SU1814714A3 - Swirl combustion chamber - Google Patents
Swirl combustion chamber Download PDFInfo
- Publication number
- SU1814714A3 SU1814714A3 SU904862614A SU4862614A SU1814714A3 SU 1814714 A3 SU1814714 A3 SU 1814714A3 SU 904862614 A SU904862614 A SU 904862614A SU 4862614 A SU4862614 A SU 4862614A SU 1814714 A3 SU1814714 A3 SU 1814714A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- diameter
- cyclone chamber
- chamber
- exhaust pipe
- cyclone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании топлива в топках котлов и печей, в частности в знерготехнологйческих агрегатах для подготовки теплоносителя и термического обезвреживания промышленных отходов.The invention relates to a power system and can be used in the combustion of fuel in furnaces of boilers and furnaces, in particular in energy technology units for the preparation of a coolant and thermal neutralization of industrial waste.
Целью изобретения является повышение эффективности сжигания.The aim of the invention is to increase combustion efficiency.
Поставленная цель достигается тем, что в вихревой камере сгорания, содержащей . заключенную в корпусе циклонную камеру с боковыми входными тангенциальными каналами для воздуха и осевым выхлопным патрубком, а также узел подачи топлива с сопловым аппаратом и блоком розжига, имеющим снабженный тангенциальным входным патрубком’ смеситель, сообщенный пламепроводом с полостью циклонной камеры, согласно изобретению, в торцовой 20 стенке циклонной камеры выполнено осевое окно, через которое введен пламёпро- : вод и в пределах которого размещен сопловой аппарат узла подачи топлива, причем диаметр упомянутого осевого окна равен 0,08... Q.8 Диаметра осевого выхлопного патрубка и связан с геометрическими параметрами циклонной камеры следующим соотношением:This goal is achieved by the fact that in the vortex combustion chamber containing. a cyclone chamber enclosed in a housing with lateral tangential air inlet channels and an axial exhaust nozzle, as well as a fuel supply unit with a nozzle apparatus and an ignition unit having a mixer equipped with a tangential inlet nozzle, connected by a flame conduit to the cavity of the cyclone chamber, according to the invention, in the end face 20 the wall of the cyclone chamber an axial window through which the introduced plamopro-: water and within which is situated the nozzle unit fuel assembly, the diameter of said axial window p veins 0,08 ... Q.8 Diameter axial exhaust pipe and is connected with geometrical parameters of the cyclone chamber following relation:
1ц-длина циклонной камеры1c-length cyclone chamber
Кроме того, первая циклонная камера снабжена дополнительной циклонной камерой с большим диаметром и своим осевым 5 окном, в которое введен выхлопной патрубок первой циклонной камеры.In addition, the first cyclone chamber is equipped with an additional cyclone chamber with a large diameter and its axial 5 window, into which the exhaust pipe of the first cyclone chamber is introduced.
Кроме того,дополнительная циклонная камера снабжена своим выхлопным патрубком, установленным в кожухе с образованием кольцевого зазора, причем диаметр' упомянутого выхлопного патрубка равен 0,4...0,5 диаметра дополнительной камеры, а боковая стенка кожуха снабжена патрубком золоудаления.In addition, the additional cyclone chamber is equipped with its exhaust pipe mounted in the casing with the formation of an annular gap, the diameter of said exhaust pipe being 0.4 ... 0.5 of the diameter of the additional chamber, and the side wall of the casing is equipped with an ash pipe.
Кроме того, на торцевой стенке дополнительной циклонной камеры, в пределах осевого окна дополнительно установлен сопловой аппарат для подачи нейтрализующего раствора. .In addition, a nozzle apparatus for supplying a neutralizing solution is additionally installed on the end wall of the additional cyclone chamber, within the axial window. .
Кроме того, камера сгорания снабжена дополнительным сопловым аппаратом нейтрализующего раствора, размещенным вокруг патрубка Дополнительной циклонной камеры.In addition, the combustion chamber is equipped with an additional neutralizing solution nozzle apparatus located around the nozzle of the Additional cyclone chamber.
Кроме того, обе циклонные камеры заключены в один воздухораспределительный корпус.In addition, both cyclone chambers are enclosed in a single air distribution housing.
Кроме того, диаметр выхлопного патрубка основной циклонной камеры равен 0,4...0,5 ее диаметра, а на боковой стенке дополнительно выполнен золоотводящий, патрубок.In addition, the diameter of the exhaust pipe of the main cyclone chamber is 0.4 ... 0.5 of its diameter, and an ash pipe is additionally made on the side wall.
Кроме того, торцевая стенка и выхлопной патрубок циклонной камеры выполнены в виде двух усеченных конусов, обращенных один к другому большими основаниями, причем по образующим конусов размещены входные тангенциальные каналы, а боковые стенки выполнены в виде спирали, кромки которой с одной стороны расположены навстречу потоку воздуха, а с другой стороны обращены к золоотводящему патрубку.In addition, the end wall and the exhaust pipe of the cyclone chamber are made in the form of two truncated cones facing each other with large bases, and the tangential inlet channels are placed along the generatrices of the cones, and the side walls are made in the form of a spiral, the edges of which are on one side facing the air stream , and on the other hand facing the ash outlet.
Кроме того, тангенциальный патрубок смесителя блока розжига сообщен с полостью корпуса, причем отношение площади поперечного сечения упомянутого патрубка к площади поперечного сечения смесителя не превышает следующей величины:In addition, the tangential pipe of the mixer of the ignition unit is in communication with the cavity of the housing, and the ratio of the cross-sectional area of the pipe to the cross-sectional area of the mixer does not exceed the following value:
А = 0,17 dn/dKc. · где dn 2-диаметр пламепровода;A = 0.17 d n / d Kc . · Where dn 2 is the diameter of the flame duct;
due - диаметр смесителя.due - diameter of the mixer.
Указанные соотношения геометрических размеров обеспечивают возможность сжигания как стандартного (газообразного, жидкого, твердого) топлива, так и забалластированного инертными компонентами (отходы промышленного производства) с высокой эффективностью.т.е, при высоких удельных тепловых нагрузках и с малой эмиссией вредных веществ.The indicated ratios of geometric dimensions provide the possibility of burning both standard (gaseous, liquid, solid) fuel and ballasted with inert components (industrial waste) with high efficiency, i.e., at high specific heat loads and with low emission of harmful substances.
do/d8wx= /(o/s+ 1), где S = (бвых/йц) / (FBx/FtO.do - диаметр осевого окна;do / d 8 wx = / (o / s + 1), where S = (bw / yts) / (FBx / FtO.do is the diameter of the axial window;
dBux - диаметр осевого выхлопного патрубка;d B ux is the diameter of the axial exhaust pipe;
du - диаметр поперечного сечения циклонной камеры;du is the diameter of the cross section of the cyclone chamber;
Fu - площадь поперечного сечения циклонной камеры:F u - cross-sectional area of the cyclone chamber:
Ф - число Фибоначчи:F - Fibonacci number:
FBx ~ суммарное сечение входных тангенциальных каналов.F B x ~ total cross section of the input tangential channels.
Кроме того, сопловой аппарат выполнен в виде кольцевого ряда отверстий, расположенных под углом к оси камеры, причем величина угла рассчитывается из следующего соотношения:In addition, the nozzle apparatus is made in the form of an annular row of holes located at an angle to the axis of the chamber, and the angle is calculated from the following ratio:
tg φ = (0,8...5,0)(do - dy) /!ц, где do - диаметр осевого окна;tan φ = (0.8 ... 5.0) (d o - dy) /! c, where do is the diameter of the axial window;
dy - диаметр кольцевого ряда отверстий:dy is the diameter of the annular row of holes:
1ц - длина циклонной камеры.1c is the length of the cyclone chamber.
