RU2469802C1 - Acoustic straight-flow gas burner - Google Patents

Acoustic straight-flow gas burner Download PDF

Info

Publication number
RU2469802C1
RU2469802C1 RU2011132420/28A RU2011132420A RU2469802C1 RU 2469802 C1 RU2469802 C1 RU 2469802C1 RU 2011132420/28 A RU2011132420/28 A RU 2011132420/28A RU 2011132420 A RU2011132420 A RU 2011132420A RU 2469802 C1 RU2469802 C1 RU 2469802C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
nozzle
resonator
acoustic
burner
Prior art date
Application number
RU2011132420/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Георгиевич Лисиенко
Анатолий Леонтьевич Засухин
Владимир Александрович Зеленин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2011132420/28A priority Critical patent/RU2469802C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2469802C1 publication Critical patent/RU2469802C1/en

Links

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: acoustic straight-flow gas burner includes burner body, natural gas supply branch pipe, combustion air supply branch pipe, central gas nozzle and peripheral air nozzle, internal natural gas supply pipeline, acoustic gas-jet emitter consisting of nozzle, resonator and reflector; at that, internal natural gas supply pipeline has variable cross section, and some part of that pipeline, which has an increased cross section, forms housing of acoustic gas-jet emitter, in which its nozzle, resonator and reflector are arranged; at that, nozzle and resonator of acoustic gas-jet emitter, as well as internal natural gas supply pipeline are arranged coaxially; distance from closed end surface of resonator to exit section of central gas nozzle of burner is 3-5 diameters of exit section of central gas nozzle, and cross-section area between outer diameter of resonator and inner diameter of housing of gas-jet acoustic emitter is equal to cross-section area of internal natural gas supply pipeline.
EFFECT: reduction of acoustic vibrations losses at their action on gas burner flame; reduction of dimensions and cost of burner device; shortening of flame length; reduction of fuel unburnt carbon and nitrogen oxide emissions.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к плавильным и нагревательным агрегатам, в которых образуется химический недожог топлива и имеет место значительная эмиссия оксидов азота.The invention relates to the field of heat engineering, in particular to melting and heating units in which a chemical underburning of fuel is formed and significant emission of nitrogen oxides takes place.

Известно применение газоструйных акустических излучателей на мартеновских печах, позволяющее значительно снижать содержание оксидов азота в дымовых газах [1]. Однако недостатками этого устройства являются использование в качестве рабочего газа дополнительного энергоносителя - компрессорного воздуха, и расположение акустических излучателей в удалении от горелочных устройств, что снижает эффективность влияния акустического поля на процесс горения. Известна также конструкция газовой горелки (ФСГ-Р) с регулируемой длиной факела и раздельной подачей газа в центральное и периферийное сопла горелки [2]. При этом удается сократить длину факела, снизить химический недожог топлива и обеспечить оптимальные условия нагрева металла, в том числе при факельно-сводовом отоплении. Однако недостатком этой конструкции является значительная неуправляемая эмиссия оксидов азота.It is known the use of gas-jet acoustic emitters on open-hearth furnaces, which can significantly reduce the content of nitrogen oxides in flue gases [1]. However, the disadvantages of this device are the use of additional energy as a working gas - compressor air, and the location of the acoustic emitters away from the burner devices, which reduces the effectiveness of the influence of the acoustic field on the combustion process. Also known is the design of a gas burner (FSG-R) with an adjustable torch length and separate gas supply to the central and peripheral nozzles of the burner [2]. At the same time, it is possible to reduce the length of the torch, to reduce the chemical underburning of the fuel, and to provide optimal conditions for heating the metal, including during flare heating. However, the disadvantage of this design is the significant uncontrolled emission of nitrogen oxides.

Известна также конструкция горелки для плавильных агрегатов, включающая раздельный центральный и периферийный подвод газа, наличие газоструйного акустического излучателя с использованием в качестве рабочего газа - природного газа, а также лопаточный завихритель, установленный перед выходными соплами горелки [3].Also known is the design of the burner for melting units, including a separate central and peripheral gas supply, the presence of a gas-jet acoustic emitter using natural gas as the working gas, and also a blade swirl installed in front of the burner outlet nozzles [3].

Данная конструкция горелки позволяет регулировать длину факела и выбирать его оптимальную длину в соответствии с потребностями технологии агрегата.This design of the burner allows you to adjust the length of the torch and choose its optimal length in accordance with the needs of the technology of the unit.

