RU2743686C1 - Nox low-ejection burner with perforated plate-type flame head - Google Patents
Nox low-ejection burner with perforated plate-type flame head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743686C1 RU2743686C1 RU2020103391A RU2020103391A RU2743686C1 RU 2743686 C1 RU2743686 C1 RU 2743686C1 RU 2020103391 A RU2020103391 A RU 2020103391A RU 2020103391 A RU2020103391 A RU 2020103391A RU 2743686 C1 RU2743686 C1 RU 2743686C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- primary
- pipe
- combustion chamber
- fuel
- perforated plate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
- F23C9/06—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for completing combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Abstract
Description
[Область техники][Engineering Field]
[1] Настоящее изобретение относится к горелке с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой, а в частности, к горелке с низким выбросом NOx, облегчающей ремонт, замену и регулировку пламенной головки, позволяющей более эффективно снижать образование оксидов азота (NOx) (далее NOx) и имеющей перфорированный пластинчатый диффузор, которая может использоваться в качестве горелки трубчатого котла.[1] The present invention relates to a low NOx burner with a perforated plate flame head, and in particular to a low NOx burner that facilitates the repair, replacement and adjustment of the flame head to more effectively reduce the formation of nitrogen oxides (NOx) (hereinafter NOx) and with a perforated plate diffuser, which can be used as a burner for a tubular boiler.
[Уровень техники][Tech tier]
[2] NOx - это соединение азота и кислорода, такое как монооксид азота и диоксид азота, образующееся при сжигании ископаемого топлива.[2] NOx is a compound of nitrogen and oxygen, such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide, produced when fossil fuels are burned.
[3] NOx разделяют на топливный NOx, термический NOx и быстрый NOx в зависимости от механизма образования. Топливный NOx образуется, когда азот, содержащийся в топливе, окисляется в процессе горения. Термический NOx образуется при окислении азота в процессе горения в результате высвобождения азота, содержащегося в воздухе, используемом для горения, при высокой температуре 1300°С или выше. Быстрый азот NOx образуется тогда, когда топливо подвергается воздействию высокой температуры 1000°С или выше, прежде чем топливо, имеющее высокую концентрацию, будет смешано с воздухом для сжигания.[3] NOx is divided into fuel NOx, thermal NOx and fast NOx depending on the formation mechanism. Fuel NOx is formed when the nitrogen in the fuel is oxidized during combustion. Thermal NOx is formed during the oxidation of nitrogen during combustion by releasing nitrogen in the combustion air at a high temperature of 1300 ° C or higher. Fast nitrogen NOx is formed when the fuel is exposed to a high temperature of 1000 ° C or higher before the fuel having a high concentration is mixed with combustion air.
[4] Такой NOx является причиной фотохимического смога, образующегося под воздействием солнечного света, наряду с углеводородами. Кроме того, даже в том случае, когда NOx присутствует в количестве от 1 до 3 миллионных долей, интоксикация может ощущаться по запаху, снижается иммунитет к респираторным заболеваниям, NOx реагирует с гемоглобином, содержащимся в крови, с образованием метгемоглобина, тем: самым препятствуя доставке кислорода. Кроме того, поскольку диоксид азота, представляющий собой красновато-коричневый раздражающий газ, является: высокотоксичным по сравнению с монооксидом азота, он вызывает острый отек легких, облитерирующий бронхит; пневмонию и: т.д. Соответственно, были: исследованы и разработаны технологии для сокращения выбросов NOx.[4] This NOx is responsible for photochemical smog from sunlight, along with hydrocarbons. In addition, even when NOx is present in an amount of 1 to 3 ppm, intoxication can be smelled, reduced immunity to respiratory diseases, NOx reacts with hemoglobin in the blood to form methemoglobin, thereby impeding delivery oxygen. In addition, because nitrogen dioxide, which is a reddish-brown irritant gas, is: highly toxic compared to nitrogen monoxide, it causes acute pulmonary edema, obliterating bronchitis; pneumonia, etc. Accordingly, technologies have been researched and developed to reduce NOx emissions.
[5] С целью снижения концентрации выбросов NOx путем: уменьшения образования NOx была исследована и разработана горелка с низким выбросом NOx, в которой для подавления образования: NOx была усовершенствована форма камеры сгорания топлива, смешиваемого с кислородом.[5] In order to reduce the concentration of NOx emissions by: reducing the formation of NOx, a low NOx burner was investigated and developed, in which the shape of the combustion chamber of the oxygen-miscible fuel was improved to suppress the formation of: NOx.
[6] При этом котел, в котором используется: горелка, разделяют на водотрубный и трубчатый.[6] In this case, the boiler, which uses: the burner, is divided into water-tube and tubular.
[7] Водотрубный котел как котел, генерирующий пар высокого давления: путем нагрева воды, циркулирующей в паровом барабане и водяном барабане, имеет камеру сгорания большого объема, конструкция: которой подходит для уменьшения: выброса NOx, поскольку конструкция, имеющая большую площадь и малую длину, требует более мощного и: короткого пламени в соответствии с характеристиками: камеры сгорания, что обеспечивает передачу большого количества тепла.[7] The water-tube boiler as a boiler generating high pressure steam: by heating the water circulating in the steam drum and water drum, it has a large-volume combustion chamber, the design: which is suitable for reducing: NOx emissions, because the structure has a large area and a short length , requires a more powerful and: short flame in accordance with the characteristics of: the combustion chamber, which allows a large amount of heat to be transferred.
[8] Как показано на ФИГ. 1, горелка (1), применяемая для водотрубного котла, содержит форсунку (10) для первичного впрыска топлива, расположенную в центре открывающегося блока, сформированного в передней части камеры сгорания FR, форсунки (20) для вторичного впрыска топлива, расположенные вокруг форсунки (10) для первичного впрыска топлива и одновременно плотно прилегающие к внутренней стороне открывающегося блока, завихритель (30), расположенный на переднем конце форсунки (10) для первичного впрыска топлива, первичную трубу (40), расположенную таким образом, что она окружает форсунку (10) для первичного впрыска топлива и завихритель (30), и двойной трубчатый рециркуляционный эжекторный блок (50), содержащий вторичную трубу (51) и рециркуляционную трубу (52), расположенные между первичной трубой (40) и форсункой (20) для вторичного впрыска топлива.[8] As shown in FIG. 1, the burner (1) used for a water tube boiler comprises a primary fuel injection nozzle (10) located in the center of an opening block formed in front of the FR combustion chamber, secondary fuel injection nozzles (20) located around the nozzle (10 ) for primary fuel injection and at the same time tightly fitting to the inside of the opening block, a swirler (30) located at the front end of the nozzle (10) for primary fuel injection, a primary pipe (40) located so that it surrounds the nozzle (10) for primary fuel injection and a swirler (30), and a double tubular recirculation ejector unit (50) containing a secondary pipe (51) and a recirculation pipe (52) located between the primary pipe (40) and the nozzle (20) for secondary fuel injection.
[9] Такая горелка (1), используемая в водотрубном котле с широкой камерой сгорания, имеет конструкцию, которая максимально увеличивает расстояние между внешними языками пламени за счет увеличения диаметра (D) окружности, на которой располагаются форсунки (20) для вторичного впрыска, топлива, позволяет получить короткое и широко распределенное за счет завихрителя (30) центральное пламя, выпускаемое и формируемое посредством форсунки (10) для первичного впрыска топлива, и формирует пламя из предварительной частичной смеси топлива с воздухом для уменьшения количества образующегося NOx путем выбрасывания части первичного топливного газа в обратном направлении, прежде чем топливный газ достигнет завихрителя (30), тем самым: создавая завихрение первичного топливного газа вдоль потока воздуха.[9] Such a burner (1), used in a water-tube boiler with a wide combustion chamber, has a design that maximizes the distance between the outer flame tongues by increasing the diameter (D) of the circle on which the injectors (20) for the secondary fuel injection are located , makes it possible to obtain a short and widely distributed central flame due to the swirler (30), emitted and formed by the nozzle (10) for the primary fuel injection, and forms a flame from the preliminary partial mixture of fuel and air to reduce the amount of NOx formed by ejecting a part of the primary fuel gas in the opposite direction before the fuel gas reaches the swirler (30), thereby: creating a swirl of the primary fuel gas along the air flow.
