RU2412398C2 - Low-head straight-flow swirl burner - Google Patents
Low-head straight-flow swirl burner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2412398C2 RU2412398C2 RU2008112953/06A RU2008112953A RU2412398C2 RU 2412398 C2 RU2412398 C2 RU 2412398C2 RU 2008112953/06 A RU2008112953/06 A RU 2008112953/06A RU 2008112953 A RU2008112953 A RU 2008112953A RU 2412398 C2 RU2412398 C2 RU 2412398C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- fuel supply
- fuel
- regulator
- air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для сжигания жидкого топлива в котлах, нагревательных устройствах и камерах сгорания. Может быть использовано в судовых и стационарных тепловых установках.The invention relates to the field of power engineering and is intended for burning liquid fuel in boilers, heating devices and combustion chambers. It can be used in ship and stationary thermal installations.
Известна низконапорная регулируемая горелка (Патент РФ № 2118752, Бюл. № 28 от 10.09.98), содержащая камеру подвода воздуха (воздушную камеру); завихритель подаваемого воздушного потока с поворотными радиальными направляющими лопатками, встроенными с возможностью поворота вокруг своей оси посредством привода, размещенного снаружи воздушной камеры, и сообщенными своей выходной оконечностью с соплом Вентури, образованным каналами конфузора, суженного сечения и диффузора; трубопровод подачи топлива, коаксиально вмонтированный в суженное сечение и снабженный на своей оконечности распыливающими отверстиями, оси которых поперечно ориентированы к оси сопла Вентури; регулятор расхода топлива, кинематически связанный с механизмом угла поворота лопаток; и стабилизатор горения, снабженный торцевой стенкой и цилиндрической обечайкой,Known low-pressure adjustable burner (RF Patent No. 2118752, bull. No. 28 from 09/10/98) containing a chamber for supplying air (air chamber); a swirl of the supplied air flow with rotary radial guide vanes integrated rotatably around its axis by means of a drive located outside the air chamber and communicated by its output tip with a Venturi nozzle formed by channels of the confuser, narrowed section and diffuser; a fuel supply pipe coaxially mounted in a narrowed section and provided at its tip with spray holes whose axes are laterally oriented to the axis of the Venturi nozzle; a fuel consumption regulator kinematically connected with the mechanism of the angle of rotation of the blades; and a combustion stabilizer provided with an end wall and a cylindrical shell,
Недостатками известной низконапорной регулируемой горелки являются: сложность приводного устройства поворота осевого лопаточного аппарата и регулятора расхода топлива, что обусловлено тем, что оси вращения лопаток направлены по радиусу канала подачи воздуха, и индивидуальные приводы лопаток расположены снаружи канала, и требуется согласование их угла поворота; малая глубина регулирования производительности горелки, определяемая малой величиной закручивания потока воздуха вследствие опасности выпадения капель топлива в закрученном потоке на стенки диффузорного канала. Все это снижает надежность работы и глубину регулирования горелки, что приводит к необходимости увеличения числа горелок на фронте котла.The disadvantages of the known low-pressure adjustable burner are: the complexity of the drive device for rotating the axial blade apparatus and the fuel consumption regulator, due to the fact that the axis of rotation of the blades are directed along the radius of the air supply channel, and individual blade drives are located outside the channel, and coordination of their rotation angle is required; shallow depth of control of the burner productivity, determined by the small amount of swirling of the air flow due to the danger of dropping fuel droplets in the swirling flow onto the walls of the diffuser channel. All this reduces the reliability of operation and the depth of regulation of the burner, which leads to the need to increase the number of burners at the front of the boiler.
