RU2800206C1 - Противоточная трехтопливная вихревая горелка - Google Patents

Противоточная трехтопливная вихревая горелка Download PDF

Info

Publication number
RU2800206C1
RU2800206C1 RU2022134220A RU2022134220A RU2800206C1 RU 2800206 C1 RU2800206 C1 RU 2800206C1 RU 2022134220 A RU2022134220 A RU 2022134220A RU 2022134220 A RU2022134220 A RU 2022134220A RU 2800206 C1 RU2800206 C1 RU 2800206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vortex chamber
chamber
cylindrical
fuel
supply pipe
Prior art date
Application number
RU2022134220A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Игоревич Гурьянов
Олег Анатольевич Евдокимов
Алексей Юрьевич Клюев
Сергей Владимирович Веретенников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева"
Application granted granted Critical
Publication of RU2800206C1 publication Critical patent/RU2800206C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области энергетики. Противоточная трехтопливная вихревая горелка содержит цилиндрическую вихревую камеру, конфузорно-диффузорную вихревую камеру, камеру сгорания, закручивающее поток устройство соплового ввода, расположенное между цилиндрической вихревой камерой и патрубком отвода продуктов сгорания, кожух охлаждающего канала, выполненного соосно цилиндрической вихревой камере, патрубок подачи сжатого воздуха, выполненный тангенциально к кожуху охлаждающего канала, патрубок подачи жидкого или газообразного топлива, размещенный соосно цилиндрической вихревой камере, конфузорно-диффузорной вихревой камере и камере сгорания, воспламенитель. Горелка снабжена патрубком подвода пылевоздушной смеси, установленным тангенциально к цилиндрической поверхности камеры сгорания, закручивающее поток устройство соплового ввода выполнено с уменьшением площади поперечного сечения проточной части по ее длине. Технический результат - снижение вероятности запирания потока в проточной части, закручивающего поток устройства соплового ввода, повышение эффективности конвективного охлаждения термонагруженных элементов. 4 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам сжигания твердого пылевидного топлива и может использоваться в процессах различного технологического назначения в энергетике, металлургии, в паровых котлах, сушильных установках и т.д.
Известно противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива RU 2647356 C1 МПК F23D 1/02, приоритет 05.05.2017 г., опубл. 15.03.2018 г., относящееся к устройствам сжигания твердого пылевидного топлива в процессах различного технологического назначения: в энергетике, ЖКХ, металлургии, в паровых котлах, сушильных установках и т.д. Изобретение содержит камеру сгорания, состоящую из диффузорного и конфузорного участков, закручивающее поток устройство, патрубок подвода вторичного воздуха, форсунку подачи топливной пыли и воспламенитель, дополнительно содержит камеру смесеподготовки и выходной диффузор, причем камера смесеподготовки состоит из патрубка подачи топливно-воздушной смеси, тангенциального соплового ввода, корпуса и крышки и соединена с форсункой подачи топливной пыли, установленной на оси конфузорного участка камеры сгорания. Выходной диффузор установлен напротив форсунки подачи топливной пыли соосно с ней, а также с закручивающим поток устройством и расположен радиально внутри него.
Недостатками противоточного вихревого горелочного устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива являются возможность перегрева стенок диффузорного участка камеры сгорания, высокая вероятность запирания потока в проточной части закручивающего устройства.
Известно устройство для сжигания топлива RU 2708011 C1 МПК F23C 1/08, F23R 3/12, приоритет 18.04.2019 г., опубл. 03.12.2019 г., относящееся к области энергетики. Изобретение содержит вихревую противоточную жаровую трубу, завихритель, канал выхода продуктов сгорания, устройства подачи топлива и воспламеняющее устройство, три типа устройств подачи топлива.
Недостатками устройства для сжигания топлива являются большие потери полного давления, узкий диапазон рабочих режимов по коэффициенту избытка воздуха.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твердого пылевидного топлива RU 2684763 C1 F23D1/02 (2019.08), приоритет 02.07.2019, опубл. 12.04.2019 г., которое предназначено для сжигания твердого пылевидного топлива в различных технологических процессах энергетики, ЖКХ, металлургии (паровые котлы, цементные печи, сушильные установки и т.д.). Изобретение содержит камеру сгорания, конфузорно-диффузорную вихревую камеру, закручивающее поток устройство соплового ввода, выполненное в виде тангенциального подвода, спирали Архимеда или спроектированное по лемнискате Бернулли, патрубок подвода топливовоздушной смеси, воспламенитель.
Недостатками наиболее близкой по технической сущности конструкции являются, высокая вероятность запирания потока в проточной части закручивающего устройства соплового ввода; низкая эффективность конвективного охлаждения термонагруженных элементов; низкие значения величины избыточной энтальпии потока воздуха; высокие потери полного давления в камере предварительной подготовки топливовоздушной смеси.