[10] Формирование такого пламени из предварительной частичной смеси: топлива с воздухом имеет одну проблему, связанную с увеличением нестабильности горения, когда количество первичного топливного газа снижается примерно до 20% или менее от общего количества топливного газа, поскольку уменьшается длина пламени.[10] The formation of such a flame from the fuel / air premix has one problem of increasing combustion instability when the amount of primary fuel gas is reduced to about 20% or less of the total fuel gas as the length of the flame decreases.
[11] [Документ предшествующего уровня техники][11] [Prior Art Document]
[Патентный документ][Patent Document]
[12] Выложенная публикация китайского патента № CN 107690557 A (дата публикации: 13 февраля 2018 года)[12] Chinese Patent Laid-open Publication No. CN 107690557 A (Published Date: February 13, 2018)
[Раскрытие изобретения][Disclosure of invention]
[Техническая проблема][Technical problem]
[13] Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить горелку с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой, причем горелка с низким выбросом NOx облегчает ремонт, замену и регулировку пламенной головки путем соответствующего изменения конструкции горелки трубчатого котла и использования перфорированной пластинчатой пламенной головки.[13] The object of the present invention is to provide a low NOx burner with a perforated plate flame head, the low NOx burner facilitating the repair, replacement and adjustment of the flame head by appropriately redesigning the tube boiler burner and using a perforated plate flame head ...
[14] Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить горелку с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой, горелка с низким выбросом NOx, позволит более эффективно уменьшить образование NOx, при этом горелка с низким выбросом NOx применяется для трубчатого котла, имеющего конструкцию камеры сгорания, где трудно уменьшить количество NOx, поскольку объем камеры сгорания относительно мал и температура пламени снижается медленно.[14] Another object of the present invention is to provide a low NOx burner with a perforated plate flame head, a low NOx burner will more effectively reduce the formation of NOx, while the low NOx burner is applied to a tubular boiler having combustion chamber design where it is difficult to reduce the amount of NOx because the volume of the combustion chamber is relatively small and the flame temperature decreases slowly.
[15] Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить горелку с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой, причем горелка с низким выбросом NOx позволяет обеспечить стабильность горения горелки даже в том случае, когда количество первичного газового топлива составляет около 10% или менее от общего количества газа, за счет устойчивого центрального пламени.[15] Another object of the present invention is to provide a low NOx burner with a perforated plate flame head, the low NOx burner allowing the burner to be stable even when the amount of primary gas fuel is about 10% or less of the total amount of gas, due to a stable central flame.
[16] Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить горелку с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой, причем горелка с низким выбросом NOx сокращает количество NOx за счет уменьшения диаметра окружности, на которой расположены форсунки для вторичного впрыска топлива, и увеличения количества поступающего рециркулирующего горючего газа.[16] Another object of the present invention is to provide a low NOx burner with a perforated plate flame head, the low NOx burner reducing NOx by reducing the diameter of the circle on which the secondary fuel injection nozzles are located and increasing the amount of incoming recycle combustible gas.
[Техническое решение][Technical solution]
[17] Горелка с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой согласно настоящему изобретению для достижения целей настоящего изобретения содержит первичную трубу, устанавливаемую таким образом, что она выступает внутрь камеры сгорания для направления воздуха в камеру сгорания, первичный подающий топливопровод, расположенный внутри первичной трубы для первичной подачи топлива, перфорированную пластинчатую пламенную головку, расположенную на переднем конце основного подающего топливопровода таким образом, чтобы сформировать зазор между перфорированной пластинчатой пламенной головкой и концом первичной трубы для распределения воздуха, направляемого первичной трубой, и радиального впрыска первичного топлива, подаваемого по первичному подающему топливопроводу, вторичную трубу, расположенную вокруг первичной трубы для направления несгоревшего газа таким образом, чтобы несгоревший газ впрыскивался в камеру сгорания путем пропуска несгоревшего газа из камеры сгорания между первичной трубой и вторичной трубой, множество форсунок для вторичного впрыска топлива, расположенных вокруг вторичной трубы и вторично впрыскивающих топливо, а также устройство для регулировки расстояния, которое регулирует зазор между перфорированной пластинчатой пламенной головкой и концом первичной трубы путем перемещения перфорированной пластинчатой пламенной головки в осевом направлении.[17] A low NOx burner with a perforated plate flame head according to the present invention, to achieve the objectives of the present invention, comprises a primary pipe positioned to protrude into the combustion chamber to direct air into the combustion chamber, a primary fuel supply pipe located inside the primary pipe for the primary fuel supply, a perforated plate flame head located at the front end of the main fuel feed line so as to form a gap between the perforated plate flame head and the end of the primary tube for distributing air directed by the primary tube and radial injection of the primary fuel supplied through the primary supply fuel line, a secondary pipe located around the primary pipe for directing unburned gas so that unburned gas is injected into the combustion chamber by passing unburned gas from the combustion chamber waiting for the primary pipe and the secondary pipe, a plurality of secondary fuel injection nozzles located around the secondary pipe and re-injecting fuel, as well as a distance adjustment device that adjusts the gap between the perforated plate flame head and the end of the primary tube by moving the perforated plate flame head axially direction.
[18] Устройство для регулировки расстояния содержит фланец, закрепленный на внешней поверхности первичного подающего топливопровода, соединительный стержень, соединенный с фланцем, и регулировочный стержень, соединенный с соединительным стержнем для регулировки положения первичного подающего топливопровода путем перемещения первичного подающего топливопровода.[18] The device for adjusting the distance includes a flange attached to the outer surface of the primary fuel supply pipe, a connecting rod connected to the flange, and an adjusting rod connected to the connecting rod for adjusting the position of the primary fuel supply pipe by moving the primary fuel supply pipe.
[19] Первичная труба соединена с внутренней частью воздухозаборной трубы, прикрепленной к стенке камеры сгорания для направления воздуха путем его подачи внутрь и снаружи первичной трубы.[19] The primary pipe is connected to the inside of the air intake pipe attached to the wall of the combustion chamber for directing air by supplying it inside and outside the primary pipe.
[20] Воздухозаборная труба имеет наклонную часть, сформированную перед воздухозаборной трубой и расположенную под углом к внешней поверхности первичной трубы, и зазор для циркуляции горючего газа, сформированный между наклонной частью и вторичной трубой, чтобы повторно подавать горючий газ в камеру сгорания путем циркуляции горючего газа из камеры сгорания.[20] The intake pipe has an inclined portion formed in front of the air intake pipe and disposed at an angle to the outer surface of the primary pipe, and a combustion gas circulation gap formed between the inclined portion and the secondary pipe to re-supply combustible gas to the combustion chamber by circulating the combustible gas from the combustion chamber.
[21] Первичная труба и вторичная труба имеют множество первых опорных ребер, расположенных между ними, для центрирования и поддержки труб, а воздухозаборная труба имеет множество вторых опорных ребер, расположенных в ее наклонной части и выступающих в направлении вторичной трубы, чтобы поддерживать внешнюю поверхность вторичной трубы.[21] The primary pipe and the secondary pipe have a plurality of first support ribs located therebetween to center and support the pipes, and the air intake pipe has a plurality of second support ribs located in its inclined portion and projecting towards the secondary pipe to support the outer surface of the secondary pipes.