Известна низконапорная прямоточно-вихревая горелка, являющаяся горелкой-прототипом (Сень Л.И. Оптимизация технико-экономических решений при проектировании и эксплуатации котельных установок малой мощности. Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2004. стр.62-66), содержащая камеру подвода воздуха, ограниченную боковой цилиндрической поверхностью, внешней и внутренней притопочными торцевыми стенками камеры завихрения; лопаточный завихритель подаваемого воздушного потока с поворотными направляющими лопатками, оси вращения которых закреплены аксиально оси горелки на внутренней притопочной торцевой стенке внутри воздушного канала; поворотные лопатки, сообщенные своей выходной оконечностью каждая с камерой завихрения; сопло Вентури, образованное каналами конфузора, суженного сечения и диффузора, и сопряженное входной оконечностью конфузора соосно с полостью камеры завихрения на ее выходе; трубопровод подачи топлива, коаксиально вмонтированный в суженное сечение сопла и снабженный на своей оконечности распыливающими отверстиями, оси которых поперечно ориентированы к оси сопла Вентури; стабилизатор горения, образованный внутренней притопочной торцевой стенкой и цилиндрической обечайкой; рычажный регулятор нагрузки в зависимости от давления пара в котле; регулятор расхода топлива дроссельного типа и рычаг регулятора нагрузки, кинематически связанный с поворотными лопатками посредством поворотного дискового пальчикового привода со стержнем и дроссельным регулятором расхода топлива. Такой привод уже проще, поскольку оси вращения лопаток аксиальны оси горелки и размещены внутри воздушного канала, и поворотный дисковый пальчиковый привод лопаток расположен внутри воздушного канала, а снаружи канала установлен только один стержень привода угла поворота этого диска, связанный с рычагом (вращения) регулятора нагрузки. При этом ось вращения рычага регулятора нагрузки соосна воздушному каналу.Known low-pressure direct-flow vortex burner, which is a prototype burner (Sen L.I. Optimization of technical and economic solutions in the design and operation of low-power boiler plants. Vladivostok: Mor. State University, 2004. p. 62-66), comprising an air supply chamber bounded by a lateral cylindrical surface, an inner and outer inflow end walls of the swirl chamber; a blade swirl of the supplied air flow with rotary guide vanes, the axis of rotation of which are fixed axially to the axis of the burner on the internal inflow end wall inside the air channel; rotary blades communicated by its output tip each with a swirl chamber; a Venturi nozzle formed by channels of a confuser, a narrowed section and a diffuser, and conjugated by the inlet tip of the confuser, is aligned with the cavity of the swirl chamber at its outlet; a fuel supply pipe coaxially mounted in a narrowed section of the nozzle and provided at its tip with spray holes whose axes are laterally oriented to the axis of the Venturi nozzle; a combustion stabilizer formed by an internal inflow end wall and a cylindrical shell; lever load regulator depending on the steam pressure in the boiler; a throttle-type fuel consumption regulator and a load regulator lever kinematically connected to the rotary blades by means of a rotary finger drive with a rod and a throttle fuel consumption regulator. Such a drive is already simpler, since the rotational axes of the blades are axial to the axis of the burner and are located inside the air channel, and the rotary disk finger drive of the blades is located inside the air channel, and only one shaft of the drive of the rotation angle of this disk is installed outside the channel, connected with the lever (rotation) of the load regulator . In this case, the axis of rotation of the lever of the load regulator is aligned with the air channel.
Недостатком известной горелки-прототипа, проявившим себя в эксплуатации, является малая глубина регулирования нагрузки горелки, которая составляет величину от 100 до 50%. Это связано с тем, что уменьшение расхода воздуха на горелку и, соответственно, снижение ее тепловой мощности достигается путем увеличения степени закрутки потока при увеличении угла установки лопаток завихрителя. При этом чрезмерно увеличивается центробежная сила закрученного потока воздуха, что приводит к сепарации капель распыленного топлива на выходной оконечности диффузорного канала с образованием пленки, что весьма существенно, испарение которой сопровождается отложениями на диффузоре, требующими периодической чистки в процессе эксплуатации. Кроме того, при номинальной нагрузке горелки с прямоточным движением воздуха сложно обеспечить стабилизацию горения, а снижение нагрузки горелки сопровождается ростом коэффициента избытка воздуха, что отрицательно сказывается уже на экономичности котла. Все это в конечном итоге затрудняет и ухудшает эксплуатацию горелки. Для исключения этих недостатков устанавливают на фронте котла не менее двух горелок. Однако при этом усложняется привод управления синхронной работой нескольких горелок с периодическим отключением одной из них при снижении тепловой мощности котла. При этом не представляется возможным поддержание низких значений коэффициента избытка воздуха во всем диапазоне нагрузок котла.A disadvantage of the known burner of the prototype, which has proved itself in operation, is the small depth of the load control of the burner, which is from 100 to 50%. This is due to the fact that a decrease in the air flow to the burner and, accordingly, a decrease in its thermal power is achieved by increasing the degree of swirling the flow with an increase in the angle of installation of the swirl blades. In this case, the centrifugal force of the swirling air flow increases excessively, which leads to the separation of droplets of atomized fuel at the output end of the diffuser channel with the formation of a film, which is very significant, the evaporation of which is accompanied by deposits on the diffuser, which require periodic cleaning during operation. In addition, at a rated burner load with direct-flow air movement, it is difficult to stabilize the combustion, and a decrease in the burner load is accompanied by an increase in the excess air coefficient, which negatively affects the efficiency of the boiler. All this ultimately complicates and worsens the operation of the burner. To eliminate these drawbacks, at least two burners are installed on the front of the boiler. However, this complicates the drive for controlling the synchronous operation of several burners with the periodic shutdown of one of them with a decrease in the thermal power of the boiler. At the same time, it is not possible to maintain low values of the coefficient of excess air in the entire load range of the boiler.
