RU6599U1

RU6599U1 - GAS-MASOUT BURNER

Info

Publication number: RU6599U1
Application number: RU97105962/20U
Authority: RU
Inventors: Вадим Петрович Артемьев; Вадим Борисович Зверьков
Original assignee: Вадим Петрович Артемьев; Вадим Борисович Зверьков
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-05-16

Abstract

1. Газо-мазутная горелка, включающая корпус с установленными в нем завихрителем вторичного воздуха и воздухораспределительной камеры с патрубком подвода воздуха, оснащенной завихрителем первичного распыливающего воздуха и топливным (мазутным) стволом с выпускными отверстиями, отличающаяся тем, что в воздухораспределительной камере выполнены перепускные окна, сообщающие ее с внутренней полостью корпуса, кроме того, установлен шибер с возможностью перекрытия перепускных окон, расположенный, например, в воздухораспределительной камере.2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что ее корпус расположен в газораспределительном устройстве, снабженном патрубком подвода и выпускными отверстиями газа.1. Gas-oil burner, comprising a housing with a swirl of secondary air and an air distribution chamber installed in it with an air supply pipe equipped with a swirl of primary spray air and a fuel (fuel oil) barrel with exhaust openings, characterized in that bypass windows are made in the air distribution chamber, communicating it with the internal cavity of the housing, in addition, a gate is installed with the possibility of overlapping bypass windows, located, for example, in the air distribution chamber .2. The burner according to claim 1, characterized in that its housing is located in a gas distribution device equipped with a supply pipe and gas outlet openings.

Description

F 23 с 1/08F 23 with 1/08

Газо-мазутная горелка.Gas oil burner.

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к газомазугным горелкам теплогфоизводительностью до 1,5 Гкал/ч для паровых и водогрейных котлов малой мощности.The utility model relates to the field of power engineering, namely to gas-oil burners with heating capacity up to 1.5 Gcal / h for steam and hot water boilers of low power.

Известны горелки, содержащие вращающиеся (ротационные) форсунки. Такая горелка состоит из вращающегося с больщой скоростью распыливающего стакана, расширяющегося в сторону топки. Внугрь стакана под избыточным давлением подаётся топливо, которое под действием центробежной силы отжимается к в ггренней поверхности стакана и перемещается к кромке, с которой оно срывается и распыливается в потоке первичного (распыливающего) воздуха. Распыливающий стакан, расположенный на роторе вентилятора, подающего воздух к горелке, приводится во вращение электродвигателем. Воздух от вентилятора к распыливаемому топливу подаётся через кольцевую щель между стаканом а1 |;щ21 1оЕ( Вторичный (основной по массе) воздух поступает на горение за счёт разрежения в топке через зазор между воздухонащ)авляющим насадком и устьевым конусом, а также через кольцевой канал, образованный передней втулкой и устьем амбразуры (11ФИГ.11, cip. 44).Known burners containing rotating (rotary) nozzles. Such a burner consists of a spray cup rotating at a high speed, expanding towards the furnace. Inside the cup, the fuel is supplied under excess pressure, which is squeezed out by centrifugal force toward the top of the cup and moves to the edge from which it breaks off and is sprayed in the stream of primary (atomizing) air. A spray cup located on the rotor of the fan supplying air to the burner is driven by an electric motor. Air from the fan to the sprayed fuel is supplied through an annular gap between the a1 | cup; 2121oE (Secondary (main by mass) air enters combustion due to rarefaction in the furnace through the gap between the air box) with the nozzle and wellhead cone, as well as through the annular channel, formed by the front sleeve and the mouth of the embrasure (11FIG.11, cip. 44).

Недостатком горелки с вращающейся форсункой является её технологическая и эксплуатационная сложность и, следовательно, невысокая надёжность, связанная с наличием элементов, движущихся с высокой частотой вращения (3000...5000 об/мин ).The disadvantage of a burner with a rotating nozzle is its technological and operational complexity and, consequently, the low reliability associated with the presence of elements moving with a high rotation speed (3000 ... 5000 rpm).

