UA122756C2 - Спосіб та пристрій для спалювання газоподібного або рідкого палива - Google Patents
Спосіб та пристрій для спалювання газоподібного або рідкого палива Download PDFInfo
- Publication number
- UA122756C2 UA122756C2 UAA201911695A UAA201911695A UA122756C2 UA 122756 C2 UA122756 C2 UA 122756C2 UA A201911695 A UAA201911695 A UA A201911695A UA A201911695 A UAA201911695 A UA A201911695A UA 122756 C2 UA122756 C2 UA 122756C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- combustion chamber
- burner tube
- downpipe
- intersection
- burner
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 110
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 claims 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 16
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
- F23D14/24—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D91/00—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
- F23D91/02—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/03005—Burners with an internal combustion chamber, e.g. for obtaining an increased heat release, a high speed jet flame or being used for starting the combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/06041—Staged supply of oxidant
Abstract
Винахід стосується способу і відповідного пристрою для спалювання газоподібного або рідкого палива в камері згоряння, яка має гідравлічний діаметр D. Паливо, а також первинний окиснювач, вводять по пальниковій трубці в камеру згоряння, при цьому паливо і первинний окиснювач мають певну середню швидкість u1 на вході пальникової трубки в камеру згоряння, а вторинний окиснювач з середньою швидкістю u2 вводиться по спускній трубі в камеру згоряння. Пальникову трубку розташовано у положенні (p) таким чином, що положення (p) має відстань |d1| , визначену як найменша відстань між (p) та центральною лінією (a) камери згоряння, при цьому відстань |d1| від положення (p) до точки (i) перетину центральної лінії спускної труби та ділянки S перетинання камери згоряння та спускної труби є менше, ніж відстань |dc| від перетину центральної лінії камери згоряння та найкоротшого з’єднання між положенням (p) та центральною лінією (а) камери згоряння до точки (i) перетину центральної лінії (c) спускної труби та ділянки S перетинання камери згоряння та спускної труби.
Description
Винахід стосується способу та відповідного вузла пальника для спалювання газоподібного або рідкого палива в камері згоряння, яка може мати циліндричну форму з діаметром О в перерізі, де газоподібне або рідке паливо, а також первинний окиснювач, із середньою швидкістю и: вводять по пальниковій трубці (включаючи головку форсунки) в камеру згоряння.
Вторинний окиснювач із середньою швидкістю ц2 вводять по спускній трубі в камеру згоряння. Деякі промислові процеси, такі як нагрівання матеріалу в приєднаній печі, розраховують на тепло, отримане при спалюванні палива та окиснювача. Зазвичай паливо - це природний газ або нафта. Окиснювачем зазвичай є повітря, відпрацьоване повітря, кисень або повітря, збагачене киснем. Застосовувані вузли пальника зазвичай мають камеру згоряння з щонайменше однією пальниковою трубкою для введення газоподібного або рідкого палива та первинного окиснювача і, необов'язково, засіб подачі вторинного окиснювача, наприклад, спускну трубу для вторинного повітря. Відповідно до рівня техніки камера згоряння має горизонтальну центральну лінію, спускна труба для вторинного повітря має вертикальну центральну лінію на перетині з камерою згоряння, а пальникова трубка має горизонтальну центральну лінію і розташована по центральній лінії камери згоряння на закритій торцевій пластині камери згоряння (див., наприклад, 05 2016/0201904 АТ).
Технологічна проблема у вузлах пальника такої конструкції, це нерівномірний температурний профіль: По-перше, нерівномірний температурний профіль призводить до теплового напруження на стінці камери згоряння. По-друге, гарячі точки полум'я посилюють утворення МОх. Більше того, нерівномірний температурний профіль у камері згоряння зазвичай призводить до нерівномірного температурного профілю в приєднаній печі, де матеріал підлягає термічній обробці. Це, в свою чергу, призводить до неоднорідної якості продукту з термічно обробленого матеріалу.
Цей останній аргумент слід пояснити більш докладно з точки зору процесу випалювання гранул на заводах для гранулювання залізної руди: В даний час шар гранул має нерівномірний розподіл температури в горизонтальному напрямку, що пояснюється утворенням локальних гарячих зон у печі, завдяки конвективній теплопередачі від полум'я всередині камери згоряння.
Оскільки полум'я займає лише обмежений простір, а навколишній простір займає більш холодне вторинне повітря з спускної труби, то велику температурну різницю можна спостерігати
Зо по радіусу камери згоряння на її перетині з топкою, а також по ширині власно печі. Оскільки гарячі зони знаходяться в центрі печі, то в шарі гранул створюється велика різниця в якості гранул по ширині печі.