Таким образом, горелка-прототип не обеспечивает широкий диапазон тепловых нагрузок котла, работающего на одной горелке и с низким коэффициентом избытка воздуха, близким стехиометрическому значению без выпадения капель топлива на стенки диффузорного канала сопла Вентури.Thus, the prototype burner does not provide a wide range of thermal loads of the boiler operating on one burner and with a low coefficient of excess air close to the stoichiometric value without dropping fuel droplets on the walls of the diffuser channel of the Venturi nozzle.
Технической задачей предлагаемого изобретения низконапорной прямоточно-вихревой регулируемой горелки является устранение указанных недостатков, а именно увеличение диапазона тепловых нагрузок котла при работе на одной горелке с коэффициентом избытка воздуха, близким стехиометрическому значению, 1≤α≤1,1, с обеспечением стабилизации процесса горения и без выпадения капель на стенки канала.The technical task of the invention is to eliminate these drawbacks, namely, increasing the range of thermal loads of the boiler when working on a single burner with an excess air coefficient close to the stoichiometric value, 1≤α≤1,1, ensuring stabilization of the combustion process and without dropping drops on the channel walls.
Это достигается тем, что известная низконапорная прямоточно-вихревая горелка, содержащая камеру подвода воздуха, ограниченную боковой цилиндрической поверхностью, внешней и внутренней притопочной торцевыми стенками камеры завихрения; лопаточный завихритель подаваемого воздушного потока с поворотными направляющими лопатками, оси которых закреплены аксиально оси горелки на внутренней притопочной торцевой стенке внутри воздушной камеры, сообщенными своей выходной оконечностью каждая с камерой завихрения; сопло Вентури, образованное каналами конфузора, суженного сечения и диффузора, сообщенное входной оконечностью конфузора соосно с полостью камеры завихрения на ее выходе; трубопровод подачи топлива, коаксиально вмонтированный в суженное сечение сопла и снабженный на своей оконечности распыливающими отверстиями, оси которых ориентированы поперечно к оси сопла Вентури; регулятор расхода топлива дроссельного типа, рычажный регулятор нагрузки, кинематически связанный с лопаточным завихрителем и дроссельным регулятором расхода топлива; стабилизатор горения, образованный внутренней притопочной торцевой стенкой и цилиндрической обечайкой, снабжена тремя или более соплами Вентури, размещенными по окружности оси горелки на внутренней притопочной торцевой стенке, сообщенными каждый выходной оконечностью диффузора в пространстве топки с полостью стабилизатора горения. Камеры завихрения в камере подвода воздуха ограничены с внешней стороны тремя или более торцевыми дисками с встроенными управляющими пальцами поворотных лопаток, жестко скрепленными каждый с поворотными рычагами через соосные с ними трубопроводы подачи топлива, жестко сообщенные каждый входной оконечностью с цилиндрическим плунжером дроссельного щелевого регулятора подвода топлива, а выходной оконечностью с данным торцевым диском и снабженные близ торца распыливающими отверстиями в сопле Вентури. Входная оконечность рычажного регулятора нагрузки снабжена мембраной регулятора давления пара в котле, а ее подпружиненный шток на выходной оконечности регулятора нагрузки кинематически связан с осевым стержнем, кинематически связанным с тремя или более клинообразными уступами, сопряженными с поворотными рычагами соосных трубопроводов подачи топлива, причем каждый из клинообразных уступов установлен на осевом штоке, сопряженным с опорным фланцем, скрепленным с внешней притопочной торцевой стенкой.This is achieved by the fact that the known low-pressure direct-flow vortex burner containing an air supply chamber limited by a lateral cylindrical surface, an external and internal inflow end walls of the swirl chamber; a blade swirler