RU26108U1

RU26108U1 - GAS-BURNER

Info

Publication number: RU26108U1
Application number: RU2002116808/20U
Authority: RU
Inventors: А.В. Фролов
Original assignee: Фролов Александр Викторович
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2002-11-10

Description

Полезная модель относится к теплотехнике, в частности к устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть использовано в системах отопления, сушильных, нагревательных, термических и плавильных печах.The utility model relates to heat engineering, in particular to devices for burning gaseous fuels and can be used in heating systems, drying, heating, thermal and smelting furnaces.

Известна газовая горелка, содержащая корпус с камерой сгорания, газовую камеру с газовым соплом, при этом камера сгорания установлена в подшипниковых узлах с возможностью вращения и имеет отверстия и щели, последние снабжены ребрами (см. патент РФ № 2105244, МПК6 F 23D 14/20 «Способ сжигания газообразного топлива и устройство для его осуществления)Known gas burner containing a housing with a combustion chamber, a gas chamber with a gas nozzle, while the combustion chamber is mounted in bearing assemblies rotatably and has holes and slots, the latter are equipped with ribs (see RF patent No. 2105244, IPC 6 F 23D 14/20 "A method of burning gaseous fuels and a device for its implementation)

Данная горелка имеет высокую эффективность сжигания топлива, однако, она сложна в изготовлении и эксплуатации.This burner has high fuel combustion efficiency, however, it is difficult to manufacture and operate.

Наиболее близкой по решаемой задаче и конструктивному исполнению является газовая горелка, содержащая корпус, в котором коаксиально расположены газовая камера и соединенная с ней камера сгорания, воздушную камеру, стабилизатор, установленный с возможностью осевого перемещения и запальное устройство, при этом газовая камера включает многоструйное газовое сопло с центральным каналом и снабжена патрубками подачи газа (см. патент РФ № 2172895, МПК6, F 23D 14/20 «Газовая горелка и способ сжигания газообразного топлива, опубликованная 27.08.2001)The closest to the task and design is a gas burner containing a housing in which a gas chamber and a combustion chamber connected to it, an air chamber, a stabilizer mounted with axial movement and an ignition device are coaxially located, wherein the gas chamber includes a multi-jet gas nozzle with a central channel and equipped with gas supply pipes (see RF patent No. 2172895, IPC6, F 23D 14/20 “Gas burner and method for burning gaseous fuels, published on 08.27.2001)

Данная горелка обеспечивает эффективное сжигание газообразного топлива в широких диапазонах тепловой мощности и коэффициента избытка воздуха. Однако она рассчитана на расход газа только до 100 м3.This burner provides efficient combustion of gaseous fuels in a wide range of heat output and excess air ratio. However, it is designed for gas consumption only up to 100 m3.

Задачей изобретения является повышение эффективности сжигания топлива в больших объемах.The objective of the invention is to increase the efficiency of burning fuel in large volumes.

Газовая горелкаGas-burner

Поставленная задача решена в газовой горелке, содержащей корпус, в котором расположены воздушная камера, газовая камера и соединенная с ней камера сгорания, стабилизатор, и запальное устройство, при этом газовая камера включает многоструйное газовое сопло с центральным каналом, которая, согласно полезной модели, в качестве стабилизатора и запального устройства дополнительно содержит скоростную газовую горелку с выходным соплом, установленную в корпусе, таким образом, что ее выходное сопло коаксиально расположено в центральном канале многоструйного газового сопла, а воздушная камера расположена в кольцевом пространстве между корпусом и скоростной газовой горелкой, газовой камерой и камерой сгорания.The problem is solved in a gas burner containing a housing in which there is an air chamber, a gas chamber and a combustion chamber connected to it, a stabilizer, and an ignition device, while the gas chamber includes a multi-jet gas nozzle with a central channel, which, according to a utility model, as a stabilizer and ignition device further comprises a high-speed gas burner with an output nozzle mounted in the housing, so that its output nozzle is coaxially located in the central channel m the gas nozzle, and the air chamber is located in the annular space between the housing and the high-speed gas burner, gas chamber and combustion chamber.

Введение дополнительной скоростной газовой горелки с регулируемым факелом в качестве стабилизатора и запального устройства позволило организовать сжигание топлива в больших объемах путем обеспечения однородной горючей смеси, подогретой факелом до температуры воспламенения, и сжигание ее в этом факеле.The introduction of an additional high-speed gas burner with an adjustable torch as a stabilizer and an ignition device made it possible to organize the burning of fuel in large volumes by providing a uniform combustible mixture heated by the torch to the ignition temperature and burning it in this torch.