Однако недостатком данной конструкции является расположение газоструйного акустического излучателя в хвостовой части горелки, фактически вне ее основной конструкции. Таким образом, расстояние от выхода акустического излучателя до выходных сопел горелки является значительным, что приводит к большим потерям акустической мощности. При этом ось «сопло-резонатор» расположена перпендикулярно движению потока газа, что усложняет конструкцию и приводит к дополнительным потерям акустической мощности.However, the disadvantage of this design is the location of the gas-jet acoustic emitter in the tail of the burner, actually outside its main structure. Thus, the distance from the output of the acoustic emitter to the output nozzles of the burner is significant, which leads to large losses of acoustic power. In this case, the axis “nozzle-resonator” is perpendicular to the movement of the gas flow, which complicates the design and leads to additional loss of acoustic power.

Кроме того, установка лопаток-завихрителей в сопловой части горелки приводит к эффекту рассеяния акустических волн, что еще больше снижает акустическую мощность на выходе из сопел горелки.In addition, the installation of swirl blades in the nozzle of the burner leads to the effect of scattering of acoustic waves, which further reduces the acoustic power at the exit of the nozzles of the burner.

Потери акустической мощности также увеличиваются при разделении потоков газа и его подаче на центральное и периферийное сопло в корпусе горелки.Losses of acoustic power also increase with the separation of gas flows and its supply to the central and peripheral nozzles in the burner body.

В результате возможный эффект от снижения эмиссии оксидов азота и уменьшения длины факела при установке газоструйного акустического излучателя фактически не реализуется.As a result, the possible effect of reducing the emission of nitrogen oxides and reducing the length of the plume when installing a gas-jet acoustic emitter is practically not realized.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение потерь звуковых колебаний при их воздействии на факел газовой горелки, уменьшение габаритов и стоимости горелочного устройства, сокращение длины факела, уменьшение химического недожога топлива и эмиссии оксидов азота при работе газовой горелки.The technical task of the present invention is to reduce the loss of sound vibrations when they affect the torch of a gas burner, reducing the size and cost of the burner device, reducing the length of the torch, reducing chemical underburning of fuel and emission of nitrogen oxides during operation of the gas burner.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что акустическая прямоточная газовая горелка, включающая корпус горелки, патрубок для подачи природного газа, патрубок для подачи воздуха для горения, центральное газовое сопло и периферийное воздушное сопло, внутренний трубопровод подачи природного газа, газоструйный акустический излучатель, состоящий из сопла, резонатора и рефлектора, отличается тем, что внутренний трубопровод подачи природного газа выполнен переменным сечением, и часть этого трубопровода, имеющая увеличенное поперечное сечение, образует корпус газоструйного акустического излучателя, в котором размещены его сопло, резонатор и рефлектор, при этом сопло и резонатор газоструйного акустического излучателя, а также внутренний трубопровод подачи природного газа размещены соосно, расстояние от закрытой торцевой поверхности резонатора до выходного сечения центрального газового сопла горелки составляет 3-5 диаметров выходного сечения центрального газового сопла, а площадь поперечного сечения между внешним диаметром резонатора и внутренним диаметром корпуса газоструйного акустического излучателя равна площади поперечного сечения внутреннего трубопровода подачи природного газа.The technical result of the invention is achieved in that an acoustic once-through gas burner, including a burner body, a pipe for supplying natural gas, a pipe for supplying combustion air, a central gas nozzle and a peripheral air nozzle, an internal natural gas supply pipe, a gas-jet acoustic emitter, consisting of nozzle, resonator and reflector, characterized in that the internal pipeline for supplying natural gas is made of variable cross-section, and a part of this pipeline having An enlarged cross section forms the body of the gas-jet acoustic emitter, in which its nozzle, resonator and reflector are placed, while the nozzle and resonator of the gas-jet acoustic emitter, as well as the internal natural gas supply pipe, are placed coaxially, the distance from the closed end surface of the resonator to the output section of the central gas the nozzle of the burner is 3-5 diameters of the outlet section of the central gas nozzle, and the cross-sectional area between the outer diameter of the resonator and the inside the diameter of the body of the gas-jet acoustic emitter is equal to the cross-sectional area of the internal natural gas supply pipe.