of the supplied air flow with rotary guide vanes, the axes of which are fixed axially to the axis of the burner on the inner subpopular end wall inside the air chamber, each communicating with its output tip to the swirl chamber; a Venturi nozzle formed by channels of a confuser, a narrowed section and a diffuser, communicated by the inlet tip of the confuser coaxially with the cavity of the swirl chamber at its outlet; a fuel supply pipe coaxially mounted in a narrowed section of the nozzle and provided at its tip with spray holes whose axes are oriented transversely to the axis of the Venturi nozzle; throttle-type fuel consumption regulator, lever load regulator kinematically connected with the blade swirl and throttle fuel consumption regulator; the combustion stabilizer formed by the internal inflow end wall and the cylindrical shell is equipped with three or more venturi nozzles located around the axis of the burner on the internal inflow end wall, each outlet tip of the diffuser communicating in the furnace space with the combustion stabilizer cavity. The swirl chambers in the air supply chamber are bounded externally by three or more end disks with integrated control fingers of the rotary blades, each rigidly fastened to the rotary levers through coaxial fuel supply pipelines, rigidly connected to each inlet tip with a cylindrical plunger of the throttle slotted fuel supply regulator, and the output end with this end disk and equipped with near the end of the spray holes in the venturi nozzle. The input end of the lever load regulator is equipped with a membrane of the steam pressure regulator in the boiler, and its spring-loaded rod at the output end of the load regulator is kinematically connected to an axial rod kinematically connected to three or more wedge-shaped ledges associated with rotary levers of coaxial fuel supply pipelines, each of which is wedge-shaped ledges mounted on an axial rod mated to a support flange fastened to an external inflow end wall.
Заявленная совокупность ограничительных и отличительных признаков обеспечивает увеличение глубины регулирования горелки без ухудшения эффективности ее работы во всем диапазоне нагрузок за счет последовательного отключения из работы индивидуальных сопел Вентури с завихрителями воздуха, обеспечивающими величину коэффициента избытка воздуха в пределах от 1 до 1,1 со стехиометрическим смесеобразованием в факеле, и расхода топлива через соответствующие трубопроводы подачи топлива. Использование нескольких сопел Вентури расширяет область нагрузок работы горелки от 100 до 5% без выпадения капель распыленного топлива на стенки канала.The claimed combination of restrictive and distinctive features provides an increase in the depth of regulation of the burner without impairing the efficiency of its operation in the entire load range due to the sequential shutdown of individual Venturi nozzles with air swirls, providing a coefficient of excess air in the range from 1 to 1.1 with stoichiometric mixing in flare, and fuel consumption through the corresponding fuel supply pipelines. The use of several Venturi nozzles extends the range of the burner load from 100 to 5% without dropping droplets of atomized fuel onto the channel walls.
Заявляемое изобретение поясняется иллюстрациями: фиг.1, на которой приведена схема предлагаемой трехсопловой горелки; фиг.2 с аксонометрическим изображением горелки со снятой дверцей и фиг 3, на которой представлен характер изменения относительного расхода топлива и коэффициента избытка воздуха трехсопловой горелки.The claimed invention is illustrated by illustrations: figure 1, which shows a diagram of the proposed three-nozzle burner; figure 2 with a perspective view of the burner with the door removed and figure 3, which shows the nature of the change in relative fuel consumption and excess air coefficient of a three-nozzle burner.