Як правило, зниження викидів МОх досягають шляхом введення суміші окиснювача та палива. В 05 8,202,470 В2 описано вузол пальника випалювальної печі з проходом для повітря, що веде до теплової станції. За проектом попередньо нагріте рециркульоване повітря направляють крізь прохід до теплової станції і змішують з паливним газом для утворення горючої суміші, яка запалюється в проході. Це досягається шляхом впорскування паливного газу в проході у потік, який не утворює горючу суміш з попередньо нагрітим рециркульованим повітрям перед входом у прохід.
В УМО 2015/018438 А1 описано вузол пальника, в якому повітря для згоряння вводять в камеру згоряння так, що воно проходить крізь пальник, а потім відхиляється таким чином, що потік попередньо нагрітого повітря для горіння та менші потоки палива та первинного повітря течуть головним чином паралельно від пальника до печі змішувача в камеру згоряння для змішування з повітрям для горіння.
Однак, описані рішення не перешкоджають високому локальному тепловому навантаженню в частинах камери згоряння. Крім того, це не стосується впливу температурного градієнта, а стосується вирішенню проблеми гарячих точок з високою температурою як причини великих викидів МОх.
Отже, завданням винаходу є створення більш рівномірної температури газу у всій печі.
Ця проблема вирішується способом за п.1 формули винаходу.
Такий спосіб включає введення газоподібного або рідкого палива та первинного окиснювача в камеру згоряння крізь пальникову трубку. Кожне з плинних середовищ, що знаходяться в пальниковій трубці, наприклад, паливо і первинний окиснювач, вводять з певною швидкістю, завдяки чому один потік може бути швидшим за інший (при вході в камеру згоряння). Середня швидкість в пальниковій трубці при вході в камеру згоряння визначається як ц:. Крім того, вторинний окиснювач вводиться крізь спускну трубу в камеру згоряння із середньою швидкістю цг (на вході в камеру згоряння). Камера згоряння має типову циліндричну форму з діаметром перерізу О і є симетричною відносно центральної лінії (камера згоряння може також мати інші форми). 60 Переважно, щоб и: була більша, ніж и». Найбільш переважно відношення и:/й2 знаходиться в межах 0,1-20,0.
Найважливішою частиною винаходу є те, що пальникову трубку розташовують у положенні р (вимірюваному від кінця пальникової трубки) таким чином, що положення р має відстань |ач|, визначену як найменшу відстань між р і центральною лінією камери згоряння. Причому відстань
ІЯ1| від положення р до точки (ї) перетину центральної лінії спускної труби (на частині спускної труби поруч із ділянкою 5 перетинання), а контактна поверхня камери згоряння та спускної труби є меншою, ніж відстань |с| Відстань |йс| визначається як відстань від перетину центральної лінії камери згоряння та найкоротшого з'єднання між р і центральною лінією (а) камери згоряння до перетину (ї) центральної лінії спускної труби та ділянкою 5 перетинання камери згоряння та спускної труби.
Бажано, щоб пальникову трубку було,розташовано в положенні р таким чином, щоб положення р мало паймеі: від таня МЦ|Одо центральної лінії камери згоряння, яка ! ц/ | 2 визначається по формулі - Середня швидкість цї, визначається по п
УМА, шу - 8 З-- - формулі до л де м - швидкість кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці, Р. це щільність кожного плинного середовища в пальниковій трубці, А; - поперечний переріз потоку кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці на вході трубки пальника в камеру згоряння, та 95 - загальний масовий потік у пальниковій трубці. Окремими плинними середовищами в пальниковій трубці можуть бути, наприклад, паливо, первинне повітря, охолоджуюче повітря, захисне повітря або суміш первинного повітря тапалива. 4
Переважно положення р має наймен ЧУ Ситч ІЧ40 причому а; має позитивне значення, до ше) 2 центральної лінії камери згоряння , де значення а знаходиться в межах 0,05-0,15.
Обчислювальне гідродинамічне моделювання (ОГМ) роказало, що при розташуванні трубки у положення р згідно винаходу температурний градієнт -реївйоесв штасе,тах рейвйоеов штасентй менше 10ОК. Це значно нижче, ніж у рівні техніки, де зазвичай він складає 40К. Причиною покращення є взаємодія полум'я та зони рециркуляції в камері згоряння.