Кроме того, у горелок с вращающейся форсункой, предназначенных для котлов малой мощности, дополнительно отмечается недостаток, связанный с отсутствием щ)инудительной подачи основной массы воздуха (вторичного воздуха), поскольку установка к малок котлу необходимого для подачи вторичного воздуха отдельного вентилятора с электродвигателем и воздуховодами делает всю систему горелочногоIn addition, for burners with a rotating nozzle designed for low-power boilers, there is additionally a drawback associated with the absence of an inconclusive supply of the main mass of air (secondary air), since installing a separate fan with an electric motor and air ducts for the secondary boiler to be supplied makes the whole burner system

устройства громоздкой ( относительно котельной установки в целом ) и затрудняет комноновку и эксплуатацшо котла.bulky devices (relative to the boiler installation as a whole) and complicates the layout and operation of the boiler.

В этих условиях вторичный воздух иодаётся за счёт разрежения в топке, составляющего всего 1...3 мм. вод. ст., что требует больших щ)оходных сечений на выходе из горелки в топку и 1фи малых скоростях воздуха плохо формируется факел. Это в свою очередь щ}иводиг к росту угла раскрытия факела, который может достигать 90°. Гфи таком угле раскрытия факела потребное сечение топки, перпендикулярное факелу, неощ)авданно велико, что ограничивает степени свободы щ)и конструировании современных котлоагрегатов малой мощности. К тому же нюкие скорости вторичного воздуха щ)иводят к увеличению избытка воздуха на горение и снижению экономичности котла.Under these conditions, secondary air is iodized due to rarefaction in the furnace, which is only 1 ... 3 mm. water Art., which requires large u) by-pass sections at the outlet of the burner to the furnace and at low air speeds, the torch is poorly formed. This, in turn, leads to an increase in the angle of the torch opening, which can reach 90 °. In such a corner of the opening of the torch, the required section of the furnace perpendicular to the torch is unexpectedly large, which limits the degrees of freedom u) and the design of modern low-power boiler units. In addition, the nasty speeds of the secondary air u) lead to an increase in excess combustion air and a decrease in the efficiency of the boiler.

Известна также горелка с паро-механической форсункой. Типичной и наиболее эффективной экономически в условиях необходимости регулирования нагрузки в ЩЕЛОКОМ диапазоне является двухзонная ( зоны первичного и вторичного воздуха ) газо-мазутная горелка типа ГМГ ( 1 , фиг. 8а, стр. 22 ) Здесь в качестве распыливающего органа щ)именена паро-механическая форсунка с давлением мазута перед ней гри номинальной нагрузке до 20 кгс/см и пара до 3 кгс/см, обеспечивающая самостоятельно ( помимо первичного воздуха ) необходимое качество распыливания мазута. Тем не менее в горелке установлено воздухо-награвляющее устройство первичного воздуха, играющее значитель то роль в формщ)овании факела и нащ авляющие лопатаи вторичного воздуха, закручивающие основную массу воздушного потока и обеспечивающие равномерное перемешивание топлива с воздухом. Поскольку в данной горелке воздух не участвует в распыливании жидкого топлива, в связи с чем повышенные требования к давлению первичного воздуха не гфедъявляются, используется один вентилятор, ориентированный на низкое давление вторичного воздуха. Для параллельной подачи первичного воздуха на горение устанавливаются отдельные патрубки, связывающие общий воздуховод с патрубками первичного и вторичного воздуха ( см., нахфимер, 1 , фиг. 13, стр.53, позиция 3).A burner with a steam-mechanical nozzle is also known. Typical and most economically effective in conditions of the need to regulate the load in the ALKALI range is a dual-zone (primary and secondary air zone) gas-oil burner of the GMG type (1, Fig. 8a, p. 22) Here, the steam-mechanical nozzle with oil pressure in front of it with a nominal load of up to 20 kgf / cm and steam up to 3 kgf / cm, which independently (in addition to primary air) provides the necessary quality of atomization of fuel oil. Nevertheless, an air-heating device of primary air is installed in the burner, which plays a significant role in the formation of the torch and improves the shovels of secondary air, twisting the bulk of the air flow and ensuring uniform mixing of fuel and air. Since air in this burner is not involved in the atomization of liquid fuel, and therefore there are no increased requirements for primary air pressure, a single fan is used, focused on the low pressure of the secondary air. For parallel supply of primary combustion air, separate nozzles are installed connecting the common duct with the primary and secondary air nozzles (see, nahfimer, 1, Fig. 13, p. 53, position 3).