Низконапорная прямоточно-вихревая горелка содержит камеру подвода воздуха 1 (короб), ограниченную с внутренней стороны поверхностью притопочной торцевой стенки 2, а со стороны окружающей среды боковой цилиндрической поверхностью короба и дверцей 3. В камере подвода воздуха 1 размещены по окружности относительно оси по радиусу например три (или более) торцевых диска 4 с встроенными по радиусу управляющими пальцами 5 прямоугольных поворотных направляющих лопаток 6 воздушного потока, образующих на выходной оконечности каждой из лопаток 6 вблизи оси сопла Вентури 7 между торцевыми дисками 4 и внутренней поверхностью притопочной торцевой стенки 2 их камеры завихрения 8. Вблизи входной оконечности поворотных лопаток 6 размещены по окружности их оси вращения 9, закрепленные на стенке 2. Сопла Вентури 7 врезаны с внешней стороны притопочной торцевой стенки 2 соосно торцевым дискам 4, содержат по ходу воздуха конфузорный, цилиндрический и диффузорный участки канала. В начале цилиндрического канала каждого сопла Вентури на его оси размещена выходная оконечность трубопровода подачи топлива 10 с поперечно ориентированными относительно оси сопла Вентури отверстиями подвода топлива (не показаны). Трубопроводы подачи топлива 10 по длине жестко связаны с соответствующими индивидуальными торцевыми дисками 4, поворотными рычагами 11 и цилиндрическими плунжерами дроссельных щелевых регуляторов подвода топлива 12. Каждый из поворотных рычагов 11 одним концом по оси горелки сопряжен с клинообразным уступом 13, установленным на осевом штоке 14, сопряженным с опорным фланцем 15, скрепленным с дверцей 3, а другим концом сообщен с пружиной растяжения 16. Все клинообразные уступы 13 сопряжены с осевым штоком 14, кинематически связанным посредством рычага 17 с регулятором нагрузки в виде регулятора давления пара 18, оборудованным мембраной 19 с ее штоком 20 с силовой пружиной 21 и регулировочной гайкой 22. Все детали и системы подвода топлива и импульса подвода давления пара от котла жестко смонтированы на дверце 3, оборудованной осью вращения 23.The low-pressure direct-flow vortex burner contains an air supply chamber 1 (duct), bounded on the inside by the surface of the inflow end wall 2, and from the environmental side by a cylindrical side surface of the duct and door 3. In the air supply chamber 1 are arranged around the circumference relative to the axis along the radius, for example three (or more) end disks 4 with radially integrated control fingers 5 of rectangular rotary guide vanes 6 of the air flow forming at the output end of each of the blades 6 vbl from the axis of the Venturi nozzle 7 between the end disks 4 and the inner surface of the inflow end wall 2 of their turbulence chamber 8. Near the input end of the rotary blades 6 are placed around the circumference of their axis of rotation 9, mounted on the wall 2. The Venturi nozzle 7 is cut from the outside of the inflow end wall 2 coaxially to the end disks 4, contain confuser, cylindrical and diffuser portions of the channel along the air. At the beginning of the cylindrical channel of each Venturi nozzle on its axis is the output end of the fuel supply pipe 10 with fuel supply openings (not shown) transversely oriented relative to the axis of the Venturi nozzle. The fuel supply pipelines 10 are rigidly connected along the length with the corresponding individual end disks 4, rotary levers 11 and cylindrical plungers of throttle slotted fuel supply regulators 12. Each of the rotary levers 11 is connected at one end along the axis of the burner with a wedge-shaped ledge 13 mounted on the axial rod 14, mated to a support flange 15, fastened to the door 3, and the other end in communication with a tension spring 16. All wedge-shaped ledges 13 are associated with an axial rod 14, kinematically connected by means of a ridge yeah 17 with a load regulator in the form of a steam pressure regulator 18, equipped with a membrane 19 with its stem 20 with a power spring 21 and an adjusting nut 22. All parts and systems for supplying fuel and a pulse for supplying steam pressure from the boiler are rigidly mounted on a door 3 equipped with a rotation axis 23.
Горелка имеет стабилизатор горения 24, образованный полостью в пределах притопочной торцевой стенки 2 с соплами Вентури 7 и топочного пространства, ограниченного внешними стенками 25.The burner has a combustion stabilizer 24 formed by a cavity within the inflow end wall 2 with Venturi nozzles 7 and the combustion space bounded by the outer walls 25.