Таким образом, основной особенностью предлагаемой акустической прямоструйной газовой горелки является расположение газоструйного акустического излучателя не вне, как это имеет место в аналоге [3], а внутри корпуса газовой горелки с максимальной приближенностью газоструйного акустического излучателя к выходным соплам газовой горелки. Как известно, при движении акустически возбужденной газовой струи в газопроводе потери акустической мощности пропорциональны длине этого участка газопровода. Как отмечалось, расположение газоструйного акустического излучателя на трубопроводе вне корпуса газовой горелки при ориентировании оси сопла и резонатора газоструйного акустического излучателя перпендикулярно оси подводящего газового трубопровода приводит к значительным потерям акустической мощности. Это, в свою очередь, снижает эффект воздействия акустического поля на интенсификацию процесса горения и снижение эмиссии оксидов азота.Thus, the main feature of the proposed acoustic gas jet burner is the location of the gas-jet acoustic emitter not outside, as is the case in the analogue [3], but inside the gas burner body with the maximum proximity of the gas-jet acoustic emitter to the outlet nozzles of the gas burner. As you know, when an acoustically excited gas stream moves in a gas pipeline, the loss of acoustic power is proportional to the length of this section of the gas pipeline. As noted, the location of the gas-jet acoustic emitter on the pipeline outside the gas burner body when orienting the nozzle axis and the resonator of the gas-jet acoustic emitter perpendicular to the axis of the gas supply pipe leads to significant loss of acoustic power. This, in turn, reduces the effect of the acoustic field on the intensification of the combustion process and a decrease in the emission of nitrogen oxides.

Расположение же оси газоструйного акустического излучателя соосно с внутренним трубопроводом подачи природного газа в центральное газовое сопло обеспечивает своеобразный эффект «прямолинейности» при наименьших потерях гидравлического напора на пути природного газа и наименьших потерях акустической мощности, генерируемой газоструйным акустическим излучателем. Кроме того, такое расположение оси газоструйного акустического излучателя позволяет максимально приблизить газоструйный акустический излучатель к выходному сечению газовой горелки.The location of the axis of the gas-jet acoustic emitter coaxial with the internal pipeline for supplying natural gas to the central gas nozzle provides a peculiar effect of "straightness" with the least loss of hydraulic pressure in the path of natural gas and the least loss of acoustic power generated by the gas-jet acoustic emitter. In addition, such an arrangement of the axis of the gas-jet acoustic emitter allows you to maximize bring the gas-jet acoustic emitter to the output section of the gas burner.

Для уменьшения потерь акустической энергии и гидравлического сопротивления на пути движения газа акустический излучатель должен располагаться как можно ближе к выходному сечению центрального газового сопла. Однако необходимость для размещения газоструйного акустического излучателя, создания части внутреннего трубопровода подачи природного газа увеличенным поперечным сечением и требуемой стабилизации режима движения природного газа от сопла акустического излучателя до выходного сечения центрального газового сопла (без наличия завихрений газового потока) обуславливает конструктивно предлагаемое расположение газоструйного акустического излучателя таким образом, чтобы закрытый торец резонатора находился вблизи выходного сечения центрального газового сопла горелки на минимальном расстоянииTo reduce the loss of acoustic energy and hydraulic resistance along the gas path, the acoustic emitter should be located as close as possible to the output section of the central gas nozzle. However, the need to place a gas-jet acoustic emitter, to create a part of the internal natural gas supply pipe with an increased cross-section, and the required stabilization of the mode of movement of natural gas from the nozzle of the acoustic emitter to the output section of the central gas nozzle (without the presence of turbulence of the gas stream) determines the structurally proposed arrangement of the gas-jet acoustic emitter so that the closed end of the resonator is near the output price section the gas nozzle of the burner at a minimum distance

Figure 00000001
Figure 00000001

где dо - выходное сечение центрального газового сопла.where d o is the output section of the central gas nozzle.

При данных конструктивных параметрах расположения газоструйного акустического излучателя потери генерируемой им акустической мощности практически сводятся к нулю, что и обеспечивает максимальный эффект воздействия акустического поля на укорочение длины факела (снижение химического недожога топлива) и уменьшение эмиссии оксидов азота.With these design parameters of the arrangement of the gas-jet acoustic emitter, the losses of the acoustic power generated by it are practically reduced to zero, which ensures the maximum effect of the acoustic field on shortening the length of the flame (reducing chemical underburning of the fuel) and reducing the emission of nitrogen oxides.