Розмістивши пальникову трубку у більш високому положенні р відносно центральної лінії камери згоряння, у тому сенсі, що відстань між нижнім кінцем спускної труби і центральною
Зо лінією пальникової трубки є зменшеною, то може бути забезпечено відхиленням полум'я. Це відхилення створюється в зоні рециркуляції завдяки перенаправлення попередньо нагрітого вторинного окиснювача від спускної труби в камеру згоряння. Полум'я, яке розміщене у дещо більш високому місці згідно з винаходом, завдяки переставленій пальниковій трубці, всмоктується зоною рециркуляції та остаточно відхиляється. Це відхилення в свою чергу змінює кут, під яким отриманий гарячий топковий газ зустрічається з топковим газом від протилежно розміщеної камери згоряння. Згідно з рівнем техніки, частина потоку найгарячішої частини топкового газу в печі направляється донизу, а згідно винаходу вона направляється вгору.
Наступною перевагою винаходу є зниження температури у найгарячішій частині стінки камери згоряння. У стандартних конструкціях відповідно до рівня техніки виявляються більш високі температури на нижній стінці камери згоряння, що викликано певним відхиленням полум'я від середини камери згоряння до її дна. Конструкція згідно винаходу призводить до значно більшої відстані полум'я від нижньої стінки, і, таким чином, температура нижньої стінки знижується. Це зменшує ризик термічних пошкоджень і навіть може призвести до збільшення потужності пальника.
У винаході, що заявляється, нове розташування пальникової трубки відповідає безрозмірному коефіцієнту 4, який знаходиться в межах 0,05-0,15, переважно 0,075-0,125 і найбільш переважно 0,09-0,11. Для типового вузла пальника відповідно до рівня техніки з пальником по центральній лінії камери згоряння, коефіцієнт а знаходиться в межах 0,2-0,3.
Якщо коефіцієнт 4 перевищує 0,15, то відстань між полум'ям і зоною рециркуляції занадто велика, отже, не відбуватиметься відхилення полум'я. Якщо коефіцієнт 4 менше 0,05, то відстань між полум'ям і зоною рециркуляції занадто мала, отже, температура газу в зоні рециркуляції сильно зростає. Отже, температура верхньої стінки підвищується, що може спричинити термічні пошкодження.
Переважно, щоб середня швидкість иї становила менше 200 м/с, переважно в межах 70-140 м/с. Тим самим досягають розумного падіння тиску в трубці або в головці трубки, а також відбувається зменшення утворення Мох.
Більше того, згідно винаходу бажано вводити вторинний окиснювач у камеру згоряння із середньою швидкістю ц2 між 10 м/с і 35 м/с для забезпечення доброго розподілу палива.
В принципі, кожен газ з будь-яким вмістом кисню може використовуватися як окиснювач.
Однак, повітря або повітря, збагачене киснем, найчастіше використовується, враховуючи низькі витрати. В наступному описі в якості первинного та вторинного окиснювача беретрся повітря. . . . . то т.
Іншим відповідним параметром є відношення загального повітря ос, де аг - . . . . . т загальний масовий потік повітря, що вводиться (первинне та вторинне повітря), а 5осп - це масовий потік повітря, необхідний для стехіометричної реакції з введеним паливом. Переважно
Х знаходиться в межах 1,2-12, більш переважно 2-6,5.
Х Пак рт
З тих же міркувань відношення первинного повітря зось знаходиться в межах
Та - іт га : : 0,05-22, де рт - масовий потік введеного первинного повітря.
Типова пальникова трубка має потужність в межах 2-6 МВт. Це дає можливість використовувати її в типових промислових печах.
Винахід також стосується вузла пальника з ознаками за пунктом 10 формули винаходу.
Такий вузол пальника має камеру згоряння циліндричної, прямокутної або іншої форми з центральною лінією та гідравлічним діаметром ОО. Щонайменше одну пальникову трубку використовують для подавання газоподібного чи рідкого палива та первинного окиснювача з середньою швидкістю ці, та одну спускну трубу використовують для подавання вторинного окиснювача з середньою швидкістю и».
Найважливішим у винаході є те, що пальникова трубка регулюється у положенні р (виміряному від кінця пальникової трубки) таким чином, що положення р має відстань ||, визначену як найменшу відстань між р і центральною лінією камери згоряння. Причому відстань
Зо ІЯїЇ від положення р до перетину центральної лінії спускної труби та ділянки 5 перетинання камери згоряння та спускної труби є менше, ніж відстань |йс|І. Відстань |йс| визначають як відстань від перетину центральної лінії горіння і найкоротшого сполучення між р і центральною лінією (а) камери згоряння до точки (ї) перетину центральній лінії спускної труби та ділянки 5 перетинання камери згоряння і спускної труби.
