air
US20040055307A1 (en) Premix burner and method of operation
US2697910A (en) Fluid fuel burner with self-contained fuel vaporizing unit
KR100679596B1 (en) Radial inflow dual fuel injector
RU2757705C1 (en) Double-layer vortex countercurrent flow burner
RU2106574C1 (en) Burner assembly
RU2040731C1 (en) Fuel gasification burner
US20150204540A1 (en) Fuel injection system for use in a catalytic heater and reactor for operating catalytic combustion of liquid fuels
US6551098B2 (en) Variable firing rate fuel burner
RU185201U1 (en) CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA
US3593969A (en) Gas stream heater
US3999935A (en) Compact steam generator ignition system
RU2230257C2 (en) Device for burning gaseous fuel
JP3456274B2 (en) Pre-evaporation pre-mix combustion device
RU2395039C1 (en) Front device of annular combustion chamber of gas-turbine engine
RU2094705C1 (en) Combustion chamber of aircraft engine or power gas-turbine engine