RU2246071C2 - Gas burner - Google Patents

Gas burner Download PDF

Info

Publication number
RU2246071C2
RU2246071C2 RU2001127481/06A RU2001127481A RU2246071C2 RU 2246071 C2 RU2246071 C2 RU 2246071C2 RU 2001127481/06 A RU2001127481/06 A RU 2001127481/06A RU 2001127481 A RU2001127481 A RU 2001127481A RU 2246071 C2 RU2246071 C2 RU 2246071C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
burner
axis
supply pipe
acute angle
Prior art date
Application number
RU2001127481/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001127481A (en
Inventor
Владимир Семенович Бойко (UA)
Владимир Семенович Бойко
Владимир Ильич Сирота (UA)
Владимир Ильич Сирота
Леонид Николаевич Рогов (UA)
Леонид Николаевич Рогов
Николай Михайлович Свинаренко (UA)
Николай Михайлович Свинаренко
Виктор Николаевич Ирха (UA)
Виктор Николаевич Ирха
Борис Владимирович Хромушин (UA)
Борис Владимирович Хромушин
Владимир Яковлевич Зайка (UA)
Владимир Яковлевич Зайка
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Мариупольский Металлургический Комбинат Им. Ильича"
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 Открытое Акционерное Общество "Мариупольский Металлургический Комбинат Им. Ильича" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Мариупольский Металлургический Комбинат Им. Ильича"
Priority to RU2001127481/06A priority Critical patent/RU2246071C2/en
Publication of RU2001127481A publication Critical patent/RU2001127481A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2246071C2 publication Critical patent/RU2246071C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: burners for combustion of gas.
SUBSTANCE: gas burner comprises air duct with a nozzle, gas duct coaxially mounted inside the air duct, and conical mixer. The end part of the air duct is provided with a row of openings uniformly arranged over the air duct at an acute angle to the axis of the burner. The axis of the opening is directed to the toroidal groove in the inner cylindrical surface of the nozzle. The gas duct is provided with a head with at least six ports which are eccentrically and uniformly arranged with respect to the axis of the burner at an acute angle to the axis of the burner. The ports in the air duct are inclined at an angle of 30-60o to the burner axis. The ports in the gas duct are inclined to the axis of the burner at an acute angle of 30-60o.
EFFECT: enhanced stability of combustion and efficiency.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к газогорелочным устройствам, предназначенным для сжигания шихты в агломерационных машинах. Кроме этого, газогорелочное устройство может быть использовано для сжигания природного газа в топках и может быть использовано в теплоэнергетических установках различного назначения.The invention relates to gas burner devices for burning a mixture in sinter machines. In addition, a gas burner device can be used to burn natural gas in furnaces and can be used in thermal power plants for various purposes.

Известны газовые горелки типа ГНП, предназначенные для зажигания шихты на аглолентах, установленные на передней торцевой стенке. Такие горелки устанавливаются на агломерационных машинах. (Смотри газогорелочное устройство, чертеж МОСГАЗНИИПРОЕКТ. ГГУ 12.00.80, 1998 г.).Known gas burners of the GNP type, designed to ignite the mixture on sinter strip, mounted on the front end wall. Such burners are installed on sinter machines. (See gas burner, drawing MOSGAZNIIIPROEKT. GGU 12.00.80, 1998).

При остановке агломерационной машины, для устранения незначительных неисправностей, например, при ремонте, когда горение не прекращается, бывают случаи отрыва пламени в связи с изменением скорости газовоздушной смеси и скорости распространения пламени при прямоструйном движении и снижении количества газа. Опыты показывают, что чем больше турбулентность газового потока, тем больше скорость распространения пламени и быстрота сгорания газовоздушной смеси.When the sintering machine is stopped, in order to eliminate minor malfunctions, for example, during repairs, when the combustion does not stop, there are cases of flame detachment due to a change in the gas-air mixture velocity and flame propagation velocity during direct-flow motion and a decrease in the amount of gas. Experiments show that the greater the turbulence of a gas stream, the greater the speed of flame propagation and the speed of combustion of a gas-air mixture.

