SU1746131A1

SU1746131A1 - Gas burner

Info

Publication number: SU1746131A1
Application number: SU904843000A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Николаевич Любчик; Георгий Сергеевич Марченко
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции; Институт газа АН УССР
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Изобретение относитс к топливосжм- гающим устройствам, работающим на газообразном топливе, и может быть использовано в реакторах огневого и термокаталитического обезвреживани вредных газовых выбросов, в блоках дожигающих устройств парогазовых установок и в подто- почных устройствах утилизационных теплообменников газоперекачивающих агThe invention relates to fuel compressing devices operating on gaseous fuel, and can be used in reactors of fire and thermal catalytic disposal of harmful gas emissions, in blocks of after-burning devices of combined-cycle plants and in sub-discharge devices of utilization heat exchangers of gas pumping agents.

Description

Изобретение относитс к топливосжи- гающим устройствам, работающим на газообразном топливе, и может быть использовано в реакторах огневого и термока- талического обезвреживани вредных газовых выбросов, в блоках дожигающих устройств (БДУ) парогазовых установок и в подтопочных устройствах утилизации теплообменников газоперекачивающих агрегатов .The invention relates to fuel annealing devices operating on gaseous fuel, and can be used in fire and thermal deactivation reactors for harmful gaseous emissions, in the afterburning units of steam and gas units and in flooding devices for heat exchangers of gas pumping units.

Известна газова горелка, содержаща цилиндрический пр молинейный топливный коллектор со стабилизатором в виде продольных наклонных относительно одна другой пластин и соплами, размещенных между последними в двух наклонных относительно одна другой продольных радиальных плоскост х.A gas burner is known, comprising a cylindrical rectilinear fuel manifold with a stabilizer in the form of longitudinal inclined relative to one another plates and nozzles placed between the latter in two inclined relative to one another longitudinal radial planes.

Отличительной особенностью данной конструкции вл етс то, что угол между плоскост ми расположени сопел составл ет 60-90°, а пластины установлены параллельно относительно упом нутых плоскостей и снабжены поперечными р дами отверстий, расположенными с шагом, равным шагу между соплами, и со смещением относительно последних на половину этого шага.A distinctive feature of this design is that the angle between the planes of the nozzles is 60-90 °, and the plates are installed parallel to the said planes and are provided with transverse rows of holes arranged with a pitch equal to the pitch between the nozzles and offset from last half of this step.

Така конструкци имеет р д недостатков , которые про вл ютс при высоких расходах сжигаемого топлива. Это прежде всего про вл етс в конструктивной сложности стыковки отдельных горелок в линию. При компоновке параллельно установленных линейных блоков (из отдельных модулей ) возникает необходимость установки на каждый из них соответствующих средств запуска факела и контрол процесса горени (КЗУ и др.), Кроме того, при большом количестве модулей в линейном блоке возникают проблемы надежности их работы в св зи с необходимостью компенсации термических напр жений.This design has a number of drawbacks, which are manifested with the high consumption of combustible fuel. This is primarily manifested in the constructive complexity of connecting individual burners to a line. When assembling parallel-installed linear units (from separate modules), it becomes necessary to install on each of them the appropriate means for launching the torch and controlling the combustion process (KZU, etc.). Moreover, with a large number of modules in the linear unit, problems of their reliability in connection with zi with the need to compensate for thermal stresses.

Целью изобретени вл етс повышение экономичности и эксплуатационной надежности газовой горелки при высоких расходах газового топлива.The aim of the invention is to increase the efficiency and operational reliability of a gas burner with high gas fuel consumption.

Указанна цель достигаетс тем, что горелка дополнительно содержит, по крайней мере, один пр молинейный топливный коллектор , а наклонные пластины дополнительно снабжены торцовыми фланцами, выполненными с возможностью стыковкиThis goal is achieved by the fact that the burner additionally contains at least one rectilinear fuel manifold, and the inclined plates are additionally provided with end flanges configured to dock.

между собой и с поперечными листовыми перегородками Z-образного профил с V-об- разными вырезами, причем перегородки выполнены с возможностью их креплени между собой или с наружными стенками горелки , а в торцовых стенках топливного коллектора со стороны стыковки с Z-образными перегородками выполнены дополнительные газовые сопла.between each other and with transverse sheet partitions of a Z-shaped profile with V-shaped cuts, the partitions being made with the possibility of their fastening among themselves or with the external walls of the burner, and in the end walls of the fuel collector from the side of the joint with Z-shaped partitions additional gas nozzles.

На фиг.1 изображена газова горелка.Figure 1 shows the gas burner.

общий вид; на фиг.2 - возможные схемы компоновки элементов газовой горелки.general form; figure 2 - possible layout of the elements of the gas burner.