Кроме того, сопловой аппарат выполнен в виде форсунки с углом раскрытия сопла, рассчитываемым из следующего соотношения:In addition, the nozzle apparatus is made in the form of a nozzle with a nozzle opening angle calculated from the following ratio:
tg φ= (0.8...5,0)do/lu.tg φ = (0.8 ... 5.0) do / lu.
где do - диаметр осевого окнаwhere do is the diameter of the axial window
Предложенное технические решение ·; использовано при разработке типового ряда горелочно-топочных устройств мощностью от 0.1 до 30 МВт.The proposed technical solution ·; used in the development of a typical range of burner-furnace devices with a capacity of 0.1 to 30 MW.
Высокие удельные тепловые нагрузки вихревой камеры сгорания обеспечиваются равномерным распределением распыленного топлива в активной зоне горения, которая имеет цилиндрическую кольцевую форму и наружным своим диаметром не превышает 0,8 диаметра выхлопного патрубка, что установлено экспериментально (см. фиг.9) в широком диапазоне изменения геометрической характеристики (S) циклонной камёры. Подача топлива в закрученный воздушный поток на диаметре большем указанного предела приводит к выпадению капель жидкого топлива на стенку и коксованию. Подключение со стороны входного торца аналогичной циклонной камеры с выхлопным патрубком больше указанного предела приводит к прорыву потока из нижней (по потоку) в верхнюю камеру и погасанию из-за нарушения устойчивости.High specific thermal loads of the vortex combustion chamber are ensured by the uniform distribution of atomized fuel in the active combustion zone, which has a cylindrical annular shape and its outer diameter does not exceed 0.8 of the diameter of the exhaust pipe, which was established experimentally (see Fig. 9) in a wide range of geometric characteristics (S) of the cyclone chamber. The supply of fuel into a swirling air stream at a diameter greater than the specified limit leads to the dropping of droplets of liquid fuel on the wall and coking. Connecting from the inlet end of a similar cyclone chamber with an exhaust pipe larger than the specified limit leads to a breakthrough of the flow from the lower (downstream) to the upper chamber and to extinction due to a violation of stability.
При подключении·к циклонной камере блока розжига с плам^проводом, расположённым по оси камеры, экспериментально установлено, что диаметр пламёпровода, ) равный 0,08 диаметра выхлопного патрубка циклонной камеры, есть та предельная величина, при которой происходит эффективный розжиг топлива. При дальнейшем уменьшении диаметра плам^провода резко возрастает время индукции, приводящее к /заполнению камеры невоспламенившимся топливом. С увеличением диаметра плам^провода против указанного предела (0,08) воспламенение остается устойчивым вплоть до верхнего предала (0.8).When connecting to the cyclone chamber of the ignition unit with a flame wire located along the chamber axis, it was experimentally established that the diameter of the flame conduit, equal to 0.08 of the diameter of the exhaust pipe of the cyclone chamber, is the limit value at which efficient ignition of the fuel occurs. With a further decrease in the flame diameter of the wire, the induction time sharply increases, leading to / filling the chamber with non-flammable fuel. With increasing diameter of the flame of the wire against the indicated limit (0.08), the ignition remains stable up to the upper limit (0.8).
Блок розжига, присоединенный к циклонной камере больших размеров при максимальном пределе (0,8) подсоединения, представляет собой фактически предвключенную циклонную камеру меньшего диаметра. Таким образом ,в указанных пределах обеспечивается устойчивое воспламенение как от подключенного пламбпровода, так и от камеры меньшего размера.The ignition unit, attached to the large cyclone chamber with a maximum connection limit (0.8), is actually an upstream smaller cyclone chamber. Thus, within the specified limits, stable ignition is provided both from the connected plumb wire and from the smaller chamber.
Выполнение в торцовой стенке циклонной камеры осевого окна в пределах 0,08 do/dBWX 0,8 обеспечивает возможность эффективного подключения через него плам^провода, блока розжига или аналогичной циклонной камеры, а также соплового аппарата узла подачи топлива, равномерно распределенного в пределах осевого окна.The execution of an axial window in the end wall of the cyclone chamber within the range of 0.08 do / dBWX 0.8 provides the ability to effectively connect a flame wire, an ignition unit or a similar cyclone chamber, as well as a nozzle apparatus of the fuel supply unit evenly distributed within the axial window .
Как видно из графика (фиг.9) максимальный диаметр активной зоны (или осевого окна) в заявленных пределах изменяется в зависимости от геометрической характеристики (S) циклонной камеры. Эта зависимость для облегчения конструктивных расчетов аппроксимируется эмпирической формулой « do/dowx~ t/Ф /(Φ/S + 1).As can be seen from the graph (Fig. 9), the maximum diameter of the core (or axial window) within the stated limits varies depending on the geometric characteristic (S) of the cyclone chamber. To facilitate structural calculations, this dependence is approximated by the empirical formula “do / dowx ~ t / Ф / (Φ / S + 1).
Простая зависимость с применением числа Фибоначчи (золотое сечение) свидетельствует о выявленной гармоничности взаимодействующих структур потоков в t циклонной камере, что является доказательством эффективности выбора верхнего предела относительно диаметра осевого окна.A simple dependence using the Fibonacci number (golden ratio) indicates the revealed harmony of the interacting flow structures in the t cyclone chamber, which is evidence of the effectiveness of choosing the upper limit with respect to the diameter of the axial window.
При S = оо знаменатель становится равным единице- и формула упрощается до do/daux = νΦ 0,786... или округлено 0,8.At S = oo, the denominator becomes equal to unity, and the formula simplifies to do / daux = νΦ 0.786 ... or rounded 0.8.
