SU1129464A1

SU1129464A1 - Method and burner for burning up fuel

Info

Publication number: SU1129464A1
Application number: SU813348910A
Authority: SU
Inventors: С.И. Крысов; Г.М. Дружинин; В.М. Бабошин; В.Д. Бортников
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники
Priority date: 1981-10-13
Filing date: 1981-10-13
Publication date: 1988-06-07
Also published as: CS541785A1; BG46690A1; IN162378B; CS266233B1

Description

Изобретение относитс к теплотехнике и может быть использовано при сжигании газового топлива в режиме разомкнутого факела, преимущественно в низкотемпературных установках.The invention relates to heat engineering and can be used when burning gas fuel in the open flame mode, mainly in low-temperature installations.

Известен способ сжигани топлива путем подачи в зону горени закрученной топливовоздушной смеси и одновременным вводом центрального пр мого потока воздуха, необходимого дл горени .A known method of burning fuel is by introducing a swirling air-fuel mixture into the combustion zone and simultaneously introducing a central direct air flow necessary for combustion.

Однако известный способ сжигани ликвидирует пулъсационное горение только при некоторых режимах работы, подачей нерегулируемого рсоличества воздуха по оси увеличивает шум, что приводит к возникновению вторичного фронта горени в области амбразуры и обгоранию металлических частей горел ки.However, the known combustion method eliminates pulsation combustion only in certain operating modes, feeding unregulated air volume along the axis increases noise, which leads to the emergence of a secondary combustion front in the region of the embrasure and burning of the metal parts of the burner.

Известна также горелка, содержаща корпус, примыкак ций выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, а также установленную по оси гaзoпojE aющJпo трубу с выпускными отверсти ми.A burner is also known, comprising a housing, connections with an exit slice to a toroidal embrasure and equipped with a swirler, as well as a pipe with outlets installed along the axis of the gas valve.

Однако невозможно обеспечить стабильную работу такого устройства.However, it is impossible to ensure the stable operation of such a device.

Наиболее близким к предложенному вл етс способ сжигани топлива путем подачи в зону тороидальной амбразуры кольцевого закр ученного потока первичного кислородсодержащего газа и центрального потока топлива с одно временным вводом по оси последнего вторичного кислородсодержащего газа.The closest to the proposed method is the method of burning fuel by feeding an annular closed stream of primary oxygen-containing gas and a central fuel stream with simultaneous input along the axis of the last secondary oxygen-containing gas into the toroidal embrasure zone.

Известный способ осзга1ествл етс в горелке, содержащей корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем, установленные по оси корпуса газовое сопло с центральной воздухоподающей трубой, выведенной передним концом за пределы газового сопла. A known method is embodied in a burner comprising a housing, an outlet slice adjacent to a toroidal embrasure and provided with a swirler, mounted along the axis of the housing a gas nozzle with a central air supply pipe, extended by the front end beyond the gas nozzle.

При осуществлении способа в известной горелке, например в низкотемпературных установках, возникают нежелательные пульсационные режимы горени , преп тствующие устойчивой работе .When implementing the method in a known burner, for example, in low-temperature installations, undesirable pulsating modes of combustion arise that prevent stable operation.

Целью изобретени вл етс обеспечение устойчивой работы в режиме разомкнутого факела.The aim of the invention is to ensure stable operation in the open flame mode.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу сжигани топлива путем подачи в зону тороидальной амбразуры кольцевого закрученного потока первичного кислородсодержащегоThis goal is achieved by the fact that according to the method of burning fuel by feeding into the zone of the toroidal embrasure an annular swirling stream of the primary oxygen-containing

газа и центрального потока топлива с одновременным вводом по оси последнего вторичного кислородсодержащего газа, количество кислорода во вторинном кислородсодержащем газе составл ет 1,0-25% от количества кислорода в первичном кислородсодержащем газе.gas and central fuel flow with simultaneous input along the axis of the last secondary oxygen-containing gas, the amount of oxygen in the secondary oxygen-containing gas is 1.0-25% of the amount of oxygen in the primary oxygen-containing gas.