Переважно, щоб пальникову трубку було розташовано у такому положенні р, коли положення р має найм В! стань КІ. |Сдо центральної лінії камери згоряння, причому |а:) 1 - - (- - «--
Це 2 визначено по формулі - Середня швидкість цї, визначається по формулі у?
УМісрРА, шу - 8 З-- - т . о . дев ,де мі - швидкість кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці,
Р. це щільність кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці, А; - поперечний переріз потоку кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці на вході пальникової трубки в камеру згоряння, а 95 - загальний масовий потік в пальниковій трубці.
Нахиленням пальникової трубки під кутом с до центральної лінії камери згоряння можна посилити позитивний вплив зони рециркуляції на поведінку полум'я та на розподіл температури в печі. Цей кут о нахилу не повинен перевищувати значень більше 12", переважно він повинен бути меншим 10", оскільки в іншому випадку полум'я потраплятиме в прямий контакт із верхньою стінкою камери згоряння. У найбільш переважному випадку кут є нахилу вибирають таким чином, щоб пальникову трубку, відповідно головку форсунки, було направлено в бік спускної труби.
Як правило, діаметр О камери згоряння знаходиться в межах 0,5-1,8 м, тому така камера добре підходить для промислових печей.
Найбільш переважно, щонайменше два вузла пальника, розташовані переважно симетрично і виконані за будь-яким з пунктів 11-13 формули винаходу, застосовують в печі для випалу гранул. Створюючи завихрення, в печі можна посилити змішування і тому можна отримати ще більш рівномірні температурні профілі. Це в свою чергу покращує рівномірність якості гранул. Завихрення викликається зміненим кутом зіткнення гарячих газів горіння, що виходять з двох протилежно розміщених камер згоряння. Сам змінений кут зіткнення є результатом більш високого розміщення пальникової трубки (палива та первинного окиснювача), що призводить до вигину полум'я через часткові зіткнення полум'я із зоною рециркуляції, яка розміщена на верхній стінці камери згоряння.
Гарячі гази від полум'я перенаправляються кілька разів, завдяки площинам симетрії відносно наступного пальника в одному ряду, а також ударам по стінках печі. Це створює систему великого вихору, що призводить до посиленого перемішування потоку і, нарешті, до рівномірного розподілу температури топкового газу над шаром гранул. Зона рециркуляції, яка відхиляє полум'я, сама не нагрівається значно гарячими газами від полум'я.
Гаряча зона може бути переміщена від площини симетрії печі до бічних стінок печі. Це є перевагою, оскільки втрати тепла вище біля бічних стінок печі порівняно з площиною симетрії печі.
Нове положення пальникової трубки за винаходом можна легко здійснити, встановивши відповідні вузли пальника, таким чином також можна оптимізувати існуючі установки. Реалізація цього винаходу на існуючих установках є більш економічною, ніж інші можливі підходи, тому що розташування спускної труби можна залишати таким, як і в установках, відомих в рівня техніки, тобто з вертикальною центральною лінією в нижній частині . Зазвичай це забезпечує кут 907 між центральною лінією нижньої частини спускної труби і центральною лінією камери згоряння, оскільки, як правило, камера згоряння має горизонтальну центральну лінію.
Нижня частина спускної труби необов'язково повинна мати з камерою згоряння кут 90", вона також може бути нахилена під кутом менше або більше 907. Нахил не має значення, оскільки зона рециркуляції буде створена в широкому діапазоні можливих кутів нахилу. Однак, зміна кута спускної труби в існуючій печі для випалу гранул навряд чи доцільна через обмеження місця та додаткові витрати.
Далі винахід буде описано більш детально на основі кращих варіантів здійснення та їх креслень. Всі характеристики, описані або проілюстровані, є предметом винаходу, незалежно від їх комбінації у формулі винаходу або їх зворотніх посилань. Конструкція, відома з рівня техніки, буде порівнюватись із модифікованою конструкцією за допомогою креслень, що пояснюють змінену поведінку полум'я, ефект закручування, а також створення гарячих та холодних зон на виході печі.
На кресленнях показано: на Фіг. 1 - конструкція печі для випалювання гранул відповідно до рівня техніки, де можна бачити умови потоку, на Фіг 2 - конструкція печі для випалювання гранул відповідно до рівня техніки, де можна бачити температурний профіль в печі, на Фіг З - перша конструкція печі для випалювання гранул за винаходом, де можна бачити умови потоку, на Фіг 4 - перша конструкція печі для випалювання гранул за винаходом, де можна бачити температурний профіль в печі, на Фіг 5 - друга конструкція печі для випалювання гранул за винаходом, де можна бачити умови потоку, на Фіг. 6 - друга конструкція печі для випалювання гранул за винаходом, де можна бачити температурний профіль в печі.