Узел подачи топлива, расположенный на торцевой стенке, может быть выполнен в виде коаксиального ряда отверстий или виде одиночной форсунки. В обоих случаях топливные Струи должны попадать в зону ограниченную с одной стороны диаметром, определяемым по указанной выше формуле, а с другой стороны линейными размерами вдоль оси ют 0,1 до 0,6 длины циклонной камеры (фиг.З). Пределы устанавливались экспериментально в циклонной камере Длиной, равной ее диаметру посредством установки трех типов форсунки. При осевом расположении соплового выпуска минимальный угол раскрытия факела уЫп исследовался с помощью пневматической форсунки по авт. св. № 1027473 с постоянным углом раскрытия факела 55° (2 у>) при изменении диаметра выхлопного патрубка. При увеличении последнего увеличивался внешний диаметр активной зоны горения и тем самым увеличивалось относительное расстояние соприкосновения факела с внешним диаметром активной зоны горения (максимум окружной составляющей скорости). При увеличении этого расстояния более 0,6 1ц факел открывался от границы максимума окружной составляющей скорости и горел в виде изолированного прецессирующего конуса, не распространяясь по всей длине цилиндрической активной зоны, появлялся механический недожог. Максимальный угол раскрытия факела (ртах исследовался с помощью пневматической форсунки со стержневым акустическим излучателем. Посредством изменения в ней расстояния сопло - резонатор изменялся угол раскрытия факела от 40 до 180° 2 φ (вплоть до Опрокидывания) за счет перераспределения потока пара (при распылении мазута). При уменьшении расстояния соприкосновения факела с границей максимума окружной, составляющей скорости менее 0,1 1ц происходит заброс мазута на торцевую стенку, коксование и ее перегрев.The fuel supply unit located on the end wall can be made in the form of a coaxial series of holes or in the form of a single nozzle. In both cases, the fuel jets should fall into the zone limited on one side by a diameter determined by the above formula, and on the other hand, with linear dimensions along the axis, 0.1 to 0.6 of the length of the cyclone chamber (Fig. 3). The limits were set experimentally in a cyclone chamber of length equal to its diameter by installing three types of nozzles. With the axial location of the nozzle outlet, the minimum flare angle yyn was investigated using a pneumatic nozzle according to ed. St. No. 1027473 with a constant flare angle of 55 ° (2 y>) when changing the diameter of the exhaust pipe. With an increase in the latter, the external diameter of the active combustion zone increased, and thereby the relative distance between the flame and the external diameter of the active combustion zone increased (the maximum of the peripheral velocity component). With an increase in this distance of more than 0.6 1c, the torch opened from the boundary of the maximum of the peripheral velocity component and burned in the form of an isolated precessing cone, without spreading along the entire length of the cylindrical core, a mechanical underburn appeared. The maximum opening angle of the torch (mouth was studied using a pneumatic nozzle with a rod acoustic emitter. By changing the nozzle-cavity distance in it, the angle of the opening of the torch was changed from 40 to 180 ° 2 φ (up to Tipping) due to the redistribution of the steam flow (when spraying fuel oil) When reducing the distance of contact between the torch and the boundary of the maximum circumferential component of speed less than 0.1 1c, fuel oil is thrown onto the end wall, coking and its overheating.
Изменение диаметра и угла наклона осей коаксиального ряда отверстий выполнялось посредством приваривания трубок к выходным отверстиям исходного варианта форсунки и выгибания трубок под различными углами. При этом попутно можно отметить, что присоединение трубок к отверстиям при ухудшении качества распиливания приводило к повышению равномерности распределения топлива в закрученном потоке воздуха. Последняя серия испытаний подтвердила полученные на одиночном сопловом отверстии пределы соприкосновения топливных струй с границей максимума окружной составляющей скорости (0,1...0,6) 1ц.. Причем, при расположении сопловых выпусков на границе максимума окружной составляющей скорости (dT = do) установлено, что концы трубок, являющиеся сопловым выпуском, должны быть направлены вдоль оси циклонной камеры. Изменение направления выхода на 5...10° против указанного(по потоку вращения, против потока вращения, в сторону стенок камеры, в сторону оси камеры) приводило к забросу топлива либо на боковую, либо на торцевую стенку. В обобщенном виде оптимальные пределы угла раскрытия факела или топливных струй, полученные экспериментально на камере 1Ц = du, не могут быть представлены в градусах, поскольку длина камеры может изменяться в довольно широких пределах (1Ц = (0,5...2)бц. Поэтому пределы представлены в виде тангенса угла у?, который для одиночной (с осевым расположением) форсунки равен 0,8...5 отношения диаметра осевого окна к длине циклонной камеры, а для коаксиального ряда отвер стий в том же численном диапазоне разности значений диаметра осевого окна и коаксиального ряда отверстий, отнесенной к длине циклонной камеры.The diameter and angle of inclination of the axes of the coaxial row of holes were changed by welding the tubes to the outlet holes of the original nozzle variant and bending the tubes at different angles. At the same time, it can be noted in passing that the connection of the tubes to the holes with a deterioration in the quality of sawing led to an increase in the uniformity of fuel distribution in the swirling air flow. The last series of tests confirmed the contact limits of fuel jets obtained at a single nozzle hole with the boundary of the maximum of the peripheral velocity component (0.1 ... 0.6) 1c. Moreover, when the nozzle outlets are located at the boundary of the maximum of the peripheral velocity component (d T = do ) it was found that the ends of the tubes, which are the nozzle outlet, should be directed along the axis of the cyclone chamber. A change in the exit direction by 5 ... 10 ° against the indicated one (in the rotation flow, against the rotation flow, towards the chamber walls, towards the camera axis) led to refueling of the fuel either to the side or to the end wall. In a generalized form, the optimal limits of the angle of the torch or fuel jets obtained experimentally on the chamber 1 C = d u cannot be represented in degrees, since the length of the chamber can vary over a fairly wide range (1 C = (0.5 ... 2 ) n b. Therefore, the limits are presented as a tangent y ?, which for a single (axial position) of the injector is 0.8 ... 5 ratio of the diameter to the axial length of the windows of the cyclone chamber, and for a number of coaxial tures in an up responses same numerical the range of the difference between the diameters of the axial window and the coaxial a number of holes related to the length of the cyclone chamber.
Численные значения пределов получены следующим образом:The numerical values of the limits are obtained as follows:
для одиночного соплового отверстия _ do tg <jPmin-do tg <ртах--j- ί— 0.833 do/lufor a single nozzle hole _ do tg <jPmin-do tg <pmax - j - ί— 0.833 do / lu
U.O 1ц o4i; = 5.o do/iu для коаксиального ряда отверстий _ do ~ di 1 _ tg ybin 2 0 6)ц = 0,833(do - dr)/lu:UO 1c o4i; = 5.od o / iu for the coaxial row of holes _ do ~ di 1 _ tg ybin 2 0 6) q = 0.833 (do - dr) / lu:
_ do - d7 1 tg уъах---j όΤίϊ, 7 = 5(do - dT)lu, где 1ц - длина циклонной камеры:_ do - d 7 1 tg y ax --- j όΤίϊ, 7 = 5 (d o - d T ) l u , where 1c is the length of the cyclone chamber:
dT - диаметр коаксиального ряда отверстий соплового выпуска.d T is the diameter of the coaxial row of nozzle outlet openings.
Присоединение к основной циклонной камере дополнительной циклонной каме 5 ры, в осевое окно которой введен выхлопной патрубок основной камеры, существенно расширяет технологические возможности вновь созданного агрегата. Главное достоинство заключается в том, что 10 факел, выходящий из основной камеры расширяется до размеров, обусловленных геометрическими размерами проточной части дополнительной циклонной камеры в соответствии с найденной экспериментально 15 закономерностью dO2/dBbix2= V3^/(<t>/S2+ 1), где The addition of an additional cyclone chamber 5 to the main cyclone chamber, into the axial window of which the exhaust pipe of the main chamber is introduced, significantly expands the technological capabilities of the newly created unit. The main advantage is that the 10th torch exiting the main chamber expands to the size determined by the geometric dimensions of the flow part of the additional cyclone chamber in accordance with experimentally found 15 regularity dO2 / d B bix2 = V3 ^ / (<t> / S2 + 1) where
0Вых2/du20 V ex2 / du2
FBx2/Fu2 ’ Геометрические размеры проточной части и активной зоны горения в дополнительной камере связаны однозначно с режимными параметрами: расходом, скоро25 стью, давлением, в также через соотношения величины этих потоков, проходящих через основную и дополнительную циклонные камеры, с концентрацией реагирующих компонентов и температурой среды в актив30 ной зоне.F B x2 / Fu2 'The geometric dimensions of the flow part and the active combustion zone in the additional chamber are unambiguously associated with the operating parameters: flow rate, speed, pressure, and also through the ratio of the magnitude of these flows passing through the main and additional cyclone chambers to the concentration of reacting components and the temperature of the medium in the core.