В горелке, содержащей корпус, примыкающий выходным срезом к тороидальной амбразуре и снабженный завихрителем , установленные по оси корпуса газовое сопло с центральной воздухоподающей трубой, выведенной передним концом за пределы газового сопла, центральна труба выведена .за пределы сопла на рассто ние, составл ющее 0,2-2,5 диаметра выходного среза корпуса .In a burner comprising a housing, adjacent an exit slice to a toroidal embrasure and equipped with a swirler, a gas nozzle installed along the axis of the housing with a central air supply pipe, extended by the front end beyond the limits of the gas nozzle, the central pipe is extended to the distance of 0, 2-2.5 diameters of the output slice of the housing.

На чертеже схематически изображена предлагаема горелка дл реализации предлагаемого способа.The drawing shows schematically the proposed burner for the implementation of the proposed method.

Горелка содержит корпус 1, примыкающий выходным срезом 2 к тороидальной амбразуре 3 и снабженный завихрителем 4, установленные по оси корпуса I газовое сопло 5 с центральной воздухоподающей трубой 6, выведенной передним концом за пределы газового сопла 5 на рассто ние, составл ющее 0,2-2,5 диаметра выходного среза 2 корпуса 1.The burner includes a housing 1, adjacent to an output slice 2 to a toroidal embrasure 3 and provided with a swirler 4, mounted along the axis of the housing I a gas nozzle 5 with a central air supply pipe 6, which is extended by the front end beyond the gas nozzle 5 by a distance of 0.2- 2.5 diameter output slice 2 housing 1.

Предлагаемый способ реализуетс в горелке.The proposed method is implemented in a burner.

По корпусу 1 поступает закрученный при помощи завихрител 4 поток воздзгха, который смешиваетс с топливом , поступающим в воздушный поток из газового сопла 5. Полученна смесь сгорает на поверхности амбразуры 3 в ре отме разомкнутого факела. Дл обеспечени устойчивой работы необходимо иметь стабильный факел. Предлагаемый способ реализует режим внутренней стабилизации воспламенени в разомкнутом факеле путем подачи по оси через трубу 6 вторичного кислородсодержащего газа (например воздуха, кислорода ) с количеством кислорода, составл ющим 1,0-25% от количества кислорода в первичном газе, в зону стабилизации , наход щуюс на рассто нии 0,2-2,5 диаметра выходного среза 2 корпуса 1.The body 1 receives a swirling flow, which is swirled with the help of a swirler 4, which is mixed with the fuel entering the air flow from the gas nozzle 5. The resulting mixture is burned on the surface of the embrasure 3 in the open flame. To ensure stable operation it is necessary to have a stable torch. The proposed method realizes the internal stabilization of ignition in an open torch by feeding axially through the pipe 6 a secondary oxygen-containing gas (for example, air, oxygen) with an oxygen amount of 1.0-25% of the amount of oxygen in the primary gas, to the stabilization zone, at a distance of 0.2-2.5 diameters of the output slice 2 of the housing 1.