Известна также газовая горелка (см. авторское свидетельство бывшего СССР №269392, кл. F 23 d 13/00, от 17.4.1970 г.), содержащая камеру горения и стабилизатор с наконечником, который выполнен с вогнутыми в направлении факела нишами.A gas burner is also known (see copyright certificate of the former USSR No. 269392, class F 23 d 13/00, dated 04.17.1970), containing a combustion chamber and a stabilizer with a tip, which is made with niches concave in the direction of the torch.

Недостаток известной конструкции в том, что в насадках горелок отсутствуют устройства, способствующие стабилизации горения пламени при минимальном расходе газа, из-за отсутствия качественного смешивания газовоздушной смеси.A disadvantage of the known design is that in the nozzles of the burners there are no devices that contribute to the stabilization of the flame at a minimum gas flow, due to the lack of high-quality mixing of the gas-air mixture.

В качестве прототипа рассматривается стабилизатор пламени горелок (см. В.М.Чепель, “Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий”. Недра, 1965), а также разработки Ленинградского ГИПРОШАХТПРОЕКТ, 1968 г., серия 4905-1.As a prototype, a burner flame stabilizer is considered (see V. M. Chepel, “Combustion of gases in the furnaces of boilers and furnaces and maintenance of the gas facilities of enterprises”. Nedra, 1965), as well as the development of the Leningrad GIPROSHAKTPROEKT, 1968, series 4905-1 .

В рассматриваемом прототипе выходная часть горелки является конусной, что увеличивает количество поступающей смеси в кольцевой канал и увеличивает ее скорость, что ухудшает условия горения в кольцевом канале, т.к. возможность отрыва пламени увеличивается.In the prototype under consideration, the burner outlet is conical, which increases the amount of incoming mixture into the annular channel and increases its speed, which worsens the combustion conditions in the annular channel, because the possibility of flame detachment increases.

С повышением скорости вылета газовоздушной смеси понижается устойчивость пламени, и оно отрывается от горелки.With an increase in the speed of departure of the gas-air mixture, the flame stability decreases, and it breaks away from the burner.

Задача, стоящая перед авторами, заключается в создании конструкции газовой горелки, чтобы при остановке агломерационной машины не происходил обрыв пламени, а для поддержания пламени не увеличивался расход газа.The challenge facing the authors is to create the design of a gas burner so that when the sintering machine stops, the flame does not occur and the gas flow does not increase to maintain the flame.

Задача изобретения - добиться стабилизации пламени на холостом ходу агломерационной машины за счет лучшего перемешивания газовоздушной смеси, а также для поддержания горения пламени при минимальном расходе газа.The objective of the invention is to achieve stabilization of the flame at idle agglomeration machine due to better mixing of the gas-air mixture, and also to maintain the combustion of the flame with a minimum gas flow.