При подаче в основную камеру воздуха и топлива, а в дополнительную газообразных отходов (через индивидуальный распределительный корпус) обеспечиваются 35 наилучшие условия взаимодействия факела горящего топлива и отходов в зоне максимума окружной составляющей скорости.When air and fuel are supplied to the main chamber, and to the additional gaseous waste (through an individual distribution box), the 35 best conditions for the interaction of the burning fuel torch and waste in the maximum zone of the peripheral speed component are provided.
В процессе экспериментальных исследований вихревых камер установлено, что 40 диаметр выхлопного патрубка d вых. ΟΤΗΘ сенный к диаметру циклонной камеры d4, оказывает существенное влияние на способность вихревого потока удерживать во взвешенном состоянии определенное коли45 чество дисперсных частиц, находящихся в процессе тепломассообмена с окружающей средой.In the process of experimental studies of vortex chambers it was found that 40 the diameter of the exhaust pipe d o. ΟΤΗΘ related to the diameter of the cyclone chamber d 4 , has a significant effect on the ability of the vortex flow to hold in suspension a certain number of dispersed particles that are in the process of heat and mass transfer with the environment.
На фиг.1 приведена зависимость удельной несущей способности закрученного по50 тока g в граммах в секунду на один квадратный метр поперечного сечения циклоннной камеры (г/с.м2). Из графика видно, что несущая способность потока возрастает с увеличением диаметра выхлопного пат55 рубка dBbix· При относительном диаметре выхлопного патрубка dBbix/du 0.5 несущая способность потока при увеличении геометрической характеристики (S) или при упеличении FBx/Fu (при dBblx/d,.· с.опгп) н· возрастает, а даже несколько снижается, т.е. возрастает сепарация частиц из потока.Figure 1 shows the dependence of the specific bearing capacity of the swirling current 50 g in grams per second per square meter of the cross section of the cyclone chamber (g / cm 2 ). The graph shows that the flow bearing capacity increases with increasing diameter of the exhaust pipe 55 cutting d Bb ix При With a relative diameter of the exhaust pipe d Bb ix / du 0.5, the flow bearing capacity with increasing geometric characteristic (S) or when F B x / F u ( when d Bbl x / d,. · s.opgp) n · increases, and even decreases slightly, i.e. particle separation from the flow increases.
С уменьшением величины ёвых/ёцэтот эффект еще более заметен, нб при этом, естественно, возрастает аэродинамическое сопротивление. Если принять отношение FBx/Fu = 1 для дополнительной камеры газообразных отходов, пропускающей поток в отношении от 5/1 до 10/1 (к потоку продуктов сгорания), критическую скорость на входе ~ 10 м/с (для обеспечения автомодельного процесса Rexp > 0,5 · 105) при температуре отходов в пределах 273...373 К, а плотность потока рвх = 1 кг/м3, то число Еи = 4,4 (бвых/бц)'2,7, а аэродинамическое сопротивление (ΔΡ, КПА):With a decrease in the eV / oetzet effect, this effect is even more noticeable, but in this case, of course, the aerodynamic drag increases. If we take the ratio F B x / Fu = 1 for an additional chamber of gaseous waste passing through the flow in the ratio from 5/1 to 10/1 (to the flow of combustion products), the critical inlet velocity is ~ 10 m / s (to ensure the self-similar process R e xp> 0.5 · 10 5 ) when the waste temperature is in the range of 273 ... 373 K, and the flux density is pbx = 1 kg / m 3 , then the number E and = 4.4 (bq / bts) ' 2.7 and aerodynamic drag (ΔΡ, KPA):
Если при бвых/ёц = 0,4..,0,5 еще имеется возможность преодолеть указанное сопротивление с помощью вентиляторов общего назначения, то при detix/dq < 0,4 сопротивление возрастает настолько, что реализация конструкции становится экономически нецелесообразной. Высаженные из потока на стенку кожуха дисперсные частицы золы накапливаются в кольцевом зазоре между боковыми стенками кожуха и выхлопного патрубка и удаляются через патрубок золоудаления за счет перепада давления естественного или создаваемого, например, эжектором пневмотранспорта. Несложное устройство в агрегате с использованием остаточной крутки потока продуктов сгорания в отдельных случаях позволяет отказаться от специальных пылеуловителей на тракте продуктов сгорания. При организации впрыска нейтрализующих реагентов аналогично сопловому тракту топлива в виде коаксиального ряда отверстий в основной камере по диаметру бнвх в пределах осевого окна do2 имеется возможность эффективного воздействия на процесс дожита при достаточно высокой температуре (в начале дополнительной циклонной камеры) с последующим переводом вредных составляющих продуктов сгорания, таких как например, оксиды серы и азота, в твердое состояние и вывода из их цикла совместно с золой. Еще больший положительный эффект в части кондиционирования выбросов обеспечивает раздельная подача реагентов на входе в дополнительную циклонную камеру в начальной стадии дожигания и с рас положением соплового выпуска на выходе, например по кромке воротника, после завершения процессов окисления, когда снижение температуры среды за счет впрыска не повлечет за собой закалки вредных компонентов.If at bw / eq = 0.4 .., 0.5 it is still possible to overcome the indicated resistance using general-purpose fans, then at detix / dq <0.4 the resistance increases so much that the construction becomes economically inexpedient. Dispersed ash particles discharged from the stream onto the casing wall are accumulated in the annular gap between the side walls of the casing and the exhaust pipe and are removed through the ash pipe due to the pressure drop that is natural or generated, for example, by a pneumatic conveying ejector. A simple device in the unit using the residual twist of the flow of combustion products in some cases allows you to abandon special dust collectors on the path of combustion products. When organizing the injection of neutralizing reagents, similarly to the nozzle fuel path in the form of a coaxial series of holes in the main chamber along the bnvh diameter within the do2 axial window, it is possible to effectively influence the process at a sufficiently high temperature (at the beginning of the additional cyclone chamber) with the subsequent transfer of harmful components of the combustion products , such as, for example, oxides of sulfur and nitrogen, in the solid state and withdrawal from their cycle together with ash. An even greater positive effect in terms of conditioning emissions is provided by the separate supply of reagents at the inlet to the additional cyclone chamber at the initial stage of afterburning and with the location of the nozzle outlet at the outlet, for example, along the edge of the collar, after the completion of oxidation processes, when a decrease in the temperature of the medium due to injection does not entail the hardening of harmful components.
Размещение двух последовательно соединенных циклонных камер в едином, охватывающем их, воздухораспределительном корпусе помимо упрощения конструкции (в сравнении с двумя корпусами) позволяет осуществлять двухступенчатый процесс сжигания топлива в наиболее оптимальных соотношениях. Предложенная конструкция позволяет не только рассчитать и обеспечить расчетное соотношение, но и обеспечить простоту управления процессом горения при переменной подаче топлива за счет изменения лишь давления воздуха. Если при сжигании, например, природного газа в одной основной циклонной камере удается получить минимальный выход оксидов азота при ад = 0,2 ... 0,8 и «общ.= 1,02 .... 1,04 и более„1,35 (МОх « 10 мг/м3), то есть в определенном диапазоне, из которого выпадает Ообщ= 1,04 ... 1,35, то при совмещении двух циклонных камер в одном корпусе путем соответствующего подбора сечений проточной части удается устранить этот существенный недостаток.The placement of two cyclone chambers connected in series in a single air distribution housing covering them, in addition to simplifying the design (in comparison with two buildings), allows for a two-stage process of burning fuel in the most optimal ratios. The proposed design allows not only to calculate and ensure the calculated ratio, but also to provide ease of control of the combustion process with variable fuel supply due to changes in air pressure only. If, when burning, for example, natural gas in one main cyclone chamber, it is possible to obtain a minimum yield of nitrogen oxides at hell = 0.2 ... 0.8 and "total = 1.02 .... 1.04 or more" 1 , 35 (MOx “10 mg / m 3 ), that is, in a certain range from which Otot = 1.04 ... 1.35 falls, then when combining two cyclone chambers in one housing by appropriate selection of the flow section, this is a significant drawback.
