SU1719787A1

SU1719787A1 - Burner

Info

Publication number: SU1719787A1
Application number: SU904785547A
Authority: SU
Inventors: Евгений Самимович Ибрагимов; Елена Валерьевна Вахнина; Ильмир Риммович Ишмаков
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Изобретение относитс к горелочным устройствам и может быть использовано в теплогенераторах и газотурбинных установках . Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности и снижение содержани оксидов азота в продуктах сгорани . В горелочном устройстве уголковые стабилизаторы 6 выполнены расшир ющимис в направлении к выходному торцу устройства и сообщены с каналом 5 дл подвода охлаждающей воды и кольцевым коллектором 2, внутренн стенка стабилизаторов 6 снабжена радиальными р дами отверстий 7,8 различного диаметра и отбойными козырьками 9, установленными над отверсти ми 8 минимального диаметра, которые распределены равномерно по всей длине стабилизаторов 6, а отверсти большего диаметра 7 размещены в шахматном пор дке .между отверсти ми 8 минимального диаметра и выполнены с диаметром,увеличивающимс в направлении выходного торца устройства. Повышение эксплуатационной надежности достигаетс за счет повышени эффективности охлаждени стабилизаторов 6 горелочного устройства путем создани заградительной пелены, возникающей при истечении парожидкост- ной пленки из щели, образованной отбойными козырьками 9 и внутренней стенкой стабилизаторов 6. Снижение содержани оксидов азота в продуктах, сгорани достигаетс путем впрыска воды /вод ного пара/ в дро факела через отверсти большего диаметра. Причем дл обеспечени различной дальнобойности струй отверсти выполнены с диаметром, увеличивающимс в направлении выходного торца устройства. Дл уменьшени размывани струй, истекающих через отверсти большего диаметра /без отбойных козырьков/, защитной пеленой , образующейс при истечении из щели между отбойными козырьками и внутренней стенкой стабилизаторов, отверсти большего диаметра размещены в шахматном пор дке между отверсти ми минимального диаметра. 3 ил. (Л С ю ч 00 х«The invention relates to burner devices and can be used in heat generators and gas turbine installations. The purpose of the invention is to increase the operational reliability and reduce the content of nitrogen oxides in combustion products. In the burner device, the corner stabilizers 6 are made expanding towards the output end of the device and communicate with a channel 5 for supplying cooling water and an annular manifold 2, the inner wall of the stabilizers 6 is provided with radial rows of openings 7.8 of different diameters and bounces 9 holes 8 of minimum diameter, which are evenly distributed along the entire length of stabilizers 6, and holes of larger diameter 7 are placed in a checkerboard pattern between holes of minimum 8 diameter and made with a diameter increasing in the direction of the output end of the device. Increased operational reliability is achieved by increasing the cooling efficiency of the burner stabilizers 6 by creating a barrier sheet that occurs when the vapor-liquid film is exhausted from the gap formed by the baffles 9 and the internal walls of the stabilizers 6. The reduction of nitrogen oxides in the products is achieved by burning water. / water vapor / into the core of the torch through the holes of larger diameter. Moreover, in order to provide different jet ranges, the orifices are made with a diameter increasing in the direction of the output end of the device. To reduce erosion of jets emanating through larger diameter holes (without fender visors), a protective shroud formed during the outflow from the gap between the fender visors and the inner wall of the stabilizers, larger diameter holes are placed in a checkerboard pattern between the minimum diameter holes. 3 il. (L S you h 00 x "

Description

Изобретение относитс к горелочным устройствам и может быть использовано в теплогенераторах, предназначенных дл отоплени административных зданий иThe invention relates to burner devices and can be used in heat generators intended for heating administrative buildings and

сельскохоз йственных сооружений, а также в газотурбинных установках.agricultural constructions, as well as in gas turbine installations.