Техническим результатом изобретения является снижение вероятности запирания потока в проточной части, закручивающего поток устройства соплового ввода; повышение эффективности конвективного охлаждения термонагруженных элементов; повышение величины избыточной энтальпии потока воздуха; снижение потерь полного давления.
Технический результат достигается тем, что противоточная трехтопливная вихревая горелка, содержащая цилиндрическую вихревую камеру, конфузорно-диффузорную вихревую камеру, камеру сгорания, закручивающее поток устройство соплового ввода, расположенное между цилиндрической вихревой камерой и патрубком отвода продуктов сгорания, кожух охлаждающего канала, выполненного соосно цилиндрической вихревой камере, патрубок подачи сжатого воздуха, выполненный тангенциально к кожуху охлаждающего канала, патрубок подачи жидкого или газообразного топлива, размещенный соосно цилиндрической вихревой камере, конфузорно-диффузорной вихревой камере и камере сгорания, воспламенитель, снабжена патрубком подвода пылевоздушной смеси, установленным тангенциально к цилиндрической поверхности камеры сгорания, закручивающее поток устройство соплового ввода выполнено с уменьшением площади поперечного сечения проточной части по ее длине;
В целях снижения вероятности запирания потока закручивающее устройство соплового ввода выполнено с уменьшением площади поперечного сечения проточной части по ее длине; повышение эффективности конвективного охлаждения термонагруженных элементов и повышение величины избыточной энтальпии потока воздуха достигается тем, что патрубок подачи сжатого воздуха выполнен тангенциально к кожуху охлаждающего канала.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 – Продольный разрез противоточной трехтопливной вихревой горелки;
Фиг.2 – Разрез А-А – поперечный разрез противоточной трехтопливной вихревой горелки в области патрубка подачи топливовоздушной смеси (торфяная пыль + воздух);
Фиг. 3 – Разрез Б-Б – поперечное сечение противоточной трехтопливной вихревой горелки в области патрубка подачи сжатого воздуха;
Фиг. 4 – Разрез В-В – поперечное сечение противоточной трехтопливной вихревой горелки в области, закручивающего поток устройства соплового ввода.
Противоточная трехтопливная вихревая горелка содержит патрубок 1 подачи сжатого воздуха, выполненный тангенциально к кожуху 2 охлаждающего канала 3 (Фиг.1, Фиг.3, Фиг.4). Охлаждающий канал 3, который выполнен соосно цилиндрической вихревой камере 6 и в поперечном сечении представляет кольцевую полость. Закручивающее поток устройство соплового ввода 4, расположенное между цилиндрической вихревой камерой 6 и патрубком отвода продуктов сгорания 5. Конфузорно-диффузорную вихревую камеру 7, ограниченную цилиндрической вихревой камерой 6 и камерой сгорания 8. Патрубок подачи топлива 9 (жидкого или газообразного) выполненный соосно цилиндрической вихревой камере 6, конфузорно-диффузорной вихревой камере 7 и камере сгорания 8 (Фиг.1, Фиг.2). Патрубок подвода топливовоздушной смеси (торфяная пыль + воздух) 10, выполненный тангенциально к цилиндрической поверхности 13 камеры сгорания 8. Воспламенение топливовоздушной смеси производится воспламенителем 11, установленным в цилиндрический патрубок 12, выполненный под углом к торцевой поверхности 14 камеры сгорания 8 (Фиг.1, Фиг.2).
Противоточная трехтопливная вихревая горелка работает следующим образом: поток воздуха поступает в патрубок 1 подачи сжатого воздуха, выполненный тангенциально к кожуху 2 охлаждающего канала 3. В проточной части охлаждающего канала 3 поток воздуха направляется к закручивающему устройству соплового ввода 4 с высоким значением окружной составляющей скорости, что позволяет повысить эффективность конвективного охлаждения цилиндрической вихревой камеры 6 и повысить величину избыточной энтальпии потока. Через закручивающее устройство соплового ввода 4 поток воздуха с высоким значением окружной составляющей скорости поступает в область ограниченную кольцевой стенкой цилиндрической вихревой камеры 6, где под действием центробежной силы и градиента статического давления перемещается по периферии в конфузорно-диффузорную вихревую камеру 7. Из конфузорно-диффузорной вихревой камеры 7 поток воздуха попадает в пространство камеры сгорания 8, ограниченное цилиндрической 13 и торцевой 14 поверхностями, где образуется тороидальная вихревая структура. Через патрубок подвода топливовоздушной смеси 10 подается двухфазная смесь пылевидных частиц торфа и воздуха. Попадая в пространство камеры сгорания 8, топливовоздушная смесь эжектирует в область тороидальной вихревой структуры. Через патрубок подачи топлива (жидкого или газообразного) 9, расположенный на оси противоточной трехтопливной вихревой горелки, в пространство камеры сгорания 8 подается углеводородное топливо, где взаимодействует с потоком воздуха смешанным с частицами пылевидного топлива и воспламеняется от воспламенителя 11, установленного в цилиндрическом патрубке 12, выполненного под углом к торцевой поверхности 14 камеры сгорания 8. Закрученный в приосевой области поток реагирующих компонентов под действием градиента полного давления в противоток периферийному вихревому течению воздуха движется в патрубок отвода продуктов сгорания 5.