Для удобства размещения газоструйного акустического излучателя так, чтобы сопло и резонатор, а также внутренний трубопровод подачи природного газа и выходное сечение центрального газового сопла располагались соосно, на участке размещения сопла, резонатора и рефлектора внутренний трубопровод подачи природного газа выполнен увеличенным поперечным сечением, и этот участок образует в результате внутреннюю поверхность корпуса газоструйного акустического излучателя с соответствующим внутренним диаметром. При этом с целью уменьшения гидравлических потерь напора по пути движения газа площадь поперечного сечения между наружным диаметром резонатора и внутренним диаметром корпуса газоструйного акустического излучателя ωпр выполнена равной площади поперечного сечения внутреннего трубопровода подачи природного газа ωтр, т.е.For the convenience of arranging a gas-jet acoustic emitter so that the nozzle and resonator, as well as the internal natural gas supply pipe and the outlet section of the central gas nozzle, are aligned, in the nozzle, resonator and reflector placement area, the natural gas supply pipe is made with an increased cross section, and this section as a result forms the inner surface of the body of the gas-jet acoustic emitter with the corresponding inner diameter. In order to reduce hydraulic pressure losses along the gas path, the cross-sectional area between the outer diameter of the resonator and the inner diameter of the gas-jet acoustic emitter case ω pr is made equal to the cross-sectional area of the internal natural gas supply pipe ω tr , i.e.

Figure 00000002
Figure 00000002

При работе газоструйного акустического излучателя требуемые параметры рабочего газа - в данном случае природного газа - находятся в пределах обеспечения истечения газа из сопла газоструйного акустического излучателя в критическом или сверхкритическом режиме, например, давление природного газа в пределах 0,2-0,4 МПа уже является вполне достаточным [4].When a gas-jet acoustic emitter is operating, the required parameters of the working gas — in this case, natural gas — are within the limits of ensuring gas outflow from the nozzle of the gas-jet acoustic emitter in critical or supercritical mode, for example, the pressure of natural gas in the range of 0.2-0.4 MPa is already quite sufficient [4].

В результате истечения рабочего газа из сопла газоструйного акустического излучателя и его аэродинамического взаимодействия с резонатором давление газа снижается до уровня 0,01-0,015 МПа, что соответствует режиму работы газовых горелок на природном газе [2, 4].As a result of the expiration of the working gas from the nozzle of the gas-jet acoustic emitter and its aerodynamic interaction with the resonator, the gas pressure decreases to the level of 0.01-0.015 MPa, which corresponds to the operation mode of gas burners using natural gas [2, 4].

На рис.1 представлено устройство акустической прямоточной газовой горелки. Оно включает корпус горелки 1, патрубок для подачи природного газа 2, патрубок для подачи воздуха для горения 3, центральное газовое сопло 4, периферийное воздушное сопло 5, внутренний трубопровод подачи природного газа 6, часть трубопровода подачи природного газа с увеличенным поперечным сечением, образующую корпус газоструйного акустического излучателя 7 с соплом 8, резонатором 9 и рефлектором 10, центровых стержней: корпуса газоструйного акустического излучателя 11 и резонатора 12.Figure 1 shows the arrangement of an acoustic once-through gas burner. It includes a burner housing 1, a pipe for supplying natural gas 2, a pipe for supplying combustion air 3, a central gas nozzle 4, a peripheral air nozzle 5, an internal pipeline for supplying natural gas 6, a portion of a pipeline for supplying natural gas with an increased cross section, forming a housing gas-jet acoustic emitter 7 with a nozzle 8, a resonator 9 and a reflector 10, center rods: the body of a gas-jet acoustic emitter 11 and a resonator 12.