Горелка с паро-механической форсункой лишена недостатков присущих горелке с вращающейся форсункой, а именно в горелке отсутствую вращающиеся с высокой частотой элементы, горелка не требует установки двух вентиляторов, т.е. нет вентилятора первичного (распыливающего) воздуха, что утфощает компоновочные решения для котлов малой мощности, ирн этом угол раскрытия факела ограничивается 60...70°. В горелке с паро-мехавической форсункой, как отмечалось выше, функцию одного из распылителей топлива вьшолняет пар, что одновременно может являпгься и её недостатком вследствие отсутствия пара в водогрейной котельной. Кроме того, паро-механическая форсунка для качественного распыливания топлива требует больших скоростей топлива в распылителях, а площади лроходных сечений отверстий и каналов в горелках малой мощности составляют величины близкие к 1 мм. Такие отверстия и каналы загрязняются мазутом так часто, что нормальная эксплуатация котла оказывается невозможной. На практике с помощью горелок с паро-механическими форсунками в котлах малой мощности целесообразно сжигать лишь невязкое, хорошо очшценное дизе.11ьное и печное топливо или в крайнем случае нетипичный для отечественной теплоэнергетики маловязкий мазут, что далеко не всегда экономически обосновано. Е аиболее близкой к щ)едлагаемой горелке является горелка с низконапорной форсункой марки НГМГ, которая выбрана в качестве прототипа. Горелка содержит низконапорн по мазуту форсунку, состоящую из топливного ствола с мазутовыг скными отверстиями относительно большого диаметра (как правило, 2...4 мм). Топливный ствол расположен в воздухораспределительной камере, щ едставляющей собой трубу, оснащённую, патрубком подачи первичного воздуха, завихрителями первичного воздуха и пережимом, в зоне которого расположены мазутовыг скные отверстия. Первичный ( Распыливающий ) воздух подаётся к горелке от специального вентилятора. Вторичный ( воздух на горение ) поступает от другого вентилятора и его подвод осуществляется к корпусу горелки, оснащённому завихрителями вторичного воздуха и установленному в амбразуре котла. Для сжигания газа горелка допо.1шите.11ьно оснащена газораспределительным устройством с газо-вьп1ускными отверстиями (см. 1 ,фиг. 6, стр. 16 и фиг. 86, стр. 23). В данной горелке распьшивание топлива осуществляется воздухом и не требуется дополнительный пар, также горелка позволяет щ)оизводить эффективное сжигание мазута даже в котлах малой мощности щ)и приемлемых углах раскрытия факела. Однако, наличие двух вентиляпгоров с обвязывающими воздуховодами делает такое решение для котлов малой мощности неконструктивным.A burner with a steam-mechanical nozzle is devoid of the disadvantages inherent in a burner with a rotating nozzle, namely, there are no elements rotating with a high frequency in the burner, the burner does not require the installation of two fans, i.e. there is no primary (atomizing) air fan, which makes layout solutions for low-power boilers easier; in this case, the flare opening angle is limited to 60 ... 70 °. In a burner with a steam-mechanical nozzle, as noted above, the function of one of the fuel atomizers is performed by steam, which at the same time can be its disadvantage due to the lack of steam in the boiler. In addition, the steam-mechanical nozzle for high-quality atomization of fuel requires high fuel speeds in the atomizers, and the areas of the orifice sections of the openings and channels in low-power burners are close to 1 mm. Such openings and channels are soiled by fuel oil so often that normal operation of the boiler is impossible. In practice, using burners with steam-mechanical nozzles in low-power boilers, it is advisable to burn only inviscid, well-qualified diesel and furnace fuel or, in extreme cases, low-viscosity fuel oil atypical for domestic heat power engineering, which is not always economically feasible. The closest burner to the uh) is a burner with a low-pressure nozzle of the NGMG brand, which is selected as a prototype. The burner contains a low-pressure nozzle for fuel oil, consisting of a fuel barrel with fuel oil holes of relatively large diameter (usually 2 ... 4 mm). The fuel barrel is located in the air distribution chamber, which is a pipe equipped with a primary air supply pipe, primary air swirls and a pinch, in the area of which there are fuel oil holes. Primary (atomizing) air is supplied to the burner from a special fan. Secondary (combustion air) comes from another fan and is supplied to the burner body, equipped with secondary air swirlers and installed in the boiler embrasure. To burn gas, the burner is additionally equipped with a gas distribution device with gas inlets (see 1, Fig. 6, p. 16 and Fig. 86, p. 23). In this burner, the fuel is flared with air and no additional steam is required, also the burner allows u) to efficiently burn fuel oil even in boilers of low power u) and acceptable torch opening angles. However, the presence of two ventilation ducts with binding ducts makes such a solution for low-power boilers not constructive.