Поставленная задача решается тем, что газовая горелка, например, агломерационной машины, содержащая воздухоподающий трубопровод с насадкой, внутри которого соосно с последней расположен газоподающий трубопровод, конический смеситель, причем концевая часть воздухоподающего трубопровода выполнена с рядом отверстий, равномерно расположенных по окружности воздухоподающего трубопровода под острым углом γ к оси газовой горелки, причем ось отверстия направлена, например, на выполненную не менее чем одну тороидальную, например кольцевую, проточку на внутренней цилиндрической поверхности насадки, а газоподающий трубопровод снабжен головкой с эксцентрично и равномерно расположенными к оси горелки не менее шестью отверстиями под острым углом α к оси горелки и развернутыми в плоскости сечения своей осью по спирали. Газовая горелка имеет в воздухоподающем трубопроводе отверстия, выполненные под острым углом γ, равным 30-60°, к оси газовой горелки, а отверстия газоподающего трубопровода выполнены под острым углом α, равным 30-60° градусов, к оси горелки и развернуты в плоскости сечения своей осью по спирали под острым углом φ, который может быть выбран равным 10-45° к оси горелки.The problem is solved in that a gas burner, for example, an agglomeration machine, containing an air supply pipe with a nozzle, inside which a gas supply pipe, a conical mixer, is located coaxially with the latter, and the end part of the air supply pipe is made with a number of holes evenly spaced around the circumference of the air supply pipe under a sharp angle γ to the axis of the gas burner, and the axis of the hole is directed, for example, at least one toroidal, for example annular, otochku on the inner cylindrical surface of the nozzle, and a gas supply conduit provided with a head with an eccentric and evenly spaced along the burner axis towards at least six holes at an acute angle α to the axis of the burner and deployed in the sectional plane with its axis in a spiral. The gas burner has openings in the air supply pipe at an acute angle γ equal to 30-60 ° to the axis of the gas burner, and the gas supply openings at an acute angle α equal to 30-60 ° to the burner axis and are deployed in the section plane its axis in a spiral at an acute angle φ, which can be chosen equal to 10-45 ° to the axis of the burner.

Тороидальные кольцевые проточки могут быть выполнены на внутренней цилиндрической поверхности.Toroidal annular grooves can be made on the inner cylindrical surface.

Технический результат достигается за счет повышения устойчивости пламени при помощи насадки, примененной в качестве стабилизатора пламени. (См. фиг.1 поз.2.). Насадка представляет собой устройство, закрепленное на выходной части горелки газоподающего трубопровода, создающее у корня факела зажигательное кольцо за счет горения части газовоздушной смеси, которая отводится в кольцевой канал с пониженными скоростями через боковые отверстия 8.The technical result is achieved by increasing the stability of the flame using a nozzle used as a flame stabilizer. (See figure 1, pos. 2.). The nozzle is a device mounted on the output part of the burner of the gas supply pipeline, creating an incendiary ring at the root of the torch by burning part of the gas-air mixture, which is discharged into the annular channel with reduced speeds through the side openings 8.

На Фиг.1 изображена газовая горелка. На фиг.2 изображено сечение А-А (на фиг.1). На фиг.3 изображено сечение В-В (на фиг.2).Figure 1 shows a gas burner. In Fig.2 shows a section aa (in Fig.1). Figure 3 shows a section bb (figure 2).

Газовая горелка состоит из воздухоподающего трубопровода 1, с закрепленной на ее конце насадкой 2, газоподающего трубопровода 3 с головкой 4 и коническим смесителем 5. На газоподающем трубопроводе 3 эксцентрично к оси горелки выполнено не менее 6-ти отверстий, равномерно расположенных по окружности.The gas burner consists of an air supply pipe 1, with a nozzle 2 fixed at its end, a gas supply pipe 3 with a head 4 and a conical mixer 5. At least 6 holes are made eccentrically to the axis of the burner to the axis of the burner, evenly spaced around the circumference.

На конце воздухоподающего трубопровода крепится насадка посредством не менее 3-х болтов 6, равномерно расположенных по окружности.At the end of the air supply pipe, the nozzle is fixed by means of at least 3 bolts 6, evenly spaced around the circumference.

Внутри насадки 2 на внутренней цилиндрической поверхности выполнены не менее одной тороидальной кольцевой проточки 7. На конце воздухоподающего трубопровода 1 выполнены отверстия, расположенные по окружности под острым углом γ (составляющим 30-60°) к оси горелки.At least one toroidal annular groove 7 is made inside the nozzle 2 on the inner cylindrical surface. At the end of the air supply pipe 1, holes are made that are arranged around a circle at an acute angle γ (30-60 °) to the axis of the burner.

