RU2551462C2 - Pre-mixing burner - Google Patents

Pre-mixing burner Download PDF

Info

Publication number
RU2551462C2
RU2551462C2 RU2011147468/06A RU2011147468A RU2551462C2 RU 2551462 C2 RU2551462 C2 RU 2551462C2 RU 2011147468/06 A RU2011147468/06 A RU 2011147468/06A RU 2011147468 A RU2011147468 A RU 2011147468A RU 2551462 C2 RU2551462 C2 RU 2551462C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pilot gas
burner
channel
flow
gas
Prior art date
Application number
RU2011147468/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011147468A (en
Inventor
Зигфрид БОДЕ
Томас КУНАДТ
Александер РАМБАХ
Петер ШААП
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
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 Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2011147468A publication Critical patent/RU2011147468A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2551462C2 publication Critical patent/RU2551462C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to power industry. Pre-mixing burner (1) with air supply duct (21), at least one pilot gas supply duct (23) that includes at least one wall of duct (39) directed to air supply duct (21) and one pilot gas outlet end (29) entering air supply duct (21), with ignition element (35) located in air supply duct (21) opposite to flow direction to pilot gas outlet end (29), wall of duct (39) for supply of pilot gas (23) opposite to the flow direction to ignition element (35) includes at least one gas outlet hole (37) and with that, pilot gas supply duct (23) in the flow direction of at least one gas outlet hole (37) includes flow resistance (41, 43, 47, 49, 51, 55), and with that, flow resistance is made by constriction (41, 43, 47, 49) of pilot gas supply duct (23); the constriction is made by means of projection (47, 49) located on the wall of duct (39) and directed inwardly, or the constriction is made by means of sleeve (41) installed in duct (23) and reducing the duct cross-section, or the constriction is made by means of element (51, 55) installed in duct (23) and reducing the duct cross-section, and at least one pilot gas supply duct is made in the form of at least one pilot gas tube (23) that is located in cavity (19) of burner (1) and that leaves cavity (19) at the point located opposite the flow direction to ignition element (35) and enters air supply duct (21); with that, the tube wall forms the duct wall, and at least one gas outlet hole (37) is located in section (27) of pilot gas tube (23), which enters air supply duct (21).
EFFECT: invention allows designing a burner that has a lighting-up sequence that makes a proper ignition burner unnecessary.
6 cl, 9 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Данное изобретение касается горелки предварительного смешения, которая содержит пусковую горелку и запальник.The present invention relates to a premix burner, which comprises a starting burner and an igniter.

Уровень техникиState of the art

Горелки предварительного смешения применяются, в первую очередь для того, чтобы предотвратить возникновение так называемых зон максимальных температур Hotspots пламени, то есть образование неоднородности пламени с очень горячими зонами пламени. При этом целью является уменьшить образующиеся при сгорании выбросы NOx. Выработка NOx увеличивается экспоненциально с температурой пламени. Поэтому уменьшение пиковых значений (Hotspots) температуры пламени приводит к сокращению выбросов NOx.Pre-mixing burners are used, first of all, in order to prevent the emergence of the so-called zones of maximum temperature Hotspots of the flame, that is, the formation of inhomogeneity of the flame with very hot zones of the flame. The goal is to reduce NOx emissions from combustion. NOx production increases exponentially with flame temperature. Therefore, decreasing the peak values (Hotspots) of the flame temperature leads to a reduction in NOx emissions.

Для сохранения максимально низкой температуры пламени предварительного смешения, горелка часто работает на обедненной смеси на границе устойчивости, то есть по сравнению с необходимым для горения воздуха добавляется так мало топлива, что образуется едва воспламеняемая смесь. Однако такого рода обедненные смеси могут привести к неустойчивости пламени предварительного смешения, которая в результате вызывает колебания давления в системе сгорания. Поэтому для стабилизации пламени предварительного смешения обедненной смеси находят применение пусковые горелки, которые работают в качестве диффузионных горелок, то есть топливо и необходимый для горения воздух подаются в пламя без сильного предварительного смешивания. Доля пилотного топлива в общем количестве горючего горелки составляет приблизительно от 5 до 10%. Кроме стабилизации пламени предварительного смешения пусковая горелка может использоваться и для воспламенения.To keep the temperature of the premixing flame as low as possible, the burner often runs on a lean mixture at the stability boundary, that is, as compared to that required for burning air, so little fuel is added that a hardly flammable mixture is formed. However, this kind of lean mixture can lead to instability of the premix flame, which as a result causes pressure fluctuations in the combustion system. Therefore, in order to stabilize the flame of preliminary mixing of the lean mixture, start-up burners that operate as diffusion burners are used, that is, fuel and the air necessary for combustion are fed into the flame without strong preliminary mixing. The proportion of pilot fuel in the total amount of fuel burner is approximately 5 to 10%. In addition to stabilizing the premixing flame, the starting torch can also be used for ignition.

В DE 19757617 и A1 WO 00/12933 описаны так называемые гибридные горелки, которые содержат как горелку предварительного смешения, так и диффузионную горелку. Горелка предварительного смешения располагается концентрически вокруг диффузионной горелки. Кроме того, диффузионная горелка содержит и систему подачи пилотного топлива для того, чтобы его можно было использовать для пусковой горелки.DE 19757617 and A1 WO 00/12933 describe so-called hybrid burners that contain both a premix burner and a diffusion burner. The premix burner is arranged concentrically around the diffusion burner. In addition, the diffusion burner also contains a pilot fuel supply system so that it can be used for the starting burner.

