Газовая горелка

Газовая горелка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к топливосжмгающим устройствам, работающим на газообразном топливе, и может быть использовано в реакторах огневого и термокаталитического обезвреживания вредных газовых выбросов, в блоках дожигающих устройств парогазовых установок и в подтопочных устройствах утилизационных теплообменников газоперекачивающих аг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) (si)s F 23 D 14/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4843000/06 (22) 26.06,90 (46) 07.07.92. Бюл, hL 25 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Институт газа АН УССР (72) Г.Н.Любчик и Г,С.Марченко (53) 662.951.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 877233, кл. F 23 0 14/00, 1981, 1746131 А1 (54) ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к топливосжигающим устройствам, работающим на газообразном топливе, и может быть использовано в реакторах огневого и термокаталитического обезвреживания вредных газовых выбросов, в блоках дожигающих устройств парогазовых установок и в подтопочных устройствах утилизационных теплообменников газоперекачивающих аг1746131 регатов. Цель изобретения — повышение надежности, снижение капитальных затрат и эксплуатационных расходов многогорелочной панели {рампы) на основе использования одного линейного модуля.

Многогорелочная панель состоит из отдельных линейных модулей (горелок), содержащих цилиндрический прямолинейный коллектор 1 с газовыми соплами 2, расположенными в два ряда вдоль коллектора, и топливным соплом 3 в торцовой его части, наклонных относительно друг друга под углом 60-90 пластин-стабилизаторов 4 с поперечными рядами воздушных отверстий 5.

Пластины-стабилизаторы имеют на торцах отбортовку 6, образующую стыковочный

Изобретение относится к топливосжигающим устройствам, работающим на газообразном топливе, и может быть использовано в реакторах огневого и термокаталического обезвреживания вредных газовых выбросов, в блоках дожигающих устройств (БДУ) парогазовых установок и в подтопочных устройствах утилизации теплообменников газоперекачивающих агрега-. тов, Известна газовая горелка, содержащая цилиндрический прямолинейный топливный коллектор со стабилизатором в виде продольных наклонных относительно .одна другой пластин и соплами, размещенных между последними в двух наклонных относительно одна другой продольных радиальных плоскостях.

Отличительной особенностью данной конструкции является то, что угол между плоскостями расположения сопел составляет 60-90, а пластины установлены параллельно относительно упомянутых плоскостей и снабжены поперечными рядами отверстий, расположенными с шагом, равным шагу между соплами, и со смещением относительно последних на половину этого шага.

Такая конструкция имеет ряд недостатков, которые проявляются при высоких расходах сжигаемого топлива. Это прежде всего проявляется в конструктивной сложности стыковки отдельных горелок в линию.

При компоновке параллельно установленных линейных блоков (из отдельных модулей) возникает необходимость установки на каждый из них соответствующих средств запуска факела и контроля процесса горения (КЗУ и др.), Кроме того, при большом колифланец, с помощью которого горелки прикрепляются друг к другу и к поперечным листовым перегородкам Z-образного профиля 7 в местах V-образных вырезов конфигурации, соответствующей. стыкуемым фланцам. Шаг V-образных вырезов соответствует поперечному шагу установки горелок в панеле. С помощью поперечных перегородок Z-образного профиля многогорелочная панель закрепляется к стенкам корпуса теплогенератора. Продольные ряды состыковочных между собой горелок также перемещаются стыковочными узлами, образованными из двух аналогичных поперечных перегородок Z-образного профиля, 2 ил. честве модулей в линейном блоке возникают проблемы надежности их работы в связи с необходимостью компенсации термических напряжений.

5 Целью изобретения является повышение экономичности и эксплуатационной надежности газовой горелки при высоких расходах газового топлива.

Указанная цель достигается тем, что ro10 релка дополнительно содержит, по крайней мере, один прямолинейный топливный коллектор, а наклонные пластины дополнительно снабжены торцовыми фланцами, выполненными с возможностью стыковки

15 между собой и с поперечными листовыми перегородками Z-образного профиля с Ч-образными вырезами, причем перегородки выполнены с воэможностью их крепления между собой или с наружными стенками го20 релки, а в торцовых стенках топливного коллектора со стороны стыковки с Z-образными перегородками выполнены дополнительные газовые сопла.

На фиг.1 изображена газовая горелка, 25 общий вид; на фиг.2 — возможные схемы компоновки элементов газовой горелки.

Газовая горелка выполнена иэ отдельных линейных модулей (горелок) по крайней мере из двух, каждый из которых содержит

30 цилиндрический топливный прямолинейный коллектор 1 с газовыми соплами 2, расположенными в два ряда вдоль коллектора, и топливным соплом 3 в торцовой его части со стороны стыковки с 2-образными перего35 родками и стабилизаторы в виде продольных пластин 4, наклоненных под углом

60 — 90 относительно одна другой, Пластины-стабилизаторы установлены параллельно осям сопловых отверстий топливного

1746131

15

30

45

55 коллектора и снабжены поперечными рядами воздушных отверстий 5. шаг между поперечными рядами воздушных отверстий равен шагу между сопловыми отверстиями, ряды воздушных отверстий смещены отно-. сительно сопловых отверстий на половину этого шага.