На Фіг. 1 показано типову конструкцію печі для випалювання гранул, зокрема печі для випалювання гранул залізної руди, відповідно до рівня техніки. Пальник 1 відповідно до рівня техніки, наприклад, патента 05 2016/0201904 АТ, показано у перерізі.
Вузол 1 пальника має камеру 2 згоряння циліндричної форми з діаметром перерізу 0, а отже вона є симетричною відносно центральної лінії (а). Камера згоряння 2 працює як простір для реакції полум'я.
З лівого боку на Фіг. 1 камера 2 згоряння відкривається в піч 3. На протилежному боці в положенні (0) розміщено пальникову трубку 4. На Ффіг.1 показано ситуацію, відому з рівня техніки, положення (0) знаходиться на центральній лінії , тому відстань |ай:| дорівнює 0.
Піч З сконструйовано таким чином, що використовуються два вузли пальника, що 60 знаходяться в протилежних положеннях, з площиною симетрії Б.
По пальниковій трубці 4 рідке або газоподібне паливо, а також первинний окиснювач, переважно повітря, вводяться в камеру 2 згоряння. Зазвичай також забезпечується блок управління або обладнання (не показані) для контролю надходженням палива і первинного повітря в камеру згоряння.
Більшість окиснювача, як правило, вводять по спускній трубі 5, по якій вторинний окиснювач, наприклад, попередньо нагріте повітря, подають донизу у камеру 2 згоряння. У нижній частині спускної труби розташована центральна лінія (с), що проходить до ділянки 5 перетинання з камерою 2 згоряння. Перетин центральної лінії (с) і ділянки 5 перетинання визначено, як положення (ії). Як показано стрілками 11, вторинний окиснювач проходить крізь пальникову трубку 4 і полум'я 7 перед створенням зони 12 рециркулювання.
Всередині печі З паливний газ, що надходить з камери 2 згоряння, тече донизу (показано стрілками 13), наприклад, у шар 6 гранул.
На Фіг.2 загалом застосовано ту саму структуру. Однак замість ліній газового потоку на Фіг. 2 показано спрощений температурний профіль у печі, наприклад, над шаром 6 гранул. При цьому, Т1 позначає гарячу зону, а Т2 - більш холодну зону. Зазвичай між цими двома зонами різниця складає щонайменше 40К.
Для порівняння, на Фіг. З показано той самий пальник та вузол печі за винаходом. Як описано гпальниковуттрубку 4 розташовано у положенні (р), яке зміщено на найменшу відстань
Це від ц нт ально ліні) (о) камери 2 згоряння, де йа1 визначають як ! Це 2 л де а знаходиться в межах 0,05-0,15. У випадку, коли й: має позитивне значення, положення р завжди ближче до спускної труби, ніж у випадку, коли 4: має негативне значення.
Як показано на Фіг. З, полум'я 7 взаємодіє із зоною 12 рециркуляції, тому в печі З створюються високо турбулентні умови для потоку.
В результаті цього досягається краще перемішування потоку газу всередині печі 3, тому на
Фіг. 4 показано більш рівномірний температурний профіль, що показано майже однаковими розмірами Т1 (гаряча зона) і Т2 (більш холодна зона) з різницею при ОГМ максимум 10К між Т1 і 2.
Фіг. 5 і Фіг. 6 відповідають Фіг. З і Фіг. 4, але на цих фігурах показано нахилену пальникову
Зо трубку. Кут о нахилу вимірюється між центральною лінією (а) камери згоряння та центральною лінією пальникової трубки 4.