В ЕР 1712837 А1 описывается горелка, устройство которой похоже на описанные в DE 19757617 A1 и WO 00/12933 горелки. Однако нет отдельных подводящих каналов для диффундирующего газа, то есть газа, который используют для режима диффузионной работы горелки, и пилотного газа, то есть газа, который применяют для работы пусковой горелки. Вместо этого как диффундирующий газ, так и пилотный газ могут подаваться через тот же самый топливопровод или те же самые топливопроводы. Таким образом обходятся без системы подачи газа.EP 1712837 A1 describes a burner whose arrangement is similar to that described in DE 19757617 A1 and WO 00/12933. However, there are no separate supply channels for the diffusing gas, that is, the gas that is used for the diffusion operation of the burner, and the pilot gas, that is, the gas that is used for the operation of the starting burner. Instead, both the diffusing gas and the pilot gas may be supplied through the same fuel line or the same fuel lines. Thus dispensing with a gas supply system.

Обычно запальное пламя зажигается посредством пламени диффузионного горелки. Поэтому это может осуществляться таким образом, так как диффузионная горелка, как правило, используется для запуска газовой турбины и пусковая горелка применяется лишь затем, когда переходят к режиму предварительного смешения горелки. К тому же, как правило, еще есть запальная горелка, с помощью которой зажигается диффундирующий газ. Подобная запальная горелка, например, описана в ЕР 0193838 B1. Если только, как описано в ЕР 1712837 А1, не имеется общей системы подачи топлива для диффундирующего и пилотного газа, то необходимо подходящее запальное устройство, так как запальная горелка в том виде, в каком она используется в обычной гибридной горелке, для этого напрямую не годится.Typically, a pilot flame is ignited by a flame of a diffusion burner. Therefore, this can be done in this way, since the diffusion burner is usually used to start the gas turbine and the start burner is used only when they switch to the burner pre-mixing mode. In addition, as a rule, there is still a pilot burner with which a diffusing gas is ignited. A similar ignition burner, for example, is described in EP 0193838 B1. Unless, as described in EP 1712837 A1, there is a common fuel supply system for diffusing and pilot gas, a suitable ignition device is necessary, since the ignition burner in the form in which it is used in a conventional hybrid burner is not directly suitable for this .

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание горелки без подачи диффундирующего газа, которая имеет порядок воспламенения, который делает ненужным наличие собственной запальной горелки.Therefore, it is an object of the present invention to provide a burner without supplying a diffusing gas, which has an ignition order that makes it unnecessary to have its own pilot burner.

Данная задача решается посредством горелки предварительного смешения по п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные варианты осуществления изобретения.This problem is solved by means of a preliminary mixing burner according to claim 1. The dependent claims contain preferred embodiments of the invention.

В соответствии с изобретением горелка предварительного смешения содержит канал подвода воздуха, канал подачи пилотного газа, который, по меньшей мере, имеет обращенную к каналу подачи пилотного газа стенку и входящий в канал подвода воздуха выходной конец пилотного газа, а также расположенный к выходу пилотного газа против потока в канале подвода воздуха запальный элемент, который, например, может быть сконструирован в виде двухполюсного запального электрода. В стенке канала подачи пилотного газа имеется, по меньшей мере, расположенное против потока к запальному элементу отверстие для выхода газа.According to the invention, the premix burner comprises an air supply channel, a pilot gas supply channel, which at least has a wall facing the pilot gas supply channel and an outlet end of the pilot gas entering the air supply channel, and also located opposite the pilot gas outlet the flow in the air supply channel is an ignition element, which, for example, can be designed as a bipolar ignition electrode. In the wall of the channel for supplying the pilot gas there is at least an opening for gas outlet located upstream of the ignition element.

Согласно изобретению вариант осуществления горелки предварительного смешения позволяет прямое воспламенение пилотного газа, то есть без того, чтобы перед этим зажигать снабжаемое через собственный канал диффундирующего газа диффузионное пламя, и без того, чтобы была нужна имеющаяся лишь для воспламенения запальная горелка с каналом пилотного газа. Для воспламенения пилотный газ может выделяться, по меньшей мере, из одного отверстия для выхода газа в канал подвода воздуха и там вместе с воздухом образовывать горючую смесь, которая протекает мимо на расположенном по направлению потока запальном элементе. Поэтому может быть упрощена вся конструкция горелки, так как требуется меньшее количество газовых трубопроводов, что приводит к снижению затрат при изготовлении горелки.According to the invention, the embodiment of the premix burner allows direct ignition of the pilot gas, that is, without first having to ignite the diffusion flame supplied through the own channel of the diffusing gas, and without the need for an ignition burner with a pilot gas channel only necessary for ignition. For ignition, the pilot gas can be released from at least one gas outlet to the air supply duct and there together with air form a combustible mixture that flows past the ignition element located in the direction of flow. Therefore, the entire design of the burner can be simplified, since fewer gas pipelines are required, which leads to lower costs in the manufacture of the burner.