[22] Первичная труба имеет часть меньшего диаметра, сформированную в ее передней части, поперечное сечение которой наклонено под заданным углом к перфорированной пластинчатой пламенной головке.[22] The primary tube has a smaller diameter portion formed in its front portion, the cross-section of which is inclined at a predetermined angle to the perforated plate flame head.
[23] Вторичная труба имеет расширенную часть, сформированную на конце цилиндрической части со стороны камеры сгорания таким образом, что воздух распределяется по внешней стенке камеры сгорания, и опорную часть, сформированную на внешней круговой поверхности расширенной части трубы для поддержки форсунок для вторичного впрыска топлива.[23] The secondary pipe has an expanded part formed at the end of the cylindrical part on the combustion chamber side such that air is distributed along the outer wall of the combustion chamber, and a support part formed on the outer circumferential surface of the expanded pipe part to support the secondary fuel injection nozzles.
[24] Форсунки для вторичного впрыска топлива содержат шуровочную трубу, сформированную в концевой части соплового патрубка для впрыска вторичного топлива с целью направления горючего газа таким образом, чтобы он повторно впрыскивался в камеру сгорания путем прохождения горючего газа из камеры сгорания в шуровочную трубу.[24] The secondary fuel injection nozzles comprise a shrink pipe formed at the end of the secondary fuel injection nozzle to direct the combustible gas so that it is re-injected into the combustion chamber by passing the combustible gas from the combustion chamber to the shrink pipe.
[25] Шуровочная труба имеет наклонную поверхность, сформированную в ее концевой части, чтобы смесь вторичного топлива и горючего газа могла впрыскиваться под углом к внешней стороне камеры сгорания. Шуровочная труба выполнена таким образом, что длина ее основной части в десять раз или более превышает ее внутренний диаметр.[25] The shrink tube has an inclined surface formed at its end portion so that a mixture of secondary fuel and combustible gas can be injected at an angle to the outside of the combustion chamber. The shredding pipe is made in such a way that the length of its main part is ten times or more than its inner diameter.
[26] Вышеуказанная горелка с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с настоящим изобретением облегчает ремонт, замену и регулировку пламенной головки и позволяет более эффективно уменьшать образование NOx, при этом горелка с низким выбросом NOx применяется для трубчатого котла с конструкцией камеры сгорания, в которой трудно уменьшить количество NOx, поскольку объем камеры сгорания относительно мал и температура пламени снижается медленно.[26] The aforementioned low NOx burner with a perforated plate flame head according to the present invention facilitates repair, replacement and adjustment of the flame head and can more effectively reduce NOx generation, while the low NOx burner is applied to a tube boiler with a combustion chamber structure , in which it is difficult to reduce the amount of NOx because the volume of the combustion chamber is relatively small and the flame temperature decreases slowly.
[27] Кроме того, горелка с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает стабильность горения горелки, даже когда количество первичного газового топлива составляет около 10% или менее от общего количества газа, за счет устойчивого центрального пламени, и уменьшает количество NOx за счет уменьшения диаметра окружности, на которой расположены форсунки для вторичного впрыска топлива, и увеличения количества поступающего рециркулирующего горючего газа.[27] In addition, the low NOx burner with a perforated plate-type flame head according to the present invention ensures the combustion stability of the burner even when the amount of the primary gas fuel is about 10% or less of the total gas, due to the stable center flame. and reduces the amount of NOx by decreasing the diameter of the circumference on which the secondary fuel injection nozzles are located and increasing the amount of recirculated combustion gas supplied.
[Описание чертежей][Description of drawings]
[28] На ФИГ. 1 показан схематический чертеж горелки, используемой в обычном водотрубном котле.[28] FIG. 1 shows a schematic drawing of a burner used in a conventional water tube boiler.
[29] На ФИГ. 2 показана схема компоновки горелки с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.[29] FIG. 2 is a schematic diagram of a low NOx burner with a perforated plate flame head in accordance with one embodiment of the present invention.
[30] На ФИГ. 3 показан вид спереди, если смотреть на горелку, изображенную на ФИГ. 2, с передней стороны (со стороны пламенной головки).[30] FIG. 3 is a front view when looking at the burner shown in FIG. 2, from the front (from the side of the combustion head).
[31] На ФИГ. 4 показан детальный вид концевой части горелки, изображенной на ФИГ. 2.[31] FIG. 4 is a detailed view of the end portion of the burner shown in FIG. 2.
[32] На ФИГ. 5 показана схема рабочего состояния горелки с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с настоящим изобретением.[32] FIG. 5 is a schematic diagram of the operating state of a perforated plate flame head low NOx burner according to the present invention.
[33] На ФИГ. 6 показана схема компоновки горелки из сравнительного примера для сравнения с горелкой с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с настоящим изобретением.[33] FIG. 6 is a schematic diagram of a comparative burner arrangement for comparison with a perforated plate flame head low NOx burner according to the present invention.
[34] На ФИГ. 7 показан график с результатами испытаний, полученными после проверки количества образующегося NOx в горелке с низким выбросом NOx в соответствии с настоящим изобретением из примера, изображенного на ФИГ. 2, и в горелке из сравнительного примера, изображенного на ФИГ. 6.[34] FIG. 7 is a graph showing test results obtained after checking the amount of NOx generated in the low NOx burner according to the present invention from the example shown in FIG. 2, and in the burner of the comparative example shown in FIG. 6.
[Вариант осуществления изобретения][An embodiment of the invention]
[35] Далее будут подробно раскрыты предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Подробное описание, которое будет раскрыто ниже вместе с прилагаемыми чертежами, представляет собой описание нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения, а не описание единственного варианта осуществления настоящего изобретения. Подробное описание, приведенное ниже, содержит детальную информацию, для того чтобы обеспечить полное понимание сути изобретения. Однако специалистам в данной области техники известно, что настоящее изобретение может быть осуществлено при отсутствии детальной информации.[35] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The detailed description that will be disclosed below in conjunction with the accompanying drawings is a description of several embodiments of the present invention, rather than a description of a single embodiment of the present invention. The detailed description below contains detailed information in order to provide a thorough understanding of the invention. However, those skilled in the art know that the present invention can be practiced in the absence of detailed information.
[36][36]
[37] Далее горелка с низким выбросом NOx в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения будет раскрыта со ссылкой на чертежи[37] Next, a low NOx burner according to one embodiment of the present invention will be disclosed with reference to the drawings.
[38] На ФИГ. 2 показана схема компоновки горелки с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, на ФИГ. 3 показан вид спереди, если смотреть на горелку, изображенную на ФИГ. 2, с передней стороны (со стороны пламенной головки), а на ФИГ. 4 показан детальный вид концевой части горелки, изображенной на ФИГ. 2.[38] FIG. 2 is a schematic diagram of a low NOx burner with a perforated plate flame head in accordance with one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view when looking at the burner shown in FIG. 2 from the front side (from the side of the flame head), and in FIG. 4 is a detailed view of the end portion of the burner shown in FIG. 2.
