ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
Полезная модель относится к области энергетики, и в частности, к горелочным устройствам для сжигания газообразного топлива в различных теплотехнических устройствах, в том числе в тешюобменных аппаратах с различной тепловой мощностью.
Известна газовая горелка (а. с. № 1242684, F 23D14/44, опубл. 08.03.86), содержащая камеру сгорания, газоподводящую трубку с сопловым насадком на конце, имеющим топливный коллектор и систему радиальных отверстий, воздухоподводящий патрубок, запальник.
Известна газовая горелка (патент РФ № 2100699, F 23 D 14/02, 14/82, опубл. 27.12.97Х являющаяся наиболее близкой по технической сущности и принятой за прототип, содержащая камеру сгорания с сопловым насадком перед ней, установленные с кольцевым зазором в воздухоподводящий патрубок, канал соплового насадка выполнен кольцевым с суживающейся входной, цилиндрической центральной и расширяющейся выходной частями, по оси соплового насадка установлена центральная воздухоподводящая трубка, внутри которой расположен запальник, на выходе соплового канала установлена сетка-ангифламминг.
Недостатком данной газовой горелки является высокая температура на выходе из горелки, что снижает ресурс и надежность работы при использовании горелки в теплообменных аппаратах при близком расположении горелки к каналам теплообменника.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении надежности работы горелочного устройства при использовании его в теплообменных аппаратах, а также в повышении его экологических характеристик.
F 23 D 14/02, 14/82
гоо(
Горелочное устройство включает фронтовое устройство и жаровую трубу, установленные в корпусе с образованием кольцевого зазора, сообщенного с источником воздуха высокого давления, фронт01806 устройство включает коллектор подвода газа, кольцевой смесительный канал, запально-сигнализирующее устройство, кольцевой смесительный канал на входе сообщен с воздухоподводящей полостью кольцевого зазора, выполнен конфузорно-диффузорным с центральным цилиндрическим участком, в котором расположены сопла, сообщенные с коллектором подвода газа, на выходе фронтового устройства установлены стабилизаторы пламени желобкового тина и сетка-антифламмиш, жаровая груба снабжена патрубками, расположенными рядами и ориентированными хордально относительно ее продольной оси. Запально-сигнализирующее устройство установлено в трубке, расположенной по оси фронтового устройства и сообщенной с воздухоподводящей полостью кольцевого зазора. Оси сопел, сообщенных с коллектором подачи газа, ориентированы хордально и под углом к оси горелочного устройства.
На фиг. 1 представлен продольный разрез горелочного устройства.
Горелочное устройство включает корпус 1, фронтовое устройство и жаровую трубу 2, Фронтовое устройство и жаровая труба 2 установлены в корпусе 1 с образованием кольцевого зазора 3, сообщенного с источником воздуха высокого давления, например, вентилятором. Фронтовое устройство включает коллектор подвода газа 4, кольцевой смесительный канал 5, запально-сигнализирующее устройство 6, при этом кольцевой смесительный канал 5 на входе сообщен с воздухоподводящей полостью кольцевого зазора 3 и выполнен конфузорно-диффузорным с центральным цилиндрическим участком 7, в котором расположены сопла 8 сообщенные с коллектором подвода газа 4. Оси сопел 8 ориентированы хордально и под углом к оси горелочного устройства, что способствует интенсификации смешения газа
подаваемого через сопла 8 с воздухом, проходящим через кольцевой смесительный канал 5.
На выходе фронтового устройства установлены стабилизаторы пламени 9 же лобкового типа и сетка-антифламминг 10. Жаровая труба 2 снабжена патрубками 11, расположенными рядами и ориентированными хордально относительно ее продольной оси, что способствует интенсивному перемешиванию воздуха, поступающего из кольцевого зазора 3 с горячими продуктами сгорания жаровой трубы 2. Занш&но-сигнализирующее устройство 6 установлено в трубке 12, расположенной по оси фронтового устройства и сообщенной с воздухоподводящей полостью кольцевого зазора 3, посредством отверстий 13 ъ трубке 12.
Работает горелочное устройство следующим образом.