Известна горелка, содержаща возду- хопровод щий. корпус с кольцевым топливным коллектором, имеющим радиальное выходное отверстие и V-образные стабилизаторы с радиально размещенной входной кромкой, причем каждый стабилизатор выполнен расшир ющимс от оси корпуса к периферии и его грани установлены с возможностью взаимного углового перемещени . Недостатком данного устройства вл етс недостаточна эффективность охлаждени уголковых стабилизаторов. Недостаточна эффективность охлаждени стабилизирующего устройства известной горелки св зана с тем, что охлаждение происходит за счет конвективного теплообмена с воздухом, протекающим через щели между уголковыми стабилизаторами. Поэтому при сжигании топлива с относительно низкими избытками воздуха (а 1,0 - 1,05), когда температура факела достигает максимально возможных значений, количество воздуха, подаваемого в горелку, вл етс минимальным, что и снижает эффективность охлаждени стабилизирующего устройства . Предварительный подогрев воздуха, поступающего в горелку, также приводит к повышению рабочей температуры стабилизирующего устройства.A burner containing an air conductor is known. a housing with an annular fuel manifold having a radial outlet and V-shaped stabilizers with a radially arranged input edge, each stabilizer being made expanding from the axis of the housing to the periphery and its faces mounted with the possibility of mutual angular displacement. The disadvantage of this device is the insufficient cooling efficiency of the corner stabilizers. The insufficient cooling efficiency of the stabilizing device of the known burner is due to the fact that the cooling takes place due to convective heat exchange with air flowing through the gaps between the corner stabilizers. Therefore, when burning fuel with relatively low air excess (a 1.0–1.05), when the flame temperature reaches the maximum possible value, the amount of air supplied to the burner is minimal, which reduces the cooling efficiency of the stabilizing device. Preheating of the air entering the burner also increases the working temperature of the stabilizing device.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс горелочное устройство, содержащее воздухонаправл ющий кожух, на выходном конце боковой поверхности которого закреплен кольцевой коллектор дл отвода охлаждающей воды, установленный на выходе в горелочное устройство смеситель, коаксиально установленные центральную и периферийную кольцевые газовые трубы с радиальными выходными отверсти ми, установленную между ними кольцевую трубу, образующую канал подвода охлаждающей воды, сообщающийс с полостью коллектора через внутренний объем закрепленных на кольцевой трубе полых V-образных стабилизаторов , выполненных расшир ющимис от оси устройства к периферии.Closest to the present invention is a burner device containing an air guide casing, at the outlet end of the side surface of which a annular manifold is fixed for discharging cooling water, installed at the outlet of the burner mixer, coaxially mounted central and peripheral annular gas pipes with radial outlet openings, an annular pipe installed between them, forming a channel for supplying cooling water, which communicates with the cavity of the collector through the internal volume hollow V-shaped stabilizers which are worn on the annular tube, are made expanding from the axis of the device to the periphery.

Это устройство обладает недостаточной эффективностью охлаждени уголковых стабилизаторов и недостаточно экологически чистым сжиганием топлива. Недостаточна эффективность охлаждени стабилизаторов св зана с тем, что охлаждение уголковых стабилизаторов происходит путем конвективного теплообмена между воздухом, поступающим в горелку, и внешней поверхностью стабилизаторов, а также между охлаждающей водой и внутренней поверхностью стабилизаторов. При режимах работы горелки, характеризующихс низкими значени ми избытка воздуха /а 1,02 -1,05/, температура факела достигает максимальных значений, тогда как количество воздуха, поступающего в горелку и охлаждающего стабилизаторы, вл етс минимально возможным.This device has insufficient cooling efficiency of corner stabilizers and insufficiently environmentally friendly fuel combustion. The insufficient cooling efficiency of the stabilizers is due to the fact that the cooling of the corner stabilizers occurs by convective heat exchange between the air entering the burner and the outer surface of the stabilizers, as well as between the cooling water and the inner surface of the stabilizers. With burner operation modes characterized by low air excess (a = 1.02 -1.05), the flame temperature reaches maximum values, while the amount of air entering the burner and cooling stabilizers is as low as possible.

Основным способом теплоотвода отThe main way of heat removal from

стабилизаторов при этом режиме работы вл етс конвективный теплообмен между охлаждающей водой и внутренней поверхностью стабилизаторов. Последнее приво0 дит к необходимости обеспечени достаточно высокого расхода охлаждающей стабилизаторы воды. Недостаточно экологически чистое сжигание топлива в известном горелочном устройстве (приThe stabilizers in this mode of operation are convective heat exchange between the cooling water and the inner surface of the stabilizers. The latter leads to the need to ensure a sufficiently high flow rate of cooling water stabilizers. It is not enough environmentally friendly combustion of fuel in the known burner device (with

5 коэффициенте избытка воздуха, равном 3,. неполнота сгорани топлива составл ет 2 %) обусловлено отсутствием дополнительных конструктивных меропри тий, направленных на уменьшение образовани окислов5 coefficient of excess air, equal to 3 ,. incomplete combustion of fuel is 2%) due to the lack of additional design measures aimed at reducing the formation of oxides

0 азота и угарного газа в продуктах сгорани . Целью изобретени вл етс повышение эксплуатационной надежности и снижение содержани оксидов азота в продуктах сгорани .0 nitrogen and carbon monoxide in combustion products. The aim of the invention is to increase the operational reliability and reduce the content of nitrogen oxides in the combustion products.

5 Указанна цель достигаетс тем, что в известном горелочном устройстве, содержащем воздухоподвод щий корпус с кольцевым коллектором отвода охлаждающей воды в выходном его участке, трубы, коакси0 ально размещенные в корпусе с образованием центрального и периферийного кольцевых газовых каналов с сопловыми отверсти ми и промежуточного канала дл подвода охлаждающей воды, а также полые5 This goal is achieved by the fact that in a known burner device comprising an air inlet housing with an annular manifold for discharging cooling water in its outlet section, pipes coaxially arranged in the housing to form central and peripheral annular gas channels with nozzles and an intermediate channel for cooling water supply as well as hollow

5 уголковые стабилизаторы, выполненные расшир ющимис в направлении к выходному торцу устройства и сообщенные с каналом дл подвода охлаждающей воды и кольцевым коллектором, внутренн стенка5 angular stabilizers, extending towards the output end of the device and communicating with the cooling water supply channel and the annular collector, inner wall

0 стабилизаторов снабжена радиальными р дами отверстий различного диаметра и отбойными козырьками, установленными над отверсти ми минимального диаметра, которые распределены равномерно по всей дли5 не стабилизаторов, а отверсти большего диаметра размещены в шахматном пор дке между отверсти ми минимального диаметра и выполнены с диаметром, увеличивающимс в направлении выходного торцаThe stabilizers are equipped with radial rows of holes of different diameters and fender visors installed over the holes of the minimum diameter, which are evenly distributed over the entire length of the stabilizers, and the holes of the larger diameter are placed in a checkerboard pattern between the holes of the minimum diameter and are made with a diameter increasing output end direction

0 устройства.0 devices.

