RU2270402C1 - Fuel burner - Google Patents
Fuel burner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2270402C1 RU2270402C1 RU2004123959/06A RU2004123959A RU2270402C1 RU 2270402 C1 RU2270402 C1 RU 2270402C1 RU 2004123959/06 A RU2004123959/06 A RU 2004123959/06A RU 2004123959 A RU2004123959 A RU 2004123959A RU 2270402 C1 RU2270402 C1 RU 2270402C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing chamber
- fuel
- nozzles
- diffuser section
- disposed
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания топлива в низкоэмиссионных камерах сгорания различных энергетических систем: газотурбинных установок (ГТУ), газотурбинных двигателей (ГТД), печах, котлах и др.The invention relates to a power system and can be used to burn fuel in low emission combustion chambers of various energy systems: gas turbine units (GTU), gas turbine engines (GTE), furnaces, boilers, etc.
Известно устройство для сжигания газообразного, жидкого, а также средне- или низкокалорийного топлива (Патент ER №908671 от 14.04.90, "Устройство для сжигания газообразного, жидкого, а также средне- или низкокалорийного топлива", кл. 6 F 23 D 17/00), содержащее камеру смешения, завихритель, вход подачи воздуха в камеру смешения, первый и второй входы подачи газообразного топлива, первый и второй входы подачи жидкого топлива.A device for burning gaseous, liquid, as well as medium or low calorific fuel (Patent ER No. 908671 from 04/14/90, "Device for burning gaseous, liquid, as well as medium or low calorific fuel", cl. 6 F 23
Устройство обладает следующими недостатками. Недостаточно хорошее качество смешения газообразного и жидкого топлива с воздухом приводит к значительным уровням пульсаций концентраций горючего и, как следствие, к повышенному уровню эмиссии оксидов азота.The device has the following disadvantages. The insufficiently good quality of mixing gaseous and liquid fuels with air leads to significant fluctuations in the concentration of fuel and, as a result, to an increased level of emission of nitrogen oxides.
Известно устройство (Патент РФ №2227247 от 28.12.01 "Устройство для сжигания топлива") для сжигания газообразного топлива, наиболее близкое к предлагаемому. Указанное устройство содержит камеру сгорания и камеры смешения, устройство зажигания топливовоздушной смеси, завихритель, центральную трубу камеры смешения, вход подачи воздуха в камеру смешения, первый и второй коллекторы подачи газообразного топлива, соединенные с первыми и вторыми форсунками подачи газообразного топлива, каждая камера смешения расположена коаксиально вокруг центральной трубы, образуя кольцевой канал, состоящий из последовательно расположенных участков конфузорного и диффузорного.A device is known (RF Patent No. 2227247 dated 12.28.01 "Device for burning fuel") for burning gaseous fuel, which is closest to the proposed one. The specified device contains a combustion chamber and a mixing chamber, a device for igniting the air-fuel mixture, a swirl, a central tube of the mixing chamber, an air inlet to the mixing chamber, first and second gaseous fuel supply manifolds connected to the first and second gaseous fuel supply nozzles, each mixing chamber is located coaxially around the central pipe, forming an annular channel consisting of successively arranged sections of confuser and diffuser.
Данная камера имеет лучшие по сравнению с аналогом эмиссионные характеристики Nox≤10 ppm на газообразном топливе.This chamber has the best emission characteristics N ox ≤10 ppm on gaseous fuel in comparison with the analogue.
Указанное устройство имеет следующие недостатки. Не предусмотрена работа низкоэмиссионной камеры сгорания (НКС) на жидком топливе, что ограничивает возможность использования этой камеры в регионах, где нет магистрального природного газа. Сложная форма и конструктивное решение фронтового устройства смесителя ограничивают возможность его изготовления и удорожают конструкцию.The specified device has the following disadvantages. The operation of a low-emission combustion chamber (LCC) on liquid fuel is not provided, which limits the possibility of using this chamber in regions where there is no main natural gas. The complex shape and constructive solution of the front device of the mixer limit the possibility of its manufacture and increase the cost of construction.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в снижении эмиссионных характеристик при реализации двухтопливной (на жидком и газообразном топливе) схемы сжигания топлива, а также в изменении и упрощении конструкции фронтового устройства смесителя без ухудшения основных характеристик работы НКС.The technical problem solved by the invention is to reduce the emission characteristics when implementing a dual-fuel (liquid and gaseous fuel) fuel combustion scheme, as well as to change and simplify the design of the front-end device of the mixer without affecting the basic characteristics of the NCC.