Устройство работает следующим образом. К корпусу горелки 1 через патрубки 2 и 3 подаются природный газ и воздух для горения, соответственно. Природный газ под давлением 0,15-0,4 МПа через внутренний трубопровод подачи природного газа 6 подается в сопло 8 газоструйного акустического излучателя 7. Струя природного газа, являющегося в данном случае рабочим газом газоструйного акустического излучателя 7, взаимодействует с резонатором 9, в результате чего формируется акустическое поле. Это акустическое поле направляется рефлектором 10 в поток природного газа, проходящего между внутренней поверхностью части трубопровода подачи природного газа с увеличенным поперечным сечением - внутренней поверхностью корпуса газоструйного акустического излучателя 7 и наружной поверхностью резонатора 9, и поступающего в центральное газовое сопло 4. Воздух для горения поступает в рабочее пространство агрегата через воздушное сопло 2. Центровые стержни 11 и 12 обеспечивают центровку осей: части трубопровода подачи природного газа с увеличенным поперечным сечением - корпуса газоструйного акустического излучателя 7, сопла 8 и резонатора 9 относительно осей: внутреннего трубопровода подачи природного газа, выходного сечения центрального газового сопла горелки 4 и периферийного воздушного сопла 5. Озвученный в результате наложения акустического поля природный газ поступает в рабочее пространство агрегата, при этом обеспечивается укорочение факела газовой горелки, снижение химического недожога топлива и уменьшение эмиссии оксидов азота.The device operates as follows. Natural gas and combustion air are supplied to the burner housing 1 through nozzles 2 and 3, respectively. Natural gas under a pressure of 0.15-0.4 MPa is supplied through a natural gas supply pipe 6 to the nozzle 8 of the gas-jet acoustic emitter 7. The natural gas jet, which in this case is the working gas of the gas-jet acoustic emitter 7, interacts with the resonator 9, as a result what forms an acoustic field. This acoustic field is directed by the reflector 10 into the natural gas stream passing between the inner surface of the part of the natural gas supply pipe with an enlarged cross-section — the inner surface of the body of the gas-jet acoustic emitter 7 and the outer surface of the resonator 9, and entering the central gas nozzle 4. The combustion air enters into the working space of the unit through the air nozzle 2. The center rods 11 and 12 provide centering of the axes: parts of the natural gas supply pipe increased the cross-section of the body of the gas-jet acoustic emitter 7, nozzle 8 and resonator 9 relative to the axes: the internal natural gas supply pipe, the output section of the central gas nozzle of the burner 4 and the peripheral air nozzle 5. The natural gas voiced as a result of the application of the acoustic field enters the working space of the unit At the same time, the torch of the gas burner is shortened, the chemical underburning of the fuel is reduced, and the emission of nitrogen oxides is reduced.

Испытание элементов газовой горелки с наложенным на факел акустическим полем, генерируемым при подаче природного газа в качестве рабочего газа в газоструйный акустический излучатель, проводилось на установке в цехе Северского трубного завода. При этом подтвердилась возможность получения устойчивого горения с укороченным факелом природного газа и снижения эмиссии оксидов азота.The test of the elements of a gas burner with an acoustic field superimposed on the flare generated by supplying natural gas as a working gas to a gas-jet acoustic emitter was carried out at the installation in the workshop of the Seversky Pipe Plant. At the same time, the possibility of obtaining stable combustion with a shortened torch of natural gas and reducing the emission of nitrogen oxides was confirmed.

Пример определения основных конструктивных параметров акустической прямоточной газовой горелкиAn example of determining the main design parameters of an acoustic once-through gas burner

Принят расход природного газа на горелку 60м3/ч=0,0167 м3/с. Использованы рекомендации [2] для расчета сопел и подводящего трубопровода горелки. В соответствии с рекомендациями [2, стр.206] скорость истечения природного газа из центрального газового сопла принята 137 м/с, воздуха - 23,5 м/с. При этом при давлении природного газа перед выходным центральным газовым соплом 9800 Па=0,0098 МПа ≈ 0,01 МПа (1000 мм вод. ст.) получено: диаметр центрального газового сопла do=13,5 мм, внутренний диаметр внутреннего трубопровода подачи природного газа dтр=25 мм, диаметр воздушного сопла горелки DH=112 мм (см. рис.1).Accepted natural gas consumption per burner 60 m 3 / h = 0.0167 m 3 / s. The recommendations [2] were used to calculate the nozzles and the inlet pipe of the burner. In accordance with the recommendations of [2, p. 206], the rate of outflow of natural gas from the central gas nozzle was adopted 137 m / s, air - 23.5 m / s. At the same time, with a natural gas pressure in front of the outlet central gas nozzle of 9800 Pa = 0.0098 MPa ≈ 0.01 MPa (1000 mm water column), the following was obtained: diameter of the central gas nozzle d o = 13.5 mm, inner diameter of the internal supply pipe natural gas d Tr = 25 mm, the diameter of the air nozzle of the burner D H = 112 mm (see Fig. 1).

Рассчитаем соответствующие параметры газоструйного акустического излучателя по рекомендациям [4, 5].We calculate the corresponding parameters of the gas-jet acoustic emitter according to the recommendations [4, 5].

