RU5239U1

RU5239U1 - THE COMBUSTION CHAMBER

Info

Publication number: RU5239U1
Application number: RU94024612/20U
Authority: RU
Inventors: Е.Д. Виноградов; Ю.И. Захаров; А.В. Сударев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭСТ"
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1997-10-16

Abstract

Камера сгорания, содержащая пламенную трубу, фронтовое устройство, включающее ряд расположенных по окружности горелок, имеющих лопаточные завихрители воздуха, и воздухонаправляющие патрубки, установленные на фронтовом устройстве и/или пламенной трубе, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть патрубков с суммарной площадью проходного сечения не менее 0,2 суммарной площади проходного сечения завихрителей горелок установлена с пересечением их осей с цилиндрической поверхностью, проведенной через оси горелок, на расстояниях от горелок, меньших диаметра горелки. A combustion chamber containing a flame tube, a front-end device comprising a series of circumferential burners having scapular air swirls, and air guide pipes mounted on the front device and / or flame tube, characterized in that at least a portion of the nozzles with a total passage area no less than 0.2 of the total flow area of the burner swirls is established with the intersection of their axes with a cylindrical surface drawn through the axis of the burners at distances from the burners smaller diameter of the burner.

Description

Камера сгоранияThe combustion chamber

Полезная модель относится преимущественно к энергетическому, транспортному ж химическому машиностроению и может быть использована в газотурбинных установках.The utility model relates primarily to energy, transport and chemical engineering and can be used in gas turbine plants.

Известна камера сгорания, содержащая пламенную трубу, фронтовое .устройство, включающее ряд расположенных по окружности горелок, имеющих лопаточные завихрители воздуха( см а.с СССР № 228379, опубл .68, бюл Ж 31 ). Такие камеры сгорания имеют широкфаспростравгенные газоперекачивающие агрегаты ГТК-10 и ГТ-750-6 производства Невского завода /Санкт-Петербург/ Недостатком этих камер сгорания является высокая токсичность продуктов сгорания, высокая концентрация оксидов азота вследствие малых коэффициентов избытков воздуха в первичной зоне и высокой температуры факела.A known combustion chamber containing a flame tube, a frontal device, including a number of burners located around the circumference, having scapular air swirlers (see AS USSR No. 228379, publ. 68, bullet Zh 31). Such combustion chambers have wide-diffused gas pumping units GTK-10 and GT-750-6 manufactured by Nevsky Zavod / St. Petersburg / The disadvantage of these combustion chambers is the high toxicity of the combustion products, the high concentration of nitrogen oxides due to the low coefficients of excess air in the primary zone and high flame temperature .

известна камера сгорания, содержащая пламенную трубу, фронтовое -устройство, включающее ряд расположенных по окружности горе- лок имеющих -лопаточные завихрители воздуха, и воздухонаправлш щие патрубки, установленные на фронтовом устройстве и пламенной трубе (см„ заявку J& 5008664/06/075639 от 23.10,91, решение о выдаче патента от .92,) a combustion chamber is known that contains a flame tube, a front-mounted device, including a number of circumferential burners having -blade air swirls, and air guide tubes mounted on the frontal device and the flame pipe (see application J & 5008664/06/075639 of 23.10 , 91, patent grant decision of .92,)

В этой камере сгорания, принятой за прототип, коэффициент избытка воздуха в первичной зоне увеличен за счет подачи дополнительного воздуха через патрубки. Это привело к значительному снижению концентрации оксидов азота в продуктах егораншг за счет снижения температуры средней и. хвостовой частей факела, куда направлены патрубки Шесте с тем в корневой части на расстояниях от горелки г меньших, чем ее диаметр, температура факела остается-весьма высокой, и эта зона является генератором значительного количества оксидов азотаIn this combustion chamber, adopted as a prototype, the coefficient of excess air in the primary zone is increased due to the supply of additional air through the nozzles. This led to a significant decrease in the concentration of nitrogen oxides in its products due to a decrease in the average temperature and. the tail of the torch, where the Sixe nozzles are directed, so that in the root part at distances from the burner r smaller than its diameter, the temperature of the torch remains very high, and this zone is a generator of a significant amount of nitrogen oxides

Целью настоящей полезной модели является снижение токсичности продуктов сгорания.The purpose of this utility model is to reduce the toxicity of combustion products.

