SU1333958A1 - Пылеугольна горелка - Google Patents

Abstract

Изобретение м.б, использовано в котлоагрегатах. Цель изобретени  - повьшение качества сжигани  путем снижени  образовани  окислов азота. Выходные срезы 4, 5 воздушных коробов 2 и сопл 3 подачи аэросмеси расположены заподлицо с опорной плитой 1. Рассто ние 1 между центрами срезов коробов 2 в 2,0-3,5 раза превышает эквивалентный диаметр срезов 4. Угол ci между проекци ми осей коробов 2 на горизонтальную плоскость равен 30-60°, а сопла 3 установлены перпендикул рно плите 1. При таком расположении коробов снижаетс  удар воздушных струй у УСТЬЯ горелки, что повьшгает полноту сгорани . Снижаетс  также деформаци  результирующего воздушного потока и ускор етс  перемешивание реагентов, что снижает механический недожог. 3 ил. 59 (Л виЭА Ф,е:2

Description

1

Изобретение относитс  к области сжигани  твердого топлива и может быть использовано в котлоагрегатах.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества сжигани  путем снижени  образовани  окислов азота.

На фиг,1 изображена пылеугольна  горелка; на фиг,2 - вид А на фиг,1; на фиг.З - вид Б на фиг.1.

Горелка содержит плиту 1, в амбразурах которой установлены воздушные короба 2, наклоненные навстречу друг другу, и сопла 3 подачи аэросмеси, попарно расположенные по обе стороны воздушных коробов 2 перпендикул рно плоскости их выходных срезов, причем все сопла 3 подачи аэросмеси установлены относительно плиты 1 перпендикул рно . Срезы 4 и 5 соответственно воздушных коробов 2 и сопл 3 подачи аэросмеси расположены заподлицо с плитой 1 , Рассто ние 1.- между центрами срезов 4 воздушных/ коробов 2 в 2,0-3,5 раза превышает эквивалентный диаметр d срезов 4, Угол dl

между ос ми воздушных коробов 2 составл ет 30-60 .

Горелка работает следующим образом .

Аэросмесь, например угольную пыль с сушильным агентом, подают через сопла 3, а вторичный воздух - через короба 2. При истечении в топочный объем пьшевые струи движутс  параллельно , а воздушные струи - под углом к ним настречу друг другу. Благодар  развитому периметру зажигани  пылевые струи подсасывают высоконагретые топочнь е газы как с внешних сторон горелки, так и из внутренней области топочного объема, заключенной между истекающими стру ми и плитой 1. Это способствует быстрому прогреву первичной аэросмеси и .при-, водит к раннему и устойчивому воспламенению факела. По мере развити  факела , происходит массообмен г-тежду его внешними сло ми, обогащенными топливом, и внутренними сло ми, обогащенными кислородом, вследствие чег в зоне  дра горени  кислород оказываетс  достаточно равномерно распределенным по всему поперечному сече- нию факела. Последнее в значителБной мере достигаетс  за счет растекани  к периферии факела вторичных потоков воздуха, возникающих в результате соударени  воздушных струй (на фиг.З

1

339582

показано стрелками). Перемешивание результирующих вто{)ичных потоков воздуха с пьтевыми стру ми происходит глав- .ным образом за счет турбулентных пульсаций, что обеспечивает плавность подмешивани  вторичного воздуха к пыли по длине факела на стадии, соответствующей завершению воспламенени .

10 Как известно, количество топливных окислов азота, которые составл ют большую часть общего количества окислов азота, образующихс  при факельном сжигании азотосодержащего

l5 твердого топлива, существенно зависит от развити  физико-химических процессов на начальном участке факела . В предлагаемой горелке в результате направленной подачи струй вто20 ричного воздуха во внутреннюю часть факела контакт вторичного воздуха с топливом в корневых сечени х факела ограничен. Это приводит к тому, что процессы воспламенени  и сгорани  лё25 тучих у большей части топлива происходит при избытке воздуха, значительно меньшем стехиомётрического соотношени  , необходимого дл  сгорани  летучих. Поскольку среди летучих го30 рючих наход тс  азотистые соединений

5

0

5

0

5

топлива (в виде HCN, NH. и т.д.) преобладающими при малом избытке воздуха оказываютс  реакции рекомбинации , а окисление атомарного кислорода замедл етс . В итоге больша  часть азотсодержащих веществ переходит в молекул рньй азот. Уменьшению образовани  окислов азота при применении данной горелки способствует так же то, что она в зоне  дра горени  формирует факел с увеличенной поверхностью , приход щейс  на единицу объема . Это приводит к снижению температуры факела в результате повьшенной радиационной теплоотдачи, а следовательно , к уменьшению количества термических окислов азота.

Как показали исследовани , оптимальные услови  работы данной горелки обеспечиваютс , когда рассто ние между центрами срезов 5 воздушных сопл 1 в 2,0-3,5 раза превышает эквивалентный диаметр d этих срезов, а взаимный утоп наклона воздушных сопл 1 равен 30-60°.

При , 30-60 изменение 1 в диапазоне (2,0-3,5)d9 не приводит к сколько-нибудь заметному ухудшению режима работы горелки как с точки

31

зрени  процесса собственно сжигани , так и с точки зрени  роста количества окислов азота.

При выходе за пределы оптимальных значений l/d,, и d работа горелки ухудшаетс . Так, при 1/d ,, 2,0 и ci - 60° наблюдаетс  сильный удар воздушных струй, который происходит в непосредственной близости от усть  горелки, вследствие чего значительна  часть вторичного воздуха быстро вытесн етс  за пределы пьшевых струй в процессе радиального оттока, что приводит к росту неполноты сгорани . При 1/d 2,0-3,5 и ы 60° зщар воздушных струй несколько см гчаетс  по сравнению с описанным случаем, однако деформаци  результирующего воздушного потока остаетс  все еще сильной , что приводит к повышенным значени м q . При 1/d -, 3,5 и о 60 ° происходит расслоение потоков пыли и вторичного воздуха, что значительно замедл ет перемешивание реагентов, приводит к чрезмерному разбавлению реакционной смеси продуктами сгорани и увеличивает механический недожог. 7 3,5 выход окислов азота практически не отличаетс  от значе- . ний NOx характерных дл  вариантов с

1/dj в диапазоне 2,0-3,5, Варианты выполнени  горелочного усЧ ройства с малыми значени ми- углов ()и параметра 1/d ( 2,0) не имеют преиьгуществ перед пр моточной горелкой в отношении снижени  выхода N0 .

Claims (1)

1. Формула изобрете-ни 

   Пылеугольна  горелка, содержаща  опорную плиту, в абразурах которой установлены встречно наклоненные воздушные короба и попарно расположенные по обе стороны последних сопла подачи аэросмеси, размещенные перпендикул рно плоскости выходных срезов воздушных коробов, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества сжигани  путем снижени  образовани  окислов азота, выходные воздушных коробов и сопл подачи аэросмеси расположены заподлицо с плитой, рассто ние 1 между центрами срезов воздушных коробов равно

   (2,0-3,5)dg, где d - их эквивалентный диаметр, угол ме уз;у проекци ми осей воздушных коробов на горизонтальную плоскость oi. 30-60, а сопла подачи аэросмеси установлены перпендикул рно опорной плите.

   Аэрос/ есь Воздух

   Фиё. 3