Следовательно, недостатком известной горелки является наличие двух вентиляторов, что усложняет её конструкцию и снижает её надёжность.Therefore, the disadvantage of the known burner is the presence of two fans, which complicates its design and reduces its reliability.

Заявляемое решение позволяет у15)остить конструкцию горелки и тем самым новысшъ её надёжность.The claimed solution allows u15) to leave the burner structure and thus its higher reliability.

Предложена газо-мазутная горелка, включающая KOpityc с установленными в нём завитфителем вторичного воздуха и воздухорасщ)еделительной камеры с патрубком подвода воздуха и завшфигелем первичного ( распыливающего ) воздуха. В воздухорасхфеделительной камере расположен топливный ствол для подачи мазута с выпускными отверстиями, а также в ней вьшолнены перех скные окна, сообщающие её с внутренней полостью корпуса и служащие для перетока воздуха в корпус горелки. Для регулирования перетока воздуха через перепускные окна служиг пшбер, установленный с возможностью их перекрытия и расположенный, натфимер, в воздухорасЕфеделительной камере. В случае необходимости сжигания газа горелка снабжена газорасщ)еделигельным устройством с вьшускными отверстиями газа и патрубком подвода газа. Причём горелки расположен в газораспределительном устройстве и вместе с ним устанавливается в амбразуре котла.A gas-oil burner is proposed, which includes KOpityc with a secondary air whirlpool and an air diffuser) installed in it with an air inlet and a primary (atomizing) air inlet. In the air separation chamber there is a fuel barrel for supplying fuel oil with exhaust openings, as well as aperture windows that communicate with the internal cavity of the housing and are used to transfer air into the burner housing. To regulate the flow of air through the bypass windows, a pscher is installed, installed with the possibility of their overlap and located, for example, in the air separation chamber. If it is necessary to burn gas, the burner is equipped with a gas expansion unit with a separate gas outlet and gas supply pipe. Moreover, the burner is located in the gas distribution device and is installed with it in the embrasure of the boiler.

Отличигельными щ)изнаками щ)едлагаемой горелки от описанного вьппе прототипа - горелки с низконапорной форсункой, является то, что в воздухораспределительной камере вьшолнены перех скные окна, сообщающие её с внутренней полостью , и установленный с возможностью их пере1фытия шибер, расположенный, нахфимер, в воздухорасщ)еделительной камере или в горелки, а также наличие газорасгфеделигельного устройства, располагаемого в амбразуре котла, ввугри которого установлен корпус горелки.Distinctive features of the available burner from the prototype described above - a burner with a low-pressure nozzle, are that the plenum windows are filled in the air distribution chamber, communicating it with the internal cavity, and installed with the possibility of their re-opening the gate located in the air diffuser ) in the cooking chamber or in the burner, as well as the presence of a gas separating device located in the embrasure of the boiler, in the open of which the burner body is installed.

Такая конструкция, щ)и последовательном расположении по ходу воздуха зон сначала первичного распыливающего, а затем вторичного воздуха, позволяет обеспечить эффективную работу горелки на мазуте или газе с помощью одного дутьевого вентилятора, создающего давление, необходимое для распыливания топлива.This design, u) and the sequential arrangement of the primary spraying and then the secondary air zones along the air, makes it possible to ensure efficient operation of the burner on fuel oil or gas using a single blower fan, which creates the pressure necessary for atomizing the fuel.

Преобразование первичного воздуха во вторичный, т. е. его дроссел1фование не влечет снижения эффективности горелки, т. к. в этом случае по.лучается экономия на мощности второго венгилятора.The conversion of primary air into secondary air, i.e., its throttling does not entail a decrease in burner efficiency, since in this case there is a saving on the power of the second fan.