В высокотемпературных установках, например нагревательных печах, работающих под давлением, допускаетс вследствие присосов окружающего воздуха содержание 3-6% кислорода в печной атмосфере. Как показали исследовани , режим внутренней стабилизации в этих установках соблюдаетс , так как основной источник воспламене ни - рециркулирующие газы - содержат достаточное количество кислорода В низкотемпературных установках, например термических печах, работающих без подсосов, наличие свободного кислорода в печной атмосфере минимальное по количеству. Дл обеспечени устойчивого воспламенени , стаби лизации факела необходим принудитель ньй подвод кислорода в зону стабилизации согласно предлагаемому способу Пример. Горелка ГР-60 была установлена на своде испытательного стенда. Конструкци горелки предусматривала возможность ввода вторичного кислородсодержащего газа, напри мер воздуха, в различные сечени амб разуры. В опытах мен лась форма амбразуры . В результате исследований установ лено, что качественное изменение в работе горелки согласно предлагаемом способу, т.е. смена пульсационного неустойчивого режима горени на беспульсационный бесшумный, происходит при установке воздухоподающей трубы на рассто нии, составл ющем 0,2-2,5 диаметра выходного среза корпуса, и подаче через нее кислорода в количестве 1,0-25% от кислорода, содержащегос в первичном кислородсодержащем газе, например воздухе. При установке трубы за пределами указанной зоны (ближе, чем 0,2 или дальще 2,5 диаметров выходного среза корпуса) и при подаче любого количества кислорода не происходит качественного изменени в работе горелки, т.е. пульсации не прекращаютс , наблюдаетс повьшенный шум. Количество кислорода, подаваемого в зону, ограниченную 0,2-2,5 диaмetрами выходного среза корпуса, равное 1,0-25% от количества кислорода в первичном газе, обусловлено тем, что при подаче вторичного газа с количеством в нем кислорода менее 1,0% и более 25% не наступает качественное изменение в работе горелки, хот подача кислорода осуществл лась в оптимальную зону, При использовании данного способа и горелки такой конструкции расшир ,етс диапазон применени горелок с разомкнутым факелом, понижаетс шум при работе горелок, повышаетс устойчивость ее в работе и надежность.In high-temperature installations, such as pressure furnaces, due to the suction of ambient air, a content of 3-6% oxygen in the furnace atmosphere is allowed. Studies have shown that the internal stabilization mode in these installations is observed, since the main source of ignition, recirculating gases, contain sufficient oxygen. In low-temperature installations, such as thermal furnaces operating without suction, the presence of free oxygen in the furnace atmosphere is minimal. To ensure stable ignition, flame stabilization, a forced supply of oxygen to the stabilization zone is required according to the proposed method. Example. The burner GR-60 was installed on the arch of the test bench. The design of the burner provided for the possibility of introducing a secondary oxygen-containing gas, for example air, into different sections of the ambient air. In experiments, the shape of the embrasure changed. As a result of research, it was established that the qualitative change in the operation of the burner according to the proposed method, i.e. the change of the pulsating unstable combustion mode to a pulsationless silent occurs when the air supply pipe is installed at a distance of 0.2-2.5 times the diameter of the output slice of the body and the oxygen through it is supplied in the amount of 1.0-25% of oxygen contained in primary oxygen-containing gas, such as air. When installing a pipe outside the specified zone (closer than 0.2 or further 2.5 diameters of the output slice of the body) and when any amount of oxygen is supplied, there is no qualitative change in the operation of the burner, i.e. the pulsations do not stop, a greater noise is observed. The amount of oxygen supplied to the zone limited by 0.2-2.5 diameters of the output section of the hull, equal to 1.0-25% of the amount of oxygen in the primary gas, is due to the fact that when the secondary gas is supplied with oxygen in it less than 1, 0% and more than 25% does not result in a qualitative change in the operation of the burner, although oxygen was supplied to the optimal zone. When using this method and the burner of this design, the range of application of burners with an open torch is expanded, the noise during operation of the burners is reduced, s in its work and reliability.

Claims

1. The method of burning fuel by feeding into the toroidal embrasure zone an annular swirling stream and a central fuel stream with simultaneous introduction of the secondary oxygen-containing gas along the axis of the last, characterized in that, in order to ensure stable operation in open flame mode, the amount of oxygen in the secondary oxygen-containing gas is 1.0-25% of the amount of oxygen in the primary oxygen-containing gas.

2. A burner comprising a housing adjacent to the toroidal embrasure with an outlet slice and equipped with a swirler, a gas nozzle installed along the axis of the housing with a central air supply pipe leading out front of the gas nozzle, characterized in that, in order to ensure stable operation in open mode torch, the central pipe is taken outside the nozzle to a distance of 0.2-2.5 of the diameter of the outlet cut of the core