На фиг. изображена газовая горелка в разрезе, при этом дополнительно установленная скоростная газовая горелка условно не разрезана.In FIG. shows a gas burner in the context, while the additionally installed high-speed gas burner is conditionally not cut.

Газовая горелка содержит цилиндрический корпус 1, в котором расположены газовая камера 2 с многоструйным соплом 3, выполненным с центральным каналом 4, соединенным с камерой сгорания 5, имеющей выходное сопло 6. В корпусе 1 соосно с камерой сгорания 5 установлена скоростная газовая горелка 7, выходное сопло 8 которой коаксиально расположено в центральном канале 4. Воздушная камера 9 расположена в кольцевом пространстве, образованном между корпусом 1, скоростной газовой горелкой 7, газовой камерой 2 и камерой сгорания 5, при этом между корпусом 1 и выходным соплом 6 камеры сгорания 5 образован кольцевой зазор 10. Корпус 1 снабжен патрубком подачи воздуха 11, а газовая камера 3 снабжена патрубками подачи газа 12, расположенными вдоль скоростной газовой горелки 7. Многоструйное газовое сопло 3 снабжено соплами 13 и 14, камераThe gas burner comprises a cylindrical body 1, in which a gas chamber 2 with a multi-jet nozzle 3 is arranged, made with a central channel 4 connected to the combustion chamber 5 having an outlet nozzle 6. A high-speed gas burner 7 is installed in the housing 1 coaxially with the combustion chamber 5, the outlet whose nozzle 8 is coaxially located in the central channel 4. The air chamber 9 is located in the annular space formed between the housing 1, the high-speed gas burner 7, the gas chamber 2 and the combustion chamber 5, while between the housing 1 and yhodnym nozzle 6 of the combustion chamber 5 is formed by an annular gap 10. The housing 1 is provided with an air supply pipe 11 and the gas chamber 3 is provided with gas supply nozzles 12 located along high-speed gas burner 7. multijet gas nozzle 3 is provided with nozzles 13 and 14, the chamber

сгорания 5 имеет круглые и щелевые отверстия соответственно 15 и 16 для подачи воздуха из воздушной камеры 9.Combustion 5 has round and slotted holes 15 and 16, respectively, for supplying air from the air chamber 9.

Скоростная газовая горелка (СГГ)7 снабжена патрубками подачи воздуха 17 и газа 18. Для центрирования камеры сгорания 5 в корпусе 1 служат упоры 19, расположенные в кольцевом зазоре 10. СГГ7 крепится к корпусу при помощи фланца 20.A high-speed gas burner (SGH) 7 is equipped with nozzles for supplying air 17 and gas 18. To center the combustion chamber 5 in the housing 1, stops 19 are located in the annular gap 10. The SGG7 is attached to the housing using a flange 20.

Газовая горелка работает следующим образом. Подают воздух через патрубок 17 и газ через патрубок 18 дополнительно установленной СГГ 7. Одновременно подают воздух в воздушную камеру 9 через патрубок 11. Производят розжиг СГГ 7. Температуру, длину и скорость запального факела регулируют путем изменения расходов газа и воздуха. После установления устойчивого горения СГГ 7 подают газ в камеру сгорания 2 через патрубки 12. Затем осуществляют настройку горелки СГГ 7 путем изменения температуры, скорости и длины факела для создания наиболее рационального режима сжигания топлива в камере сгорания 5 в заданном диапазоне работы горелки при больших объемах сжигания топлива в пределах 500-5000 м3. При высоких расходах газа в СГГ 7 возможно получить температуру пламени на выходе из сопла 8 до 1300 °С при скорости его истечения до 200 м/сек.Gas burner operates as follows. Air is supplied through the nozzle 17 and gas through the nozzle 18 of the additionally installed SGH 7. At the same time, air is supplied to the air chamber 9 through the nozzle 11. The SGH is ignited 7. The temperature, length and speed of the pilot flame are controlled by changing the gas and air flow rates. After establishing stable combustion, the CHG 7 delivers gas to the combustion chamber 2 through the nozzles 12. Then, the CHG 7 burner is adjusted by changing the temperature, speed and length of the torch to create the most rational mode of burning fuel in the combustion chamber 5 in a given range of burner operation with large volumes of combustion fuel within 500-5000 m3. At high gas flow rates in the SGH 7, it is possible to obtain a flame temperature at the exit of the nozzle 8 up to 1300 ° C at a flow rate of up to 200 m / s.

