RU2039320C1

RU2039320C1 - Burner for combustion of liquid and gasiform fuel

Info

Publication number: RU2039320C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Минийло; Александр Анатольевич Прусский; Александр Константинович Волков; Андрей Валерьевич Рожалин
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: combustion apparatuses. SUBSTANCE: burner has housing, liquid fuel nozzle, and internal gas supplying pipe with outlet openings. The air supplying shell has a conical perforated baffle at its outlet. The cone angle of the baffle at least equal to the cone of the torch of the liquid fuel nozzle. The outer passageway is defined by the shell and housing and is connected with the gas collector through openings. The ring corner stabilizer is mounted inside the outer shell of the front part of the passageway. The stabilizer and shell define a space. The baffle has openings, and shell has ports for discharging air which enters the shell. The shell and stabilizer can axially move with respect to the housing. EFFECT: improved design. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горелочным устройствам для сжигания природного газа и жидкого топлива, в том числе и мазута, и может быть использовано в различных топливосжигающих установках. The invention relates to burners for burning natural gas and liquid fuels, including fuel oil, and can be used in various fuel-burning plants.

Известна горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива, содержащая установленную по оси жидкотопливную форсунку, воздухоподводящий канал, имеющий пережим, образованный гофрированной вставкой, периферийный кольцевой коллектор с газораздающими отверстиями и смесительную камеру [1] Гофрированная вставка в горелке служит для образования газовоздушной смеси и является средством стабилизации факела. Горелка обладает малым аэродинамическим сопротивлением, однако устойчивость факела при работе на мазуте недостаточна, поэтому она предназначена для работы на газе или для совместного сжигания газа и мазута. Кроме того, для дополнительной стабилизации факела используется футерованный горелочный туннель. Known burner for burning liquid and gaseous fuels, containing an axially mounted liquid fuel nozzle, an air supply channel having a pinch formed by a corrugated insert, a peripheral annular manifold with gas distribution holes and a mixing chamber [1] The corrugated insert in the burner serves to form a gas-air mixture and is a means stabilization torch. The burner has a low aerodynamic resistance, however, the torch stability when working on fuel oil is insufficient, therefore it is designed to work on gas or for co-burning gas and fuel oil. In addition, a lined burner tunnel is used to further stabilize the torch.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является конструкция горелки для сжигания жидкого и газообразного топлива [2]
Горелка содержит установленную по оси жидкотопливную форсунку, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу и снабженную средством стабилизации факела, и внешнее концентрично размещенное средство подачи газа и воздуха.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is the design of the burner for burning liquid and gaseous fuels [2]
The burner contains an axial-mounted liquid fuel nozzle concentrically covering its inner gas supply pipe with outlet openings an air supply shell concentrically covering the internal gas supply pipe and equipped with torch stabilization means, and an external concentrically placed gas and air supply means.

Стабилизация пламени в горелке осуществляется за счет закручивания потока первичного воздуха в воздухоподающей обечайке, охватывающей внутреннюю газоподающую трубу, и примыкающей к ней перегородки между каналами первичного и вторичного воздуха, за которой, как за всяким плохообтекаемым телом в потоке воздуха, создается зона рециркуляции и которая вследствие этого является средством стабилизации факела. Такое устройство позволяет создать в горелке занимающую значительную часть сечения зону рециркуляции газов, обеспечивающую необходимую устойчивость горения, однако это связано со значительным загромождением проходного сечения горелки по воздуху и поэтому горелка имеет большое аэродинамическое сопротивление. Stabilization of the flame in the burner is carried out by swirling the flow of primary air in the air supply covering the internal gas supply pipe and the adjacent partition between the primary and secondary air channels, behind which, like any poorly streamlined body in the air stream, a recirculation zone is created and which, as a result this is a means of stabilizing the torch. Such a device allows you to create a gas recirculation zone in the burner, which occupies a significant part of the cross section, providing the necessary stability of combustion, however, this is due to a significant clutter of the passage section of the burner through the air and therefore the burner has a high aerodynamic drag.

Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения аэродинамических потерь в горелке. The aim of the invention is to increase efficiency by reducing aerodynamic losses in the burner.

