RU2534196C1

RU2534196C1 - Horizontal flame burner with built-in pilot burner

Info

Publication number: RU2534196C1
Application number: RU2013145442/06A
Authority: RU
Inventors: Пётр Васильевич Королёв; Юрий Анатольевич Валуев; Евгений Николаевич Цветков; Артём Игоревич Мажейкин; Сергей Юрьевич Соколов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр энергетического оборудования"
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-11-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to devices for combustion of gaseous fuel on an inner surface of a furnace lining, its warm-up and transmission of radiant energy to a product coil and can be used namely in high-temperature tubular furnaces. A horizontal flame burner includes sleeve 4, inside which cylindrical shell - air duct 3 is installed, gas supply tube 1 connected to gas header 2, flame spreader 8 installed with a gap relative to an outlet end face of cylindrical air duct 3 and pilot burner 6. A peculiar feature of the burner is that gas header 2 is made in the form of an annular distributing chamber with radial holes, which is arranged between flame spreader 8 and the outlet end face of air duct 3. Gas supply tube 1 and pilot burner 6 are located in a gap between air duct 3 and sleeve 4.

EFFECT: burner is able to operate on any fuel without any flashback at a reduced noise level.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания газового топлива на внутренней поверхности обмуровки печи, ее разогрев и передачу лучистой энергии к продуктовому змеевику и может найти применение, в частности, в высокотемпературных трубчатых печах.The invention relates to a device for burning gas fuel on the inner surface of the lining of the furnace, its heating and the transfer of radiant energy to the food coil and may find application, in particular, in high-temperature tube furnaces.

Известны веерные горелки настильного пламени для сжигания газового топлива в трубчатых печах, расположенные несколькими ярусами по высоте печи. Конструкция горелки с выходной раздаточной головкой обеспечивает высокую равномерность разогрева поверхности настила. Факелы горелок настилаются на стены, выложенные из огнеупорного кирпича. Первичный воздух поступает в инжекционный смеситель. Газовоздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха через каналы в выходной головке горелки распределяется по поверхности настила. Вторичный воздух поступает через кольцевой канал благодаря разрежению в топке и эжектирующему эффекту настильного факела (см. Вафин Д.Б., Садыкова Д.А. «Применение дифференциального метода теплового расчета для трубчатых печей с веерными горелками настильного пламени», ж. «Фундаментальные исследования», №6, 2013 г., с.13, 14).Known fan burners for a flat flame for burning gas fuel in tube furnaces located several tiers along the height of the furnace. The design of the burner with the output dispensing head provides high uniformity of heating the surface of the deck. Torch torches are laid on walls lined with refractory bricks. Primary air enters the injection mixer. The gas-air mixture with a coefficient of excess air through the channels in the output head of the burner is distributed over the surface of the deck. Secondary air enters through the annular channel due to the rarefaction in the furnace and the ejecting effect of the flat torch (see Vafin DB, Sadykova DA “Application of the differential method of heat calculation for tube furnaces with fan burners of the flat flame”, g. “Basic research ”, No. 6, 2013, p.13, 14).

Недостатком известного устройства является сложность его монтажа, проскок пламени, особенно при использовании газовоздушной смеси с высоким содержанием водорода, а также высокий шум при работе.A disadvantage of the known device is the complexity of its installation, flamethrow, especially when using a gas mixture with a high hydrogen content, as well as high noise during operation.

Наиболее близкой к предложенной является горелка настильного пламени со встроенной пилотной горелкой, содержащая гильзу, расположенную в ней цилиндрическую обечайку с отверстиями для подачи воздуха, газоподводящий патрубок, по которому газовое топливо подводится в газовую камеру, куда также подается первичный воздух для образования газовоздушной смеси, которая подается в зону горения. Газовая камера соединена с цилиндрической обечайкой посредством сопел. Цилиндрическая обечайка установлена в гильзе с образованием кольцевого зазора, по которому осуществляют подачу вторичного воздуха в зону горения. Пилотная горелка установлена в указанной кольцевом зазоре (см. «ГГР-340 - Горелка газовая радиационная с настильным пламенем» на странице в сети Интернет http://npceo.ru/ggr-340.htm, распечатано 30.08.2013).Closest to the proposed one is a flat flame burner with an integrated pilot burner containing a sleeve, a cylindrical shell located in it with openings for air supply, a gas supply pipe through which gas fuel is supplied to the gas chamber, where primary air is also supplied to form a gas-air mixture, which fed to the combustion zone. The gas chamber is connected to the cylindrical shell by means of nozzles. A cylindrical shell is installed in the sleeve with the formation of an annular gap along which secondary air is supplied to the combustion zone. The pilot burner is installed in the indicated annular gap (see "GGR-340 - Radiation gas burner with a flat flame" on the Internet page http://npceo.ru/ggr-340.htm, printed on 08/30/2013).