[39] Как показано на ФИГ. 2-4, горелка 100 с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит первичную трубу 110, первичный подающий топливопровод 120, перфорированную пластинчатую пламенную головку 130, вторичную трубу 140, форсунки 150 для вторичного впрыска топлива и устройство 160 для регулировки расстояния.[39] As shown in FIG. 2-4, a
[40] Первичная труба 110 установлена таким образом, что она выступает внутрь камеры сгорания FR, для того чтобы направлять воздух в камеру сгорания FR. В передней части первичной трубы 110 сформирована часть 111 с меньшим диаметром, поперечное сечение которой наклонено под заданным углом к перфорированной пластинчатой пламенной головке 130. Наклонная часть 111 меньшего диаметра устраняет необходимость увеличения ширины центральной части корпуса за счет обеспечения возможности сбора воздуха в центре горелки и увеличивает скорость подачи воздуха за счет уменьшения площади поперечного сечения канала подачи воздуха, поступающего в камеру сгорания FR.[40] The
[41] Множество распорных ребер 112 (три распорных ребра в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения), направляющих перфорированную пластинчатую пламенную головку 130 при ее перемещении и обеспечивающих зазор С между перфорированной пластиной перфорированной пластинчатой пламенной головки 130 и частью 111 меньшего диаметра первичной трубы 110, установлены на внутренней круговой поверхности концевой части первичной трубы 110 таким образом, что они располагаются друг от друга на заданных расстояниях вдоль внутренней круговой поверхности первичной трубы 110. На внешнем конце распорных ребер 112 сформирован фиксирующий выступ 112а для ограничения расстояния, на которое выступает перфорированная пластинчатая пламенная головка 130. Другая сторона фиксирующего выступа 112а распорных ребер 112 загнута в направлении радиуса первичной трубы 110 и закреплена на внутренней круговой поверхности первичной трубы 110. Перфорированные пластины, описанные далее, перфорированной пластинчатой пламенной головки 130 направляются в центральную часть распорных ребер 112 одновременно с их перемещением.[41] A plurality of spacer ribs 112 (three spacer ribs in one embodiment of the present invention) guiding the perforated
[42] Первичная труба 110 соединена с внутренней частью воздухозаборной трубы 170 вдоль окружности посредством множества соединительных ребер 113, причем воздухозаборная труба 170 сообщается с камерой подачи воздуха, описанной далее.[42] The
[43] Подающий топливопровод 120 представляет собой трубу, расположенную внутри первичной трубы 110 и предназначенную для первичной подачи топлива, при этом перфорированная пластинчатая пламенная головка 130 соединена с концевой частью первичного подающего топливопровода 120. Конец первичного подающего топливопровода 120 закрыт, при этом его концевая часть соединена с описанным участком трубы для подачи топлива к перфорированной пластинчатой пламенной головке 130, таким образом, что первичное топливо выпускается в радиальном направлении.[43] The
[44] Внутри первичного подающего топливопровода 120 может быть предусмотрена центральная воздухоподводящая труба, позволяющая отдельно подводить воздух к центральной части пламени. Поскольку температура центральной части пламени может повышаться до высокого значения по мере увеличения диаметра образующегося пламени, когда первичная труба 110 имеет большой диаметр, используется центральная воздухоподводящая труба, выдерживающая высокую температуру (центральная воздухоподводящая труба, позволяющая снизить температуру), передняя концевая часть которой открыта в направлении камеры сгорания FR для отдельной подачи воздуха к центральной части пламени.[44] A central air inlet pipe may be provided within the primary
[45] Перфорированная пластинчатая пламенная головка 130 расположена на переднем конце первичного подающего топливопровода 120 таким образом, что между перфорированной пластинчатой пламенной головкой 130 и концом первичной трубы 110 образуется зазор С для распределения воздуха, направляемого первичной трубой 110 при радиальной подаче первичного топлива, подводимого по первичному подающему топливопроводу 120. Перфорированная пластинчатая пламенная головка 130 содержит перфорированную пластину 131, множество трубок 132 для выпуска топлива и воспламенитель 133.[45] A perforated
[46] Перфорированная пластина 131 установлена таким образом, что концевая часть первичного подающего топливопровода 120 проходит через центр перфорированной пластины 131, а между соответствующими трубками 132 для выпуска топлива сформировано множество отверстий 131а для выпуска воздуха. Воздух, подаваемый в камеру сгорания через отверстия 131а для выпуска воздуха, образует множество высокоскоростных воздушных потоков, вокруг которых образуется завихрение за счет их большого количества, и такое завихрение может способствовать равномерному перемешиванию топлива и воздуха.[46] The
[47] Множество трубок 132 для выпуска топлива радиально соединены с внешней круговой поверхностью первичного подающего топливопровода 120 с внешней стороны (со стороны камеры сгорания) перфорированной пластины 131, а по концам трубок 132 для выпуска топлива отдельно сформированы основные первичные топливные форсунки 132а. Соответствующие трубки 132 для выпуска топлива могут устанавливаться в различных положениях вдоль направления осевой линии первичного подающего топливопровода 120, и, соответственно, положения впрыскивания основных первичных топливных форсунок 132а, предусмотренных в трубках 132 для выпуска топлива, могут различаться, в результате, топливо может равномерно впрыскиваться на большую площадь, и за счет этого можно предотвратить увеличение концентрации топлива в определенной области.[47] The plurality of
[48] С другой стороны, на внешней круговой поверхности переднего конца первичного подающего топливопровода 120, примыкающего к трубкам 132 для выпуска топлива, в радиальных направлениях сформировано множество дополнительных первичных топливных форсунок 121. Соответствующие вспомогательные первичные топливные форсунки 121 также установлены в различных положениях на переднем конце первичного подающего топливопровода 120, аналогично соответствующим основным первичным топливным форсункам, для того чтобы процесс впрыскивания мог осуществляться равномерно.[48] On the other hand, a plurality of additional
[49] Воспламенитель 133 установлен на внешней круговой поверхности концевой части первичного подающего топливопровода 120 с помощью опоры, а запальная свеча расположена таким образом, что она проходит через перфорированную пластину 131.[49] The
[50] Вторичная труба 140 расположена вокруг первичной трубы 110 и предназначена для направления несгоревшего газа таким образом, чтобы выпускать несгоревший газ в камеру сгорания FR путем пропуска несгоревшего газа из камеры сгорания FR между первичной трубой 110 и вторичной трубой 140. Вторичная труба 140 имеет цилиндрическую часть 141, расширенную часть 142, сформированную на конце цилиндрической части 141 со стороны камеры сгорания таким образом, что воздух распределяется по внешней стороне камеры сгорания FR, а также опорную часть 143, сформированную на внешней круговой поверхности расширенной части 142 трубы для поддержки форсунок 150 для вторичного впрыска топлива. При этом вдоль окружности между первичной трубой 110 и цилиндрической частью 141 вторичной трубы 140 предусмотрено множество первых опорных ребер 144, которые легко центрируются и поддерживают трубы, а на внешней поверхности вторичной трубы 140 предусмотрено множество вторых опорных ребер, описанных ниже.[50] The