При сжигании тяжелого жидкого топлива с высокой зольностью, например, нефтемаслоотходов очистных сооружений ремонтных цехов, в которых содержится помимо минеральных солей и окислов значительное количество металлических включений, целесообразно золу выводить непосредственно в процесса двухстадийного сжигания. На первой стадии в закрученном потоке основной камеры происходит быстрое выгорание легких фракций до образования мелкодисперсных коксовых частиц. На второй стадии в дополнительной циклонной камере требуется значительно большее время пребывания горючих частиц, которое может быть обеспечено при отношении диаметра выхлопного патрубка 0,4 ... 0,5 диаметра камеры. Низкотемпературное горение (900 ... 1000 К) происходит уже во всем объеме циклонной камеры, поскольку в этом диапазоне соотношений удерживающая способность закрученного потока низка (фиг.Ю). Оставшаяся от сгорания коксовых частиц зола не выносится из камеры через выхлопной патрубок, а вращается вдоль боковой стенки и выносится через ловушку и золовой выпуск. Поскольку для выгорания коксовых частиц требуется мало воздуха, но много времени, в дополнительную циклонную камеру подается воздух че11 рез ограниченное сечение тангенциальных каналов на большем радиусе, с большим моментом количества движения по сравнению с основной циклонной камерой.When burning heavy liquid fuels with high ash content, for example, oil and oil waste from sewage treatment plants of repair shops, which in addition to mineral salts and oxides contain a significant amount of metal inclusions, it is advisable to remove ash directly into the two-stage combustion process. At the first stage, in the swirling flow of the main chamber, the light fractions quickly burn out to the formation of finely divided coke particles. At the second stage, a significantly longer residence time of combustible particles is required in the additional cyclone chamber, which can be achieved with a ratio of the diameter of the exhaust pipe 0.4 ... 0.5 of the diameter of the chamber. Low-temperature combustion (900 ... 1000 K) occurs already in the entire volume of the cyclone chamber, since in this ratio range the holding ability of the swirling flow is low (Fig. U). The ash remaining from the combustion of coke particles is not carried out of the chamber through the exhaust pipe, but rotates along the side wall and is carried out through the trap and ash outlet. Since it takes a little air but a lot of time to burn out coke particles, air is supplied to the additional cyclone chamber through a limited cross section of tangential channels at a larger radius, with a large angular momentum compared to the main cyclone chamber.
При сжигании водных горючих растворов, например кубовых остатков отделения регенерации растворителей производства пенициллина, содержащих наряду с растворителями, влагой, горючими веществами большое количество (до 20% на рабочую массу) минеральных веществ, также целесообразно выводить золу непосредственно в процессе двухстадийного сжигания.When burning aqueous combustible solutions, for example bottoms of the penicillin production solvent recovery department, containing, along with solvents, moisture, and combustible substances, a large amount (up to 20% of the working mass) of mineral substances, it is also advisable to remove ash directly during the two-stage combustion process.
На первой стадии в основной камере при отношении диаметра выхлопного патрубка к диаметру камеры в пределах 0,4 ... 0,5 происходит быстрое испарение влаги и длительное выгорание твердых горючих веществ во всем объеме камеры. Поскольку в основную камеру воздуха подается недостаточно для полного сгорания органики, но достаточно для обеспечения циркуляции дисперсных частиц, в ней происходит низкотемпературный (900 ... 1000 К) процесс газификации. Продукты неполного сгорания поступают в дополнительную циклонную камеру и дожигаются в ней, обеспечивая одновременно подвод тепла вдоль оси в основную камеру для испарения влаги и воспламенения твердых частиц. По мере выгорания органических составляющих твердые частицы приближаются к боковой стенке циклонной камеры и выносятся из нее через эоловой выпуск. Исполнение торцевой стенки и выхлопного патрубка циклонной камеры в виде двух усеченных конусов, обращенных большими основаниями друг к другу, по образующим которых размещены входные тангенциальные каналы, обеспечивают образование внутри камеры двух встречно вращающиеся торообразных вихрей, которые выбрасывают твердые частицы к оси в центре камеры. Частицы падают на конические стенки и сползают по ним в сторону тангенциальных каналов подачи воздуха. Такая многократная циркуляция способствует истиранию частиц и интенсивному тепломассообмену.At the first stage, in the main chamber with a ratio of the diameter of the exhaust pipe to the diameter of the chamber in the range of 0.4 ... 0.5, rapid evaporation of moisture and prolonged burning of solid combustible substances in the entire chamber takes place. Since insufficient air is supplied to the main chamber for complete combustion of organics, but enough to ensure the circulation of dispersed particles, a low-temperature (900 ... 1000 K) gasification process takes place in it. Products of incomplete combustion enter an additional cyclone chamber and are burned in it, while simultaneously supplying heat along the axis into the main chamber for evaporation of moisture and ignition of solid particles. As the organic components burn out, the solid particles approach the side wall of the cyclone chamber and are carried out of it through the aeolian outlet. The execution of the end wall and the exhaust pipe of the cyclone chamber in the form of two truncated cones facing each other with large bases, along the generatrices of which the tangential inlet channels are located, ensure the formation of two counter-rotating toroidal vortices inside the chamber, which eject solid particles to the axis in the center of the chamber. Particles fall onto the conical walls and slide along them towards the tangential air supply channels. Such multiple circulation contributes to the abrasion of particles and intense heat and mass transfer.
По рассмотренному принципу целесообразно осуществлять также двухступенчатое сжигание твердого топлива, когда в основной камере происходит газификация дисперсных частиц, например угля, сланца или древесных отходов, и вывод золы через * ловушку и радиальный выпуск, а в дополнительной циклонной камере горение продуктов газификации.According to the principle considered, it is also advisable to carry out two-stage combustion of solid fuel, when dispersed particles, such as coal, shale or wood waste, are gasified in the main chamber, and ash is removed through a * trap and radial discharge, and gasification products are burned in an additional cyclone chamber.
Принципиально вихревая камера сгорания может работать при любом давлении в выхлопном патрубке, если на входе обеспе чивают давление воздуха большее на величину расчетного перепада в проточной части. Однако, несмотря на то, что у стенки смесительной камеры блока давление всег5 да ниже, чем* у стенки циклонной камеры, воздуха в блок розжига может поступать за счет самовсасывания лишь до определенного уровня давления в циклонной камере.Fundamentally, a vortex combustion chamber can operate at any pressure in the exhaust pipe, if an air pressure greater than the calculated differential in the flow part is provided at the inlet. However, despite the fact that the pressure at the wall of the mixing chamber of the unit is always 5 yes lower than * at the wall of the cyclone chamber, air can enter the ignition unit by self-priming only up to a certain pressure level in the cyclone chamber.