На головке 4 эксцентрично к оси горелки выполнено не менее 6-ти отверстий 9, равномерно расположенных по окружности, под углом α к оси горелки и развернутых своей осью по спирали в плоскости сечения, проходящей через отверстия, под острым углом φ к оси, проходящей по касательной к окружности диаметром d.On the head 4, at least 6 holes 9 are made eccentrically to the axis of the burner, evenly spaced around the circumference, at an angle α to the axis of the burner and spirally rotated with their axis in the section plane passing through the holes, at an acute angle φ to the axis passing along tangent to a circle of diameter d.

Газовая горелка работает следующим образом. Воздух поступает по воздухоподающему трубопроводу 1, газ по газоподающему трубопроводу 3, расположенному соосно внутри воздухоподающего трубопровода. Регулирование подачи воздуха и газа осуществляется принудительно с помощью специальной регулирующей аппаратуры, дистанционно. Смешивание газовоздушной смеси происходит в концевой части газоподающего трубопровода, где газовая труба заканчивается головкой 4, коническим смесителем 5. Из отверстий 9 головки 4 газ пронизывает воздушный поток под острым углом α, равным 30-60°. при этом газовому потоку создается направленное вращательное движение за счет смещения отверстий 9 в головке 4, с углом разворота отверстий по спирали, составляющим острый угол φ в 10-45 градусов к оси отверстия по касательной к окружности, выполненной диаметром d. Конический смеситель 5 создает турбулентность в газовоздушном потоке для окончательного перемешивания. Смешанная газовоздушная смесь поступает в горн агломерационной машины, а часть ее через боковые отверстия 8, симметрично расположенные под острым углом (30-60°) относительно оси газовой горелки, поступает газовоздушная смесь с меньшими скоростями в тороидальные кольцевые проточки 7, что позволяет затормозить проход газовоздушной смеси и таким образом поддержать устойчивое горение пламени, с минимальным расходом газа на холостом ходу.Gas burner operates as follows. Air enters through the air supply pipe 1, gas through the gas supply pipe 3, located coaxially inside the air supply pipe. Regulation of air and gas is carried out by force using special regulatory equipment, remotely. Mixing of the gas-air mixture occurs in the end part of the gas supply pipe, where the gas pipe ends with a head 4, a conical mixer 5. From the holes 9 of the head 4, gas penetrates the air flow at an acute angle α equal to 30-60 °. in this case, the gas flow creates a directed rotational movement due to the displacement of the holes 9 in the head 4, with the angle of rotation of the holes in a spiral making an acute angle φ of 10-45 degrees to the axis of the hole tangentially to the circle made with a diameter d. The conical mixer 5 creates turbulence in the gas stream for final mixing. The mixed gas-air mixture enters the furnace of the sinter machine, and part of it through the lateral openings 8, symmetrically located at an acute angle (30-60 °) relative to the axis of the gas burner, the gas-air mixture at lower speeds enters the toroidal annular grooves 7, which makes it possible to slow down the passage of the gas-air mixtures and thus maintain a stable flame, with a minimum gas flow at idle.

Для лучшего перемешивания компонентов газ-воздух для получения газовоздушной смеси отверстия для выхода газа из головки выполнены под углом γ, равным 30-60°, к оси горелки, с углом разворота по спирали φ, равным 10-45 градусов. Выходная часть горелки имеет цилиндрическую форму, а отверстия, через которые поступает газовоздушная смесь в кольцевой канал насадки, расположены под острым углом γ, равным 30°-60, к оси горелки, поэтому количество поступающей газовоздушной смеси является минимальным и достаточным для поддержания горения горелки.For better mixing of the gas-air components to obtain a gas-air mixture, the openings for the gas outlet from the head are made at an angle γ equal to 30-60 ° to the axis of the burner, with a spiral angle φ equal to 10-45 degrees. The outlet part of the burner is cylindrical, and the holes through which the air-gas mixture enters the nozzle annular channel are located at an acute angle γ equal to 30 ° -60 to the axis of the burner, therefore, the amount of the incoming air-gas mixture is minimal and sufficient to maintain the burner combustion.