Указанная техническая задача решается тем, что устройство для сжигания топлива, содержащее камеру сгорания и камеры смешения, устройство зажигания топливовоздушной смеси, завихритель, центральную трубу камеры смешения, вход подачи воздуха в камеру смешения, первый и второй коллекторы подачи газообразного топлива, соединенные с первыми и вторыми форсунками подачи газообразного топлива, каждая камера смешения расположена коаксиально вокруг центральной трубы, образуя кольцевой канал, состоящий из последовательно расположенных участков конфузорного и диффузорного, снабжено первым и вторым коллекторами подачи жидкого топлива, соединенными с первыми и вторыми форсунками подачи жидкого топлива, трубками подачи газообразного топлива, соединеными с первым коллектором, оси которых параллельны оси камеры смешения и расположены на расстоянии от оси камеры смешения, равном 0,7-0,9 радиуса входа подачи воздуха в камеру смешения, конусообразным стабилизатором пламени, передней крышкой камеры смешения, внутри которой расположен первый коллектор газообразного топлива, дополнительным диффузорным участком, который соединен последовательно с дифффузорным участком камеры смешения, выход дополнительного диффузорного участка соединен с входом камеры сгорания, выход центральной трубы расположен у входа дополнительного диффузорного участка, конусообразный стабилизатор соединен с выходом центральной трубы, образуя кольцевой канал в дополнительном диффузорном участке камеры смешения, первые форсунки подачи жидкого топлива расположены на центральной трубе у входа диффузорного участка камеры смешения и перпендикулярны ее оси, завихритель расположен у выхода диффузорного участка камеры смешения, вторые форсунки газообразного топлива расположены у выхода стабилизатора и соединены с трубками подачи газообразного топлива, коаксиально расположенными в центральной трубе, вторые форсунки подачи жидкого топлива расположены на оси камеры смешения у выхода стабилизатора.The specified technical problem is solved in that the device for burning fuel containing a combustion chamber and a mixing chamber, an ignition device for the air-fuel mixture, a swirler, a central tube of the mixing chamber, an air inlet to the mixing chamber, the first and second gaseous fuel supply manifolds connected to the first and second gaseous fuel injectors, each mixing chamber is located coaxially around the Central pipe, forming an annular channel, consisting of sequentially located sections confuser and diffuser, equipped with the first and second liquid fuel supply manifolds connected to the first and second liquid fuel supply nozzles, gaseous fuel supply pipes connected to the first manifold, the axes of which are parallel to the axis of the mixing chamber and are located at a distance from the axis of the mixing chamber equal to 0 , 7-0.9 of the radius of the inlet of the air supply to the mixing chamber, a cone-shaped flame stabilizer, the front cover of the mixing chamber, inside which the first gaseous fuel manifold is located, the diffuser section, which is connected in series with the diffuser section of the mixing chamber, the output of the additional diffuser section is connected to the input of the combustion chamber, the output of the central pipe is located at the entrance of the additional diffuser section, the cone-shaped stabilizer is connected to the output of the central pipe, forming an annular channel in the additional diffuser section of the mixing chamber , the first liquid fuel nozzles are located on the central pipe at the inlet of the diffuser section of the mixing chamber and perpendicular yarny its axis, the swirler is located at the exit of the diffuser mixing chamber, the second gaseous fuel nozzle disposed at the exit of the stabilizer and are connected to supply pipes of the gaseous fuel coaxially arranged in the central tube, the second liquid fuel supply nozzle arranged on the axis of the mixing chamber at the outlet stabilizer.
Кроме того, устройство дополнительно снабжено пилонами, установленными на передней крышке и центральной трубе камеры смешения, а первые форсунки подачи жидкого топлива установлены на пилонах, при этом оси указанных форсунок расположены перпендикулярно оси камеры смешения.In addition, the device is additionally equipped with pylons mounted on the front cover and the central tube of the mixing chamber, and the first nozzles for supplying liquid fuel are mounted on the pylons, while the axes of these nozzles are perpendicular to the axis of the mixing chamber.
На фиг.1 схематично представлено предлагаемое устройство для сжигания топлива.Figure 1 schematically shows the proposed device for burning fuel.
На фиг.2 представлен разрез А-А (фиг.1) устройства для сжигания топлива.Figure 2 presents a section aa (figure 1) of a device for burning fuel.
На фиг.3 представлен разрез Б-Б (фиг.1) устройства для сжигания топлива.Figure 3 presents a section bB (figure 1) of a device for burning fuel.
На фиг.4 представлено устройство для сжигания топлива с вариантом расположения первых форсунок жидкого топлива на пилонах.Figure 4 presents a device for burning fuel with a variant of the location of the first nozzles of liquid fuel on the pylons.
На фиг.5 представлен разрез В-В (фиг.4).Figure 5 presents a section bb (figure 4).
