RU2464495C2

RU2464495C2 - Burner device

Info

Publication number: RU2464495C2
Application number: RU2008106732/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Жарников (RU); Николай Николаевич Жарников; Юрий Николаевич Черкашин (RU); Юрий Николаевич Черкашин; Иван Антонович Урманов (RU); Иван Антонович Урманов; Руслан Валерьевич Лесовик (RU); Руслан Валерьевич Лесовик
Original assignee: Николай Николаевич Жарников; Юрий Николаевич Черкашин; Иван Антонович Урманов; Руслан Валерьевич Лесовик
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2012-10-20
Also published as: RU2008106732A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: burner device comprises an air supply box, a peripheral gas collector with holes, a central gas collector with gas holes, a central gas collector is arranged in the form of a hollow toroid with radially arranged gas holes and tubes supplying gaseous fuel from holes of the peripheral gas collector inside the hollow toroid, in the central part of the gas burner there is an ejector of secondary air, representing a hollow double-walled cylinder with holes making it possible to supply secondary air from environment into a burning area.

EFFECT: invention makes it possible to reduce concentration of nitrogen oxides in combustion products, to improve formation of a mixture of gaseous fuel with air, to increase reliability of burner operation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого и газообразного топлива и может быть использовано в энергетике, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to burners for burning liquid and gaseous fuels and can be used in energy, chemical, petrochemical and other industries.

Известно горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий короб, периферийный газовый коллектор с отверстиями, центральный газовый коллектор с газовыми отверстиями (А.С. СССР №1101622).A burner device is known comprising an air supply duct, a peripheral gas manifold with holes, a central gas manifold with gas holes (AS USSR No. 1101622).

Недостатком известного горелочного устройства является неравномерное по объему смесеобразование газообразного топлива с воздухом, в результате которого в продуктах горения содержится высокая концентрация оксидов азота, а также неравномерная подача воздуха, приводящая к пульсации факела и как следствие вибрации экранов котла.A disadvantage of the known burner device is a mixture of gaseous fuel with air that is uneven in volume, resulting in a high concentration of nitrogen oxides in the combustion products, as well as an uneven air supply, which leads to pulsation of the torch and, as a result, the vibration of the boiler screens.

Задачи, на решения которых направлено предлагаемое решение: снижение концентрации оксидов азота в продуктах сгорания, улучшение смесеобразования газообразного топлива с воздухом, более надежная работа горелки, улучшение экономических показателей.The tasks the proposed solution is aimed at: reducing the concentration of nitrogen oxides in the combustion products, improving the mixture formation of gaseous fuels with air, more reliable operation of the burner, improving economic performance.

Технический результат достигается тем, что горелочное устройство содержит, воздухоподводящий короб, периферийный газовый коллектор с отверстиями, центральный газовый коллектор с газовыми отверстиями, при этом центральный газовый коллектор выполнен в виде полого тора с радиально расположенными газовыми отверстиями и трубками, подающими газообразное топливо из отверстий периферийного газового коллектора внутрь полого тора, а в центральной части газовой горелки установлен эжектор вторичного воздуха, представляющий собой полый двустенный цилиндр с отверстиями, позволяющими подавать вторичный воздух из окружающей среды в зону горения.The technical result is achieved in that the burner device comprises an air supply duct, a peripheral gas manifold with openings, a central gas manifold with gas openings, the central gas manifold being a hollow torus with radially arranged gas openings and tubes supplying gaseous fuel from the openings of the peripheral of the gas manifold into the hollow torus, and in the central part of the gas burner there is a secondary air ejector, which is a hollow two This cylinder has openings that allow the supply of secondary air from the environment to the combustion zone.

На фиг.1 показана газовая горелка.1 shows a gas burner.