Claims (1)

  1. Противоточная трехтопливная вихревая горелка, содержащая цилиндрическую вихревую камеру, конфузорно-диффузорную вихревую камеру, камеру сгорания, закручивающее поток устройство соплового ввода, расположенное между цилиндрической вихревой камерой и патрубком отвода продуктов сгорания, кожух охлаждающего канала, выполненного соосно цилиндрической вихревой камере, патрубок подачи сжатого воздуха, выполненный тангенциально к кожуху охлаждающего канала, патрубок подачи жидкого или газообразного топлива, размещенный соосно цилиндрической вихревой камере, конфузорно-диффузорной вихревой камере и камере сгорания, воспламенитель, отличающаяся тем, что снабжена патрубком подвода пылевоздушной смеси, установленным тангенциально к цилиндрической поверхности камеры сгорания, закручивающее поток устройство соплового ввода выполнено с уменьшением площади поперечного сечения проточной части по ее длине.
RU2022134220A 2022-12-26 Противоточная трехтопливная вихревая горелка RU2800206C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800206C1 true RU2800206C1 (ru) 2023-07-19

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2310794C1 (ru) * 2006-06-15 2007-11-20 Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им. П.А. Соловьева Вихревая горелка
RU2647356C1 (ru) * 2017-05-05 2018-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива
RU2684763C1 (ru) * 2018-07-02 2019-04-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива
RU2708011C1 (ru) * 2019-04-18 2019-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" Устройство для сжигания топлива
RU2779123C1 (ru) * 2021-12-06 2022-09-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.С. Соловьева" Противоточная вихревая горелка

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2310794C1 (ru) * 2006-06-15 2007-11-20 Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им. П.А. Соловьева Вихревая горелка
RU2647356C1 (ru) * 2017-05-05 2018-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива
RU2684763C1 (ru) * 2018-07-02 2019-04-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива
RU2708011C1 (ru) * 2019-04-18 2019-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" Устройство для сжигания топлива
RU2779123C1 (ru) * 2021-12-06 2022-09-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.С. Соловьева" Противоточная вихревая горелка

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2660734C2 (ru) Камера сгорания с повышением давления (варианты) и способ её эксплуатации
US5199355A (en) Low nox short flame burner
CN109724109B (zh) 燃料喷嘴、包含它的燃烧器及燃气轮机
US8590311B2 (en) Pocketed air and fuel mixing tube
US8161725B2 (en) Compact cyclone combustion torch igniter
JP2005226847A (ja) 燃焼装置及び燃焼方法
US4765146A (en) Combustion chamber for gas turbines
RU2647356C1 (ru) Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива
US11708973B2 (en) Combustor
RU2800206C1 (ru) Противоточная трехтопливная вихревая горелка
RU2310794C1 (ru) Вихревая горелка
US8490405B2 (en) Gas turbine engine mixing duct and method to start the engine
EP3198198A1 (en) Burner
RU2565737C1 (ru) Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива
JPH035485B2 (ru)
RU2307985C1 (ru) Устройство для сжигания топлива
RU2642997C2 (ru) Газовая горелка с низким содержанием оксидов азота и способ сжигания топливного газа
RU66009U1 (ru) Двухпоточная газовая горелка
RU2779123C1 (ru) Противоточная вихревая горелка
US2692479A (en) Combustion apparatus for gas turbine plants using slow-burning fuel
RU2797727C1 (ru) Двухступенчатая горелка с двухслойным вихревым противоточным течением
RU2256850C1 (ru) Устройство для сжигания топлива
RU2823422C1 (ru) Противоточный горелочный модуль
US5983809A (en) Burner assembly with low erosion inlet elbow
RU2806421C1 (ru) Камера сгорания газотурбинной установки с организацией горения в противоточном закрученном потоке