Газова горелка выполнена из отдельных линейных модулей (горелок) по крайней мере из двух, каждый из которых содержитThe gas burner is made of separate linear modules (burners) of at least two, each of which contains

цилиндрический топливный пр молинейный коллектор 1 с газовыми соплами 2, расположёнными в два р да вдоль коллектора, и топливным соплом 3 в торцовой его части со стороны стыковки с Z-образными перегородками и стабилизаторы в виде продоль- ных пластин 4, наклоненных под углом 60-90° относительно одна другой. Пластины-стабилизаторы установлены параллельно ос м сопловых отверстий топливногоcylindrical fuel rectilinear collector 1 with gas nozzles 2, located in two rows along the collector, and fuel nozzle 3 in its front part from the side with Z-shaped partitions and stabilizers in the form of longitudinal plates 4, inclined at an angle of 60 90 ° relative to one another. Stabilizer plates are installed parallel to the axis of the nozzle openings of the fuel

коллектора и снабжены поперечными р дами воздушных отверстий 5. шаг между поперечными р дами воздушных отверстий равен шагу между сопловыми отверсти ми, р ды воздушных отверстий смещены относительно сопловых отверстий на половину этого шага.the collector and are provided with transverse rows of air holes 5. The pitch between the transverse rows of air holes is equal to the pitch between the nozzle holes, the rows of air holes are offset from the nozzle holes by half of this step.

Наклонные пластины дополнительно снабжены торцовыми фланцами 6, выполненными с возможностью стыковки между собой и с поперечными листовыми перегородками Z-образного профил 7, имеющими V-образные вырезы. Перегородки Z-образного профил выполнены с возможностью их креплени между собой (поз.А) или с наружными стенками горелки (поз.В).The inclined plates are additionally provided with end flanges 6, which are adapted to dock with each other and with transverse sheet partitions of the Z-shaped profile 7, having V-shaped notches. The partitions of the Z-shaped profile are made with the possibility of their fastening among themselves (pos. A) or with the external walls of the burner (pos. B).

Эти стыковочные узлы служат дл создани поперечной устойчивости элементов газовой горелки, дл компенсации термических расширений, а также дл образовани каналов, с помощью которых обеспечиваетс надежный пламепереброс.These docking assemblies serve to create the lateral stability of the elements of the gas burner, to compensate for thermal expansions, and also to form channels through which reliable flame transfer is obtained.

Газова горелка работает следующим образом.Gas burner works as follows.

По сети газоподвод щих труб газ подают в топливные коллекторы 1 каждого го- релочного модул и далее он истекает через сопла 2 вдоль пластин-стабилизаторов 4 между р дами воздушных отверстий 5 и через торцовые сопла 3 в пространство каналов, образованных поперечными перегородками Z-образного профил 7,Through the network of gas supply pipes, gas is supplied to the fuel manifolds 1 of each burner module and then it flows through nozzles 2 along stabilizer plates 4 between rows of air holes 5 and through end nozzles 3 into the space of channels formed by transverse partitions of a Z-shaped profile 7,

Воздух, проход щий по воздуху, образованному стенками горелки, поступает со стороны топливных коллекторов 1 вдоль пластин-стабилизаторов 4 и далее через р ды воздушных отверстий пластин-стабилизаторов проходит в огневую зону, а также - мимо зоны горени через щели, образованные между продольными пластинами, В случае плотной установки элементов горелки без зазоров между пластинами-стабилизаторами весь воздух будет постулать только через воздушные отверсти пластин-стабилизаторов . На фиг.1 показан вариант установки элементов горелки с зазором дл байпасного потока воздуха. Необходимость зазора и его величина определ ютс требуемым уровнем нагрева воздуха в горелке.Air passing through the air formed by the walls of the burner enters from the side of the fuel collectors 1 along the stabilizer plates 4 and further through the rows of air holes of the stabilizer plates passes into the firing zone, and also past the combustion zone through the slots formed between the longitudinal plates In case of dense installation of the burner elements without gaps between the stabilizer plates, all the air will be pushed only through the air holes of the stabilizer plates. Figure 1 shows a variant of the installation of elements with a gap for the bypass air flow. The need for the gap and its size are determined by the required level of air heating in the burner.