В горелке согласно изобретению канал подачи пилотного газа обнаруживает по направлению потока, по меньшей мере, одного отверстия для выхода газа сопротивление потоку. Сопротивление потоку в находящемся против направления потока газе приводит к повышению давления, которое обеспечивает то, что выходит достаточно газа для образования горючей смеси в зоне запального элемента через отверстие для выхода газа в канале подвода воздуха. Сопротивление потоку может быть реализовано, например, посредством сужения, в частности сужения на выходном конце канала подачи пилотного газа.In a burner according to the invention, the pilot gas supply channel detects flow resistance in the direction of the flow of at least one gas outlet orifice. Resistance to flow in the gas opposite the flow direction leads to an increase in pressure, which ensures that enough gas is released to form a combustible mixture in the area of the ignition element through the gas outlet in the air supply channel. Resistance to flow can be realized, for example, by narrowing, in particular narrowing at the output end of the pilot gas supply channel.

Простая возможность конструктивно исполнить сужение заключается в том, чтобы расположить находящийся на стенке канала и направленный вовнутрь выступ в канале. Существует и другая возможность осуществить сужение посредством установленной в канал, уменьшающейся по поперечному сечению канала втулки. Следующая возможность заключается в том, чтобы установить в канале подачи пилотного газа ограничивающий элемент. Таким элементом могли бы быть, например, обтекаемый элемент, решетка, сетка и т.д.A simple opportunity to constructively narrow the constriction is to position the protrusion in the channel located on the wall of the channel and directed inward. There is another possibility of narrowing by means of a sleeve installed in the channel, which decreases along the cross section of the channel. A further possibility is to install a restriction element in the pilot gas supply channel. Such an element could be, for example, a streamlined element, a lattice, a grid, etc.

В горелке предварительного смешения согласно изобретению стенка канала может содержать против направления потока к запальному элементу, по меньшей мере, два смещенных в направлении потока отверстия для выхода газа. Таким образом, можно повысить количество выходящего пилотного газа без увеличения поперечного сечения отверстий для выхода газа, чтобы изменилась их аэродинамика.In the preliminary mixing burner according to the invention, the channel wall may comprise, against the flow direction towards the ignition element, at least two gas outlet openings displaced in the direction of flow. Thus, it is possible to increase the amount of outgoing pilot gas without increasing the cross section of the gas outlet openings so that their aerodynamics change.

Для расширения увеличенного профиля подводимого в канал подвода воздуха пилотного топлива можно расположить, по меньшей мере, два вертикальных к направлению протекающего через канал подвода воздуха смещенных отверстия для выхода газа в стенке канала против направления потока к запальному элементу.In order to expand the enlarged profile of the pilot fuel supplied to the air supply channel, at least two offset openings for the gas outlet through the channel wall flowing through the air supply channel against the direction of flow to the ignition element can be arranged.

В варианте осуществления горелки предварительного смешения в соответствии с изобретением канал подачи пилотного газа сконструирован в виде трубки пилотного газа, которая проложена в полости горелки и выходит из полости в расположенном против направления потока к запальному элементу месте и входит в канал подвода воздуха. При этом стенка трубки образует стенку канала, и, по меньшей мере, одно отверстие для выхода газа расположено на входящем в канал подвода воздуха участке трубки пилотного газа. Установка одной или нескольких трубок пилотного газа возможна, в частности, дополнительно в уже существующие горелки так, что существующие горелки могут переоснащаться.In an embodiment of the premix burner in accordance with the invention, the pilot gas supply channel is designed in the form of a pilot gas tube which is laid in the burner cavity and exits the cavity in a location opposite the flow direction to the ignition element and enters the air supply channel. In this case, the tube wall forms the channel wall, and at least one gas outlet is located on the portion of the pilot gas tube entering the air supply channel. The installation of one or more pilot gas tubes is possible, in particular, in addition to existing burners so that existing burners can be retrofitted.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие признаки, свойства и преимущества настоящего изобретения следуют из дальнейшего описания варианта осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.Other features, properties, and advantages of the present invention will follow from the further description of an embodiment with reference to the accompanying drawings.

На фиг.1 показана в соответствии с изобретением горелка в схематическом разрезе.Figure 1 shows in accordance with the invention the burner in a schematic section.

На фиг.2 показана трубка пилотного газа с расположенными в ней отверстиями для выхода газа.FIG. 2 shows a pilot gas tube with gas outlets located therein.

На фиг.3 показана трубка пилотного газа фиг.2 в разрезе III-III.Figure 3 shows the pilot gas tube of figure 2 in section III-III.

На фиг.4 показан входящий в воздушный канал участок трубки пилотного газа в продольном разрезе.Figure 4 shows a section of the pilot gas tube entering the air channel in longitudinal section.

На фиг.5 показан выход второго варианта трубки пилотного газа.Figure 5 shows the output of the second embodiment of the pilot gas tube.

На фиг.6 показан выход третьего варианта трубки пилотного газа.Figure 6 shows the output of the third embodiment of the pilot gas tube.

На фиг.7 показан выход четвертого варианта трубки пилотного газа.7 shows the output of the fourth embodiment of the pilot gas tube.

На фиг.8 показан выход пятого варианта трубки пилотного газа.On Fig shows the output of the fifth embodiment of the pilot gas tube.

