RU2216689C1

RU2216689C1 - Burning facility

Info

Publication number: RU2216689C1
Application number: RU2002120392/06A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Зиганшин; А.В. Белов; Ю.Б. Александров
Original assignee: Казанская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2003-11-20

Abstract

FIELD: burning of gaseous fuel. SUBSTANCE: burning facility can be utilized in ferrous and non-ferrous metallurgy to heat heating and heat-treating furnaces. Burning facility includes air-feeding body, gas tube placed along axis of body with plugged outlet butt and outlet holes and extension positioned uniaxially around gas tube in which space mixing chamber formed by mated conical and cylindrical sections is made. Inlet of extension is fitted with conical shell matched with its greater inner diameter with greater inner diameter of conical section of mixing chamber. Outer greater diameter of extension formed by shell and conical section of extension are equal to inner diameter of air-feeding body. Circular clearance exists between cylindrical section of mixing chamber and face part of air-feeding body. Holes inclined relative to axis of facility are made in walls of conical section of mixing chamber and conical shell. EFFECT: widened control range, increased efficiency and operational reliability of burning facilities which heat heating and heat-treating furnaces. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть использовано, например, в черной и цветной металлургии для отопления нагревательных и термических печей. The invention relates to devices for burning gaseous fuels and can be used, for example, in ferrous and non-ferrous metallurgy for heating heating and thermal furnaces.

Известна газовая горелка, содержащая воздухоподающий корпус с завихрителями, на выходе которого расположена центральная газовая труба, снабженная на выходном конце цилиндрическим наконечником в форме стакана, на выходе которого установлены рассекатели. Насадок имеет плавный обтекатель с воздушной стороны и участок внезапного расширения со стороны газового канала. На участке внезапного расширения расположены входные воздушные радиальные и (или) наклонные каналы (см. патент РФ 2021558, МПК 5 F 23 D 14/00, 1994). Known gas burner containing an air supply housing with swirls, the output of which is a central gas pipe, equipped at the output end with a cylindrical tip in the form of a glass, the output of which is installed dividers. The nozzle has a smooth fairing on the air side and a section of sudden expansion on the gas channel side. In the area of sudden expansion, inlet radial and (or) inclined channels are located (see RF patent 2021558, IPC 5 F 23 D 14/00, 1994).

Однако известная горелка имеет ряд недостатков. Исключается возможность широкого регулирования коэффициента избытка воздуха и тепловой мощности горелки из-за того, что воздух, поступающий в зазор между насадкой и корпусом, нарушает рециркуляцию раскаленных продуктов горения в зоне стабилизации за рассекателями, что может привести к отрыву пламени. Уменьшение зазора вызовет увеличение скорости потока воздуха, что также приведет к отрыву. However, the known burner has several disadvantages. It excludes the possibility of wide regulation of the coefficient of excess air and thermal power of the burner due to the fact that the air entering the gap between the nozzle and the housing disrupts the recirculation of the hot combustion products in the stabilization zone behind the dividers, which can lead to the flame breaking off. Reducing the gap will cause an increase in the air flow rate, which will also lead to separation.

Наиболее близкой по технической сущности является газовая горелка, сжигающая газообразное топливо для отопления термических и нагревательных печей в черной и цветной металлургии, содержащая воздухоподающий корпус, установленную по оси корпуса и заглушенную с выходного торца газовую трубку с выпускными отверстиями на ее боковой поверхности, наклоненными к оси корпуса, и соосно размещенный вокруг газовой трубы насадок, в полости которого выполнена камера предварительного смешения, образованная сопряженными коническим и цилиндрическим участками. Насадок на входе снабжен конической обечайкой, сопряженной своим большим внутренним диаметром с большим диаметром конического участка камеры (см. а.с. СССР 1599620, МПК 5 F 23 D 14/70, 1990). Между воздухоподающим корпусом и насадком имеется кольцевой зазор, причем соотношение наружного и внутреннего диаметров кольцевого зазора равно 1,08-1,12. The closest in technical essence is a gas burner that burns gaseous fuel for heating thermal and heating furnaces in the ferrous and non-ferrous metallurgy, containing an air supply housing, installed along the axis of the housing and a gas pipe plugged from the outlet end with outlet openings inclined to its axis housing, and coaxially placed around the gas pipe nozzles, in the cavity of which a pre-mixing chamber is made, formed by paired conical and cylindrical m plots. The nozzle at the inlet is equipped with a conical shell mating with its large inner diameter and large diameter of the conical section of the chamber (see AS USSR 1599620, IPC 5 F 23 D 14/70, 1990). There is an annular gap between the air supply housing and the nozzle, and the ratio of the outer and inner diameters of the annular gap is 1.08-1.12.