При давлении воздуха, поступающего в воздушную камеру 9 и центральный канал 4 , превышающем давление газа, поступающего через патрубки 12, воздух из центрального канала 4 поступает в газовую камеру 2, где образуется газовоздушная смесь, которая поступает в камеру сгорания 5 через отверстия 14 и воспламеняется от факела, истекающего из сопла 8. Происходит устойчивая работа горелки при высоких коэффициентах избытка воздуха.When the pressure of the air entering the air chamber 9 and the central channel 4 exceeds the pressure of the gas entering through the nozzles 12, the air from the central channel 4 enters the gas chamber 2, where an air-gas mixture is formed, which enters the combustion chamber 5 through the openings 14 and ignites from the torch flowing out of the nozzle 8. Stable operation of the burner occurs at high coefficients of excess air.

При давлении газа, превышающем давление воздуха, газ поступает из камеры 2 через отверстия 13 и 14 в центральный канал 4 и камеру сгорания 5. Варьируя параметрами газа и воздуха в СГГ 7, газовой камере 2 и воздушной камере 9, получают различные режимы работы газовой горелки в широких диапазонах мощности.When the gas pressure exceeds the air pressure, the gas enters from the chamber 2 through the openings 13 and 14 into the central channel 4 and the combustion chamber 5. By varying the gas and air parameters in the CHG 7, gas chamber 2 and air chamber 9, various gas burner operating modes are obtained in wide power ranges.

В процессе работы газовой горелки идет постоянный подогрев газа в газовой камере 2 горячими газами, находящимися в камере сгорания. Кроме того, идет подогрев воздуха в воздушной камере 9 за счет снятия тепла с камеры сгорания 5. Практически все тепло, излучаемое наружными поверхностями камеры сгорания 5, используется внутри горелки на нагрев газа и воздуха. Также при определенных режимах работы горелки подогрев воздуха осуществляется за счет разбавления его продуктами сгорания через круглые отверстия 15 и щелевые 16 камеры сгорания 5. Таким образом, идет внутренняя рекуперация тепла, повышающая эффективность сжигания газа и снижающая эмиссию СО и NO. Повышение эффективности сжигания газа обеспечивается также повышением однородности газовоздушной смеси путем подачи воздуха в камеру сгорания 5 в двух перпендикулярных друг другу направлениях, а именно через центральный канал 4 и отверстия 15 камеры сгорания 5. Процесс сжигания газообразного топлива производят сначала в СГГ 7, затем в камере сгорания 5, а также постадийно по их длине по мере образования газовоздушной смеси.During the operation of the gas burner there is a constant heating of the gas in the gas chamber 2 with hot gases in the combustion chamber. In addition, there is heating of the air in the air chamber 9 by removing heat from the combustion chamber 5. Almost all the heat emitted by the outer surfaces of the combustion chamber 5 is used inside the burner to heat gas and air. Also, under certain operating conditions of the burner, air is heated by diluting it with combustion products through round holes 15 and slotted holes 16 of the combustion chamber 5. Thus, there is an internal heat recovery that increases the efficiency of gas combustion and reduces the emission of CO and NO. Improving the efficiency of gas combustion is also provided by increasing the homogeneity of the air-gas mixture by supplying air to the combustion chamber 5 in two directions perpendicular to each other, namely through the central channel 4 and openings 15 of the combustion chamber 5. The process of burning gaseous fuel is carried out first in the SGH 7, then in the chamber combustion 5, as well as stepwise along their length as the formation of the gas-air mixture.

Предлагаемая газовая горелка позволила получить высокие показатели по эффективности сжигания топлива и регулированию теплотехнических параметров работы горелки, а именно: коэффициент активации топлива 1, коэффициент регулирования тепловой мощности 1:100, коэффициент избытка воздуха 1:100, скорость продуктов сгорания на выходе из сопла 20-100 м/сек, диапазон регулирования температуры продуктов сгорания на выходе из сопла от 20 до 1300 °С.The proposed gas burner made it possible to obtain high rates of fuel combustion efficiency and regulation of the thermotechnical parameters of the burner, namely: fuel activation coefficient 1, thermal power regulation coefficient 1: 100, air excess coefficient 1: 100, the rate of combustion products at the exit of the nozzle 20- 100 m / s, the range of temperature control of the combustion products at the exit of the nozzle from 20 to 1300 ° C.

Формула полезной моделиUtility Model Formula

Claims

A gas burner comprising a housing in which an air chamber, a gas chamber and a combustion chamber connected thereto, a stabilizer and an ignition device are provided, the gas chamber including a multi-jet gas nozzle with a central channel, characterized in that it is additionally used as a stabilizer and an ignition device contains a high-speed gas burner with an outlet nozzle installed in the housing so that its outlet nozzle is coaxially located in the central channel of the multi-jet gas nozzle, and the air The second chamber is located in the annular space between the housing and the high-speed gas burner, the gas chamber and the combustion chamber.