. При работе вихревой* камеры сгорания без противодавления блок розжига при са-, мовсасывании воздуха работает, как правило, не в атомодельном режиме (малый перепад давления, составляющий 50 ... 100 Па), что практически не сказывается на ус15 тойчивости воспламенения запального факела в нем. Но при наличии достаточно большого противодавления за вихревой камерой воздух в тангенциальный патрубок блока розжига должен уже подаваться при20 нудительно. При неопределенных соотно. шениях геометрических размеров блока розжига на устойчивость розжига давление подаваемого воздуха оказывает большое влияние. С повышением давления устойчи25 вость снижается.. When the vortex * combustion chamber is operated without backpressure, the ignition unit, when the air is sucked in, sucks air in, does not work, as a rule, in the atomic mode (small pressure drop of 50 ... 100 Pa), which practically does not affect the stability of ignition of the ignition flame in him. But if there is a sufficiently large back pressure behind the vortex chamber, air should already be forced into the tangential branch pipe of the ignition unit. When uncertain, respectively. Depending on the geometric dimensions of the ignition unit, the stability of the ignition has a great influence on the pressure of the supplied air. With increasing pressure, the stability decreases.
Экспериментально установлено, что при геометрической характеристике блока розжига S > 6 давление воздуха уже практически не сказывается на устойчивости 30 воспламенения. Если геометрическая характеристика блока розжига S = , тоIt was experimentally established that, with the geometric characteristic of the ignition unit S> 6, the air pressure practically does not affect the stability of 30 ignition. If the geometric characteristic of the ignition unit is S =, then
Гтп/гкс при S = 6 максимальная площадь поперечного сечения тангенциального патрубкаGtr / gks at S = 6 maximum cross-sectional area of the tangential nozzle
А - Επτ/Fkc — 0,17 dn/dKci где F-rn - площадь поперечного сечения тангенциального патрубка блока розжига:A - Επτ / Fkc - 0.17 d n / d K ci where F-rn is the cross-sectional area of the tangential branch pipe of the ignition unit:
F - площадь поперечного сечения смесителя.F is the cross-sectional area of the mixer.
Диаметр пламепровода, отнесенный к диаметру камеры смещения блока розжига, обычно находится в пределахThe diameter of the flame duct, referred to the diameter of the displacement chamber of the ignition unit, is usually within
0.4 <dn/dKc < 1,0.0.4 <dn / d K c <1.0.
Предел 0,4 обусловлен большим аэро45 динамическим сопротивлением блока, а 1,0 соответствует dn = dKC· При уменьшении Fht/Fkc менее 0,17 dn/dKc устойчивость теоретически возрастает, но при этом возрастает и аэродинамическое сопротивление 50 блока.The limit of 0.4 is due to the large aerodynamic drag of the block, and 1.0 corresponds to dn = d KC · When Fht / Fkc decreases to less than 0.17 d n / d K c, the stability theoretically increases, but the aerodynamic drag of 50 blocks also increases.
При увеличении Fht/Fkc более 0,17 dn/dxc устойчивость розжига снижается, а для его поддержания требуется снижение давления в тангенциальном патрубке.With an increase in Fht / Fkc of more than 0.17 dn / dxc, the stability of the ignition decreases, and its maintenance requires a decrease in pressure in the tangential branch pipe.
На фиг.1 показан продольный разрез вихревой камеры сгорания с сопловым аппаратом узла подачи топлива в виде коаксиального ряда отверстий и блоком розжига. На фиг.2 - поперечный разрез А-А по фиг. 1.Figure 1 shows a longitudinal section of a vortex combustion chamber with a nozzle apparatus of the fuel supply unit in the form of a coaxial series of holes and an ignition unit. Figure 2 is a transverse section aa of fig. 1.
На фиг.З - продольный разрез циклонной камеры с сопловым аппаратом в виде коаксиального ряда отверстий и одиночной центральной форсунки, с указанием предельных значений угла раскрытия сопла одиночной форсунки и направлением отверстий коаксиального ряда при максимальном его диаметре.In Fig.Z is a longitudinal section of a cyclone chamber with a nozzle apparatus in the form of a coaxial row of holes and a single central nozzle, indicating the limiting values of the opening angle of the nozzle of a single nozzle and the direction of the holes of the coaxial row at its maximum diameter.
На фиг.4 - продольный разрез вихревой камеры с узлом подачи топлива в виде одиночной форсунки и блоком розжига, воздух в который поступает из корпуса основной циклонной камеры, а к выхлопному патрубку подсоединена дополнительная циклонная камера с сопловым аппаратом для подачи нейтрализационного раствора по кромке осевого окна. Выхлопной патрубок дополнительной камеры размещен в кожухе с образованием кольцевого зазора, оснащенного патрубком золоудаления, а боковая стенка выхлопного патрубка оснащена дополнительным сопловым аппаратом для подачи нейтрализующего раствора.Figure 4 is a longitudinal section of a vortex chamber with a fuel supply unit in the form of a single nozzle and an ignition unit, into which air enters from the main cyclone chamber body, and an additional cyclone chamber with a nozzle apparatus for supplying a neutralization solution along the edge of the axial window is connected to the exhaust pipe . The exhaust pipe of the additional chamber is placed in the casing with the formation of an annular gap equipped with an ash pipe, and the side wall of the exhaust pipe is equipped with an additional nozzle device for supplying a neutralizing solution.
На фиг.5 - продольный разрез двух последовательно соединенных циклонных камер, заключенных в единый охватывающий их воздухораспределительный корпус.Figure 5 is a longitudinal section of two series-connected cyclone chambers enclosed in a single enclosing air distribution housing.
На фиг.6 - продольный разрез двух последовательно соединенных циклонных камер а общем корпусе с патрубком золоудаления из дополнительной камеры.Figure 6 is a longitudinal section of two series-connected cyclone chambers in a common housing with an ash discharge pipe from an additional chamber.
На фиг.7 - поперечный разрез Б-Б по фиг.6.In Fig.7 is a transverse section bB in Fig.6.
На фиг.8 - продольный разрез двух последовательно соединенных циклонных камер в общем корпусе с патрубком золоудаления из основной камеры и подачей твердого топлива посредством шнека.On Fig is a longitudinal section of two series-connected cyclone chambers in a common housing with an ash discharge pipe from the main chamber and the supply of solid fuel through the screw.
На фиг.9 - зависимость диаметра осёвого окна, отнесенного к диаметру выхлопного патрубка, от геометрической характеристики циклонной камеры.In Fig.9 - the dependence of the diameter of the axial window, referred to the diameter of the exhaust pipe, from the geometric characteristics of the cyclone chamber.
На.фиг.1’0 - зависимость несущей способности потока от геометрической харак-, терисТики и диаметра выхлопного патрубка, отнесенного к диаметру циклонной камеры.Fig. 1’0 is the dependence of the flow bearing capacity on the geometric, thermal and diameter of the exhaust pipe, referred to the diameter of the cyclone chamber.
Вихревая камера сгорания содержит корпус 1, циклонную камеру 2 с боковыми входными тангенциальными каналами 3 и осевым выхлопным патрубком 4. На торцевой стенке 5 размещен узел подачи топлива, выполненный в виде одиночной центральной форсунки 6 или коаксиальной камеры 7. Узел подачи топлива оборудован сопловым аппаратом 8 в виде одиночного отверстия, коаксиального ряда отверстий или кольцевого выпуска (фиг.8) в пределах осевого окна.The vortex combustion chamber contains a housing 1, a cyclone chamber 2 with lateral inlet tangential channels 3 and an axial exhaust pipe 4. On the end wall 5 there is a fuel supply unit made in the form of a single central nozzle 6 or a coaxial chamber 7. The fuel supply unit is equipped with a nozzle device 8 in the form of a single hole, a coaxial series of holes or an annular outlet (Fig. 8) within the axial window.