На фиг.1 представлено горелочное устройство , продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг. 1; на фиг.З - стабилизатор, продольный разрез (А - А на фиг.2),Figure 1 presents the burner device, a longitudinal section; FIG. 2 shows the node I in FIG. one; on fig.Z - stabilizer, longitudinal section (A - A in figure 2),

5 Горелочное устройство содержит воздухоподвод щий корпус 1 с кольцевым коллектором 2 отвода охлаждающей воды в выходном его участке, трубы, коаксиально размещенные в корпусе с образованием центрального 3 и периферийного 4 кольцевых газовых каналов с сопловыми отверсти ми и промежуточного канала 5 дл подвода охлаждающей воды. На выходе из горелоч- нрго устройства установлены голые уголковые стабилизаторы 6, выполненные расшир ющимис в направлении к выходному торцу устройства и сообщенные с каналом 5 дл подвода охлаждающей воды и кольцевым коллектором 2. Внутренн стенка стабилизаторов 6 снабжена радиаль- ными р дами отверстий 7,8 различного диаметра и отбойными козырьками 9, установленными над отверсти ми 8 минимального диаметра, которые распределены равномерно по всей длине стабилизаторов 6. Отверсти большего диаметра 7 размещены в шахматном пор дке между отверсти ми 8 минимального диаметра и выполнены с диаметром, увеличивающимс в направлении выходного горца устройства. 5 The burner device comprises an air supply housing 1 with an annular manifold 2 cooling water outlet in its outlet section, pipes coaxially arranged in the housing with the formation of the central 3 and peripheral 4 annular gas channels with nozzles and the intermediate channel 5 for supplying cooling water. At the outlet of the burner device, naked corner stabilizers 6 are installed, extending towards the output end of the device and communicating with channel 5 for supplying cooling water and annular manifold 2. The inner wall of stabilizers 6 is provided with radial rows of holes 7.8 of various diameters and baffles 9 installed above the minimum-diameter holes 8, which are evenly distributed over the entire length of the stabilizers 6. The larger-diameter holes 7 are placed in a checkerboard pattern I am waiting for the holes 8 of the minimum diameter and are made with a diameter increasing towards the exit highlander of the device.

На входе в горелочное устройство последовательно установлены три перфорированные пластины 10, выполн ющие роль смесител .At the inlet to the burner device, three perforated plates 10 are installed in series, which act as a mixer.

Центры каждого из сопловых отверстий кольцевого газового канала 3 наход тс в одной плоскости с входной кромкой стабилизаторов 6 и осью горелочного устройства. Внутрь горелочного устройства вставлен запальник 11. На кольцевом коллекторе 2 ус- тановлен штуцер дл отвода воды 12. Крепление горелочного устройства к стенке камеры сгорани осуществл етс при помощи фланца 13. На торце горелочного устрой13The centers of each of the nozzle openings of the annular gas channel 3 are in the same plane with the input edge of the stabilizers 6 and the axis of the burner. An igniter 11 is inserted inside the burner. A fitting for water drainage is installed on the annular manifold 2. The burner is fixed to the wall of the combustion chamber by means of a flange 13. At the end of the burner 13

ства со стороны фланца 3 закреплены штуцеры 14.15,16, служащие дл подачи газа в периферийный и центральный кольцевые газовые каналы 4,3, а также дл подачи воды в кольцевой канал 5 соответственно.The fittings on the side of the flange 3 are fixed fittings 14.15,16, which serve to supply gas to the peripheral and central annular gas channels 4,3, as well as to supply water to the annular channel 5, respectively.

Claims

Claims of the invention A burner device comprising an air inlet case with an annular manifold for discharging cooling water in its outlet section, pipes coaxially arranged in the case to form central and peripheral annular gas channels, channels with nozzles and an intermediate channel for supplying cooling water, as well as hollow angular stabilizers, extending towards the output end of the device and communicating with the cooling water supply channel and the annular collector, differing In order to increase operational reliability and reduce the nitrogen oxides in the combustion products, the inner wall of the stabilizers is equipped with radial rows of holes of different diameters and fender visors installed over the holes of the minimum diameter, which are distributed over the entire length of the stabilizers diameters are placed in staggered order between the holes of the minimum diameter and are made with a diameter increasing in the direction of the output end of the device.

12 2

tpus.1

/

FIG. 2

.A-A;

99

EXZZZSSEGEZ

L

4.S + T -: fsЈ- lCf l f-f-S - r-r --- -flfa

fig.Z