Устройство для сжигания топлива содержит кольцевую или цилиндрическую камеру сгорания 1, корпус камеры смешения 2, переднюю крышку 3 камеры смешения 2, центральную трубу 4, первый коллектор 5 подачи газообразного топлива, трубки 6 подачи газообразного топлива от первого коллектора 5, на которых расположены первые форсунки 7 подачи газообразного топлива, первый коллектор 8 подачи жидкого топлива, первые форсунки 9 подачи жидкого топлива, второй коллектор 10 подачи газообразного топлива, вторые форсунки 11 подачи газообразного топлива, второй коллектор 12 подачи жидкого топлива, вторые форсунки 13 подачи жидкого топлива, конусообразный стабилизатор 14 пламени, устройство 15 зажигания топливовоздушной смеси, пилоны 16, вход 17 подачи воздуха в камеру смешения 2, завихритель 18 топливовоздушной смеси.The fuel burning device comprises an annular or cylindrical combustion chamber 1, a
Трубки 6 подачи газообразного топлива расположены у входа в камеру смешения 2 на расстоянии от оси, равном 0,7-0,9 радиуса входа подачи воздуха в камеру смешения 2 (фиг.2), оси трубок 6 параллельны оси камеры смешения. Пилоны 16 установлены на передней крышке 3 и центральной трубе 4 камеры смешения 2 (фиг.4, фиг.5). Первые форсунки 9 подачи жидкого топлива установлены на пилонах 16, при этом оси указанных форсунок 9 расположены перпендикулярно оси камеры смешения 2. Первые форсунки 7 газообразного топлива расположены перпендикулярно оси камеры смешения 2.
Вторые форсунки 11 газообразного топлива расположены на торце конусообразного стабилизатора 14 пламени. Первые форсунки 9 подачи жидкого топлива расположены на стенках центральной трубы 4 (фиг.1 и фиг.3) или на пилонах 16 (фиг.4) в узком сечении камеры смешения 2 и направлены перпендикулярно к ее оси. Устройство 15 зажигания топливовоздушной смеси установлено на стенке камеры сгорания вблизи ее начала.The second nozzles 11 of the gaseous fuel are located at the end of the conical flame stabilizer 14. The
Устройство для сжигания топлива работает следующим образом. Воздух через вход 17 поступает в камеру смешения 2 и далее в камеру сгорания 1. При обтекании воздухом стабилизатора 14 образуется зона рециркуляционного течения, используемая для стабилизации пламени. Газообразное топливо из второго коллектора 10 подается через центральную трубу 4 и вторые форсунки 11 на срезе стабилизатора 14 в зону рециркуляции, где создается топливовоздушная смесь для запуска камеры сгорания 1. После включения устройства зажигания 15 топливовоздушная смесь за стабилизатором 14 загорается, создавая очаг горения в приосевой зоне камеры сгорания 1. Для выхода на режим низкоэмиссионного горения в первый коллектор 5 через трубки 6 форсунки 7 подается газообразное топливо, которое, смешиваясь с воздухом в камере смешения 2, создает гомогенную топливовоздушную смесь, которая проходит через завихритель 18 к началу камеры сгорания 1. Эта топливовоздушная смесь воспламеняется от факела зоны рециркуляции, создавая основной фронт горения. После воспламенения топливовоздушной смеси расход газообразного топлива второго коллектора 10 уменьшается до минимума или отключается полностью, а расход топлива первого коллектора увеличивается до расчетного значения.A device for burning fuel works as follows. Air through the
При работе на жидком углеводородном топливе запуск камеры сгорания 1 осуществляется с помощью жидкого топлива, подаваемого через второй коллектор 12 и вторые форсунки 13, расположенные у оси стабилизатора 14. После воспламенения топлива создается очаг горения в приосевой зоне камеры сгорания 1. Для выхода на режим низкоэмиссионного горения жидкое углеводородное топливо из первого коллектора 8 и первых форсунок 9 подается в камеру смешения 2, где оно испаряется и смешивается с потоком воздуха, создавая топливовоздушную смесь, которая, попадая в камеру сгорания 1, воспламеняется от факела зоны рециркуляции, создавая основной фронт горения. По мере увеличения расхода жидкого топлива из первого коллектора 8 расход жидкого топлива из второго коллектора 12 сокращается до нуля и камера сгорания 1 выводится на режим низкоэмиссионного горения жидкого топлива.When operating on liquid hydrocarbon fuel, the combustion chamber 1 is launched using liquid fuel supplied through the second manifold 12 and the second nozzles 13 located at the axis of the stabilizer 14. After ignition of the fuel, a combustion center is created in the axial zone of combustion chamber 1. To enter the low emission mode of burning liquid hydrocarbon fuel from the first manifold 8 and the
Эффективность низкоэмиссионной работы камеры сгорания на газообразном топливе достигается за счет эффективного смешения топлива с воздухом и создания гомогенной топливовоздушной смеси.The efficiency of the low-emission operation of the combustion chamber on gaseous fuel is achieved by efficiently mixing the fuel with air and creating a homogeneous air-fuel mixture.