Сопловый аппарат относительно оси камеры раскрыт на угол (от jOmmh до 9?макс).The nozzle apparatus relative to the camera axis is opened at an angle (from jOmmh to 9? Max).
тангенс которого равен 0.8 ... 5 отношения диаметра осевого окна к длине циклонной камеры (do/1ц) для одиночного центрального отверстия или разности значений диаметров осевого окна и коаксиального ряда отверстий, отнесенной к длине циклонной камеры (d0 - dT)/lu для коаксиального ряда отверстий.whose tangent is 0.8 ... 5 of the ratio of the diameter of the axial window to the length of the cyclone chamber (do / 1c) for a single central hole or the difference in the diameters of the axial window and the coaxial row of holes related to the length of the cyclone chamber (d 0 - d T ) / lu for coaxial row of holes.
Узел подачи топлива оснащен также блоком розжига, который состоит из смесителя 9 с тангенциальным патрубком 10 и пламепроводом 11. В торцевой стенке 5 выполнено осевое окно 12, диаметр которого (do) составляет 0.08 ... 0,8 диаметра выхлопного патрубка (dBHx).The fuel supply unit is also equipped with an ignition unit, which consists of a mixer 9 with a tangential pipe 10 and a flame tube 11. An axial window 12 is made in the end wall 5, the diameter of which (do) is 0.08 ... 0.8 of the diameter of the exhaust pipe (d BH x )
К основной циклонной камере 2 (фиг.4) присоединена дополнительная циклонная камера 13 с торцевой стенкой 23, тангенциальными каналами 16 и выхлопным патрубком 17. В торцевой стенке 23 выполнено осевое окно 14, в которое введен выхлопной патрубок 4 .основной камеры 2. Осевое окно 14 также, как и в основной камере идет диаметр (do2), который составляет 0,08...0,8 диаметра выхлопного патрубка (бвыхг). По кромке осевого окна 14 (фиг.4) диаметром do2 размещен сопловый аппарат 8 для нейтрализующего раствора в виде коаксиального ряда отверстий, расположенных по диаметру йнвых. Камера 13 заключена в индивидуальный корпус 15, а кожух 17 оснащен выхлопным патрубком 18 с осевым проходом 19; Стенка кожуха 17 оснащена патрубком золоудаления 20. Диаметр осевого прохода 19 (dBbix2) равен 0,4 ... 0,5 диаметра (du2) дополнительной циклонной камерыAn additional cyclone chamber 13 with an end wall 23, tangential channels 16 and an exhaust pipe 17 is connected to the main cyclone chamber 2 (Fig. 4). An axial window 14 is made in the end wall 23, into which the exhaust pipe 4 of the main chamber 2 is inserted. Axial window 14, as well as in the main chamber, there is a diameter (do2), which is 0.08 ... 0.8 of the diameter of the exhaust pipe (double). At the edge of the axial window 14 (Fig. 4) with a diameter of do2, a nozzle apparatus 8 for a neutralizing solution is placed in the form of a coaxial series of holes located along the diameter of the second. The camera 13 is enclosed in an individual housing 15, and the casing 17 is equipped with an exhaust pipe 18 with an axial passage 19; The wall of the casing 17 is equipped with an ash pipe 20. The diameter of the axial passage 19 (d Bb ix2) is 0.4 ... 0.5 of the diameter (du2) of the additional cyclone chamber
13. На боковой стенке выхлопного патрубка 18 размещен сопловый аппарат 8 для подачи нейтрализующего раствора.13. On the side wall of the exhaust pipe 18 there is a nozzle apparatus 8 for supplying a neutralizing solution.
На фиг.6,7 торцевая стенка 23 и выхлопное сопло 17 циклонной камеры 13 выполнены в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другубольшими основаниями, по образующим которых размещены входные тангенциальные каналы 16. Каналы 16 выполнены виде межлопаточных пароходов или индивидуальных сопл, направленных в сторону закрутки потока. Боковая стенка камеры 13 выполнена по спирали, с одной стороны расположены навстречу потоку воздуха через ловушку 22. а с другой стороны обращены к золоотводящему патрубку 20..In Fig.6,7, the end wall 23 and the exhaust nozzle 17 of the cyclone chamber 13 are made in the form of two truncated cones facing each other with large bases, along the generatrix of which the tangential input channels 16 are placed. The channels 16 are made in the form of interscapular steamers or individual nozzles directed into flow swirl side. The side wall of the chamber 13 is made in a spiral, on the one hand are located towards the air flow through the trap 22. and on the other hand are facing the ash outlet pipe 20 ..
По фиг.8 аналогично выполнена основная циклонная камера 2, в которой коаксиальная камера 7 представляет собой шнек с бункером для подачи твердого топлива. В полом валу шнека размещен пламепровод 11 блока розжига. Сопловой аппарат 8 вы15 полнен в виде кольцевого прохода равного диаметру осевого окна 12. В последовательно соединенных циклонных камерах ^ и 13 диаметр осевого окна изменяется по закону для основной камеры:On Fig similarly made the main cyclone chamber 2, in which the coaxial chamber 7 is a screw with a hopper for supplying solid fuel. In the hollow shaft of the screw there is a flame tube 11 of the ignition unit. The nozzle apparatus 8 is made in the form of an annular passage equal to the diameter of the axial window 12. In the cyclone chambers ^ and 13 connected in series, the diameter of the axial window changes according to the law for the main chamber:
doi/dewxi = VQ (Φ/ει+ 1) и для дополнительной камеры do2/dBwx2 = (Φ/Sa+I), причем бвых1 ~do2.doi / dewxi = VQ (Φ / ει + 1) and for the additional camera do2 / d B wx2 = (Φ / Sa + I), moreover, 1 ~ do2.
' Последовательно соединенные циклонные камеры 2 и 13 (фиг.5) заключены в единый охватывающий их корпус 21. Тангенциальный патрубок 10 сообщен с полостью корпуса 1 трубопроводом 22. Максимальная площадь поперечного сечения патрубка 10. отнесенная к площади поперечного сечения смесительной камеры 9, не должна превышать величины 0,17 отношения диаметра пламенепровода 11 к диаметру смесительной камеры 9.'The series-connected cyclone chambers 2 and 13 (Fig. 5) are enclosed in a single enclosure 21 enclosing them. The tangential nozzle 10 is connected to the cavity of the enclosure 1 by a pipe 22. The maximum cross-sectional area of the nozzle 10. Related to the cross-sectional area of the mixing chamber 9, should not exceed the value of 0.17, the ratio of the diameter of the flame duct 11 to the diameter of the mixing chamber 9.
Вихревая камера сгорания работает следущим образом.The vortex combustion chamber operates as follows.