Воздух от источника высокого давления, например, вентилятора, поступает к горелочному устройству в воздухоподводящий кольцевой зазор 3. 13 горелочное устройство подается топливо - природный газ, который через редуктор и клапан поступает в запалыю-сигнализирующее устройство 6, и одновременно включается свеча .зажигания. Воздух в запальносигнализирующее устройство 6 поступает по трубке 12, сообщенной с воздухоподводящей полостью зазора 3. Газо-воздушная смесь от искрового разряда воспламеняется и образуется факел пламени. Датчик пламени подает сигнал о запуске запальника и на открытие клапана подачи газа (на фиг. не показано) в горелочное устройство. После поступления газа во фронтовое устройство через кольцевой смесительный канал 5, в котором газ смешивается с воздухом, происходит воспламенение основной газовоздушной смеси и сгорание ее в жаровой трубе 2. Горелочное устройство обеспечивает эффективное сгорание газа с низким выходом вредных продуктов сгорания в атмосферу за счет конструктивных особенностей горелочного устройства. Горелочное устройство включаег фронтовое устройство, содержащее коллектор подвода газа 3, кольцевой смесительный
/fS
канал 5, запально-сигнализирующее устройство 6, и жаровую трубу 2 с патрубками 11 подвода воздуха, расположенными рядами. Воздух, поступивший в воздухоподводящую полость кольцевого зазора 3, распределяется на три потока. Первый поток по кольцевому зазору 3 поступает в жаровую трубу 2 через патрубки 11 в зону горения. Второй поток воздуха по кольцевому смесительному каналу 5 переменною сечения поступает в жаровую трубу 2 через сетку-антифламминг 10. Поток воздуха, проходя суживающую входную часть канала 5, ускоряется. В цилиндрическую, центральную часть 7 канала 5, где скорость потока наибольшая, через коллектор подвода,газа 4, и систему сопел 8 подается газообразное топливо. Сопла 8 выполнены хордальными, т. е. под углом к оси горелочного устройства, что создает дополнительную крутку потока газа, улучшает смешение газа с воздухом в кольцевом смесительном канале 5. Далее газо-воздушная смесь, проходя по расширяющейся части канала 5, поступает в жаровую трубу 2 горелочного устройства. Подготовленная таким образом газо-воздушная смесь поджигается, образуя зону горения. Уменьшение скорости потока газо-воздушной смеси в выходной расширяющейся части смесительного канала 5 и наличие желобкового стабилизатора пламени 9 на выходе фронтового устройства исключают унос факела пламени. Третий поток воздуха по центральной воздухоподводящей трубке 12 поступает в запально-сигнализирующее устройство 6, а часть его в жаровую трубу 2. Этот поток воздуха, проходя через зону горения, снижает максимальную температуру пламени, которая, в основном, влияет на образование окислов азота при горении. Подвод вторичного воздуха по центру через воздухоподводящую трубку 12 и в конец факела по кольцевому зазору 3 через патрубки 11 способствует полному догоранию окиси углерода. Кроме того, воздух, проходя по кольцевому зазору 3, охлаждает стенки жаровой трубы 2, предохраняя их от перегрева. Наличие на выходе из фронтового устройства стабилизаторов пламени 9 исключает возможность
toof/t f
срыва и проскока пламени, что повышает надежность работы горелочного устройства. Патрубки 11 жаровой трубы 2 ориентированны хордально относительно ее продольной оси, что способствует интенсивному перемешиванию воздуха, поступающего из кольцевою зазора 3 с горячими продуктами сгорания в жаровой трубе 2. Через первый ряд патрубков 11 воздух из канала 3 подается в зону горения, где происходит интенсивное перемешивание его с продуктами сгорания и обеднение смеси до коэффициента избытка воздуха а  1,3, при котором выделение вредных продуктов сгорания NOX. CO и НС является оптимальной величиной. Последующие ряды патрубков 11 направляют воздух из канала 3 в в зону смешения жаровой трубы 2 для создания на короткой длине заданного поля температуры на входе в теплообменник. Организация процесса сгорания в горелочном устройстве с высокой полнотой сгорания и на короткой длине повышает надежность и ресурс работы горелочного устройства и теплообменника.
Таким образом, предлагаемое горелочное устройство обладает высокой надежностью при использовании его в теплообменных аппаратах, высокими экологическими характеристиками, за счет высокой полноты сгорания и пониженного выхода вредных продуктов сгорания в атмосферу, что расширяет возможности его использования.