[51] Множество форсунок 150 для вторичного впрыска топлива расположено вокруг вторичной трубы 140 и воздухозаборной трубы 170, что позволяет осуществлять вторичный впрыск топлива. Форсунки 150 для вторичного впрыска топлива имеют сопловой патрубок 152, соединенный с концевой частью вторичных подающих топливопроводов 151, обеспечивающих подачу вторичного топлива и проходящих через стенку камеры сгорания, и шуровочную трубу 153, по которой несгоревший газ из камеры сгорания подается одновременно с впрыском топлива из концевой части соплового патрубка 152 для направления вторичного топлива таким образом, чтобы вторичное топливо, содержащее несгоревший газ, смешанный с горючим газом, впрыскивалось в камеру сгорания FR.[51] A plurality of
[52] В концевой части шуровочной трубы 153 сформирована наклонная поверхность 153а, позволяющая смеси вторичного топлива и горючего газа впрыскиваться под углом к внешней стенке камеры сгорания FR. Конструкция, имеющая наклонную поверхность 153а, расположенную под углом к внешней стенке камеры сгорания FR, создает эффект уменьшения количества образующегося NOx, позволяя сжигать вторичное топливо вместе с несгоревшим газом при низких температурах без впрыскивания вторичного топлива в центр камеры сгорания FR.[52] An
[53] Кроме того, шуровочная труба 153 сформирована таким образом, что длина L ее центральной части в 10 или более раз превышает ее внутренний диаметр d1. Если шуровочная труба 153 имеет короткую длину, снижается эффективность сжигания, так как топливо и горючий газ в недостаточной степени перемешиваются, и, соответственно, не обеспечивается устойчивая траектория движения потока.[53] In addition, the
[54] Устройство 160 регулировки расстояния регулирует расстояние между перфорированной пластинчатой пламенной головкой 130 и концом первичной трубы 110 путем перемещения перфорированной пластинчатой пламенной головки 130 в осевом направлении и содержит фланец 161, закрепленный на внешней поверхности первичного подающего топливопровода 120, соединительный стержень 162, соединенный с фланцем 161, и регулировочный стержень 163, соединенный с соединительным стержнем 162, для регулировки положения (расстояния перемещения) первичного подающего топливопровода 120 путем перемещения первичного подающего топливопровода 120. Регулировочный стержень 163 регулируется снаружи горелки с помощью ручки или регулировочного механизма.[54] The
[55] Воздухозаборная труба 170, внутри которой воздух направляется цилиндрической частью 171, прикреплена к стенке камеры сгорания и направляет воздух путем его подачи внутрь и снаружи первичной трубы 110, воздухозаборную трубу 170 устанавливают таким образом, что она выступает в камеру 180 подачи воздуха, установленную снаружи перед камерой сгорания FR.[55] The
[56] Перед цилиндрической частью 171 воздухозаборной трубы 170 сформирована наклонная часть 172, расположенная под углом к внешней поверхности первичной трубы 110, а между наклонной частью 172 и вторичной трубой 140 сформирован зазор RC для пропуска горючего газа для его повторной подачи в камеру сгорания FR за счет циркуляции горючего газа из камеры сгорания FR. Кроме того, вдоль окружности в наклонной части 172 предусмотрено множество вторых опорных ребер 173, выступающих в направлении вторичной трубы 140, для поддержки внешней поверхности вторичной трубы 140. При этом вторые опорные ребра 173 повышают устойчивость вторичной трубы 140 и облегчают ее центрирование, поддерживая внешнюю поверхность вторичной трубы 140 по всей длине в продольном направлении.[56] In front of the
[57][57]
[58] Горелка с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, выполненная так, как описано выше, формирует центральное пламя (первичное пламя) и периферийное пламя (вторичное пламя) путем подачи первичного топлива в центр камеры сгорания через первичный подающий топливопровод 120 вдоль направления, показанного стрелкой А, подачи вторичного топлива вокруг центра камеры сгорания через множество вторичных подающих топливопроводов 151 из форсунок 150 для впрыска вторичного топлива вдоль направления, показанного стрелкой В, и подачи воздуха, проходящего через воздухозаборную трубу 170 вдоль направления, показанного стрелкой Е, в камеру сгорания с внутренней и внешней стороны первичной трубы 110, как показано на ФИГ. 5, таким образом обеспечивая сжигание смеси топлива и воздуха.[58] A perforated plate flame head low NOx burner according to one embodiment of the present invention, configured as described above, generates a center flame (primary flame) and a peripheral flame (secondary flame) by supplying primary fuel to the center of the combustion chamber through the primary
[59] Первичное топливо, подаваемое по первичному подающему топливопроводу 120, впрыскивается из основных первичных топливных форсунок 132а через трубки 132 для выпуска топлива в перфорированную пластинчатую пламенную головку 130 в радиальном направлении, далее первичное топливо, впрыскиваемое из основных первичных топливных форсунок 132а, смешивается с воздухом, подаваемым через зазор С между концом первичной трубы 110 и перфорированной пластиной 131, таким образом, что сжигание смеси первичного топлива и воздуха происходит одновременно с ее впрыскиванием в камеру сгорания. С другой стороны, первичное топливо впрыскивается радиально через вспомогательные первичные топливные форсунки 121, далее первичное топливо, впрыскиваемое через вспомогательные первичные топливные форсунки 121, смешивается с воздухом таким образом, что сжигание смеси первичного топлива и воздуха происходит одновременно с ее впрыскиванием в камеру сгорания. В это время потоки топлива, впрыскиваемого через основные первичные топливные форсунки 132а, и воздуха, подаваемого через зазор С между концом первичной трубы 110 и внешней круговой поверхностью перфорированной пластины 131, взаимно перпендикулярны. Соответственно, потоки подаваемого воздуха и топлива, впрыскиваемого с высокой скоростью через множество форсунок, смешиваются, пересекая друг друга, что позволяет осуществлять процесс быстрого смешивания воздуха и топлива.[59] The primary fuel supplied through the primary
[60] Такой процесс быстрого смешивания не вызывает явления, связанного с частичным отсутствием воздуха в топливе, сжигаемом в камере сгорания FR, за счет равномерного смешивания топлива и воздуха. Условие полного сгорания заключается в том, что воздух, необходимый для сгорания, подается из окружающей среды в нужный момент, когда топливо сгорает, а процесс быстрого смешивания существенно способствует полному сгоранию за счет надлежащего смешивания воздуха и топлива. Здесь, если в ходе процесса быстрого смешивания воздух и топливо смешиваются надлежащим образом, вероятность неполного сгорания сводится к минимуму, и в то же время, когда сжигается топливо, образование быстрого NOx также сводится к минимуму. Это означает, что процесс горения топлива близок к полному сгоранию, и, кроме того, поскольку характеристики горения топлива близки к процессу полного сгорания, образование монооксида углерода (СО) сводится к минимуму.[60] Such a rapid mixing process does not cause the phenomenon of partial absence of air in the fuel combusted in the FR combustion chamber, due to the uniform mixing of fuel and air. The condition for complete combustion is that the air required for combustion is supplied from the environment at the right time when the fuel is being burned, and the rapid mixing process substantially promotes complete combustion by properly mixing the air and fuel. Here, if the air and fuel are properly mixed during the rapid mixing process, the likelihood of incomplete combustion is minimized, and at the same time that the fuel is burned, the generation of fast NOx is also minimized. This means that the combustion process of the fuel is close to complete combustion, and, in addition, since the combustion characteristics of the fuel are close to the process of complete combustion, the formation of carbon monoxide (CO) is minimized.