Площадь выходного критического сечения сопла газоструйного акустического излучателя определится по формулеThe area of the critical exit section of the nozzle of a gas-jet acoustic emitter is determined by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где GГ - расход газа; Тг и Рг - температура и давление торможения газа;where G G - gas consumption; T g and R g - temperature and gas braking pressure;

ηс - коэффициент потерь давления в сопле, Kг - коэффициент, соответствующий природе рабочего газа.η c - coefficient of pressure loss in the nozzle, K g - coefficient corresponding to the nature of the working gas.

Тогда при Gг=0,0167 м3/с, Tт=293 К, Рг=0,2 МПа, Кг=0,0304 К0,5·с/м [4] и ηс=0,8 получаемThen, at G g = 0.0167 m 3 / s, T t = 293 K, P g = 0.2 MPa, K g = 0.0304 K 0.5 · s / m [4] and η s = 0, 8 get

Figure 00000004
Figure 00000004

Отсюда диаметр критического сечения сопла газоструйного акустического излучателяHence the diameter of the critical section of the nozzle of a gas-jet acoustic emitter

Figure 00000005
Figure 00000005

Принимаем диаметр резонатора равнымWe take the diameter of the resonator equal

dp=1,5dc=13,1 мм.d p = 1.5d c = 13.1 mm.

Радиус резонатора принимаем равным 15 мм.The radius of the resonator is taken equal to 15 mm.

Расстояние от выходного сечения сопла газоструйного акустического излучателя до входа в резонатор принимаем равным [5]The distance from the exit section of the nozzle of the gas-jet acoustic emitter to the entrance to the resonator is taken equal to [5]

Figure 00000006
Figure 00000006

Длина резонатора определяется требуемой эффективной частотой акустических колебаний. Принимая во внимание, что газоструйный акустический излучатель генерирует частоты в основном в диапазоне 100-4000 Гц, оценим длину резонатора по формуле [5] при средней частоте

Figure 00000007
f=2500 ГцThe cavity length is determined by the required effective frequency of acoustic vibrations. Taking into account that a gas-jet acoustic emitter generates frequencies mainly in the range of 100-4000 Hz, let us estimate the cavity length according to the formula [5] at an average frequency
Figure 00000007
f = 2500 Hz

Figure 00000008
Figure 00000008

Площадь проходного сечения между внешним диаметром резонатора и внутренним диаметром корпуса резонатора по уравнению (2) принимаем равной площади поперечного сечения внутреннего трубопровода подачи газа. При диаметре этого трубопровода dтр=25 мм площадь указанного проходного сеченияThe cross-sectional area between the outer diameter of the resonator and the inner diameter of the resonator housing according to equation (2) is taken equal to the cross-sectional area of the internal gas supply pipe. With the diameter of this pipeline d Tr = 25 mm, the area of the specified bore

Figure 00000009
Figure 00000009

При толщине цилиндрической поверхности резонатора δ=1,5 мм диаметр его наружной поверхности равенWith a thickness of the cylindrical surface of the resonator δ = 1.5 mm, the diameter of its outer surface is

dp.вн=dp+2δ=13,1+2·1,5=16,1 ммd p . int = d p + 2δ = 13.1 + 2 · 1.5 = 16.1 mm

и площадь его поперечного сеченияand its cross-sectional area

Figure 00000010
Figure 00000010

Тогда площадь поперечного сечения внутренней поверхности корпуса газоструйного акустического излучателя равнаThen the cross-sectional area of the inner surface of the body of the gas-jet acoustic emitter is equal to

ωкк+ωp.вн=490,6+203,5=694,1 мм2, а внутренний диаметр корпуса газоструйного акустического излучателяω k = ω k + ω pv.vn = 490.6 + 203.5 = 694.1 mm 2 , and the inner diameter of the body of the gas-jet acoustic emitter

Figure 00000011
Figure 00000011

Расстояние от выходного сечения центрального газового сопла горелки до закрытой торцевой поверхности резонатора равноThe distance from the output section of the central gas nozzle of the burner to the closed end surface of the resonator is

Lc=4do=4·13,5=54 мм.L c = 4d o = 4 · 13.5 = 54 mm.

Тогда общее расстояние от выходного сечения сопла газоструйного акустического излучателя до выходного сечения центрального газового сопла горелки с учетом толщины торцевой стенки резонатора δт=2 мм равноThen the total distance from the exit section of the nozzle of the gas-jet acoustic emitter to the exit section of the central gas nozzle of the burner, taking into account the thickness of the end wall of the resonator δ t = 2 mm, is

L=lc+lpт+Lc=5,0+29+2+54=90 мм.L about = l c + l p + δ t + L c = 5.0 + 29 + 2 + 54 = 90 mm.