Наклонные пластины дополнительно снабжены торцовыми фланцами 6, выполненными с возможностью стыковки между собой и с поперечными листовыми перегородками Z-образного профиля 7, имеющими

V-образные вырезы. Перегородки Z-образного профиля выполнены с возможностью их крепления между собой (поз.А) или с наружными стенками горелки (поз,В).

Эти стыковочные узлы служат для создания поперечной устойчивости элементов газовой горелки, для компенсации термических расширений, а также для образования каналов, с помощью которых обеспечивается надежный пламепереброс.

Газовая горелка работает следующим образом.

По сети газоподводящих труб газ подают в топливные коллекторы 1 каждого горелочного модуля и далее он истекает через сопла 2 вдоль пластин-стабилизаторов 4 между рядами воздушных отверстий 5 и через торцовые сопла 3 в пространство каналов, образованных поперечными перегородками Z-образного профиля 7, Воздух, проходящий по воздуху, образованному стенками горелки, поступает со. стороны топливных коллекторов 1 вдоль пластин-стабилизаторов 4 и далее через ряды воздушных отверстий пластин-стабилизаторов проходит в огневую зону, а также— мимо зоны горения через щели, образованные между продольными пластинами, В случае плотной установки элементов горелки беэ зазоров между пластинами-стабилизаторами весь воздух будет поступать только через воздушные отверстия пластин-стабилизаторов. На фиг.1 показан вариант установки элементов горелки с зазором для байпасного потока воздуха. Необходимость зазора и его величина определяются требуемым уровнем нагрева воздуха в горелке.

В огневой части горелки создаются условил интенсивного взаимодействия струй газового топлива со струями воздуха, что приводит к интенсификации смесеобразования и сгорания топлива; Высокотурбулентные потоки воздуха, проходящие через крайние ряды воздушных отВерстий пластин-стабилизаторов, примыкающих посредством фланцевых соединений 6 к поперечным перегородкам Z-образного профиля, также увлекаются в поперечные каналы, образованные этими перегородками, где, смешиваясь с топливом, поступающим через торцовые сопла 3, образуют горючую гаэовоздушную смесь, которая является проводником пламени между поперечными рядами горелочных модулей. Такая конструкция газовой горелки обеспечивает надежное воспламенение всех горелочных модулей при поджигании только одного из них. На этом запальном модуле устанавливают приборы автоматического зажигания и контроля пламени.

В зависимости от взаимной ориентации поперечных перегородок можно реализовать практически любые способы компоновки модулей в газовой горелке. Как показано на фиг.2, то возможна рядная компоновка с поперечными или продольными рядами, кольцевая (поперечные перегородки выполнены.в виде цилиндрических обечаек), крестообразная и другие, Путем соответствующего смещения поперечных перегородок можно реализовать шахматное расположение модулей в горелке.

Как уже отмечалось выше, Z-образный профиль поперечных перегородок решает важную задачу — компенсацию термических расширений при нагреве пластин-стабилизаторов в продольных рядах состыкованных друг с другом горелочных модулей, что существенно повышает надежность и ресурс работы теплогенератора.

Реализация предлагаемого изобретения позволяет в несколько раз снизить стоимость изготовления и монтажа горелок за счет применения единого горелочного модуля, повысить надежность и безопасность работы за счет установки одного контрольнозащитного устройства и обеспечения надежного пламяпереброса на все горелочные модули, а также повысить ресурс работы за счет компенсации термических напряжений в элементах конструкции.

Расчет составляющей положительного экономического эффекта от использования изобретения только за счет сокращения числа применяемых. в газовой горелке контрольно-защитных устройств (КЗУ) проведен для тепловой мощнос:,-и P> = 30 МВт. В этом случае газовая горелка занимает сечение

3 х 3 м с установкой в этом сечении шести блоков линейных модулей.

Сокращение числа КЗУ с шеста до одного при их стоимости 800 руб, за один комплект дает зкономию капитальных затрат

Э = (6 - 1) х 800 = 4000 руб.

Формула изобретения

Газовая горелка, содержащая цилиндрический прямолинейный топливный коллектор с сопловыми отверстиями и ста1746131 aw crrre + сл сл,с<а б7ООсРс;Ийл ьrc/ ОФ(У

Составитель Г.Любчик

Редактор В,Бугренкова Техред М,Моргентал, Корректор Л.Маца

Заказ 2383 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при. ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 билизаторами в виде продольных пластин, наклоненных под углом 60-90 относительно одна другой, установленных параллельно осям сопловых отверстий топливного коллектора и снабженных поперечными рядами воздушных отверстий, расположенных с шагом, равным шагу между сопловыми отверстиями и со смещением относительно последних на половину этого шага, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и эксплуатационной надежности, горелка дополнительно содержит по крайней мере один прямолинейный топливный коллектор, а наклонные пластины дополнительно снабжены торцовыми фланцами, состыкованными между

5 собой и с поперечными листовыми перегородками 2-образного профиля с V-образными вырезами, причем перегородки скреплены между собой или с наружными стенками горелки, а в торцовых стенках топ10 ливного коллектора со стороны стыковки с

Z-образными перегородками выполнены дополнительные газовые сопла.