На схеме фиг.2 для наглядности представлено аксонометрическое изображение трехсопловой горелки со снятой дверцей. Здесь дополнительно показаны: патрубок 26 для подвода воздуха в камеру подвода воздуха горелки от вентилятора (не показан); патрубок 27 для установки фотоэлемента контроля пламени (не показан); патрубок 28 для ввода воспламенителя смеси (не показан) в полость стабилизатора горения 24; штуцер 29 подвода импульса давления пара от котла (не показан) в регулятор давления пара 18; трубопроводы 30 подвода топлива через регуляторы 12 к соплам горелки; фланец 31 крепления горелки на топочном фронте котла (не показан).In the diagram of FIG. 2, for clarity, an axonometric image of a three-nozzle burner with a door removed is presented. Here are additionally shown: a
Низконапорная прямоточно-вихревая горелка работает следующим образом. Воздух от вентилятора (не показан) поступает в камеру подвода воздуха 1 и далее поступает на поворотные лопатки 6 с осью вращения 9, расположенные по радиусу между торцевыми дисками 4 и внутренней поверхностью притопочной торцевой стенкой 2, и в зависимости от задаваемого угла поворота торцевых дисков 4 с лопатками 6 воздух закручивается или поступает прямотоком по радиусу в каждую камеру завихрения 8, размещенную на входе потока перед конфузорным участком каждого сопла Вентури 7.A low-pressure ramjet burner operates as follows. Air from a fan (not shown) enters the air supply chamber 1 and then enters the rotary blades 6 with an axis of rotation 9 located radially between the end disks 4 and the inner surface of the inflow end wall 2, and depending on the set angle of rotation of the end disks 4 with blades 6, the air swirls or enters a direct-flow radius along each turbulence chamber 8 located at the inlet of the flow in front of the confuser section of each Venturi nozzle 7.
При этом, проходя по лопаткам 6, воздух поступает в их камеры завихрения 8 и далее в каждое сопло Вентури 7 с участками конфузорного, цилиндрического и диффузорного каналов. Топливо подводится по трубопроводам в плунжеры цилиндрических дроссельных щелевых регуляторов подвода топлива 12, затем поступает во входные участки трубопроводов подачи топлива 10 и на их выходных участках через поперечные отверстия вытекает в поток воздуха в начале цилиндрических каналов сопел Вентури 7, где распыливается с образованием мелких капель.At the same time, passing through the blades 6, the air enters their turbulence chambers 8 and then into each Venturi nozzle 7 with sections of the confuser, cylindrical and diffuser channels. Fuel is supplied through pipelines to the plungers of cylindrical throttle slotted fuel supply regulators 12, then it enters the inlet sections of the fuel supply pipelines 10 and flows through the transverse openings into the air stream at the beginning of the cylindrical channels of the Venturi nozzles 7, where it is sprayed to form small droplets.
На выходе из сопел Вентури 7 образовавшаяся топливно-воздушная смесь поступает в виде струй в полость стабилизатора горения 24, образованного внешней цилиндрической обечайкой 25 и притопочной торцевой стенкой 2. Полость стабилизатора горения 24 содержит воспламенитель смеси (не показан), расположенный в патрубке 27, который обеспечивает первоначальное поджигание. Воспламененная горящая топливно-воздушная смесь продолжает гореть за счет образования зон обратных токов высокотемпературных продуктов сгорания, расположенных между границами нескольких струй топливно-воздушной смеси (показанных штриховыми линиями) и между границами струй и внешней стенкой 25, как показано стрелками в полости стабилизатора горения 24 при номинальной нагрузке горелки с прямоточным подводом воздуха в камеры завихрения 8. Далее горящая топливно-воздушная смесь выбрасывается из полости стабилизатора горения 24 в объем топки (не показана).At the outlet of the Venturi nozzles 7, the resulting air-fuel mixture enters in the form of jets into the cavity of the combustion stabilizer 24 formed by the outer cylindrical shell 25 and the inflow end wall 2. The cavity of the combustion stabilizer 24 contains a mixture igniter (not shown) located in the
При долевых нагрузках горелки, когда часть сопел Вентури 7 работает с достаточным завихрением потока воздуха в камере завихрения 8, возникает дополнительная зона обратных токов на оси струи топливно-воздушной смеси, что обеспечивает стабилизацию горения в том числе при минимальной нагрузке топочного устройства, работающего на одном сопле.At fractional loads of the burner, when part of the Venturi nozzles 7 operates with a sufficient swirl of the air flow in the swirl chamber 8, an additional zone of reverse currents arises on the axis of the jet of the air-fuel mixture, which ensures stabilization of combustion, including at a minimum load of the combustion device operating on one nozzle.