На фиг.9 показан выход шестого варианта трубки пилотного газа.Figure 9 shows the output of the sixth embodiment of the pilot gas tube.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Далее со ссылкой на фиг.1 описывается вариант осуществления горелки в соответствии с изобретением. Горелка 1 сконструирована по существу симметрично относительно оси горелки А с открытым по направлению к камере сгорания 7 выходом горелки 9. Он содержит главную форсунку горелки 13, которая имеет подводящий канал для жидкого топлива и на конце камеры сгорания 15 со своей стороны - одну или несколько распыляющих форсунок для впрыска жидкого топлива в преобладающее в камере сгорания пламя. Форсунки 13 служит для создания питаемого жидким топливом диффузионного пламени. Если горелка рассчитана только на общую работу на газообразном топливе, то вместо описанной форсунки 13 используют макет (Attrappe), который по своей внешней геометрии схож с описанной форсункой, однако без распыляющих форсунок на конце камеры сгорания 15.Next, an embodiment of a burner in accordance with the invention is described with reference to FIG. The burner 1 is constructed essentially symmetrically with respect to the axis of the burner A with the outlet of the burner 9 open towards the combustion chamber 7. It contains a main burner nozzle 13, which has an inlet channel for liquid fuel and, on its end, one or more spray nozzles nozzles for injecting liquid fuel into the flame prevailing in the combustion chamber. The nozzles 13 are used to create a diffusion flame fed by liquid fuel. If the burner is designed only for general operation on gaseous fuel, then instead of the nozzle 13 described, an attrappe is used, which in its external geometry is similar to the nozzle described, but without spray nozzles at the end of the combustion chamber 15.

Вокруг форсунки горелки 13 имеется цилиндрическая стенка 17, которая окружает образующуюся между стенкой 17 и форсункой горелки полость 19. Кольцевая полость 19 служит для подачи горючего газа в канал подвода воздуха 21, через который горелке 1 подается необходимый для поддержания пламени воздух. Кроме того, кольцевая полость 19 содержит отверстия для выхода газа 20. Против направления потока выхода горелки 9 горелка 1 содержит так называемые осевые решетки 30, которые обеспечивают завихрение воздуха и горючего газа и вследствие чего происходит их тщательное смешивание. Тщательно смешанная газовоздушная смесь подается через выход горелки 9 камеры сгорания 7, где она сжигается.Around the nozzle of the burner 13 there is a cylindrical wall 17, which surrounds the cavity 19 formed between the wall 17 and the nozzle of the burner. The annular cavity 19 serves to supply combustible gas to the air supply duct 21, through which the air necessary for maintaining the flame is supplied to the burner 1. In addition, the annular cavity 19 contains openings for the exit of gas 20. Against the direction of flow of the exit of the burner 9, the burner 1 contains the so-called axial lattices 30, which provide swirling of air and combustible gas and as a result they are thoroughly mixed. A thoroughly mixed gas-air mixture is fed through the outlet of the burner 9 of the combustion chamber 7, where it is burned.

Для сохранения выбросов NOx на низком уровне смешанная газовоздушная смесь регулируется на малое содержание горючего, то есть доля топлива в смеси поддерживается как можно меньше, благодаря чему можно предотвратить образующие NOx температурные максимумы в возникающем пламени предварительного смешения. Запальное пламя, которое в противоположность к пламени предварительного смешения используется в качестве диффузионного пламени, служит для того, чтобы стабилизировать пламя предварительного смешения, которое работает практически на границе устойчивости, чтобы предотвратить возникновение колебаний давления в камере сгорания из-за колебаний горения. В диффузионном пламени в отличие от пламени предварительного смешения не происходит тщательного перемешивания топлива и воздуха, до того как они не попадут в пламя. Запальное пламя служит не только для стабилизации пламени предварительного смешения, но и для воспламенения пламени предварительного смешения.To keep NOx emissions at a low level, the mixed air-gas mixture is regulated to a low fuel content, that is, the proportion of fuel in the mixture is kept as low as possible, which helps prevent temperature peaks forming NOx in the resulting pre-mixing flame. The ignition flame, which, in contrast to the pre-mix flame, is used as a diffusion flame, serves to stabilize the pre-mix flame, which works practically at the stability limit, in order to prevent pressure fluctuations in the combustion chamber due to combustion oscillations. In a diffusion flame, in contrast to a preliminary mixing flame, thorough mixing of fuel and air does not occur before they enter the flame. The ignition flame serves not only to stabilize the premixing flame, but also to ignite the premixing flame.