В огневой части горелки создаютс услови интенсивного взаимодействи струй газового топлива со стру ми воздуха, что приводит к интенсификации смесеобразовани и сгорани топлива, Высокотурбулентные потоки, воздуха, проход щие через крайние р ды воздушных отйерстий пластин-стабилизаторов , примыкающих посредством фланцевых соединений б к поперечным перегородкам Z-образного профил , также увлекаютс в поперечныеIn the firing part of the burner, conditions are created for the intense interaction of gas fuel jets with air jets, which leads to intensification of the mixture formation and combustion of fuel, High-turbulent flows of air passing through the extreme rows of airy joints of stabilizer plates adjacent to the transverse partitions through flange connections Z-shaped profile, also addicted to transverse

каналы, образованные этими перегородками , где, смешива сь с топливом, поступающим через торцовые сопла 3, образуют горючую газовоздушную смесь, котора в- 5 л етс проводником пламени между поперечными р дами горелочных модулей. Така конструкци газовой горелки обеспечивает надежное воспламенение всех горелочных модулей при поджигании только одного изthe channels formed by these partitions, where, mixing with the fuel entering through the end nozzles 3, form a combustible gas-air mixture, which is injected into the flame conductor between the transverse rows of the burner modules. This design of the gas burner ensures reliable ignition of all the burner modules when only one of the

0 них. На этом запальном модуле устанавливают приборы автоматического зажигани и контрол пламени.0 them. Automatic ignition and flame control devices are installed on this ignition module.

В зависимости от взаимной ориентации поперечных перегородок можно реализо5 вать практически любые способы компоновки модулей в газовой горелке. Как показано на фиг.2, то возможна р дна компоновка с поперечными или продольными р дами, кольцева (поперечные перегород0 ки выполнены .в виде цилиндрических обечаек ), крестообразна и другие. Путем соответствующего смещени поперечных перегородок можно реализовать шахматное расположение модулей в горелке.Depending on the mutual orientation of the transverse partitions, practically any means of assembling the modules in a gas burner can be implemented. As shown in Fig. 2, a row arrangement with transverse or longitudinal rows is possible, ring-shaped (transverse partitions are made in the form of cylindrical shells), cross-shaped, and others. By appropriately displacing the transverse partitions, it is possible to realize the staggered arrangement of the modules in the burner.

5 Как уже отмечалось выше, Z-образный профиль поперечных перегородок решает важную задачу - компенсацию термических расширений при нагреве пластин-стабилизаторов в продольных р дах состыкованных5 As already noted above, the Z-shaped profile of the transverse partitions solves an important problem - compensation of thermal expansions during heating of stabilizer plates in longitudinal rows of coupled

0 друг с другом горелочных модулей, что существенно повышает надежность и ресурс работы теплогенератора.0 with each other burner modules, which significantly increases the reliability and service life of the heat generator.

Реализаци предлагаемого изобретени позвол ет в несколько раз снизить сто5 имость изготовлени и монтажа горелок за счет применени единого горелочного модул , повысить надежность и безопасность работы за счет установки одного контрольно- защитного устройства и обеспечени надеж0 ного плам переброса на все горелочные модули, а также повысить ресурс работы за счет компенсации термических напр жений в элементах конструкции.The implementation of the proposed invention allows several times to reduce the cost of manufacture and installation of burners through the use of a single burner module, increase reliability and safety of work by installing one control device and providing reliable flip flames to all burner modules, as well as increase the service life. work due to compensation of thermal stresses in structural elements.

Расчет составл ющей положительногоCalculation of the positive component

5 экономического эффекта от использовани изобретени только за счет сокращени числа примен емых в газовой горелке контрольно-защитных устройств (КЗУ) проведен дл тепловой мощное-и Рт 30 МВт. В этом5 of the economic effect from the use of the invention only by reducing the number of control devices used in the gas burner (CC) used for thermal high-power and Pt 30 MW. In that

0 случае газова горелка занимает сечение 3 х 3 м с установкой в этом сечении шести блоков линейных модулей.In the case of a gas burner, it occupies a section of 3 x 3 meters with six blocks of linear modules installed in this section.

Сокращение числа КЗУ с шести до одно- го при их стоимости 800 руб. за один комплектReducing the number of KZUs from six to one at a cost of 800 rubles. for one set

Claims

5 provides savings in capital costs: E - (6 -1) x 800 4000 rub. A gas burner comprising a cylindrical rectilinear fuel manifold with nozzle orifices and stabilizers in the form of longitudinal plates inclined by iodine at an angle of 60-90 ° relative to one another, installed parallel to the axis of the nozzle openings of the fuel collector and provided with transverse rows of air holes located with a pitch equal to the pitch between the nozzle orifices and offset from the latter by half of this pitch, characterized in that, in order to increase the economy and operation , Gravitational reliability, burner further

0

contains at least one rectilinear fuel manifold, and the inclined plates are additionally equipped with end flanges joined to each other and with transverse sheet partitions of a Z-shaped profile with V-shaped notches, with partitions attached to each other or to the outer walls of the burner, and Additional gas nozzles are made in the end walls of the fuel collector from the side of the Z-shaped docking.

liriiMiriflfT rRx

4 vpcxfaytt bsZ

stake

s / pumpkin1

Fig 2.