Регулирование тепловой мощности (нагрузки) горелки осуществляется от импульса давления пара в котле, воспринимаемого регулятором давления пара 18. При этом шток 20 перемещается и через рычаг 17 оказывает воздействие на осевой шток 14 и его клинообразные уступы 13. При перемещении клиноообразных уступов 13 поворачиваются вокруг своих осей трубопроводы подачи топлива 10, поворотные рычаги 11 и жестко связанные с ними вокруг их осей, помимо трубопроводов подачи топлива 10, цилиндрические плунжеры дроссельных щелевых регулятор подвода топлива 12 и торцевые диски 4 с встроенными управляющими пальцами 5, которые при повороте дисков 4 поворачивают поворотные направляющие лопатки 6 относительно осей вращения лопаток 9. При этом изменяется степень крутки воздушного потока в камере завихрения 8 и расход воздуха через сопло Вентури 7.The thermal power (load) of the burner is controlled by the steam pressure pulse in the boiler, which is perceived by the steam pressure regulator 18. In this case, the rod 20 moves and through the lever 17 affects the axial rod 14 and its wedge-shaped ledges 13. When moving the wedge-shaped ledges 13 turn around their axes fuel supply pipelines 10, pivoting levers 11 and rigidly connected around them around their axes, in addition to fuel supply pipelines 10, cylindrical throttle plungers slotted fuel supply regulator 12 and rtsevye wheels 4 with integrated control fingers 5 which in turn drives 4 is rotated turning vanes 6 relative to the rotational axes of the blades 9. This changes the degree of twist airflow vortex chamber 8 and air flow through the venturi nozzle 7.
При повороте трубопровода подачи топлива 10 в цилиндрическом плунжере щелевого дроссельного регулятора подвода топлива 12 изменяется размер (длина) дроссельной щели (не показана) и соответствующий расход топлива на выпускной оконечности трубопровода 10, снабженной поперечными отверстиями подвода топлива в суженную часть сопла Вентури. Возвратное движение поворотных элементов 4, 6, 10 и цилиндра регулятора подвода топлива 12 обеспечивается пружиной растяжения 16.When the fuel supply pipe 10 is rotated in the cylindrical plunger of the slotted throttle fuel supply regulator 12, the size (length) of the throttle slit (not shown) and the corresponding fuel consumption at the outlet end of the pipe 10, equipped with transverse fuel supply holes in the narrowed part of the Venturi nozzle, change. The return movement of the rotary elements 4, 6, 10 and the cylinder of the fuel supply regulator 12 is provided by a tension spring 16.
Характер изменения относительного расхода топлива, В/Вном, и коэффициента избытка воздуха, а в зависимости от относительного перемещения штока 20 привода регулятора давления пара, Н/Нmах, (нагрузки) трехсопловой горелки приведен на схеме фиг.3. Некоторые колебания коэффициента избытка воздуха с изменением нагрузки горелки определяются некоторой несовместимостью характеристик законов изменения расхода топлива и воздуха при их постоянном давлении на входе в горелку. Для топлива эта характеристика прямолинейна по углу поворота цилиндрического плунжера дроссельного щелевого регулятора, а для воздуха эта характеристика обладает некоторой нелинейностью в зависимости от степени крутки потока на входе в сопло Вентури. Несовместимость этих характеристик и определяет колебание коэффициента избытка воздуха при изменении нагрузки трехсопловой горелки. С увеличением числа сопел горелки амплитуда этих колебаний снижается и приближаются к постоянству коэффициента избытка воздуха на различных нагрузках горелки. Невыпадение капель распыленного топлива на стенки диффузорного канала обеспечивается тем, что при работе горелки отключение подачи топлива в любом из каналов осуществляется прежде, чем достигается высокая степень крутки воздушного потока, способная образовать пленку, а избыточный воздух отключенного по топливу канала компенсируется подачей топлива из работающих каналов.The nature of the change in the relative fuel consumption, I / O nom , and the coefficient of excess air, and depending on the relative movement of the rod 20 of the actuator of the steam pressure regulator, N / N max , (load) of the three-nozzle burner, is shown in the diagram of Fig. 3. Some fluctuations in the coefficient of excess air with a change in the burner load are determined by some incompatibility of the characteristics of the laws of changes in fuel and air consumption at a constant pressure at the inlet to the burner. For fuel, this characteristic is straightforward in the angle of rotation of the cylindrical plunger of the throttle slit controller, and for air, this characteristic has some nonlinearity depending on the degree of twist of the flow at the inlet to the Venturi nozzle. The incompatibility of these characteristics determines the fluctuation of the coefficient of excess air when the load of a three-nozzle burner changes. With an increase in the number of burner nozzles, the amplitude of these oscillations decreases and approaches the constancy of the coefficient of excess air at various burner loads. The non-dropping of atomized fuel droplets on the walls of the diffuser channel is ensured by the fact that during burner operation the fuel supply is switched off in any of the channels before a high degree of twisting of the air flow is achieved, which can form a film, and the excess air of the channel disconnected by fuel is compensated by the supply of fuel from the working channels .