Для подпитки запального пламени трубки пилотного газа 23 прокладываются через кольцевую полость 19 между цилиндрической стенкой 17 и форсункой горелки 13 до конца камеры сгорания полости 19. Там они проходят через переднюю стенку 25 в основном в форме развертки конической поверхности и входят с помощью участка трубы 27 в канал подвода воздуха 21. Выходные концы со стороны камеры сгорания 29 трубок пилотного газа 23 открыты и служат для впрыска пилотного газа в текущий через кольцевой канал подвода 21 воздух. Кроме того, в канал подвода воздуха 21 входит запальник 31 с двухполюсным запальным электродом 33. Вершина 35 двухполюсного запального электрода 33, который представляет собой собственный запальный элемент горелки 1, находится против направления потока к открытым выходным концам 29 трубок пилотного газа 23. Она расположена таким образом, что она располагается широко на той же радиальной линии, например одной из трубок пилотного газа 23. Таким образом, двухполюсный запальный электрод 35 находится близко к трубке пилотного газа. Следует заметить, что вершина 35 запального электрода 33 необязательно должна находиться на той же самой радиальной линии, например одной из трубок пилотного газа 23. Важно только то, чтобы вершина 35 была подведена достаточно близко к одной из трубок 23.To feed the ignition flame, the pilot gas tubes 23 are laid through the annular cavity 19 between the cylindrical wall 17 and the nozzle of the burner 13 to the end of the combustion chamber of the cavity 19. There they pass through the front wall 25 mainly in the form of a scan of the conical surface and enter through the pipe section 27 into air supply channel 21. The output ends from the side of the combustion chamber 29 of the pilot gas tubes 23 are open and are used to inject pilot gas into the air flowing through the annular supply channel 21. In addition, an igniter 31 with a bipolar ignition electrode 33 is included in the air supply channel 21. The apex 35 of the bipolar ignition electrode 33, which is its own ignition element of the burner 1, is opposite the flow direction to the open outlet ends 29 of the pilot gas tubes 23. It is located such so that it lies wide on the same radial line, for example, one of the pilot gas tubes 23. Thus, the bipolar ignition electrode 35 is close to the pilot gas tube. It should be noted that the apex 35 of the ignition electrode 33 need not be on the same radial line, for example, one of the tubes of the pilot gas 23. It is only important that the apex 35 is brought close enough to one of the tubes 23.

Находящаяся вблизи запальника 31 трубка пилотного газа 23 дополнительно для открытия выходного конца 29 оснащена, по меньшей мере, одним расположенным в стенке трубки против направления потока к выходному концу 29 отверстием для выхода газа 37. В настоящем варианте осуществления изобретения имеются три отверстия для выхода газа 37а, 37b, 37с, которые выполнены в виде смещенных в осевом направлении трубки 23 и в направлении вдоль окружности трубки 23 отверстий. Расположение отверстий представлено на фиг.2 и 3, причем на фиг.2 показан вид на отверстия в трубке пилотного газа 23 и на фиг.3 - разрез III-III стенки трубки 39 трубки пилотного газа 23. Размещение отверстий 37а, 37b, 37с выбрано с учетом оптимизации профиля распределения выходящего через отверстия 37 газа.The pilot gas tube 23 located close to the igniter 31 is additionally equipped with at least one gas outlet 37 located in the wall of the tube against the direction of flow towards the outlet end 29, to open the outlet end 29. In the present embodiment, there are three gas outlet openings 37a , 37b, 37c, which are made in the form of axially displaced tubes 23 and in the direction along the circumference of the tube 23 of the holes. The location of the holes is shown in FIGS. 2 and 3, where FIG. 2 shows a view of the holes in the pilot gas tube 23 and FIG. 3 is a section III-III of the wall of the tube 39 of the pilot gas tube 23. The location of the holes 37a, 37b, 37c is selected taking into account the optimization of the distribution profile of the gas exiting through the openings 37.

Отверстия для выхода газа 37 расположены в трубке пилотного газа 23 против направления потока к вершине электрода 35, то есть выходящий из отверстий 37 газ, который поступает в текущий через канал подвода 21 воздух, направляется вдоль вершины электрода 35, так что газ может воспламеняться искрой.The gas outlet openings 37 are located in the pilot gas tube 23 against the flow direction to the top of the electrode 35, that is, the gas exiting the openings 37, which enters the air flowing through the supply duct 21, is directed along the top of the electrode 35, so that the gas can ignite with a spark.

Для обеспечения выхода через отверстия 37а, 37b, 37с достаточного для воспламенения количества газа в трубке пилотного газа 23 по направлению потока отверстий для выхода газа расположено сопротивление потоку. Оно приводит к тому, что против направления потока к сопротивлению потоку происходит повышение давления, которое отвечает за то, чтобы через отверстия 37а, 37b, 37с в канал подвода воздуха 21 выходило достаточное количество пилотного газа для успешного воспламенения.To ensure that through the openings 37a, 37b, 37c there is a sufficient flow resistance for igniting the amount of gas in the pilot gas tube 23 in the direction of flow of the gas outlet openings, It leads to the fact that against the flow direction towards the flow resistance there is an increase in pressure, which is responsible for ensuring that a sufficient amount of pilot gas is released through the openings 37a, 37b, 37c into the air supply channel 21 for successful ignition.

Детально разрез входящего в канал подвода воздуха 21 участка 27 трубки пилотного газа 23 представлен на фиг.4. в увеличенном масштабе. На нем можно увидеть только одно из проходящих через стенку трубки 39 отверстий 37. На выходном конце трубки пилотного газа 29 в трубку пилотного газа 23 установлена втулка 41, которая уменьшает поперечное сечение потока в трубке пилотного газа 23. Таким образом давление газа повышается против направления потока к втулке 41 настолько, что через отверстия 37 выходит достаточное количество пилотного газа.In detail, a section of the portion 27 of the pilot gas tube 23 entering the air supply duct 21 is shown in FIG. on an enlarged scale. On it you can see only one of the holes 37 passing through the wall of the tube 39. At the output end of the pilot gas tube 29, a sleeve 41 is installed in the pilot gas tube 23, which reduces the cross section of the flow in the pilot gas tube 23. Thus, the gas pressure rises against the direction of flow to the sleeve 41 so that a sufficient amount of pilot gas is released through the openings 37.