[61] При этом, несмотря на то что метод встречного струйного потока, как метод струйного потока, в котором воздух и топливо смешиваются путем подачи потоков воздуха и топлива под углом 180 градусов, так что потоки воздуха и топлива сталкиваются один с другим, является достаточно эффективным, поскольку обеспечивает максимально эффективное смешивание воздуха и топлива, данный метод струйного потока разработан таким образом, что на практике он максимально приближен к методу встречного струйного потока в рамках диапазона, в котором угол потока воздуха не препятствует струйному движению топлива так, как это происходит в методе встречного струйного потока, когда он применяется в большинстве горелок, в которых требуется регулировка объема сжигания. Поэтому прохождение воздуха, подаваемого вдоль зазора С в настоящем изобретении, происходит под углом, соответствующим углу наклона части 111 меньшего диаметра первичной трубы 110, а угол пересечения, при котором происходит смешивание воздуха и топлива, представляет собой тупой угол чуть больше 90 градусов, так что сформированный угол пересечения более приближен к углу, соответствующему методу встречного струйного потока.[61] At the same time, despite the fact that the counter-jet flow method, as a jet flow method, in which air and fuel are mixed by supplying air and fuel flows at an angle of 180 degrees, so that the air and fuel flows collide with each other, it is sufficient efficient because it provides the most efficient mixing of air and fuel, this jet flow method is designed in such a way that in practice it is as close as possible to the counter jet flow method within the range in which the air flow angle does not interfere with the jet movement of fuel as it does in the counter-jet method, when it is used in most burners where regulation of the combustion volume is required. Therefore, the passage of the air supplied along the gap C in the present invention occurs at an angle corresponding to the angle of inclination of the smaller diameter portion 111 of the
[62] Как описано выше, один из вариантов осуществления настоящего изобретения реализует процесс быстрого смешивания воздуха и топлива путем максимального увеличения скорости подачи воздуха через часть 111 меньшего диаметра первичной трубы 110 и формирования направления струи топлива, впрыскиваемого с высокой скоростью через основные первичные топливные форсунки 132а приблизительно перпендикулярно направлению подачи воздуха, такой процесс быстрого смешивания не только предотвращает образование быстрого NOx, но и может поддерживать более компактное пламя.[62] As described above, one embodiment of the present invention implements a process for rapidly mixing air and fuel by maximizing the flow rate of air through the smaller diameter portion 111 of the
[63] При этом, по мере того как вторичное топливо, подаваемое по вторичным подающим топливопроводам 151, впрыскивается через шуровочную трубу 153 из концевой части соплового патрубка 152, несгоревший газ из камеры сгорания FR подается в шуровочную трубу 153 в направлении, показанном стрелкой F, таким образом, что вторичное топливо смешивается с несгоревшим газом, чтобы обеспечить впрыскивание смеси вторичного топлива и несгоревшего газа в камеру сгорания. При этом наблюдается эффект уменьшения количества образующегося NOx, так как в концевой части шуровочной трубы 153 сформирована наклонная поверхность 153а, которая расположена под углом к внешней стенке камеры сгорания FR, так что вторичное топливо не впрыскивается в центр камеры сгорания, а сжигается вместе с несгоревшим газом при низких температурах рабочей среды.[63] Meanwhile, as the secondary fuel supplied through the secondary
[64] Кроме того, часть воздуха (направление показано стрелкой Е), поступающего в воздухозаборную трубу 170 через камеру 180 подачи воздуха, направляется в камеру сгорания FR через отверстия 131а для подачи воздуха в перфорированной пластине 131, проходя пространство между первичным подающим топливопроводом 120 и первичной трубой 110 (направление показано стрелкой Е1), в то время как другая часть воздуха направляется внутрь камеры сгорания FR, проходя через зазор С между концом первичной трубы 110 и перфорированной пластиной 131.[64] In addition, a portion of the air (direction shown by arrow E) entering the
[65] Далее смесь воздуха и несгоревшего газа впрыскивается в камеру сгорания путем смешивания воздуха (направление показано стрелкой Е2), направляемого наклонной частью 172 воздухозаборной трубы 170 в сторону относительно потока воздуха (направление показано стрелкой Е), поступающего в воздухозаборную трубу 170, с несгоревшим газом, возвращаемым через зазор для циркуляции горючего газа RC в направлении стрелки G при прохождении воздуха (направление показано стрелкой Е2) между первичной трубой 110 и вторичной трубой 140. При этом поскольку вторичная труба 140 сформирована в виде одиночной трубы вместо обычной сдвоенной трубы, несгоревший газ легко поступает во вторичную трубу 140, зазор между вторичной трубой 140 и форсунками 150 для вторичного впрыска топлива может быть уменьшен, т.е. диаметр окружности, на которой располагаются форсунки 150 для вторичного впрыска топлива, уменьшается, а производительность и эксплуатационные характеристики вторичной трубы 140 улучшаются. И поскольку вторичная труба 140 проходит горизонтально в зазоре RC для циркуляции горючего газа, хотя вторичная труба 140 обычно имеет изогнутую форму, она облегчает приток несгоревшего газа и увеличивает количество поступающего (количество циркулирующего) несгоревшего газа, тем самым повышая эффективность сжигания несгоревшего газа.[65] Next, a mixture of air and unburned gas is injected into the combustion chamber by mixing air (direction shown by the arrow E2), directed by the
[66] Рециркуляция несгоревшего газа в направлениях, показанных стрелками F и G, заключается не просто в подаче воздуха к топливу, а в обеспечении равномерного смешивания топлива и воздуха за счет предоставления возможности вихревым потокам воздуха смешиваться с топливом, образуя завихрения. Если частицы топлива равномерно смешиваются с частицами воздуха, вероятность неполного сгорания сводится к минимуму, поскольку частицы окружающего воздуха способствуют сжиганию частиц топлива, когда каждая из частиц топлива сгорает. Минимизация неполного сгорания означает, что образование побочного продукта (например, монооксида углерода) из-за неполного сгорания уменьшается.[66] Recirculating unburned gas in the directions shown by arrows F and G does not simply supply air to the fuel, but ensures that the fuel and air mix evenly by allowing the vortex air currents to mix with the fuel, creating vortexes. If the fuel particles are evenly mixed with the air particles, the likelihood of incomplete combustion is minimized because the ambient air particles contribute to the combustion of the fuel particles as each of the fuel particles burns. Minimizing incomplete combustion means that the formation of a by-product (eg carbon monoxide) due to incomplete combustion is reduced.
[67] В таблице 1 показано количество NOx и монооксида углерода (СО), образующихся в зависимости от способа подачи топлива (сжиженный природный газ) и воздуха (О2) в горелке, имеющей пламенную головку по типу завихрителя или перфорированную пластинчатую пламенную головку, применяемую для трубчатого котла.[67] Table 1 shows the amount of NOx and carbon monoxide (CO) generated depending on the method of supplying fuel (liquefied natural gas) and air (O 2 ) in a burner having a swirler type flame head or a perforated plate flame head used for a tubular boiler.
[68][68]
[69] Как видно из таблицы 1, горелка с перфорированной пластинчатой пламенной головкой является горелкой с низким выбросом NOx, в которой количество монооксида углерода (СО) увеличивается, но количество NOx значительно уменьшается по сравнению с горелкой, имеющей пламенную головку по типу завихрителя, в режиме работы, когда количество первичного топлива уменьшается по отношению к вторичному топливу, т.е. количество первичного топлива поддерживается на уровне 10% от общего количества топлива или меньше.[69] As can be seen from Table 1, a perforated plate flame head burner is a low NOx burner in which the amount of carbon monoxide (CO) is increased but the amount of NOx is significantly reduced compared to a burner with a swirler type flame head. a mode of operation when the amount of primary fuel is reduced in relation to the secondary fuel, i. e. the amount of primary fuel is kept at 10% of the total fuel or less.
[70] На ФИГ. 7 показан график с результатами испытаний, полученными после проверки количества образующегося NOx в горелке 100 с низким выбросом NOx в соответствии с настоящим изобретением из примера, изображенного на ФИГ. 2, и в горелке с100 из сравнительного примера, изображенного на ФИГ. 6, приводимыми в качестве примера сравнения горелок со специальными конструкциями. Горелка с100 из сравнительного примера, изображенного на на ФИГ. 6, отличается от горелки 100 с низким выбросом NOx в соответствии с настоящим изобретением из примера, изображенного на ФИГ. 2, тем, что первичный подающий топливопровод с120 имеет расширенную часть с121, сформированную в конце него таким образом, что в расширенной части с121 топливопровода предусмотрено отверстие с122 для впрыскивания с целью формирования области предварительного смешивания в пространстве между первичным топливопроводом с120 и внутренней частью первичной трубы с110, концевая часть расширенной части с121 топливопровода проходит горизонтально, чтобы на конце расширенной части с121 топливопровода можно было установить завихритель с130, а шуровочная труба с153 имеет наклонную поверхность с154, сформированную в ее концевой части таким образом, что эта наклонная поверхность с154 располагается под углом к внутренней стенке камеры сгорания FR.[70] FIG. 7 is a graph showing test results obtained after checking the amount of NOx generated in the
[71] В остальном конструкция горелки из сравнительного примера, с которой проводились сравнительные испытания, почти такая же, как в примере (ФИГ. 2) осуществления настоящего изобретения. Испытание включало в себя измерение изменений выброса NOx в зависимости от количества подаваемого воздуха (О2) в соответствии с общим методом испытаний (который аналогичен методу испытаний, приведенному в таблице 1) после подачи топлива (сжиженного природного газа) в общем количестве 330 н.м3/ч и 260 н.м3/ч.[71] Otherwise, the structure of the comparative burner with which the comparative tests were carried out is almost the same as in the example (FIG. 2) of the present invention. The test involved measuring NOx emission changes as a function of the amount of air (O 2 ) supplied according to a general test method (which is similar to the test method shown in Table 1) after the fuel (liquefied natural gas) was supplied in a total amount of 330 Nm 3 / h and 260 nm 3 / h.