В горелке для сжигания жидкого и газообразного топлива, содержащей установленную по оси жидкотопливную форсунку, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу и снабженную средством стабилизации факела, и внешнее концентрично размещенное средство для подачи газа и воздуха, средство стабилизации факела в воздухоподающей обечайке выполнено в виде кольцевой конической перфорированной перегородки, соединяющей торцы обечайки и трубы образующих внутренний газоподающий и воздухоподающий каналы, пpичем угол раскрытия конической перегородки по меньшей мере равен углу распыла факела жидкотопливной форсунки. In a burner for burning liquid and gaseous fuels, containing an axially mounted liquid fuel nozzle concentrically covering its internal gas supply pipe with outlet openings, an air supplying shell, concentrically covering an internal gas supply pipe and equipped with torch stabilization means, and an external concentrically placed means for supplying gas and air , the means of stabilization of the torch in the air supply shell is made in the form of an annular conical perforated partition connecting the end face shells and pipes forming the internal gas supply and air supply channels, moreover, the opening angle of the conical septum is at least equal to the spray angle of the torch of the liquid fuel nozzle.

Внешнее средство для подачи газа и воздуха может быть выполнено в виде кольцевого канала с торцовым подводом воздуха, боковым подводом газа и установленным в периферийной зоне факела жидкотопливной форсунки кольцевым уголковым стабилизатором. Последний может быть установлен с возможностью осевого перемещения. External means for supplying gas and air can be made in the form of an annular channel with end supply of air, side supply of gas and an annular angle stabilizer installed in the peripheral zone of the jet of fuel oil nozzle. The latter can be installed with the possibility of axial movement.

Не выявлено известных решений с признаками, сходными с существенными признаками заявляемого решения, отличающими последнее от прототипа, свойства которых, обусловленные сходными признаками, совпадали бы со свойствами заявляемого решения. There are no known solutions with features similar to the essential features of the proposed solution, distinguishing the latter from the prototype, the properties of which, due to similar features, would coincide with the properties of the proposed solution.

Изобретение позволяет при незначительном загромождении сечения горелки организовать в ее центральной части зону рециркуляции, достаточную для стабилизации пламени при работе на газе или легких и средних жидких топливах. При работе на тяжелых топливах (например, мазуте) дополнительная стабилизация пламени осуществляется на периферии факела в зоне рециркуляции за кольцевым уголковым стабилизатором. The invention allows with a slight clutter of the burner section to organize in its central part a recirculation zone sufficient to stabilize the flame when working on gas or light and medium liquid fuels. When working on heavy fuels (for example, fuel oil), additional flame stabilization is carried out on the periphery of the flame in the recirculation zone behind the annular corner stabilizer.

На чертеже изображена предлагаемая горелка, продольный разрез. The drawing shows the proposed burner, a longitudinal section.

Горелка содержит корпус 1, установленную по оси жидкотопливную форсунку 2, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу 3 с выходными отверстиями 4, воздухоподающую обечайку 5, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу 3. На выходе воздухоподающей обечайки 5 размещена коническая перфорированная перегородка 6, соединяющая торцы обечайки 5 и трубы 3. Внешний концентрично размещенный канал 7 образован обечайкой 5 и корпусом 1 горелки. The burner includes a housing 1, an axially mounted liquid fuel nozzle 2, concentrically covering its internal gas supply pipe 3 with outlet openings 4, an air supply shell 5, concentrically covering its internal gas supply pipe 3. A conical perforated partition 6 is placed at the outlet of the air supply shell 5 connecting the ends of the shell 5 and pipes 3. An external concentrically placed channel 7 is formed by a shell 5 and a burner body 1.

Канал 7 через отверстия 8 сообщен с газовым коллектором 9. Для дополнительного снижения аэродинамического сопротивления горелки внешний канал 7 может быть выполнен с расширением в передней части, образованным наружной обечайкой 10, в которой установлен кольцевой уголковый стабилизатор 11, образующий с обечайкой 10 полость 12. Обечайка 10 вместе со стабилизатором 11 имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса 1. Стабилизатор 11 установлен в периферийной зоне факела жидкотопливной форсунки 2 и, поскольку форсунка 2 имеет некоторый разброс по углу распыла факела, перемещением стабилизатора 11 в осевом направлении при наладке горелки его устанавливают в положение, обеспечивающее максимальную устойчивость горения. Channel 7 through openings 8 is in communication with the gas manifold 9. To further reduce the aerodynamic resistance of the burner, the external channel 7 can be made with an extension in the front part formed by the outer shell 10, in which an annular angle stabilizer 11 is installed, forming a cavity 12 with the shell 10. 10 together with the stabilizer 11 has the possibility of axial movement relative to the housing 1. The stabilizer 11 is installed in the peripheral zone of the flame of the oil nozzle 2 and, since the nozzle 2 has some azbros angularly spray torch, movement of the stabilizer 11 in the axial direction adjustment when the torch is in its mounted position providing maximum stability of combustion.