Альтернативный вариант создания сопротивления потоку в зоне выходного конца 29 трубки пилотного газа 23 представлен на фиг.5. Вместо втулки 41 трубка пилотного газа 23 на выходном конце 29 содержит в форме усеченного конуса участок стенки 43, который приводит к тому, что выходное отверстие 45 на конце трубки пилотного газа 29 имеет уменьшенное по сравнению с поперечным сечением потока трубки пилотного газа 23 проходное сечение. Таким образом, можно добиться нужного повышения давления в зоне против направления потока к отверстиям для выхода газа 37.An alternative embodiment of creating flow resistance in the area of the outlet end 29 of the pilot gas tube 23 is shown in FIG. Instead of the sleeve 41, the pilot gas tube 23 at the output end 29 contains a truncated cone section of the wall 43, which leads to the fact that the outlet 45 at the end of the pilot gas tube 29 has a passage section reduced in comparison with the cross section of the flow of the pilot gas tube 23. Thus, it is possible to achieve the desired increase in pressure in the zone against the direction of flow to the gas outlet openings 37.

Другой вариант получения сопротивления потоку в трубке пилотного газа 23 представлен на фиг.6. В этом варианте трубка пилотного газа 23 содержит перед выходным концом 29 проходящее по его окружности V-образное углубление 47, которое приводит к уменьшению предназначенного для пилотного газа поперечного сечения потока в зоне углубления. Уменьшение поперечного сечения потока в свою очередь приводит к увеличению давления против направления потока к углублению 47.Another option for obtaining resistance to flow in the tube of the pilot gas 23 is presented in Fig.6. In this embodiment, the pilot gas tube 23 comprises, in front of the outlet end 29, a V-shaped recess 47 extending around its circumference, which reduces the cross-section of the flow for the pilot gas in the recess zone. The decrease in the cross section of the flow in turn leads to an increase in pressure against the direction of flow to the recess 47.

Следующий вариант формирования сопротивления потоку представлен на фиг.7. В данном варианте трубка пилотного газа 23 содержит перед выходным концом 29 направленный вовнутрь и проходящий по окружности трубки выступ 49, который приводит к уменьшению предназначенного для пилотного газа поперечного сечения потока и таким образом к возрастанию давления против направления потока к выступу 49.The next embodiment of the formation of flow resistance is shown in Fig.7. In this embodiment, the pilot gas tube 23 comprises, in front of the outlet end 29, an inwardly extending protrusion 49 extending around the circumference of the tube, which leads to a decrease in the flow cross-section for the pilot gas and thereby to an increase in pressure against the flow direction to the protrusion 49.

Еще один вариант создания сопротивления потоку представлен на фиг.8. В этом варианте до выходного конца 29 сконструирована цилиндрическая стенка трубки 39. Уменьшение поперечного сечения потока с увеличением давления в трубке пилотного газа 23 осуществляется посредством обтекаемой вставки 51, которая закреплена подпорками 53 на внутренней поверхности стенки трубки 39. Фиксация может осуществляться высокотемпературной пайкой или сваркой. Альтернативно подпорки также можно закрепить на стенке трубки 39 с помощью резьбового соединения.Another embodiment of creating flow resistance is shown in FIG. In this embodiment, a cylindrical wall of the tube 39 is designed up to the outlet end 29. A decrease in the cross section of the flow with increasing pressure in the pilot gas tube 23 is carried out by means of a streamlined insert 51, which is fixed by supports 53 on the inner surface of the tube wall 39. Fixing can be carried out by high-temperature soldering or welding. Alternatively, the supports can also be fixed to the wall of the tube 39 by means of a threaded connection.

Еще один вариант формирования сопротивления потоку в трубке пилотного газа 23 представлен на фиг.9. И изображенная на фиг.9 трубка пилотного газа 23 содержит до своего выходного конца 29 цилиндрическую стенку трубки 39. Перед выходным концом 29 или непосредственно на выходном конце 29 в трубку пилотного газа 23 установлена решетка 55, которая представляет собой препятствие потоку протекающего через трубку 23 пилотного газа и таким образом приводит к повышению давления против направления потока к решетке 55.Another option for the formation of flow resistance in the tube of the pilot gas 23 is presented in Fig.9. And the pipe of the pilot gas 23 shown in FIG. 9 contains a cylindrical wall of the tube 39 to its outlet end 29. A grill 55 is installed in front of the outlet end 29 or directly at the outlet end 29 of the pilot gas 23, which is an obstacle to the flow of the pilot through the tube 23 gas and thus leads to an increase in pressure against the direction of flow to the lattice 55.

Описываемое с помощью варианта осуществления изобретение позволяет у горелки, в которой пусковая горелка содержит только каналы подачи пилотного газа в качестве единственных каналов подачи, осуществить зажигание горелки без имеющейся специально для этой цели и содержащей собственную систему подачи топлива запальной горелки. Поэтому в соответствии с изобретением горелка обходится лишь двумя системами подачи газа, а именно системой подачи пилотного газа и системой подачи газа в режиме предварительного смешения. Результатом является упрощение конструкции горелки и одновременно вместе с ней стоимости изготовления.The invention described by means of an embodiment allows a burner in which a starting burner contains only pilot gas supply channels as the only supply channels to ignite the burner without a pilot burner having its own fuel supply system specifically for this purpose. Therefore, in accordance with the invention, the burner manages only two gas supply systems, namely, the pilot gas supply system and the gas supply system in the pre-mixing mode. The result is a simplification of the design of the burner and, at the same time, the manufacturing cost.