Данная горелка обладает недостатками. Наличие зазора между воздухоподающим корпусом и насадком ухудшает качество сжигания газа по следующим причинам. При колебаниях давлений газа и воздуха, подаваемых в горелку, соотношение количеств первичного воздуха, проходящего в отверстия камеры смешения, и вторичного воздуха, проходящего через кольцевой зазор, ввиду небольшого гидравлического сопротивления кольцевого зазора будет нарушаться, что ухудшит нормальные режимы горения и стабилизации. Увеличение подачи вторичного воздуха в зону горения ведет к ее охлаждению и, вследствие этого, к химическому недожогу и ухудшению стабилизационных характеристик, что приводит к ограничению диапазона регулирования, снижению экономичности и эксплуатационной надежности горелочного устройства. This burner has disadvantages. The presence of a gap between the air supply housing and the nozzle affects the quality of gas combustion for the following reasons. With fluctuations in the gas and air pressures supplied to the burner, the ratio of the quantities of primary air passing into the openings of the mixing chamber and secondary air passing through the annular gap will be violated due to the small hydraulic resistance of the annular gap, which will worsen normal combustion and stabilization conditions. An increase in the supply of secondary air to the combustion zone leads to its cooling and, as a result, to chemical underburning and deterioration of stabilization characteristics, which leads to a limitation of the control range, a decrease in the efficiency and operational reliability of the burner device.

Техническим результатом (задачей) изобретения является расширение диапазона регулирования, повышение экономичности и эксплутационной надежности горелок для отопления нагревательных и термических печей. The technical result (task) of the invention is to expand the control range, increase the efficiency and operational reliability of burners for heating heating and thermal furnaces.

Технический результат достигается тем, что в горелочном устройстве, содержащем воздухоподающий корпус, установленную по оси корпуса и заглушенную с выходного торца газовую трубку с выпускными отверстиями и соосно размещенный вокруг газовой трубы насадок, в полости которого выполнена камера смешения, образованная сопряженными коническим и цилиндрическим участками, насадок на входе снабжен конической обечайкой, сопряженной своим большим внутренним диаметром с большим диаметром конического участка камеры смешения, внешний больший диаметр насадка, образованный обечайкой и коническим участком насадка, выполнен равным внутреннему диаметру воздухоподающего корпуса, между цилиндрическим участком камеры смешения и торцевой частью воздухоподающего корпуса выполнен кольцевой зазор, а в стенках конического участка камеры смешения и конической обечайки выполнены наклонные отверстия. The technical result is achieved by the fact that in a burner device containing an air supply housing, installed along the axis of the housing and muffled from the outlet end of the gas pipe with exhaust holes and coaxially placed around the gas pipe nozzles, in the cavity of which a mixing chamber is formed, formed by paired conical and cylindrical sections, nozzles at the inlet are equipped with a conical shell mating with its large inner diameter and large diameter of the conical section of the mixing chamber, the outer larger diameter the meter nozzle formed by the shell and the conical section of the nozzle is made equal to the inner diameter of the air supply housing, an annular gap is made between the cylindrical section of the mixing chamber and the end part of the air supply housing, and inclined holes are made in the walls of the conical section of the mixing chamber and the conical shell.