[72] Как видно из графика, количество NOx в горелке с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения (ФИГ. 2) меньше примерно на 40% по сравнению с горелкой, имеющей головку сгорания по типу завихрителя (ФИГ. 6).[72] As can be seen from the graph, the amount of NOx in a low NOx burner with a perforated plate flame head according to one embodiment of the present invention (FIG. 2) is about 40% less than a burner having a combustion head of the type swirler (FIG. 6).
[73] При этом настоящее изобретение облегчает ремонт и замену пламенной головки за счет возможности отсоединения от первичной трубы 110 по отдельности первичного подающего топливопровода 120 и пламенной головки 130, расположенных внутри первичной трубы 110. Кроме того, настоящее изобретение позволяет легко регулировать площадь сечения для пропуска воздуха, поступающего в камеру сгорания, в зависимости от условий горения за счет возможности перемещения первичного подающего топливопровода 120 и пламенной головки 130 с использованием устройства 160 для регулировки расстояния. Положение пламенной головки 130 можно регулировать путем вытягивания и вталкивания соединительного стержня 162 при вращении регулировочного стержня 163, расположенного снаружи горелки, таким образом перемещая первичный подающий топливопровод 120 и пламенную головку 130, прикрепленную к фланцу 161.[73] However, the present invention facilitates the repair and replacement of the combustion head by being able to separate the primary
[74][74]
[75] Как описано выше, горелка с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения облегчает ремонт, замену и регулировку пламенной головки и позволяет более эффективно уменьшать образование NOx, при этом горелка с низким выбросом NOx применяется для трубчатого котла с конструкцией камеры сгорания, в которой трудно уменьшить количество NOx, поскольку объем камеры сгорания относительно мал и температура пламени снижается медленно. Кроме того, горелка с низким выбросом NOx с перфорированной пластинчатой пламенной головкой в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечивает стабильность горения горелки, даже когда количество первичного газового топлива составляет около 10% или менее от общего количества газа, за счет устойчивого центрального пламени, и уменьшает количество NOx за счет уменьшения диаметра окружности, на которой расположены форсунки для вторичного впрыска топлива, и увеличения количества поступающего рециркулирующего горючего газа.[75] As described above, a low NOx burner with a perforated plate flame head in accordance with one embodiment of the present invention facilitates repair, replacement, and adjustment of the flame head and can more effectively reduce NOx formation, while a low NOx burner is used for a tubular boiler with a combustion chamber structure in which it is difficult to reduce the amount of NOx because the volume of the combustion chamber is relatively small and the flame temperature decreases slowly. In addition, a low NOx burner with a perforated plate flame head according to one embodiment of the present invention ensures that the burner is stable even when the amount of primary gas fuel is about 10% or less of the total gas, due to a stable center flame. and reduces the amount of NOx by decreasing the diameter of the circumference on which the secondary fuel injection nozzles are located and increasing the amount of recirculated combustion gas supplied.
[76] Несмотря на то что варианты осуществления настоящего изобретения описываются со ссылкой на представленные чертежи, предмет изобретения, раскрываемый выше, следует считать пояснительным, а не ограничительным, и прилагаемая формула изобретения предназначена для охвата всех подобных модификаций, усовершенствований и других вариантов осуществления, которые находятся в рамках сущности и объема настоящего изобретения. Таким образом, в максимальной степени, допускаемой законом, объем настоящего изобретения должен определяться наиболее широким допустимым толкованием следующих пунктов формулы изобретения и их эквивалентов и не должен ограничиваться приведенным выше подробным описанием.[76] Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the subject matter disclosed above is to be considered illustrative and not restrictive, and the appended claims are intended to cover all such modifications, improvements, and other embodiments that are within the spirit and scope of the present invention. Thus, to the maximum extent permitted by law, the scope of the present invention should be determined by the broadest acceptable interpretation of the following claims and their equivalents and should not be limited by the above detailed description.
[77] [Описание обозначений][77] [Description of Symbols]
[78] 100: Горелка с низким выбросом NOx 110: Первичная труба[78] 100: Low NOx burner 110: Primary pipe
[79] 111: Часть меньшего диаметра 112: Распорные ребра[79] 111: Part of the smaller diameter 112: Spacer ribs
[80] 113: Соединительные ребра 120: Первичный подающий топливопровод[80] 113: Connecting ribs 120: Primary fuel supply line
[81] 121: Вспомогательные первичные топливные форсунки[81] 121: Auxiliary Primary Fuel Injectors
130: Перфорированная пластинчатая пламенная головка130: Perforated plate flame head
[82] 131: Перфорированная пластина 132: Трубки для выпуска топлива[82] 131: Perforated plate 132: Fuel outlet pipes
[83] 140: Вторичная труба 141: Цилиндрическая часть[83] 140: Secondary pipe 141: Cylindrical part
[84] 142: Расширенная часть трубы 143: Опорная часть[84] 142: Extended pipe section 143: Bearing section
[85] 144: Первые опорные ребра[85] 144: First support ribs
150: Вторичные форсунки для впрыска топлива150: Secondary fuel injection nozzles
[86] 151: Вторичные подающие топливопроводы[86] 151: Secondary Fuel Feed Lines
152: Сопловой патрубок152: Nozzle connection
[87] 153: Шуровочная труба 160: Устройство для регулировки расстояния[87] 153: Drilling tube 160: Distance adjustment device
[88] 161: Фланец 162: Соединительный стержень[88] 161: Flange 162: Connecting rod
[89] 163: Регулировочный стержень 170: Воздухозаборная труба[89] 163: Adjusting rod 170: Intake pipe
[90] 171: Цилиндрическая часть 172: Наклонная часть[90] 171: Cylindrical section 172: Inclined section
[91] 173: Вторые опорные ребра 180: Камера для подачи воздуха[91] 173: Second support ribs 180: Air supply chamber
[92] FR: Камера сгорания RC: зазор для циркуляции горючего газа[92] FR: Combustion chamber RC: clearance for circulation of combustible gas
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2019/005491 WO2020226206A1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Low-nox burner having perforated plate-type combustion head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2743686C1 true RU2743686C1 (en) | 2021-02-24 |
Family
ID=73051581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020103391A RU2743686C1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Nox low-ejection burner with perforated plate-type flame head |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112204307B (en) |
| RU (1) | RU2743686C1 (en) |