Воздух поступает в корпус 1 (и 21 по фиг.5), где распределяется по тангенциальным каналам 3 (и >6 по фиг.5). На выходе в циклонную камеру 2 (и 13 по фиг.5) воздух закручивается. Воздух также поступает в смеситель 9 блока розжига из атмосферы за счет разрежения, создаваемого закрученным, потоком при отсутствии противодавления в выхлопном патрубке, 4, 17 (или из корпуса 1 посредством трубопровода 22 по фиг.4 при наличии противодавления в выхлопном патрубке 4, 17). В смеситель 9 подают газ» (не показано), который поджигают запальной свечой (не показано). Г аз воспламеняется в закрученном потоке воздуха, поступающего через патрубок 10, запальный факел через пламепровод 11 выходит в полость циклонной камеры 2. Топливо подается в полость циклонной камеры 2 через сопловый аппарат 8. Топливо воспламеняется от запального факела. Факел горящего основного топлива выходит из выхлопного патрубка 4 (по фиг.1 - 3 в присоединяемый топочный объем не показан) или попадает в следующую дополнительную циклонную камеру^ (по фиг.4 - 8) где раскрывается до размера, обусловленного геометрическими размерами присоединенной дополнительной циклонной камеры. По фиг.4 в корпус 15 подают газообразные отходы, которые, проходя тангенциальные каналы 16, закручиваются в полости циклонной камеры 13 и приходят во взаимодействие в активной зоне горения с факелом, выходящим из выхлопного патрубка 4 циклонной камеры 2. На начальном участке дополнительной камеры 13 (фиг.4) в активную зону дожигания вводится через сопловый аппарат 8 нейтра лизующий раствор, например известковое молоко. Закрученный поток продуктов сгорания в выхлопном патрубке 17 благодаря соотношению dBUx2/dU2 = 0,4 ... 0.5 выделяет из потока основную часть золы и связанные нейтрализующим раствором вредные оксиды. Дополнительной коагуляции твердые частицы в закрученном потоке подвергаются на выходе из выхлопного патрубка 17 за счет дополнительного впрыска нейтрализующего раствора через сопловый аппарат 8, размещенный на основной стенке выхлопного патрубка 18. Зола и связанные оксиды собираются в кольцевом зазоре между боковой стенкой кожуха 17 и патрубка 18 и отводятся через осевой проход 19.Air enters the housing 1 (and 21 of FIG. 5), where it is distributed along the tangential channels 3 (and> 6 of FIG. 5). At the exit to the cyclone chamber 2 (and 13 of FIG. 5), the air swirls. Air also enters the mixer 9 of the ignition unit from the atmosphere due to the rarefaction created by swirling flow in the absence of backpressure in the exhaust pipe, 4, 17 (or from the housing 1 through the pipe 22 in Fig. 4 in the presence of back pressure in the exhaust pipe 4, 17) . A gas "(not shown) is supplied to the mixer 9, which is ignited by a spark plug (not shown). The gas is ignited in a swirling flow of air entering through the pipe 10, the pilot flame through the flame pipe 11 enters the cavity of the cyclone chamber 2. Fuel is supplied to the cavity of the cyclone chamber 2 through the nozzle apparatus 8. The fuel ignites from the pilot flame. The torch of the burning main fuel leaves the exhaust pipe 4 (not shown in FIGS. 1–3), or enters the next additional cyclone chamber ^ (in FIGS. 4–8) where it opens to a size determined by the geometrical dimensions of the attached additional cyclone cameras. 4, gaseous wastes are fed into the housing 15, which, passing through the tangential channels 16, are twisted in the cavity of the cyclone chamber 13 and come into interaction in the active combustion zone with a torch exiting the exhaust pipe 4 of the cyclone chamber 2. At the initial section of the additional chamber 13 (FIG. 4), a neutralizing solution, for example, milk of lime, is introduced into the active afterburning zone through a nozzle apparatus 8. The swirling flow of combustion products in the exhaust pipe 17 due to the ratio d BU x2 / d U 2 = 0.4 ... 0.5 releases the main part of the ash from the stream and harmful oxides bound by the neutralizing solution. For further coagulation, solid particles in the swirling stream are exposed to the outlet of the exhaust pipe 17 by additionally injecting a neutralizing solution through a nozzle apparatus 8 located on the main wall of the exhaust pipe 18. Ash and associated oxides are collected in the annular gap between the side wall of the casing 17 and the pipe 18 and diverted through the axial passage 19.
В циклонной камере 13(фиг.6) и2(фиг.8) воздух, поступающий соответственно через тангенциальные каналы 16 и 3, образует циркуляцию двух вращающихся навстречу друг другу торообразных вихрей, в которых подвергаются интенсивному механическому истиранию и тепломассообмену твердые горючие частицы, а зола во вращающемся кольцевом потоке по мере утяжеления (выгорания углерода) переносится на боковую поверхность камер и через ловушку 22 и патрубок 20 выводится из цикла. Камеры 13 (фиг.6) и 2 (фиг.8) эффективно работают при горении твердых частиц в низкотемпературном режиме без перехода золы в жидкое состояние, когда частицы не прилипают к коническим стенкам камер.In the cyclone chamber 13 (FIG. 6) and 2 (FIG. 8), the air entering through the tangential channels 16 and 3, respectively, forms a circulation of two toroidal vortices rotating towards each other, in which solid combustible particles undergo intensive mechanical abrasion and heat and mass transfer, and ash in a rotating annular flow with increasing weight (carbon burnout) is transferred to the side surface of the chambers and through the trap 22 and the pipe 20 is removed from the cycle. Chambers 13 (FIG. 6) and 2 (FIG. 8) work efficiently when burning solid particles in a low temperature mode without ash transitioning to a liquid state when particles do not stick to the conical walls of the chambers.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904862614A SU1814714A3 (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Swirl combustion chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904862614A SU1814714A3 (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Swirl combustion chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1814714A3 true SU1814714A3 (en) | 1993-05-07 |
Family
ID=21534024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904862614A SU1814714A3 (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Swirl combustion chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1814714A3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688605C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-05-21 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Additive flow divider |
-
1990
- 1990-08-29 SU SU904862614A patent/SU1814714A3/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688605C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-05-21 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Additive flow divider |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3124086A (en) | Slurry firex cyclone furnace | |
| KR101331215B1 (en) | An ultra-high temperature incinerator using cyclone-pattern air flow | |
| JPH0252765B2 (en) | ||
| CA1199861A (en) | Oil and coal fired ignition burner in boiler heating assembly | |
| EP0163423B1 (en) | Controlled flow, split stream burner assembly with sorbent injection | |
| SU1814714A3 (en) | Swirl combustion chamber | |
| JPS63172808A (en) | Melting furnace of swirl air type | |
| KR101272380B1 (en) | Burner for pellet | |
| WO1988003247A1 (en) | Slagging combustion system | |
| RU2354886C1 (en) | Cyclone furnace extension | |
| RU2627757C2 (en) | Layer boiler with vertical swirling-type furnace | |
| WO2015122794A1 (en) | Device for combusting coal-water fuel (variants) | |
| US2873701A (en) | Fluid fuel burner | |
| RU2406927C1 (en) | Steam boiler with twin swirling-type furnace | |
| RU2196273C1 (en) | Cyclone-type furnace extension | |
| RU164547U1 (en) | CYCLON PREPARATION | |
| RU2096687C1 (en) | Boiler unit | |
| SU1562598A1 (en) | Rotary-piston machine | |
| RU179857U1 (en) | HEATER | |
| RU2230989C2 (en) | Furnace for after-burning of flue gases | |
| EA008046B1 (en) | Method of burning fuel and burner therefor | |
| CN205774353U (en) | A kind of special and matching used pulverized coal gasification furnace of steam boiler | |
| JP2869937B2 (en) | Slag type combustion device | |
| JPS5921441B2 (en) | combustion device | |
| JPS6114401B2 (en) |