Поставленная цель достигается тем, что по меньшей мере часть патрубков,с суммарной площадью проходного сечения не менее 0,2. суммарной площади проходного сечения завихрителей воздуха горелок, установлена с пересечением их осей с цилиндрической рэвер&юстью проведенной через осж горелок, на расстояниях от горелок меньших: диаметра горелкиThis goal is achieved in that at least part of the nozzles, with a total passage area of at least 0.2. total cross-sectional area of the passage through the air swirls of the burners, established with the intersection of their axes with a cylindrical rever & just drawn through the burner os, at distances smaller than those from the burners: burner diameter

F 23R 3/100F 23R 3/100

f/ 3 yoWcJt.f / 3 yoWcJt.

Суть заявляемой полезной модели состоит в тош, что дополнительное количество воздуха направляется в корневую часть факела, расположенную на расстояниях от горелки меньших, чем ее диаметр , которая является основным генератором оксидов азота в камере-прототипе. Благодаря этому температура корневой части факела снижается, и уменьшается эмиссия- оксидов азота.The essence of the claimed utility model is that an additional amount of air is directed to the root part of the torch, located at distances from the burner less than its diameter, which is the main generator of nitrogen oxides in the prototype chamber. Due to this, the temperature of the root part of the torch decreases, and the emission of nitrogen oxides decreases.

Для достижения поставленной цели большое значение имеет также количество воздуха, вдуваемого в корневую часть факела. Если воздух вдувается недостаточно, то снизить содержание оксидов азртас ъ продуктах сгорания до требуемой величины не удается. Количество вдуваемого воздуха определяется суммарным проходным сечением патрубков, направленных в корневую часть факела, которое для получения удовлетворит ел®ного результата должно быть больше 0,2 суммарного проходного сечения завихрителей воздуха горелокTo achieve this goal, the amount of air blown into the root of the torch is also of great importance. If the air is not sufficiently blown in, it is not possible to reduce the content of azrtas oxides in the combustion products to the required value. The amount of blown air is determined by the total flow area of the nozzles directed to the root of the torch, which, to obtain a satisfactory result, must be greater than 0.2 of the total flow area of the burner swirls

Заявляемая камера сгорания существенно отличается от прототипа тем, что, по меньшей мере, часть патрубков установлена с пересечением их осей с цилиндрической поверхностью, проходящей через оси горелок, на расстояниях от горелок, меньших диаметра горелки. Указанная ориентация патрубков позволяет направить дополнительное количе- ство воздуха в корневую часть факела. Как сказано выше при этом существенно снижается эмиссия оксидов азота.The inventive combustion chamber differs significantly from the prototype in that at least part of the nozzles are installed with the intersection of their axes with a cylindrical surface passing through the axis of the burners at distances from the burners smaller than the diameter of the burner. The indicated orientation of the nozzles allows directing an additional amount of air to the root part of the torch. As mentioned above, the emission of nitrogen oxides is significantly reduced.

Заявляемая камера сгорания существенно отличается от прототипа тем, что суммарная площадь проходного сечения этих патрубков состав ляет же менее 0,2 суммарной площади проходного сечения завихрителей воздуха горелок Такое соотношение площадей проходных, сечений обеспечивает снижение эмиссии оксидов азота до требуемого уровняThe inventive combustion chamber differs significantly from the prototype in that the total passage area of these nozzles is less than 0.2 of the total passage area of the burner air swirls. This ratio of the passage areas, the cross sections ensures a reduction in the emission of nitrogen oxides to the required level

ТТолезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг t изображен продольный разрез камеры сгорания, на - вид на фронтовое устройство со стороны зоны горенияThe useful model is illustrated by drawings, where Fig. T shows a longitudinal section of the combustion chamber, in - view of the front device from the side of the combustion zone