| WO (1) | WO2020226206A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797080C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-05-31 | Дмитрий Рюрикович Григорьев | Method for reducing nitrogen oxide emissions and a dual-flow burner for its implementation |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112984508B (en) * | 2021-02-24 | 2021-12-28 | 西安交通大学 | Hydrogen injection type ammonia low-nitrogen cyclone burner |
| CN115325536B (en) * | 2022-08-17 | 2024-06-11 | 东北大学 | Low NOx discharges nozzle |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2008559C1 (en) * | 1991-04-15 | 1994-02-28 | Шестаков Николай Сергеевич | Method and device for burning gas |
| KR101443855B1 (en) * | 2012-03-20 | 2014-09-23 | 주식회사 대열보일러 | A LO-NOx burner of eco-friendly for NOx decrease |
| KR101466809B1 (en) * | 2014-09-23 | 2014-11-28 | 주식회사 수국 | Burner head for Low nitrogen oxide and high efficiency and burner using the same |
| KR101512352B1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-04-23 | 한국생산기술연구원 | Low NOx Burner using forced internal recirculation of flue gas and method thereof |
| KR101569455B1 (en) * | 2015-07-14 | 2015-11-16 | 주식회사 수국 | Complex burner for Low nitrogen oxide |
| WO2017209503A1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | 한국생산기술연구원 | Ultra-low nitrogen oxide combustion apparatus |
| WO2018155735A1 (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 주식회사 수국 | Composite low-nox burner |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191112703A (en) * | 1911-05-26 | 1912-05-28 | Matthew Steel | Improvements in or connected with Blow Pipe Burners. |
| JP3035717B2 (en) * | 1991-04-16 | 2000-04-24 | バブ日立エンジニアリングサービス株式会社 | Distributed flame type low NOx gas burner |
| JP3071006B2 (en) * | 1991-10-22 | 2000-07-31 | 三洋電機株式会社 | Gas burner |
| JP2537451B2 (en) * | 1992-09-22 | 1996-09-25 | 株式会社ヒラカワガイダム | Low NOx burner |
| JPH11201416A (en) * | 1998-01-06 | 1999-07-30 | Chugai Ro Co Ltd | Exhaust gas circulation type low nox radiant tube burner |
| US6698207B1 (en) * | 2002-09-11 | 2004-03-02 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Flame-holding, single-mode nozzle assembly with tip cooling |
| JP2004177037A (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Osaka Gas Co Ltd | Combustion equipment |
| CA2524760A1 (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-02 | Babcock-Hitachi K.K. | After-air nozzle for two-stage combustion boiler, and a two-stage combustion boiler, boiler and combustion method using the same |
| KR101235638B1 (en) * | 2012-06-05 | 2013-02-21 | (주) 청우지엔티 | Low nox burner |
| KR101324945B1 (en) * | 2012-11-09 | 2013-11-04 | 주식회사 부-스타 | Low pressure low nox burner |
| JP2017181005A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 大阪瓦斯株式会社 | Gas burner and heating furnace including the same |
| CN105698172B (en) * | 2016-04-11 | 2017-11-28 | 徐州科融环境资源股份有限公司 | A kind of petal fractional combustion combustion gas low NO |
| KR101992413B1 (en) * | 2016-06-03 | 2019-06-25 | 한국생산기술연구원 | Low NOx Burner |
| KR101697123B1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-01-18 | 주식회사 수국 | Burner for reducing NOx |
| EP3645941B1 (en) * | 2017-06-26 | 2021-03-03 | C.I.B. Unigas S.p.A. | Burner with a combustion head with low emission of nox |
| CN107477580A (en) * | 2017-09-07 | 2017-12-15 | 温岭威索燃烧器有限公司 | Low NO |
-
2019
- 2019-05-08 WO PCT/KR2019/005491 patent/WO2020226206A1/en active Application Filing
- 2019-05-08 CN CN201980000915.3A patent/CN112204307B/en active Active
- 2019-05-08 RU RU2020103391A patent/RU2743686C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2008559C1 (en) * | 1991-04-15 | 1994-02-28 | Шестаков Николай Сергеевич | Method and device for burning gas |
| KR101443855B1 (en) * | 2012-03-20 | 2014-09-23 | 주식회사 대열보일러 | A LO-NOx burner of eco-friendly for NOx decrease |
| KR101512352B1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-04-23 | 한국생산기술연구원 | Low NOx Burner using forced internal recirculation of flue gas and method thereof |
| KR101466809B1 (en) * | 2014-09-23 | 2014-11-28 | 주식회사 수국 | Burner head for Low nitrogen oxide and high efficiency and burner using the same |
| KR101569455B1 (en) * | 2015-07-14 | 2015-11-16 | 주식회사 수국 | Complex burner for Low nitrogen oxide |
| WO2017209503A1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | 한국생산기술연구원 | Ultra-low nitrogen oxide combustion apparatus |
| WO2018155735A1 (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 주식회사 수국 | Composite low-nox burner |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797080C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-05-31 | Дмитрий Рюрикович Григорьев | Method for reducing nitrogen oxide emissions and a dual-flow burner for its implementation |
| RU222725U1 (en) * | 2023-11-22 | 2024-01-17 | Дмитрий Рюрикович Григорьев | Boiler burner |
| RU222802U1 (en) * | 2023-11-22 | 2024-01-18 | Дмитрий Рюрикович Григорьев | Burner with two-channel gas manifold |
| RU222726U1 (en) * | 2023-11-27 | 2024-01-17 | Дмитрий Рюрикович Григорьев | Gas burner modernization device |
| RU226508U1 (en) * | 2024-02-20 | 2024-06-06 | Дмитрий Рюрикович Григорьев | Nozzle for modernizing a gas burner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020226206A1 (en) | 2020-11-12 |
| CN112204307B (en) | 2023-08-04 |
| CN112204307A (en) | 2021-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100330675B1 (en) | Pulverized coal burner | |
| JP5393745B2 (en) | Gas turbine combustor | |
| CN106090907B (en) | A kind of strong swirl flame diffusion burner of premix | |
| US20210071870A1 (en) | A gas turbine combustor assembly with a trapped vortex feature | |
| JP2009250604A (en) | Burner tube premixer and method for mixing air with gas in gas turbine engine | |
| JP2005351616A (en) | Burner tube and method for mixing air and gas in gas turbine engine | |
| US8118588B2 (en) | Energy efficient low NOx burner and method of operating same | |
| JP4937158B2 (en) | Gas turbine combustor | |
| JP2010256001A (en) | Radial lean direct injection burner | |
| CN111121023A (en) | Fuel side flue gas recirculation nitrogen combustor and combustion method thereof | |
| RU2743686C1 (en) | Nox low-ejection burner with perforated plate-type flame head | |
| JP2007530898A (en) | Fuel injector for low NOx and improved flame stabilization | |
| KR102586498B1 (en) | Partial premixed burner for boiler that can prevent flashback of hydrogen fuel | |
| JPH10274405A (en) | Pulverized coal combustion burner and combustion method thereof | |
| KR20190044599A (en) | Mixed-combustion burner device | |
| EP3819540B1 (en) | Burner assembly, method for operating said burner assembly and plant comprising said burner assembly | |
| JP3873119B2 (en) | In-cylinder swirl combustor | |
| US20060218932A1 (en) | Fuel injector | |
| KR102217216B1 (en) | Low NOx Burner Having Combustion Head of Perforated Plate Type | |
| JP2000249307A (en) | EXHAUST GAS SELF-CIRCULATION TYPE LOW NOx BURNER | |
| FI127741B (en) | Bio oil burner | |
| KR101971596B1 (en) | A combustor reducing nitrogen oxide improving main nozzle | |
| EP3819539B1 (en) | Burner assembly, method for operating said burner assembly and plant comprising said burner assembly | |
| EP3819541A1 (en) | Burner assembly, method for operating said burner assembly and plant comprising said burner assembly | |
| KR102038474B1 (en) | A heating medium boiler having combustor reducing nitrogen oxide |