Регулирование устойчивого пламени осуществляется перемещением насадки 2 по оси головки в пределах размера С с помощью не менее 3-х болтов 6, расположенных равномерно по окружности. Насадки обычно выполняются из жаропрочной стали.Steady flame regulation is carried out by moving the nozzle 2 along the axis of the head within the limits of size C using at least 3 bolts 6 arranged uniformly around the circumference. Nozzles are usually made of heat resistant steel.

Насадка 2 выполняет функции зажигательного кольца, которое снабжено отверстиями 10, через которые выполняют сверление отверстия в воздухоподающем трубопроводе 1, для исключения увода сверла, т.е. оно дополнительно выполняет роль кондуктора, после чего в отверстия 10 запресовывают заглушки.The nozzle 2 functions as an incendiary ring, which is provided with holes 10 through which holes are drilled in the air supply pipe 1, to exclude the drift of the drill, i.e. it additionally serves as a conductor, after which plugs are pressed into holes 10.

Предложенное устройство способствует устойчивому процессу горения при изменяющихся скоростях газовоздушной смеси и снижению количества газа. Таким образом, технический результат заключается в том, что для улучшения перемешивания газовоздушной смеси применено вращение внутренней струи газа, которая пронизывает верхний слой подающего воздуха и быстро с ним перемешивается (см. фиг.3), что позволяет повысить КПД от полного сгорания газовоздушной смеси, значительно сократить расход природного газа и снизить выбросы СО в атмосферу за счет более интенсивного перемешивания и дожигания газа СО до СО2.The proposed device contributes to a stable combustion process at varying speeds of the gas-air mixture and reduce the amount of gas. Thus, the technical result consists in the fact that to improve the mixing of the air-gas mixture, the rotation of the internal gas stream is applied, which penetrates the upper layer of the supply air and mixes quickly with it (see figure 3), which allows to increase the efficiency from complete combustion of the gas-air mixture, significantly reduce the consumption of natural gas and reduce CO emissions into the atmosphere due to more intensive mixing and afterburning of CO gas to CO 2 .

На поверхности цилиндрической насадки выполнены тороидальные кольцевые проточки для увеличения стабилизации пламени при минимальном расходе газа, когда агломашина находится на холостом ходу.Toroidal annular grooves are made on the surface of the cylindrical nozzle to increase flame stabilization with a minimum gas flow when the sinter machine is idling.

Предложенная насадка является, как бы, стабилизатором пламени к горелке, может устанавливаться на любую горелку, фиксируется с помощью винтов поз.6 в 3-х точках, расположенных по окружности под углом 120°. Настройка на размер “С” осуществляется с помощью винтов поз.6, ослабив которые, можно перемещать насадку поз.2 в осевом направлении, обеспечивая наиболее стабильное горение пламени.The proposed nozzle is, as it were, a flame stabilizer to the burner, can be installed on any burner, is fixed with screws pos.6 at 3 points located around the circumference at an angle of 120 °. Adjustment to size “C” is carried out using the screws pos.6, loosening which, you can move the nozzle pos.2 in the axial direction, ensuring the most stable burning of the flame.

Экономическая эффективность от использования изобретения только на ММК им. Ильича составит, за счет экономии природного газа, более 500 тысяч гривен.Cost-effectiveness of using the invention only at MMK them. Ilyich will make up more than 500 thousand hryvnias due to the saving of natural gas.

Claims (3)