Номери позначень 1 - вузол пальника 2 - камера згоряння
З - піч 4 - пальникова трубка 5 - спускна труба б - шар гранул 7 - полум'я 11 - потік вторинного окиснювача 12 - зона рециркуляції 13 - потік газу в печі
Т1 - температура в гарячій зоні
Т2 - температура в більш холодній зоні а - центральна лінія камери згоряння о - кут нахилу р - площина симетрії печі с - центральна лінія спускної труби (поруч з ділянкою 5 перетинання) р - діаметр камери згоряння в перерізі а - безрозмірний коефіцієнт
Ід1| - найменша відстань положення р до центральної лінії (а) камери згоряння і - перетин центральної лінії (с) спускної труби та ділянки 5 перетинання камери згоряння та спускної труби о - положення пальникової трубки відповідно до рівня техніки р - положення пальникової трубки за винаходом
З - ділянка перетинання камери (2) згоряння і спускної труби (5) ц - середня швидкість у пальниковій трубці при вході в камеру згоряння цг - середня швидкість вторинного окиснювача в спускній трубі
Claims (13)
1. Спосіб спалювання газоподібного або рідкого палива в камері (2) згоряння, яка має гідравлічний діаметр 0 і в яку паливо, а також первинний окиснювач, вводять по пальниковій трубці (4), паливо та первинний окиснювач мають певну середню швидкість у; на вході від пальникової трубки (4) в камеру (2) згоряння, при цьому значення середньої швидкості 7 визнан ють як; : У "В "А, щі - шо Пав, де у;- швидкість кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці, Р. щільність кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці, А;- поперечний переріз потоку кожного окремого линного середовища в пальниковій трубці на вході пальникової трубки в камеру згоряння і 55 - загальний масовий потік у пальниковій трубці, а вторинний окиснювач з середньою швидкістю г вводять по спускній трубі (5) в камеру (2) згоряння, який відрізняється тим, що пальникову трубку (4) встановлюють у положенні р, виміряному від кінця пальникової трубки так, що положення р має відстань |а;|), визначену як найменша відстань між р та центральною лінією (а) камери згоряння, тим що пальникову трубку встановлюють таким чином, що відстань |а;| від положення р до точки (/) перетину центральної лінії спускної труби та ділянки 5 перетинання камери згоряння та спускної труби менше відстані || від перетину центральної лінії (а) камери згоряння та найкоротшого з'єднання між р та центральною лінією (а) камери згоряння до точки ()) перетину центральної лінії (с) спускної труби та ділянки 5 перетинання камери згоряння (2) та спускної труби (5), тим, що пальникову трубку (4) розташовують у положенні р так, що положення р має найменшу ще нь о, до центральної лінії (а) камери згоряння, причому, значення |а;| визначається як: 1-1-1а4--1- Це 2 і що а знаходиться в межах 0,05-0,15.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що а знаходиться в межах 0,09-0,11. Зо
3. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що первинним та/або вторинним окиснювачем є повітря.
4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що середня швидкість и; менше 200 м/с.
5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вторинний окиснювач вводять в камеру (2) згоряння із середньою швидкістю и» між 10 та 35 м/с.
6. Спосіб за будь-яким з птолередніх пунктів, який відрізняється тим, що відношення Х загального повітря, де ПІ вроіоп ; знаходиться в межах 1,2-12,0.
7. Спосіб за будь-яким, з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відношення Арт ріт первинного повітря, де Пвіоісн , знаходиться в межах 0,05-2,0.
8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що пальникова трубка має паливну потужність у межах 2 і 6 МВт.
9. Вузол пальника, який має камеру (2) згоряння з центральною лінією (а) та гідравлічним діаметром 0, пальникову трубку (4) для введення палива і первинного окиснювача в камеру (2) згоряфня» придьому значення середньої швидкості и; визначається як: і і і 2! вини и дев , де У; - швидкість кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці, Рі. щільність кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці, А; - поперечний переріз потоку кожного окремого плинного середовища в пальниковій трубці на вході пальникової трубки в камеру згоряння та 95 - загальний масовий потік у пальниковій трубці, при цьому вузол пальника виконано таким чином, що паливо та первинний окиснювач мають певну середню швидкість у; на вході від пальникової трубки (4) в камеру (2) згоряння, що виміряють від кінця пальника, та спускну трубу (5), пристосовану для введення вторинного окиснювача з середньою швидкістю Ц2в камеру (2) згоряння, який відрізняється тим, що пальникову трубку (4) розташовано у положенні р, виміряному від кінця пальникової трубки, таким чином, щоб положення р було на відстані |а;|, визначеній як найменша відстань між р та центральною лінією (а) камери згоряння, тим, що пальникову трубку розташовано таким чином, що відстань |са;| від положення р до точки () перетину центральної лінії (с) спускної труби та ділянки (5) перетинання камери згоряння (4) та спускної труби (5) є менше відстані |аг| від точки () перетину центральної лінії (а) горіння та найкоротшого з'єднання між р та центральною лінією (а) камери згоряння до точки перетину (/) центральної лінії (с) спускної труби та ділянки (5) перетинання камери (2) згоряння і спускної труби (5), тим, що пальникову трубку розташовано у положенні р так, що положення р має найменшу ще ць Ід «цейтральної лінії камери згоряння, при цьому величина |а;| визначається як: Це 2 де а знаходиться в межах 0,05-0,15.