Горелочное устройство содержит периферийный газовый коллектор 1, центральный газовый коллектор 2, вспомогательный запальный элемент 3, воздушный эжектор вторичного воздуха 4, в воздухоподводящем коробе 5 монтируется улиткообразный завихритель воздуха 6. Центральный газовый коллектор 2 представляет собой полый тор с радиально расположенными газовыми отверстиями и трубками, подающими газообразное топливо из отверстий периферийного газового коллектора внутрь тора. Эжектор вторичного воздуха 4 представляет собой полый двустенный цилиндр с отверстиями, позволяющими подавать вторичный воздух из окружающей среды в зону горения.The burner device comprises a peripheral gas manifold 1, a central gas manifold 2, an auxiliary ignition element 3, an air ejector of secondary air 4, a coiled air swirler 6 is mounted in the air supply duct 5. The central gas manifold 2 is a hollow torus with radially arranged gas holes and tubes, supplying gaseous fuel from the holes of the peripheral gas manifold into the torus. The secondary air ejector 4 is a hollow double-walled cylinder with holes that allow supplying secondary air from the environment to the combustion zone.

Принцип работы данного горелочного устройства состоит в следующем: центрально расположенный запальный элемент 3 воспламеняет газ периферийный и центрально подаваемый. Увеличиваемая мощность горелки определяет увеличение подачи воздуха, что при улиткообразном подводе вызывает образование в центральной части горелки разрежение. Это разрежение устраняется за счет эжектора вторичного воздуха 4, который за счет возникающего разрежения обеспечивает до 5% подачи воздуха в горелку, тем самым сокращая расход энергии на дутье и полностью устраняя эжекцию высокотемпературных продуктов сгорания из топки в горелку и связанное с этим обгорание ее элементов. Распределение газа по двум разнесенным сечениям горелки при помощи дополнительно установленного центрального газового коллектора 2 позволяет получить во всем диапазоне нагрузок устойчивое горение со снижением выбросов окислов азота на 15-20%, т.е. с 90-120 до 60-80 ppm при α=1,2. Длиннофакельные горелки страдают пульсацией горения с разрушением целостности обмуровки котлов, при этом дают эффект 90-120 ppm при α=1,2, короткофакельные при той же мощности стабильны, но страдают NO_X 100-170 ppm. Разнесенный по сечениям ввод газа в пространстве и в объемах дает эффект стабильности горения и хороших экологических показателей. Центральный газовый коллектор 2 является охлаждаемым стабилизатором за счет того, что тор, который он представляет, затеняет поток газовоздушной смеси, тем самым создавая устойчивое нахождение корня факела.The principle of operation of this burner device is as follows: a centrally located ignition element 3 ignites the peripheral and centrally supplied gas. The increased power of the burner determines the increase in air supply, which with a cochlear-shaped supply causes a rarefaction in the central part of the burner. This rarefaction is eliminated by the secondary air ejector 4, which, due to the resulting vacuum, provides up to 5% of air supply to the burner, thereby reducing energy consumption in the blast and completely eliminating the ejection of high-temperature combustion products from the furnace into the burner and the associated burning of its elements. The gas distribution over two spaced sections of the burner with the help of an additionally installed central gas collector 2 makes it possible to obtain stable combustion in the entire load range with a reduction of nitrogen oxide emissions by 15-20%, i.e. from 90-120 to 60-80 ppm at α = 1.2. Long-torch burners suffer from pulsation of combustion with the destruction of the integrity of the lining of the boilers, while they give an effect of 90-120 ppm at α = 1.2, short-torches at the same power are stable, but suffer from NO _X 100-170 ppm. Spaced in cross sections, the gas injection in space and in volumes gives the effect of combustion stability and good environmental performance. The central gas manifold 2 is a cooled stabilizer due to the fact that the torus that it represents obscures the flow of the air-gas mixture, thereby creating a stable location of the torch root.

Claims

A burner device comprising an air supply duct, a peripheral gas manifold with openings, a central gas manifold with gas openings, characterized in that the central gas manifold is made in the form of a hollow torus with radially arranged gas openings and tubes supplying gaseous fuel from the openings of the peripheral gas manifold into the hollow torus, in the central part of the gas burner an ejector of secondary air is installed, which is a hollow double-walled cylinder with holes allowing to supply secondary air from the environment to the combustion zone.