Камера сгорания содержит пламенную трубу 1 и фронтовое устройство 2, включающее ряд расположенных по окружности горелок 3, содержащих лопаточные завихрители воздухаб4. Во фронтовом устройстве и на пламенной трубе установлены воздухонаправляющие патрубки 5 Часть патрубков, в конкретном примере, показанном на , это патрубки, расположенные на пламенной трубе установлена с пересечением их осей с цилиндрической поверхностью, проходящей через оси горелок, на расстояниях; от горелок меньших, диаметра горелкиThe combustion chamber contains a flame tube 1 and a frontal device 2, which includes a number of circumferential burners 3 containing blade vortexes vozduzh4. In the front device and on the flame tube, air guide pipes are installed. 5 Some of the pipes, in the specific example shown on, are pipes located on the flame pipe installed with their axes intersecting with the cylindrical surface passing through the axis of the burners at distances; from smaller burners, burner diameters

7 - пилотная горелка, 8 - кольцевой завихритель воздуха для охлаждения пламенной трубы, 9 - топливораздающие устройства горелок.7 - pilot burner, 8 - annular air swirl for cooling the flame tube, 9 - fuel-distributing devices of the burners.

При работе камеры сгорания воздух по кольцевому каналу, образованному корпусом 6 и пламенной трубой 1 , поступает к фронтовому устройству 2 Часть воздуха проходит через лопаточные завихрители 4 горелок 3 и 7 и смешивается с топливом, подаваемым через топливораздающие устройства горелок 9. Благодаря наличию обратных токов в осевых зонах закрученных струй воздуха, формируемых заверителями 4 горелок, топливовоздушнарг смесь сгорает, образуя за каждой горелкой стабилизированный факелWhen the combustion chamber is operating, air flows through the annular channel formed by the housing 6 and the flame tube 1 to the frontal device 2. Part of the air passes through the blade swirls 4 of the burners 3 and 7 and mixes with the fuel supplied through the fuel-distributing devices of the burners 9. Due to the presence of reverse currents in axial zones of swirling air jets formed by witnesses of 4 burners, the air-fuel mixture burns down, forming a stabilized flame behind each burner

Другая часть воздуха через воздухонаправляющие патрубки 5 посяупает в зону максимальных температур, снижая температурный уро в«нь факелов и уменьшая эмиссию оксидов азота. Часть патрубков /на фиг.1 - патрубки, установленные на пламенной трубе/ направляют воздушные струи в корневые зоны факелов горелок, что позволяет получить более низкую эмиссию оксидов азота по сравнению с прототипом /подробно) см. выше/Another part of the air through the air guide nozzles 5 enters the zone of maximum temperatures, reducing the temperature level of flares and reducing the emission of nitrogen oxides. Part of the nozzles / in Fig.1 - nozzles mounted on a flame tube / direct air jets to the root zones of the torch torches, which allows to obtain a lower emission of nitrogen oxides compared to the prototype / in detail) see above /

ИГ, наконец, третья часть воздуха направляется завихрителем 8 вдоль пламенной трубы для ее охлажденияIG, finally, the third part of the air is directed by the swirl 8 along the flame tube to cool it

Как видно из представленных чертежей и описания полезной модели, камера сгорания содержит элементы, широко применяемые в технике: кольцевые обечайки, лопаточные завихрители, трубы Поэтому ни с конструктивной ни с технологической точки зрения возможность осуществления данной полезной модели сомнений не вызывает.As can be seen from the presented drawings and the description of the utility model, the combustion chamber contains elements that are widely used in technology: annular shells, scapular swirlers, pipes. Therefore, the possibility of implementing this utility model is not in doubt from either a constructive or a technological point of view.

Авторы:The authors:

Директор ТОО ЭСТDirector of EST LLP

Е.Д.Виноградов Ю.И.Захаров А.В.СударевE.D. Vinogradov Yu.I. Zakharov A.V. Sudarev

Ю.И.ЗахаровYu.I. Zakharov

Claims

A combustion chamber containing a flame tube, a front-end device comprising a series of circumferential burners having scapular air swirls, and air guide pipes mounted on the front device and / or flame tube, characterized in that at least a portion of the nozzles with a total passage area no less than 0.2 of the total flow area of the burner swirls is established with the intersection of their axes with a cylindrical surface drawn through the axis of the burners at distances from the burners smaller diameter of the burner.