10. Вузол за п. 9, який відрізняється тим, що пальникову трубку (4) розташовано під кутом а, що становить максимум 12", до центральної лінії (а) камери згоряння.
11. Вузол за п. 9 або 10, який відрізняється тим, що пальникову трубку (4) направлено до спускної труби (5).
12. Вузол за будь-яким з пп. 9-11, який відрізняється тим, що діаметр 0 камери (2) згоряння складає 0,5-1,8 м. 11 І ще хх 5 12 ; с, ІЗ Ь с
І г. Е! з я ра 13 Сет ІаЇго Федина Ти Офис Е! Е! І І а І 7 2 о Е! ! б -- І
Фіг. 1
12 с, Ь 5 І гі їх ' ; - фринтттттнн с ЕЕ ЕІ 0 фітнес МО І : й І І 7 а і 2 о КАТ з і б - і
Фіг. 2
11. 1 ік 5 12 с, - о 4 | 5 -1 , ; ; ЦО І
13. ! Сер й, т нс о о сс: ЗНАЙ Ї шняя по чини ше В Я 5-х 7 р ай є; і З 6-0
Фіг. З
11 1 12 с, Ь 5 Е| Я га і Спшент. ПИ с с пов ссссс: ЗЛКЙЙ і перен за же вот тій ті ві І М Е р І 7 а (то) і 3 б- і
Фіг. 4
11. 1 5 ра 12 ; сі Ь | 5 Ше ; Я А ЦО т, 1 І С, лін тиші жк же Й шелюлк юною ха М «о 7 й а " ! Е! б
Фіг. 5
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2017/064412 WO2018228677A1 (en) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Method and apparatus for combustion of gaseous or liquid fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA122756C2 true UA122756C2 (uk) | 2020-12-28 |
Family
ID=59215738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201911695A UA122756C2 (uk) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Спосіб та пристрій для спалювання газоподібного або рідкого палива |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11428404B2 (uk) |
| EP (1) | EP3638952B1 (uk) |
| CN (1) | CN110741204B (uk) |
| BR (1) | BR112019025859A2 (uk) |
| CA (1) | CA3066495A1 (uk) |
| EA (1) | EA038251B1 (uk) |
| ES (1) | ES2901606T3 (uk) |
| MX (1) | MX2019014694A (uk) |
| UA (1) | UA122756C2 (uk) |
| WO (1) | WO2018228677A1 (uk) |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7229281B2 (en) * | 2000-09-11 | 2007-06-12 | Cadence Environmental Energy, Inc. | Method of mixing high temperature gases in mineral processing kilns |
| US7175423B1 (en) * | 2000-10-26 | 2007-02-13 | Bloom Engineering Company, Inc. | Air staged low-NOx burner |
| US7066728B2 (en) * | 2003-01-21 | 2006-06-27 | American Air Liquide, Inc. | Process and apparatus for oxygen enrichment in fuel conveying gases |
| CN2926828Y (zh) * | 2006-02-20 | 2007-07-25 | 胡建廷 | 超音速节油油枪 |
| EP2080972A1 (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-22 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Combined burner and lance apparatus for electric arc furnaces |
| US8986002B2 (en) * | 2009-02-26 | 2015-03-24 | 8 Rivers Capital, Llc | Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system |
| US8202470B2 (en) | 2009-03-24 | 2012-06-19 | Fives North American Combustion, Inc. | Low NOx fuel injection for an indurating furnace |
| US8662887B2 (en) * | 2009-03-24 | 2014-03-04 | Fives North American Combustion, Inc. | NOx suppression techniques for a rotary kiln |
| CN201589260U (zh) * | 2009-11-30 | 2010-09-22 | 中国船舶重工集团公司第七○三研究所 | 高黏度油燃烧器 |
| SE535240C2 (sv) * | 2010-10-26 | 2012-06-05 | Luossavaara Kiirunavaara Ab | Förfarande, anordning och kulsinterverk |
| SE1450256A1 (sv) * | 2011-08-10 | 2014-03-06 | Fives North American Comb Inc | EN LÅG-NOx-BRÄNSLEINJICERING FÖR EN HÄRDUGN |
| CN202902271U (zh) * | 2012-10-22 | 2013-04-24 | 瑞焓能源科技有限公司 | 工业锅炉燃烧器及具有其的工业锅炉 |
| UA119241C2 (uk) | 2013-08-06 | 2019-05-27 | Оутотек (Фінленд) Ой | Пальниковий блок і спосіб спалювання газоподібного або рідкого палива |