Claims (6)

1. Горелка предварительного смешения (1) с каналом подвода воздуха (21), по меньшей мере одним каналом подачи пилотного газа (23), который содержит по меньшей мере одну направленную к каналу подвода воздуха (21) стенку канала (39) и один входящий в канал подвода воздуха (21) выходной конец пилотного газа (29), с расположенным в канале подвода воздуха (21) против направления потока к выходному концу пилотного газа (29) запальным элементом (35),
отличающаяся тем, что
стенка канала (39) подачи пилотного газа (23) против направления потока к запальному элементу (35) содержит по меньшей мере одно отверстие для выхода газа (37) и причем канал подачи пилотного газа (23) по направлению потока по меньшей мере одного отверстия для выхода газа (37) содержит сопротивление потоку (41, 43, 47, 49, 51, 55), и причем сопротивление потоку выполнено путем сужения (41, 43, 47, 49) канала подачи пилотного газа (23), причем сужение выполнено посредством расположенного на стенке канала (39) направленного вовнутрь выступа (47, 49), или сужение осуществляется посредством установленной в канал (23) уменьшающей поперечное сечение канала втулки (41), или сужение выполняется посредством установленного в канал (23) уменьшающего поперечное сечение канала элемента (51, 55), и по меньшей мере один канал подачи пилотного газа выполнен в виде по меньшей мере одной трубки пилотного газа (23), которая проложена в полости (19) горелки (1) и которая выходит из полости (19) в расположенном против направления потока к запальному элементу (35) месте и входит в канал подвода воздуха (21), причем стенка трубки образует стенку канала, и по меньшей мере одно отверстие для выхода газа (37) расположено на входящем в канал подвода воздуха (21) участке (27) трубки пилотного газа (23).
1. Pre-mixing burner (1) with an air supply channel (21), at least one pilot gas supply channel (23), which contains at least one channel wall (39) directed to the air supply channel (21) and one inlet the outlet end of the pilot gas (29) into the air supply channel (21), with the ignition element (35) located in the air supply channel (21) against the direction of flow to the output end of the pilot gas (29),
characterized in that
the wall of the channel (39) for supplying the pilot gas (23) against the direction of flow to the ignition element (35) contains at least one gas outlet (37) and wherein the channel for supplying the pilot gas (23) in the direction of flow of at least one hole for the gas outlet (37) contains flow resistance (41, 43, 47, 49, 51, 55), and moreover, the flow resistance is made by narrowing (41, 43, 47, 49) of the pilot gas supply channel (23), and the narrowing is performed by located on the wall of the channel (39) directed inwardly protrusion (47, 49), or narrowing by means of a sleeve (41) reducing the cross section of the channel installed in the channel (23), or narrowing is performed by means of a member (51, 55) reducing the cross section of the channel installed in the channel (23), and at least one pilot gas supply channel is made in the form at least one pilot gas tube (23), which is laid in the cavity (19) of the burner (1) and which leaves the cavity (19) in a place located opposite to the direction of flow to the ignition element (35) and enters the air supply channel (21 ), and the wall of the tube forms the wall of at least one gas outlet (37) is located on the portion (27) of the pilot gas tube (23) entering the air supply channel (21).
2. Горелка предварительного смешения (1) по п.1,
отличающаяся тем, что
сужение расположено на выпускном конце (41, 43, 47, 49) канала подачи пилотного газа (23).
2. Burner pre-mixing (1) according to claim 1,
characterized in that
the restriction is located at the outlet end (41, 43, 47, 49) of the pilot gas supply channel (23).
3. Горелка предварительного смешения (1) по п.1,
отличающаяся тем, что
стенка канала (39) содержит против направления потока к запальному элементу (35) по меньшей мере два смещенных в направлении потока воздуха в канале подвода воздуха (21) в отверстия для выхода газа (37а, 37b, 37с).
3. Burner pre-mixing (1) according to claim 1,
characterized in that
the wall of the channel (39) contains against the direction of flow to the ignition element (35) at least two displaced in the direction of air flow in the air supply channel (21) into the gas outlet (37a, 37b, 37c).
4. Горелка предварительного смешения (1) по п.1,
отличающаяся тем, что
стенка канала (39) содержит против направления потока к запальному элементу (35) по меньшей мере два вертикальных к направлению потока воздуха в канале подвода воздуха (21) смещенных отверстия для выхода газа (37а, 37b, 37с).
4. Burner pre-mixing (1) according to claim 1,
characterized in that
the wall of the channel (39) contains against the flow direction to the ignition element (35) at least two offset gas outlets (37a, 37b, 37c) that are vertical to the direction of the air flow in the air supply channel (21).
5. Горелка предварительного смешения (1) по п.2, отличающаяся тем, что
стенка канала (39) содержит против направления потока к запальному элементу (35) по меньшей мере два вертикальных к направлению потока воздуха в канале подвода воздуха (21) смещенных отверстия для выхода газа (37а, 37b, 37с).
5. Burner pre-mixing (1) according to claim 2, characterized in that
the wall of the channel (39) contains against the flow direction to the ignition element (35) at least two offset gas outlets (37a, 37b, 37c) that are vertical to the direction of the air flow in the air supply channel (21).
6. Горелка предварительного смешения (1) по п.3,
отличающаяся тем, что
стенка канала (39) содержит против направления потока к запальному элементу (35) по меньшей мере два вертикальных к направлению потока воздуха в канале подвода воздуха (21) смещенных отверстия для выхода газа (37а, 37b, 37с).
6. Burner pre-mixing (1) according to claim 3,
characterized in that
the wall of the channel (39) contains against the flow direction to the ignition element (35) at least two offset gas outlets (37a, 37b, 37c) that are vertical to the direction of the air flow in the air supply channel (21).
RU2011147468/06A 2009-04-23 2010-01-29 Pre-mixing burner RU2551462C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09158558A EP2244015A1 (en) 2009-04-23 2009-04-23 Pre-mix burner
EP09158558.8 2009-04-23
PCT/EP2010/051104 WO2010121845A1 (en) 2009-04-23 2010-01-29 Pre-mix burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011147468A RU2011147468A (en) 2013-05-27
RU2551462C2 true RU2551462C2 (en) 2015-05-27