1. Газовая горелка, например, агломерационной машины, содержащая воздухоподающий трубопровод с насадкой, внутри которого соосно с последней расположен газоподающий трубопровод, конический смеситель, отличающаяся тем, что концевая часть воздухоподающего трубопровода выполнена с рядом отверстий, равномерно расположенных по воздухоподающему трубопроводу под острым углом к оси газовой горелки, причем ось отверстия направлена, например, на выполненную не менее чем одну тороидальную, например, кольцевую проточку на внутренней цилиндрической поверхности насадки, а газоподающий трубопровод снабжен головкой с эксцентрично и равномерно расположенными к оси горелки не менее шестью отверстиями, под острым углом к оси горелки и развернутыми в плоскости сечения своей осью по спирали.1. A gas burner, for example, an agglomeration machine, comprising an air supply pipe with a nozzle, inside which a gas supply pipe is arranged coaxially with the latter, a conical mixer, characterized in that the end part of the air supply pipe is made with a number of holes uniformly arranged along the air supply pipe at an acute angle to the axis of the gas burner, the axis of the hole being directed, for example, to at least one toroidal, for example, an annular groove in the inner cylindrical of the nozzle surface, and the gas supply pipe is equipped with a head with at least six holes eccentrically and evenly spaced to the axis of the burner, at an acute angle to the axis of the burner and spirally rotated in the section plane with its axis. 2. Газовая горелка по п.1, отличающаяся тем, что в воздухоподающем трубопроводе отверстия выполнены под острым углом, равным 30-60°, к оси газовой горелки.2. The gas burner according to claim 1, characterized in that the openings in the air supply pipe are made at an acute angle of 30-60 ° to the axis of the gas burner. 3. Газовая горелка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отверстия газоподающего трубопровода выполнены под острым углом, равным 30-60°, к оси горелки.3. The gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that the openings of the gas supply pipe are made at an acute angle equal to 30-60 ° to the axis of the burner.
RU2001127481/06A 2001-10-09 2001-10-09 Gas burner RU2246071C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001127481/06A RU2246071C2 (en) 2001-10-09 2001-10-09 Gas burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001127481/06A RU2246071C2 (en) 2001-10-09 2001-10-09 Gas burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001127481A RU2001127481A (en) 2003-06-20
RU2246071C2 true RU2246071C2 (en) 2005-02-10

Family

ID=35209034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001127481/06A RU2246071C2 (en) 2001-10-09 2001-10-09 Gas burner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2246071C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525960C2 (en) * 2012-11-07 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") Method of gas combustion in burners of ignition furnaces of sinter machines and device for its implementation
RU2558810C1 (en) * 2014-01-28 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") Combustion method of contaminated industrial gaseous fuel and burner device for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525960C2 (en) * 2012-11-07 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") Method of gas combustion in burners of ignition furnaces of sinter machines and device for its implementation
RU2558810C1 (en) * 2014-01-28 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") Combustion method of contaminated industrial gaseous fuel and burner device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4708638A (en) Fluid fuel fired burner
US6951454B2 (en) Dual fuel burner for a shortened flame and reduced pollutant emissions
US5240404A (en) Ultra low NOx industrial burner
US4298337A (en) Fuel burner having flame stabilization by internal recirculation
US9841189B2 (en) Lean premix burner having center gas nozzle
US4115050A (en) Burner construction and method for burning liquid and/or gaseous fuel
RU2403498C1 (en) Burner for combustion of gas and black oil
US6969249B2 (en) Aggregate dryer burner with compressed air oil atomizer
RU170609U1 (en) GAS AND FUEL BURNER BURNER
RU2246071C2 (en) Gas burner
RU2660592C1 (en) Burner head of burner device
RU2396488C1 (en) Burner for gas burning
GB1585410A (en) Burner
RU2324117C1 (en) System for combustion of liquid and/or aeriform fuel in gas turbine
RU2083921C1 (en) Rotary burner for liquid fuel
RU215037U1 (en) Oil-gas burner with threaded channels for enhanced mixing
US2759473A (en) Radiant tube gas burner
RU2003924C1 (en) Gas burner with adjustable length of flame
KR20040093272A (en) A burner system reducing air-polution material
RU208146U1 (en) OIL BURNER
RU215191U1 (en) Oil-gas burner with variable flame angle
SU1280271A1 (en) Burner
RU2508501C2 (en) Fuel combustion method, and device for its implementation
RU2192584C1 (en) Gas burner
EA037363B1 (en) COMBUSTION HEAD WITH LOW EMISSION OF NOx FOR BURNERS AND BURNER COMPRISING SUCH A HEAD

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091010