| CN204187614U (zh) * | 2014-11-03 | 2015-03-04 | 河北博广环保设备制造有限公司 | 工业炉窑的液体燃料雾化装置 |
| DE102015107360A1 (de) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | Outotec (Finland) Oy | Niedriges NOx -Verbrennungssystem für Wanderrostpelletierungsanlagen |
| CN106705039A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-05-24 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种低负荷稳燃旋流型燃烧器 |
-
2017
- 2017-06-13 CN CN201780091888.6A patent/CN110741204B/zh active Active
- 2017-06-13 US US16/619,995 patent/US11428404B2/en active Active
- 2017-06-13 WO PCT/EP2017/064412 patent/WO2018228677A1/en active Search and Examination
- 2017-06-13 UA UAA201911695A patent/UA122756C2/uk unknown
- 2017-06-13 CA CA3066495A patent/CA3066495A1/en active Pending
- 2017-06-13 MX MX2019014694A patent/MX2019014694A/es unknown
- 2017-06-13 EA EA201992650A patent/EA038251B1/ru unknown
- 2017-06-13 ES ES17732826T patent/ES2901606T3/es active Active
- 2017-06-13 BR BR112019025859-0A patent/BR112019025859A2/pt active IP Right Grant
- 2017-06-13 EP EP17732826.7A patent/EP3638952B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3066495A1 (en) | 2018-12-20 |
| EA038251B1 (ru) | 2021-07-30 |
| BR112019025859A2 (pt) | 2020-07-14 |
| CN110741204A (zh) | 2020-01-31 |
| EP3638952A1 (en) | 2020-04-22 |
| WO2018228677A1 (en) | 2018-12-20 |
| US11428404B2 (en) | 2022-08-30 |
| MX2019014694A (es) | 2020-02-07 |
| EP3638952B1 (en) | 2021-10-27 |
| EA201992650A1 (ru) | 2020-04-22 |
| US20210080103A1 (en) | 2021-03-18 |
| CN110741204B (zh) | 2021-10-29 |
| ES2901606T3 (es) | 2022-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5934899A (en) | In-line method of burner firing and NOx emission control for glass melting | |
| US6939130B2 (en) | High-heat transfer low-NOx combustion system | |
| CA2733109C (en) | Combustion system with precombustor for recycled flue gas | |
| JP4264004B2 (ja) | ＮＯｘ低放出の改良型バーナーシステム | |
| CN109073212B (zh) | 燃烧器、炉，以及使用这种炉的蒸汽裂化工艺 | |
| US9790570B2 (en) | Apparatus and method for the thermal treatment of lump or agglomerated material | |
| CN101381786A (zh) | 采用环形气流上喷预混燃烧回流加热的顶燃式热风炉 | |
| CN101382286B (zh) | 气流环形交错均流喷射预混稳焰的燃烧器 | |
| UA122756C2 (uk) | Спосіб та пристрій для спалювання газоподібного або рідкого палива | |
| US3837793A (en) | Ceramic burner for use in an air-preheater or hot blast stove for a blast furnace plant | |
| WO2014014065A1 (ja) | 燃料燃焼装置 | |
| US3695595A (en) | Method and means for sintering materials, particularly dolomite and magnesite, in a shaft furnace | |
| US2563683A (en) | Gas burner for soaking pit furnaces and the like | |
| CN104805246A (zh) | 一种预混气流喷嘴互通与送风气流曲径流动的均流热风炉 | |
| US11649960B2 (en) | Low NOx burner with bypass conduit | |
| RU2394189C1 (ru) | Топка для сжигания топлива с малым удельным весом | |
| CN201285042Y (zh) | 一种气流环形交错均流喷射预混稳焰的燃烧器 | |
| WO2023035050A1 (pt) | QUEIMADOR DE BAIXA EMISSÃO DE NOx E MÉTODO OPERACIONAL PARA REDUÇÃO DE FORMAÇÃO DE NOx APLICADO EM PROCESSO DE SINTERIZAÇÃO E/OU ENDURECIMENTO DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERRO | |
| SU937877A1 (ru) | Вертикальна призматическа топка | |
| US3380723A (en) | Blast air heating stove in metallurgical furnaces and the like | |
| JPH0285602A (ja) | Ｕ字型燃焼火炉 | |
| CN107327830A (zh) | 一种带楔形连接结构的旋流气化流化床 | |
| OA16714A (en) | Apparatus and method for the thermal treatment of lump or agglomerated material. |