Таким образом, все основные конструктивные параметры акустической прямоточной газовой горелки определены.Thus, all the basic design parameters of an acoustic once-through gas burner are defined.

Отметим, что при необходимости часть элементов конструкции горелки выполняется съемной (начиная от рефлектора 10 газоструйного акустического излучателя при его креплении к внутреннему трубопроводу подачи природного газа 6) и в этом случае параметры резонатора 9 и центрального газового сопла 4 могут быть изменены.Note that, if necessary, some of the burner structural elements are removable (starting from the reflector 10 of the gas-jet acoustic emitter when it is attached to the internal natural gas supply pipe 6) and in this case, the parameters of the resonator 9 and the central gas nozzle 4 can be changed.

Применение акустической прямоточной газовой горелки обеспечивает сокращение длины факела, снижение химического недожога топлива и уменьшение эмиссии оксидов азота.The use of an acoustic once-through gas burner reduces the length of the torch, reduces chemical underburning of fuel and reduces the emission of nitrogen oxides.

Источники информацииInformation sources

1. Лисиенко В.Г., Ярошенко Ю.Г., Кокарев Н.И. и др. Способ отопления пламенных печей. Авторское свидетельство на изобретение СССР, №1629324, Бюл. №7. 23.02.91.1. Lisienko V.G., Yaroshenko Yu.G., Kokarev N.I. et al. A method of heating flame furnaces. Copyright certificate for the invention of the USSR, No. 1629324, Bull. Number 7. 02/23/91.

2. Лисиенко В.Г. Интенсификация теплообмена в пламенных печах. - М.: Металлургия, 1979. - 224 с.2. Lisienko V.G. Intensification of heat transfer in flame furnaces. - M.: Metallurgy, 1979. - 224 p.

3. Винтовкин А.А., Деньгуб В.В., Витков О.А. и др. Разработка и внедрение горелок с регулирующими характеристиками факела на медеплавильных печах. - Сталь, 2010, №3.- С.127-129.3. Vintovkin A.A., Dengub V.V., Vitkov O.A. et al. Development and implementation of torches with regulating torch characteristics in smelting furnaces. - Steel, 2010, No. 3.- S. 127-129.

4. Китаев Б.И., Зобнин Б.Ф., Ратников В.Ф. и др. Теплотехнические расчеты металлургических печей. Учебное пособие / Под ред. А.С.Телегина. - М.: Металлургия, 1970. - 528 с.4. Kitaev B.I., Zobnin B.F., Ratnikov V.F. and others. Thermotechnical calculations of metallurgical furnaces. Textbook / Ed. A.S. Telegin. - M.: Metallurgy, 1970 .-- 528 p.

5. Воронов Г.В., Лисиенко В.Г., Шиленко Б.П. и др. Газоструйный стержневой излучатель. Патент РФ №1455444. Опубл. 15.10.1994.5. Voronov G.V., Lisienko V.G., Shilenko B.P. et al. Gas-jet rod emitter. RF patent №1455444. Publ. 10/15/1994.

Claims (1)

Акустическая прямоточная газовая горелка, включающая корпус горелки, патрубок для подачи природного газа, патрубок для подачи воздуха для горения, центральное газовое сопло и периферийное воздушное сопло, внутренний трубопровод подачи природного газа, газоструйный акустический излучатель, состоящий из сопла, резонатора и рефлектора, отличающаяся тем, что внутренний трубопровод подачи природного газа выполнен переменным сечением, и часть этого трубопровода, имеющая увеличенное поперечное сечение, образует корпус газоструйного акустического излучателя, в котором размещены его сопло, резонатор и рефлектор, при этом сопло и резонатор газоструйного акустического излучателя, а также внутренний трубопровод подачи природного газа размещены соосно, расстояние от закрытой торцевой поверхности резонатора до выходного сечения центрального газового сопла горелки составляет 3-5 диаметров выходного сечения центрального газового сопла, а площадь поперечного сечения между внешним диаметром резонатора и внутренним диаметром корпуса газоструйного акустического излучателя равна площади поперечного сечения внутреннего трубопровода подачи природного газа. Acoustic direct-flow gas burner including a burner body, a pipe for supplying natural gas, a pipe for supplying combustion air, a central gas nozzle and a peripheral air nozzle, an internal natural gas supply pipe, a gas-jet acoustic emitter consisting of a nozzle, a resonator and a reflector, characterized in that the internal pipeline for supplying natural gas is made of variable cross-section, and a part of this pipeline, having an enlarged cross-section, forms a body of gas-jet acoustics the emitter, in which its nozzle, resonator and reflector are placed, while the nozzle and resonator of the gas-jet acoustic emitter, as well as the internal natural gas supply pipe, are placed coaxially, the distance from the closed end surface of the resonator to the output section of the central gas nozzle of the burner is 3-5 diameters output section of the central gas nozzle, and the cross-sectional area between the outer diameter of the resonator and the inner diameter of the body of the gas-jet acoustic emitter is and the cross-sectional area of the internal natural gas supply pipe.
RU2011132420/28A 2011-08-01 2011-08-01 Acoustic straight-flow gas burner RU2469802C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132420/28A RU2469802C1 (en) 2011-08-01 2011-08-01 Acoustic straight-flow gas burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132420/28A RU2469802C1 (en) 2011-08-01 2011-08-01 Acoustic straight-flow gas burner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2469802C1 true RU2469802C1 (en) 2012-12-20