Недостатком ближайшего аналога, который относится к горелкам с предварительным смешением газа с воздухом за счет инжекции воздуха газом, является высокий шум при работе, который образуется в результате резкого торможения газа в инжекторе.The disadvantage of the closest analogue, which relates to burners with preliminary mixing of gas with air due to gas injection of gas, is the high noise during operation, which is formed as a result of sudden braking of the gas in the injector.

Другим недостатком ближайшего аналога является возможный проскок пламени, связанный с тем, что осуществляют подачу смеси газа с воздухом.Another disadvantage of the closest analogue is a possible breakthrough of the flame associated with the fact that the supply of a mixture of gas with air.

Задачей изобретения является создание простой в изготовлении горелки, способной работать на любом топливе без проскока с пониженным уровнем шума.The objective of the invention is to provide a simple to manufacture burner that can operate on any fuel without a breakthrough with reduced noise.

Техническим результатом изобретения является снижение уровня шума в зоне обслуживания горелки за счет перемещения источника шума внутрь топки, а также исключение возможности проскока пламени за счет создания на внутренней поверхности топки кольцевой струи газа и подачи к ней воздуха.The technical result of the invention is to reduce the noise level in the burner service area by moving the noise source inside the furnace, as well as eliminating the possibility of flame penetration by creating an annular gas jet on the inner surface of the furnace and supplying air to it.

Поставленная задача решается тем, что горелка настильного пламени со встроенной пилотной горелкой содержит гильзу, расположенную в ней цилиндрическую обечайку для подвода воздуха, газоподводящую трубку, соединенную с газовым коллектором, рассекатель пламени, установленный с зазором относительно выходного торца цилиндрической обечайки, и пилотную горелку, установленную в зазоре между гильзой и цилиндрической обечайкой, отличающаяся тем, что газовый коллектор выполнен в виде кольцевой распределительной камеры с радиальными отверстиями, размещенной между рассекателем пламени и выходным торцом цилиндрической обечайки, а газоподводящая трубка расположена в зазоре между гильзой и цилиндрической обечайкой.The problem is solved in that the burner flat flame with an integrated pilot burner contains a sleeve located in it a cylindrical shell for supplying air, a gas supply pipe connected to a gas manifold, a flame cutter installed with a gap relative to the output end of the cylindrical shell, and a pilot burner installed in the gap between the sleeve and the cylindrical shell, characterized in that the gas manifold is made in the form of an annular distribution chamber with radial holes placed between the flame divider and the output end of the cylindrical shell, and the gas supply tube is located in the gap between the sleeve and the cylindrical shell.

Кроме того, цилиндрическая обечайка сообщена с коробом воздуховода, с регулятором подачи воздуха и с фланцем для закрепления на внешней поверхности печи.In addition, the cylindrical shell is in communication with the duct duct, with an air supply regulator and with a flange for fixing on the outer surface of the furnace.

Кроме того, рассекатель пламени предпочтительно выполнен с внутренней и внешней поверхностями конической формы.In addition, the flame divider is preferably made with internal and external surfaces of a conical shape.

При использовании предлагаемого решения проявляется технический результат, выражающийся в снижении уровня шума. Работа горелки происходит без предварительного смешения газа с воздухом. Смешение газа с воздухом происходит в самой топке, поэтому шум, возникающий при образовании фронта горения, передается по воздушному тракту в зону обслуживания горелки с большим сопротивлением и ослабевает.When using the proposed solution, a technical result is manifested, which is expressed in reducing the noise level. The burner operates without prior mixing of gas with air. The gas and air mix in the furnace itself, therefore the noise arising from the formation of the combustion front is transmitted through the air path to the burner service area with high resistance and decreases.

Кроме того, отсутствие предварительного смешения газового топлива с воздухом исключает проскок пламени. Поэтому горелка может работать на любом газе.In addition, the lack of preliminary mixing of gas fuel with air eliminates the breakthrough of the flame. Therefore, the burner can run on any gas.

Сущность предлагаемого устройства поясняется иллюстративным материалами. На фиг.1 показан фрагмент поперечного сечения стенки печи, в которой установлена предложенная горелка. На фиг.2 показан вид A на фиг.1.The essence of the proposed device is illustrated by illustrative materials. Figure 1 shows a fragment of a cross section of the wall of the furnace in which the proposed burner is installed. Figure 2 shows a view A of figure 1.