Family

ID=41036755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011147468/06A RU2551462C2 (en) 2009-04-23 2010-01-29 Pre-mixing burner

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP2244015A1 (en)
CN (1) CN102414514B (en)
RU (1) RU2551462C2 (en)
WO (1) WO2010121845A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102901098B (en) * 2012-10-23 2015-10-07 江苏中圣高科技产业有限公司 Ground flare multi-head high-efficiency premixed type combustion system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1502910A1 (en) * 1987-12-18 1989-08-23 Предприятие "Средазтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке, Совершенствованию И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Pilot burner
EP1596131A2 (en) * 2004-05-13 2005-11-16 Ansaldo Energia S.P.A. Method of controlling a gas combustor of a gas turbine
EP1614967A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and premixed combustion system
EP1710502A2 (en) * 2005-03-30 2006-10-11 Ansaldo Energia S.P.A. Gas burner assembly for a gas turbine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE42821T1 (en) 1985-03-04 1989-05-15 Siemens Ag BURNER ARRANGEMENT FOR COMBUSTION PLANTS, IN PARTICULAR FOR COMBUSTION CHAMBERS OF GAS TURBINE PLANTS, AND METHOD FOR THEIR OPERATION.
DE19757617A1 (en) 1997-12-23 1999-03-25 Siemens Ag Combustion system
WO2000012933A1 (en) 1998-08-26 2000-03-09 Siemens Aktiengesellschaft Hybrid burner and method for operating a hybrid burner
US6443728B1 (en) * 2001-03-19 2002-09-03 Alstom (Schweiz) Ag Gas pipe ignitor
EP1712837A1 (en) 2005-04-14 2006-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Burner assembly and method of operating it
WO2009032793A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Coen Company, Inc. Burner pilot with virtual spinner

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1502910A1 (en) * 1987-12-18 1989-08-23 Предприятие "Средазтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке, Совершенствованию И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Pilot burner
EP1596131A2 (en) * 2004-05-13 2005-11-16 Ansaldo Energia S.P.A. Method of controlling a gas combustor of a gas turbine
EP1614967A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and premixed combustion system
EP1710502A2 (en) * 2005-03-30 2006-10-11 Ansaldo Energia S.P.A. Gas burner assembly for a gas turbine

Also Published As

Publication number Publication date
CN102414514A (en) 2012-04-11
CN102414514B (en) 2014-08-20
RU2011147468A (en) 2013-05-27
WO2010121845A1 (en) 2010-10-28
EP2422136B1 (en) 2013-04-03
EP2244015A1 (en) 2010-10-27
EP2422136A1 (en) 2012-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1985926B1 (en) Combustion equipment and combustion method
US6609376B2 (en) Device in a burner for gas turbines
US8057224B2 (en) Premix burner with mixing section
RU2450211C2 (en) Tubular combustion chamber with impact cooling
EP2268975B1 (en) Burner
JP5188238B2 (en) Combustion apparatus and burner combustion method
RU2534189C2 (en) Gas turbine combustion chamber (versions) and method of its operation
CA2892234A1 (en) Perforated flame holder and burner including a perforated flame holder
US20040055307A1 (en) Premix burner and method of operation
US6186775B1 (en) Burner for operating a heat generator
JP2001510885A (en) Burner device for combustion equipment, especially for gas turbine combustors
US5954495A (en) Burner for operating a heat generator
RU2551462C2 (en) Pre-mixing burner
EP3078910B1 (en) Gas burner with staged combustion
JP2001254947A (en) Gas turbine combustor
RU2396488C1 (en) Burner for gas burning
JP2009281688A (en) Burner of combustion device, and combustion device equipped with the same
RU2230257C2 (en) Device for burning gaseous fuel
CN220379727U (en) Combustor subassembly and burner
JP2004028352A (en) LOW NOx COMBUSTOR COMPRISING FUEL INJECTION VALVE FOR PREVENTING BACKFIRE AND SELF-IGNITION
CN214840798U (en) Partial premixing combustion device for gas fuel
CN218095945U (en) Gas-powder dual-fuel burner
EP4253838A1 (en) Gas burner with low nox emission
JP4482858B2 (en) Lean pre-evaporation premix combustor
JP4622100B2 (en) Low NOx combustor for gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20211201