На чертеже представлено горелочное устройство, содержащее воздухоподающий корпус 1, установленную по оси корпуса 1 и заглушенную с выходного торца газовую трубку 2 с выпускными отверстиями 3 на ее торцевой стороне, расположенными соосно с газовой трубкой 2. Вокруг газовой трубки 2 соосно размещен насадок 4, имеющий плавный обтекатель 5 с воздушной стороны. В полости насадка 4 выполнена камера смешения, образованная коническим участком 6 и цилиндрическим участком 7. Насадок 4 на выходе газа снабжен конической обечайкой 8, сопряженной своим большим внутренним диаметром с большим диаметром конического участка 6. Внешний больший диаметр насадка, образованный обечайкой 8 и коническим участком 6 насадка 4, выполнен равным внутреннему диаметру воздухоподающего корпуса 1. The drawing shows a burner device containing an air supply housing 1, mounted along the axis of the housing 1 and a gas pipe 2 muffled from the output end face with exhaust holes 3 on its end side located coaxially with the gas pipe 2. A nozzles 4 are arranged coaxially around the gas pipe 2, having smooth fairing 5 from the air side. In the cavity of the nozzle 4, a mixing chamber is formed, formed by a conical section 6 and a cylindrical section 7. The nozzles 4 at the gas outlet are provided with a conical shell 8 conjugated by its large inner diameter and a large diameter of the conical section 6. The outer larger diameter of the nozzle formed by the shell 8 and the conical section 6 nozzle 4 is made equal to the inner diameter of the air supply housing 1.

Кроме того, насадок 4 снабжен отверстиями 9, выполненными в обечайке 8, и отверстиями 10 в конической части камеры 6, оси которых наклонены к оси насадка 4 и пересекаются между собой. Между цилиндрическим участком камеры смешения 7 и торцевой частью воздухоподаюшего корпуса 1 выполнен кольцевой зазор 11. In addition, the nozzle 4 is provided with holes 9 made in the shell 8, and holes 10 in the conical part of the chamber 6, the axes of which are inclined to the axis of the nozzle 4 and intersect each other. An annular gap 11 is made between the cylindrical portion of the mixing chamber 7 and the end part of the air supply housing 1.

Горелка работает следующим образом. Газ, поступающий по газовой трубе 2, через отверстия 3 попадает в полость конической обечайки 8, куда через отверстия 9 поступает воздух, подаваемый в воздухоподающий корпус 1. The burner operates as follows. The gas entering through the gas pipe 2, through the openings 3 enters the cavity of the conical shell 8, where through the openings 9 the air is supplied to the air supply housing 1.

Далее в насадке 4, образованном сопряженными коническим участком 6 и обечайкой 8, образуется газовоздушная смесь, которая частично попадает в отверстия 10 и затем выходит из кольцевого зазора 11, образуя при этом кольцевое пилотное пламя. Further, in the nozzle 4, formed by the conjugated conical section 6 and the shell 8, an air-gas mixture is formed, which partially enters the openings 10 and then leaves the annular gap 11, thereby forming an annular pilot flame.

Наличие кольцевого зазора 11 гарантирует наличие кольцевого пилотного пламени, что стабилизирует горение основного потока газовоздушной смеси, выходящей из сопла горелки. Отсутствие зазора между воздухоподающим корпусом 1 и насадком 4 исключает охлаждение зоны горения, приводящее к химическому недожогу и ухудшению стабилизационных характеристик. The presence of an annular gap 11 ensures the presence of an annular pilot flame, which stabilizes the combustion of the main stream of the gas-air mixture leaving the burner nozzle. The absence of a gap between the air supply housing 1 and the nozzle 4 excludes cooling of the combustion zone, leading to chemical underburning and deterioration of the stabilization characteristics.

Газовая горелка по предлагаемому изобретению позволяет расширить диапазон регулирования, повысить экономичность и эксплутационную надежность горелки. The gas burner according to the invention allows to expand the control range, increase the efficiency and operational reliability of the burner.

Claims

A burner device comprising an air supply housing, a gas tube with exhaust openings mounted along the axis of the housing and muffled from the outlet end and coaxially placed around the nozzle gas pipe, in the cavity of which a mixing chamber is formed, formed by mating conical and cylindrical sections, the nozzles at the inlet are provided with a conical shell, conjugated by its large internal diameter with a large internal diameter of the conical section of the mixing chamber, characterized in that the external, larger diameter nozzles a, formed by the shell and the conical section of the nozzle, is made equal to the inner diameter of the air supply housing, an annular gap is made between the cylindrical section of the mixing chamber and the end part of the air supply housing, and holes are inclined in the walls of the conical section of the mixing chamber and the conical shell.