Регенеративное горелочное устройство

Регенеративное горелочное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование, в металлургии и других отраслях народного хозяйства для тепловых агрегатов, преимущественно высокотемпературных . Сущность изобретения: устройство содержит керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камнями и индивидуальные регенераторы, в нем также установлены керамические форкамеры, а газовые сопла выполнены кольцевыми с перегородками. Внутренний диаметр форкамеры Оф связан с диаметром газового сопла dc и расстоянием его до форкамеры I соотношением Оф (1.23-1.36)dc + (0,47- 0.57)1. 3 ил.

.,:";: (Яфф тЩф .i Ф;) 1 i О111 1(.К11» !. О! (11АЛ ИС1 И ll: (:К ИХ

PFСПУВЛИК (з1)л F 23 0 14/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (-::, - ::::,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 (21) 4812924/06 (22) 21.02,90 (46) 07.12.92. Бюл, N 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (72) В.И.Маслов. Д.Л.Лобанов. В.T.Ðÿçýíoâ, А.В.Печерский, В.И.Свалов, Н.Я.Усольцев и

Е, Е. Шипулин (56) Iron and Steel Engineer, 1987, v, 64, N 4, р. 20-25. (54) РЕГЕНЕРАТИВНОЕ ГQPегоЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть использовано в металлургии и других отраслях народного хозяйства для различных тепловых агрегатов, преимущественно высокотемпературных.

Известны регенеративные горелочные устройства для различных тепловых агрегатов, в которых пара горелок с регенераторами, работая попеременно через переключающие устройства, обеспечивает экономичное использование тепла горючего газа. КПД таких устройств дос гигает 75%, а экономия топлива достигает 40 — 60% при подогреве воздуха до 000 С и выше. Температура уходящих газов снижается до 150—

250 С. Однако при высокой температуре подогрева воздуха локальные высокие температуры в диффузионном факеле этих горелок способствуют резкому увеличению образования таких вредных веществ как

NO» и сажа. Содержание оксида азота может достигать 1.5 гlм продуктов сгорания и более.

„„5U „„1779880 А1 (57) Использование: в металлургии и других отраслях народного хозяйства для тепловых агрегатов. преимущественно высокотемпературных. Сущность изобретения: устройство содержит керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камнями и индивидуальные регенераторы, в нем также установлены керамические форкамеры, а газовые сопла выполнены кольцевыми с перегородками. Внутренний диаметр форкамеры Оф связан с диаметром газового сопла бс и расстоянием его до форкамеры соотношением Dq = (1,23 — 1,36)d + (0,47—

0,57)l. 3 ил.

3а прототип выбрана конструкция горелочного устройства, состоящего из пары прямоструйных керамических горелок, компактных индивидуальных регенераторов и газовых форсунок, расположенных с торца горелочных камней по их оси. В таких устройствах образуется большое количество оксидов азота вследствие высоких локальных температур горения, Эксперименты подтверждают наличие в продуктах сгорания высоких концентраций оксидов азота, а также сажевыделение при сжигании природного газа в потоке высокотемпературного воздуха, Цель изобретения — повышение экономичности и уменьшение вредных выбросов (сажи и оксидов азота) при сжигании природного газа в потоке высокотемпературного воздуха.

Поставленная цель достигается тем. что в регенеративном горелочном устройстве, содержащем керамические горелки с газовыми соплами и горелочными камнями, и индивидуальные регенераторы. установле1779880 ны соосно в горелочном камне каждой горелки керамические форкамеры, а газовое сопло выполнено кольцевым с перегородками, причем внутренний диаметр форкамеры

Оф связан с диаметром газового сопла dc u расстоянием его до форкамеры! соотношением

0 > = (1,23 — 1,36)dc + (0,47 — 0,57)l.

Это соотношение определено с учетом экспериментальных данных по определению величины угла раскрытия струи природного газа в спутном потоке высокотемпературного воздуха, когда тра/2 = 0,2.

Выход за предельные значения коэффициентов в заявленной формуле ведеч к двум крайним нерасчетным режимам работы горелки:

1. При значениях коэффициентов >1,36 и > 0,57 процесс горения осуществляется на входе в форкамеру. струя газа растекается и сгорает на передней торцевой кромке форкамеры по двум трактам подачи воздуха. Принцип двухстадийного горения нарушается и цель не достигается.

2. При значени ях коэффициентов< 1,23 и < 0,47 горение выносится из форкамеры ь рабочее пространство агрегата и принцип двухстадийного сжигания нарушается BK же. В этом случае цель также не достигается.

При нарушении принципа двухстадийного сжигания горелочное устройство работает B нерасчетном режиме с повышенным выходом сксида азота и сажи.

Регенеративное горелочное устройство содержит две одинаковых керамических горелки с горелочными камнями, газовыми соплами и индивидуальными компактными регенераторами. Горелки соединены через известные конструкции переключающих клапанов на газовоздуходымопроводах, Пример выполнения конструкции керамической горелки представлен на фиг.1-3.

На фиг. 1 изображен общий вид компановки горелки; на фиг.2 — сечение форкамеры: на фиг.3 — сечение сопла горелки.

Горелка содержит горело ный камень

1, расположенный в кладке печи 2, внутреннюю керамическую форкамеру 3 с внутренним диаметром Dy, расположенную так, что между выходным носиком горелочного

50 камня и выходным сечением форкамеры образуется вторая форкамера (вторая ступень сгорания), газовое кольцевое сопло 4 диаметром dc с перегородками 5, расположенное на расстоянии I от входного сечения внутренней форкамеры, компактный насыпной регенератор 6, соединенный с воэдухоподводящим и дымоотводящим каналами, патрубок 7 для подвода воздуха горения к регенератору и отвода после него продуктов сгорания после переключения подачи воздуха на вторую горелку, Регенеративное горелочное устройство работает следующим образом, При подаче воздуха через патрубок 6 и регенератор 5, разогретый в предшествующем цикле работы QH., нагревшись до зысокой температуры, поступает в горегку и проходит по двум трактам: через форкамеру

3 и в каналах, образованных между ней и стенками горелочного камня 1. Газ через сопло 4 с перегородками "отдельными струями подается в форкамеру 3. При этом воздух попадает и во внутреннюю полость кольцевой струи газа, что способствует лучшему предварительному перемешиванию газа с первичным воздухом при 1,0, На выходе из внутренней форкамеры догорание осуществляется при а> < 1,0. В целом при таком ступенчатом сжигании выход оксидов азота снижается на 60 — 70 и устраняется полностью сажевыделение.

Формула изобретения

Регенеративное горелочное устройство, содержащее керамические горелки с raaoa t v соплами и горелочными камнями и индивидуальные регенераторы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности и уменьшения вредных выбросов, в горелочном камне каждой горелки соосно установлена цилиндрическая керамическая форкамера, а газовое сопла Bbl полнено кольцевым с перегородками, причем внутренний диаметр форкамеры связан с диаметром газового сопла и расстоянием его до форкамеры соотношением

0 р = (1,23 — 1,36)dc + (0,47-0,57)l, где Вф — внутренний диаметр форкамеры;

dc — диаметр газового сопла; — расстояние между соплом и форкамерой.

1779880

$PdDP«8< С 0Р >

Составитель В.Маслов

Техред М.Моргентал Корректор Н, Слободяник

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4426,Ти раж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССГ

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