Отверстия 13 перфорации перегородки 6 выполнены по образующим, расположенным между выходными отверстиями 4 внутренней газоподающей трубы 3. На передней части обечайки 5 в радиальных плоскостях, проходящих через выходные отверстия 4 внутренней газоподающей трубы 3, расположены окна 14 для выхода поступающего внутрь обечайки 6 воздуха. The holes 13 of the perforation of the partition 6 are made along generators located between the outlet openings 4 of the internal gas supply pipe 3. On the front of the shell 5 in the radial planes passing through the outlet openings 4 of the internal gas supply pipe 3, there are windows 14 for the air entering the shell 6.

Горелка работает следующим образом. The burner operates as follows.

При работе на природном газе подается искра на электроды зажигания (не показаны) и подается газ во внутреннюю газоподающую трубу 3 на дежурно-запальную горелку, функции которой исполняет труба 3 вместе с воздухоподающей обечайкой 5. Факел дежурно-запальной горелки представляет собой веер из горящих радиальных струй, истекающих из отверстий 4, каждая из которых горит вначале в затененной зоне за перфорированной перегородкой 6, а затем за поперечной струей воздуха, истекающего из отверстий 14. После того, как датчик контроля факела (не показан) зафиксирует наличие пламени дежурно-запальной горелки, открывается подача основного газа в газовый коллектор 9. Частично перемешанная в канале 7 между корпусом 1 и обечайкой 5 газовоздушная смесь воспламеняется от дежурно-запальной горелки. When working on natural gas, a spark is supplied to the ignition electrodes (not shown) and gas is supplied to the internal gas supply pipe 3 to the pilot-burner, the functions of which are performed by pipe 3 together with the air supply shell 5. The torch of the pilot-burner is a fan of burning radial jets flowing from the holes 4, each of which burns first in the shaded area behind the perforated partition 6, and then behind the transverse stream of air flowing from the holes 14. After the flame control sensor (not shown) it will detect the presence of a flame on the pilot burner, the main gas supply to the gas manifold 9 will open. Partially mixed in the channel 7 between the housing 1 and the casing 5, the air-gas mixture ignites from the pilot burner.

При работе на жидком топливе розжиг горелки осуществляется от электроискрового разряда. Стабилизация пламени осуществляется за счет зоны рециркуляции, образованной конической перегородкой 6 дополнительной зоны поджигания в полости 12 за кольцевым уголковым стабилизатором 11. When working on liquid fuel, the burner is ignited by an electric spark. Stabilization of the flame is carried out due to the recirculation zone formed by the conical partition 6 of the additional zone of ignition in the cavity 12 behind the annular corner stabilizer 11.

Выполнение угла раскрытия перегородки 6 равным или несколько большим угла распыла факела жидкотопливной форсунки 2 снижает коксообразование на стенке перегородки 6. Making the opening angle of the partition 6 equal to or slightly larger than the spray angle of the torch of the liquid fuel nozzle 2 reduces coke formation on the wall of the partition 6.

Данная конструкция горелки обеспечивает устойчивое сжигание как газообразного, так и жидкого-тяжелого и легкого топлива с малыми аэродинамическими потерями. This burner design provides stable combustion of both gaseous and liquid-heavy and light fuel with low aerodynamic losses.

Claims

1. BURNER FOR LIQUID AND GAS FUEL COMBUSTION, comprising a housing, an axially mounted nozzle, concentrically covering its internal gas supply pipe with outlet openings, an air supply shell, concentrically covering an internal gas supply pipe and equipped with a torch stabilization means, and an external gas supply device air, characterized in that the means of stabilization of the torch in the air supply shell is made in the form of an annular conical perforated partition, connected the ends of the sleeve and the guide tube, wherein the conical baffle opening angle at least equal to the angle spray nozzle of the torch.

2. The burner according to claim 1, characterized in that the external means of supplying gas and air is made in the form of an annular channel with an end air supply and a side gas supply and an annular angle stabilizer installed in the peripheral zone of the nozzle plume.

3. The burner according to claims 1 and 2, characterized in that the annular angle stabilizer is mounted with the possibility of axial movement.