Горелка состоит ш корпуса 1, в котором установлен заввофигелЬ 2 вторичного воздуха и воздухораспределительная камера 3, к которой подведён патрубок 4 подачи воздуха, соединённый с вентилятором (не показан). Воздухорасхфеделигельная камера 3 оснащена завитфигелам: 5 первичного воздуха и в ней установлен топливный ( мазутный ) ствол 6 с мазутовыгускными отверстиями 7. В воздухорасщ)еделигеяьной камере Звьшолнены перег скные окна 8, сообшающие её с внутренней полостью 9 корпуса 1. Для регулщ)ования перетока воздуха из воздухорасщ)еделительной камеры 3 во внутренюю полость 9 корпуса 1 установлен шибер 10.The burner consists of a housing 1, in which a secondary air curler 2 is installed and an air distribution chamber 3, to which an air supply pipe 4 is connected, connected to a fan (not shown). The air separating chamber 3 is equipped with curved beams: 5 primary air and a fuel (oil) barrel 6 with fuel oil vents 7 is installed in it. Into the air-expanding chamber The air-tight windows 8 are made, connecting it with the internal cavity 9 of the building 1. For regulating air flow from the air expansion chamber of the cooking chamber 3, a gate 10 is installed in the internal cavity 9 of the housing 1.

Корпус горелки 1 расположен в газораспределительном устройстве 11с газоподводящим патрубком 12 и выпускными отверстиями газа 13.The burner housing 1 is located in the gas distribution device 11 with a gas supply pipe 12 and gas outlet 13.

Горелка работает следующим образом.The burner operates as follows.

Воздух от вентилятора по патруб 4 поступает в воздухораспределительную камеру 3, где двигаясь в нащ авлении топки делится на два потока - первичный (распыливающий) и вторичный. Первичный воздух, пройдя завюфигель 5 первичного воздуха, вступает в контакт с мазутом и распыливает его. Мазут поступает по топливному ( мазутному ) стволу 6 и выходит через мазутовыпускные отверстия 7. Основная масса воздуха на горение (вторичный воздух) щ)оходит из воздухораспределительной камеры 3 через перещ скные окна 8 во внутреннюю полость 9 корпуса 1 и далее, тфойдя через завизфигель 2 вторичного воздуха смещивается с распыленным мазутом.The air from the fan through the pipe 4 enters the air distribution chamber 3, where moving in the furnace chamber is divided into two flows - primary (atomizing) and secondary. The primary air, having passed through the primary air vuffel 5, comes into contact with fuel oil and atomizes it. Fuel oil enters through the fuel (fuel oil) barrel 6 and exits through the fuel oil outlet 7. The bulk of the combustion air (secondary air) u) leaves the air distribution chamber 3 through the cross-section windows 8 into the internal cavity 9 of the building 1 and then, passing through the zavizigel 2 secondary air is displaced with atomized fuel oil.

Соотнощение первичного и вторичного воздуха регулируется щибером 10, в той или иной мере перекрывающим перепускные окна 8.The ratio of primary and secondary air is regulated by a gate 10, to one extent or another blocking the bypass windows 8.

При сжигании газа последний поступает по газоподводящему патрубку 12 в газорасщ)еделительное устройство 11, откуда поступает в горелку через вьшускные отверстия газа 13. Движение воздуха в данном случае щ)оисходит таким же образом, как и 1ФИ сжигании мазута.When gas is burned, the latter enters through a gas supply pipe 12 to a gas-distributing device 11, from where it enters the burner through upstream gas openings 13. The air movement in this case, u), proceeds in the same way as 1FI burning fuel oil.

Claims

1. Gas-oil burner, comprising a housing with a swirl of secondary air and an air distribution chamber installed in it with an air supply pipe equipped with a swirl of primary spray air and a fuel (fuel oil) barrel with exhaust openings, characterized in that bypass windows are made in the air distribution chamber, communicating it with the internal cavity of the housing, in addition, a gate is installed with the possibility of overlapping bypass windows, located, for example, in the air distribution chamber .

2. The burner according to claim 1, characterized in that its housing is located in a gas distribution device equipped with a supply pipe and gas outlets.