Проверка пределов регулирования производительности горелки с соблюдением соотношения расходов топлива и воздуха осуществлена на лабораторном стенде кафедры заявителя.Checking the limits of regulation of the burner performance in compliance with the ratio of fuel and air consumption was carried out at the laboratory stand of the applicant’s department.
Все детали горелки установлены на дверце 3 с осью вращения 23, на которой размещены штуцеры подвода топлива 32 и штуцер подвода импульса давления пара 29 и которая связана посредством шпилек 33 с притопочной торцевой стенкой 2, посредством которой размещены элементы 4, 6, 7, 8 и 9. При открытии дверцы обеспечивается доступ к подвижным и неподвижным (разъемным) элементам горелки, включая уплотнительные соединения входной и выходной оконечностей трубопровода подачи топлива 10, что не требует демонтажа горелки для осмотра, обслуживания и ремонта.All parts of the burner are installed on the door 3 with the axis of rotation 23, on which the fittings for supplying fuel 32 and the fitting for supplying a pulse of
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112953/06A RU2412398C2 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Low-head straight-flow swirl burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112953/06A RU2412398C2 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Low-head straight-flow swirl burner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008112953A RU2008112953A (en) | 2009-10-10 |
| RU2412398C2 true RU2412398C2 (en) | 2011-02-20 |
Family
ID=41260469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008112953/06A RU2412398C2 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Low-head straight-flow swirl burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2412398C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU199440U1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-09-01 | Ооо "Салюс" | Vortex gas burner |
-
2008
- 2008-04-03 RU RU2008112953/06A patent/RU2412398C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СЕНЬ Л.И. Оптимизация технико-экономических решений при проектировании и эксплуатации котельных установок малой мощности. - Владивосток: Мор. гос. университет, с.62-66. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU199440U1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-09-01 | Ооо "Салюс" | Vortex gas burner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008112953A (en) | 2009-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8511091B2 (en) | Swirler for a fuel injector | |
| KR100550689B1 (en) | Burner with uniform fuel/air premixing for low emissions combustion | |
| CA2820071C (en) | Axial swirler for a gas turbine burner | |
| US4348170A (en) | Dual register, split stream burner assembly with divider cone | |
| CA2086399C (en) | Split stream burner assembly | |
| EP3137815B1 (en) | Combustor burner arrangement | |
| JPH0531049B2 (en) | ||
| JPS63194111A (en) | Combustion method for gas fuel and equipment thereof | |
| US6145450A (en) | Burner assembly with air stabilizer vane | |
| RU2006125115A (en) | DEVICE FOR REGULATING A LOW EMISSION GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER | |
| JPH1054557A (en) | Apparatus for operation of annular combustor having combined burners for liquid fuel and gas fuel | |
| RU2412398C2 (en) | Low-head straight-flow swirl burner | |
| EP0945678B1 (en) | Low NOx burner for liquid and gaseous fuels | |
| KR890001296B1 (en) | Low pressure loss burner for coal-water slurry or fuel oil | |
| US4106890A (en) | Air deflector | |
| RU2396488C1 (en) | Burner for gas burning | |
| RU61010U1 (en) | BURNER FOR LIQUID AND GAS FUEL COMBUSTION AND FUEL AND AIR SUPPLY SYSTEM | |
| US20170307220A1 (en) | Pilot liquid fuel lance, pilot liquid fuel system and method of use | |
| RU2083921C1 (en) | Rotary burner for liquid fuel | |
| RU2319069C1 (en) | Low-pressure controlled burner | |
| CN111174202A (en) | Self-adaptive premixing burner | |
| CN212057273U (en) | Self-adaptive premixing burner | |
| JP6874568B2 (en) | Combustion system | |
| SU1138602A1 (en) | Gas-masout burner | |
| RU2622361C1 (en) | Liquid-fuel burning device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110116 |