Предложенная горелка настильного пламени скомпонована в единый конструктивный узел и содержит газоподводящую трубку 1 для подвода газового топлива к зоне горения, соединенную с газовым коллектором 2, выполненным в виде кольцевой распределительной камеры с радиальными отверстиями для равномерного выхода газового топлива на излучающую поверхность печи. Газоподводящая трубка 1 расположена в кольцевом зазоре между цилиндрической обечайкой - воздуховодом 3 для подвода воздуха к зоне горения и гильзой 4, внутри которой установлен воздуховод. Воздуховод 3 сообщается с коробом 5 воздуховода, закрепляемым на внешней поверхности печи. Горелка снабжена пилотной горелкой 6 со средством 7 электророзжига, которая вставляется в посадочное место на коробе 5 воздуховода 3 и располагается в зазоре между гильзой 4 и воздуховодом 3 и фиксируется гайками. Для равномерного распределения воздуха на горение, поступающего по воздуховоду 3, к газовому коллектору 2 прикреплен рассекатель 8, имеющий внутри и снаружи коническую форму.The proposed flat flame burner is arranged in a single structural unit and contains a gas supply pipe 1 for supplying gas fuel to the combustion zone, connected to a gas manifold 2, made in the form of an annular distribution chamber with radial openings for uniform exit of gas fuel to the radiating surface of the furnace. The gas supply tube 1 is located in the annular gap between the cylindrical shell - the duct 3 for supplying air to the combustion zone and the sleeve 4, inside which the duct is installed. Air duct 3 communicates with duct duct 5 fixed to the outer surface of the furnace. The burner is equipped with a pilot burner 6 with electric ignition means 7, which is inserted into the seat on the duct 5 duct 3 and is located in the gap between the sleeve 4 and duct 3 and is fixed with nuts. For a uniform distribution of combustion air entering through the duct 3, a divider 8 is attached to the gas manifold 2, having a conical shape inside and outside.

Горелка вставляется в канал горелочного камня 9. В горелочном камне 9 имеется два канала для патрубков 10 и 11 контроля основного и пилотного пламени. На патрубки 10 и 11 монтируются оптические ультрафиолетовые датчики.The burner is inserted into the channel of the burner stone 9. The burner stone 9 has two channels for the nozzles 10 and 11 for monitoring the main and pilot flames. Optical ultraviolet sensors are mounted on the nozzles 10 and 11.

На коробе воздуховода установлен регулятор 12 подачи воздуха.An air supply regulator 12 is mounted on the duct duct.

Перед установкой горелки на печь необходимо проверить свободное перемещение газоподводящей трубки 1 с коллектором 2 вдоль горизонтальной оси горелки. Это нужно для того, чтобы выставить зазор «Е» между газовым коллектором 2 и поверхностью настила топки. Величина данного зазора устанавливается в зависимости от ожидаемой реальной тепловой мощности горелки на конкретной печи, площади поверхности настила, состава применяемого газа и величины разрежения на уровне установки горелки.Before installing the burner on the furnace, it is necessary to check the free movement of the gas supply pipe 1 with the collector 2 along the horizontal axis of the burner. This is necessary in order to set the gap "E" between the gas manifold 2 and the surface of the furnace deck. The size of this gap is set depending on the expected real thermal power of the burner on a particular furnace, the surface area of the deck, the composition of the gas used and the amount of vacuum at the burner installation level.

Крепление и фиксация пилотной горелки 6 и средства 7 электророзжига осуществляется при помощи фланца, устанавливаемого на короб 5 воздуховода 3.Mounting and fixing the pilot burner 6 and means 7 electric ignition is carried out using a flange mounted on the duct 5 duct 3.

Пуск горелки начинают с розжига пилотной горелки 6 средством 7.The start of the burner begins with the ignition of the pilot burner 6 means 7.

Газовое топливо, подводимое по газоподводящей трубке 1, истекает из отверстий газового коллектора 2 и смешивается с воздухом, поступающим из воздуховода 3 за счет разрежения в топочном пространстве. Уменьшение или увеличение количества подсасываемого воздуха производится регулятором 12 подачи воздуха, размещенным в коробе 5 воздуховода 3.Gas fuel supplied through the gas supply pipe 1 flows out of the openings of the gas manifold 2 and mixes with the air coming from the duct 3 due to rarefaction in the combustion space. Reducing or increasing the amount of sucked air is carried out by the air supply regulator 12, located in the duct 5 duct 3.

Образовавшаяся по периферии газового коллектора 2 газовоздушная смесь кольцевой струей истекает на внутреннюю огневую сторону футеровки печи, где воспламеняется от пилотной горелки 6 и, двигаясь по стене футеровки, образует кольцевой настильный факел.The gas-air mixture formed on the periphery of the gas manifold 2 flows in an annular stream onto the inner firing side of the furnace lining, where it ignites from the pilot burner 6 and, moving along the lining wall, forms an annular wall plume.

Claims

1. A flame burner containing a sleeve, a cylindrical shell for supplying air therein, a gas supply pipe connected to a gas manifold, a flame cutter installed with a gap relative to the outlet end of the cylindrical shell, and a pilot burner installed in the gap between the sleeve and the cylindrical shell characterized in that the gas manifold is made in the form of an annular distribution chamber with radial holes located between the flame divider and the outlet end face of the cylinder -cylindrical mantle, and gas supply tube is disposed in the gap between the sleeve and the cylindrical shell.

2. The burner according to claim 1, characterized in that the cylindrical shell is in communication with the duct duct having an air supply regulator and a flange for fixing on the outer surface of the furnace.

3. The burner according to claim 1, characterized in that the flame divider is made with internal and external surfaces of a conical shape.