Эффективная работа камеры сгорания на жидком топливе достигается за счет эффективного испарения и смешения жидкого топлива в камере смешения до попадания в камеру сгорания.The effective operation of the combustion chamber on liquid fuel is achieved by efficiently evaporating and mixing the liquid fuel in the mixing chamber before it enters the combustion chamber.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004123959/06A RU2270402C1 (en) | 2004-08-06 | 2004-08-06 | Fuel burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004123959/06A RU2270402C1 (en) | 2004-08-06 | 2004-08-06 | Fuel burner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2270402C1 true RU2270402C1 (en) | 2006-02-20 |
Family
ID=36051091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004123959/06A RU2270402C1 (en) | 2004-08-06 | 2004-08-06 | Fuel burner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2270402C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457397C2 (en) * | 2007-01-10 | 2012-07-27 | Дженерал Электрик Компани | Mixer of fuel with air for combustion chambers |
RU2527011C1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Continuous combustion chamber |
RU2584385C2 (en) * | 2012-02-15 | 2016-05-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Fuel inclined injection into swirler slot |
RU2761713C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-12-13 | Иван Иванович Кутыш | Method for burning a preliminarily prepared "lean" fuel-air mixture of liquid and (or) gaseous fuel and air in a three-circuit low-emission burner (variants) |
-
2004
- 2004-08-06 RU RU2004123959/06A patent/RU2270402C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457397C2 (en) * | 2007-01-10 | 2012-07-27 | Дженерал Электрик Компани | Mixer of fuel with air for combustion chambers |
RU2584385C2 (en) * | 2012-02-15 | 2016-05-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Fuel inclined injection into swirler slot |
US9810433B2 (en) | 2012-02-15 | 2017-11-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Inclined fuel injection of fuel into a swirler slot |
RU2527011C1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Continuous combustion chamber |
RU2761713C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-12-13 | Иван Иванович Кутыш | Method for burning a preliminarily prepared "lean" fuel-air mixture of liquid and (or) gaseous fuel and air in a three-circuit low-emission burner (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5375995A (en) | Burner for operating an internal combustion engine, a combustion chamber of a gas turbine group or firing installation | |
CN102454993A (en) | Fuel nozzle for combustor | |
CN101368739A (en) | Combustion method and device of fuel in gas turbine engine | |
US20100285413A1 (en) | Apparatus and Methods For Providing Uniformly Volume Distributed Combustion of Fuel | |
US5333574A (en) | Compact boiler having low NOX emissions | |
CN106196051B (en) | A kind of tubule premixed swirl low stain gas burner | |
KR100679596B1 (en) | Radial inflow dual fuel injector | |
US9995480B2 (en) | Burner | |
RU2002134603A (en) | THE IMPROVED COMBINATION OF THE PRELIMINARY MIXING CHAMBER AND THE COMBUSTION CHAMBER WITH A SMALL EMISSION OF EMISSIONS FOR GAS TURBINES OPERATING LIQUID AND LIQUID-LIQUID | |
RU2352864C1 (en) | Method and device for burning fuel | |
RU2270402C1 (en) | Fuel burner | |
RU2456510C1 (en) | Continuous-action combustion chamber | |
KR102429643B1 (en) | System and method for improving combustion stability of gas turbine | |
RU61010U1 (en) | BURNER FOR LIQUID AND GAS FUEL COMBUSTION AND FUEL AND AIR SUPPLY SYSTEM | |
RU185201U1 (en) | CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA | |
RU2386082C1 (en) | Device for preparing air-and-fuel mixture to be supplied to combustion chamber | |
RU38218U1 (en) | DEVICE FOR PREPARING AND SUBMITTING A FUEL-AIR MIXTURE TO THE COMBUSTION CHAMBER | |
RU2230257C2 (en) | Device for burning gaseous fuel | |
US20200309364A1 (en) | Burner and assembly of compact burners | |
US4063872A (en) | Universal burner | |
US20090029302A1 (en) | System of close coupled rapid mix burner cells | |
RU2080518C1 (en) | Flame tube burner device | |
RU2757248C1 (en) | Front device of the annular combustion chamber of a gas turbine installation and the method for its operation | |
RU2461780C1 (en) | Continuous-action combustion chamber | |
SU1672122A1 (en) | Burner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090807 |