Family

ID=49256449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011132420/28A RU2469802C1 (en) 2011-08-01 2011-08-01 Acoustic straight-flow gas burner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2469802C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106196055A (en) * 2016-08-15 2016-12-07 罗诺克兹(北京)能源设备技术有限公司 A kind of high-power low NO

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1629324A1 (en) * 1988-08-18 1991-02-23 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Method of sonic treatment of flame furnaces
US6733705B1 (en) * 1999-06-28 2004-05-11 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Blow molding method and blow molded product
US20110041508A1 (en) * 2008-04-01 2011-02-24 Andreas Karlsson Burner

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1629324A1 (en) * 1988-08-18 1991-02-23 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Method of sonic treatment of flame furnaces
US6733705B1 (en) * 1999-06-28 2004-05-11 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Blow molding method and blow molded product
US20110041508A1 (en) * 2008-04-01 2011-02-24 Andreas Karlsson Burner

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106196055A (en) * 2016-08-15 2016-12-07 罗诺克兹(北京)能源设备技术有限公司 A kind of high-power low NO

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2346865T3 (en) BURNER, METHOD FOR OPERATING A BURNER AND GAS TURBINE.
US20160003162A1 (en) Damping device for a gas turbine, gas turbine and method for damping thermoacoustic oscillations
FI118756B (en) Process for generating gas pressure pulses in a particulate precipitation purifier and particulate precipitation purifier
RU2008147000A (en) FUEL INJECTOR WITH INSULATING AIR CURTAIN
RU2186298C2 (en) Method and device for fuel and air combustion
JP2014169853A (en) Combustion arrangement and method of reducing pressure fluctuations of combustion arrangement
RU2469802C1 (en) Acoustic straight-flow gas burner
CN102472495B (en) Burner system and method for damping such a burner system
KR101454232B1 (en) Elbow Type Silencer For Noise Reduction Of Jet Gas
RU2011152958A (en) IN-CHANNEL OXYGEN-FUEL BURNER
RU2011115528A (en) FUEL INJECTOR, COMBUSTION CHAMBER AND METHOD OF OPERATION OF THE COMBUSTION CHAMBER
EP2284441A2 (en) Burner of a gas turbine
CN112368513B (en) Low NOx burner and flow momentum enhancing device
US20130319537A1 (en) Flow Control of Combustible Mixture into Combustion Chamber
Wang et al. Experimental study on DDT characteristics in spiral configuration pulse detonation engines
JPH08303719A (en) Acoustic pulse generation type burner assembly
RU114514U1 (en) Gas oil burner
CN102174913A (en) Pulse detonation engine with ejector and method for processing main detonation tube
KR101335227B1 (en) Top-firing hot blast stove
RU73054U1 (en) GAS-BURNER
US2530019A (en) Combustion chamber with side air entrance and hollow ignition cone
Versailles et al. Plasma actuation control of boundary layer flashback in lean premixed combustor
RU96632U1 (en) DEVICE FOR MIXING LIQUIDS AND GASES AND GAS BURNING
RU2006125111A (en) DEVICE FOR BURNING LIQUID AND / OR GAS FUEL IN A GAS TURBINE
SU523245A1 (en) Burner

Legal Events

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

Effective date: 20130802