Горелочное устройство для комбинированного сжигания топлива

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к устройствам для сжигания газообразного и жидкого топлива, и может быть использовано в котельных и печных агрегатах различного назначения.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее корпус с патрубком для подачи воздуха, соединенный с амбразурой горелки, установленной в отверстие печи, смесительную камеру, трубу с патрубком для подачи воздуха при работе горелки на мазуте, расположенную по оси корпуса, мазутную форсунку, установленную внутри трубы, распылительная части которой расположена в амбразуре горелки, вставку, закрепленную на наружной поверхности трубы с возможностью поворота и предназначенную для образования пережима на воздушном тракте, периферийный кольцевой коллектор с патрубком и газораздающими отверстиями, расположенными в зоне пережима воздушного тракта (RU 139470, F23D 17/00, опубл. 20.04.2014).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не позволяет осуществить комбинированное сжигание природного газа/биогаза или мазута/биогаза, в результате чего отсутствует возможность снижения загрязнения атмосферного воздуха парниковыми газами.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка горелочного устройства для комбинированного сжигания топлива.
Сущность полезной модели заключается в использовании дополнительного канала с завихрителем, подводящий биогаз в центральную часть горелочного устройства для полного и стабильного сжигания.
Технический результат - использование биогаза в качестве топлива, возможность регулирования температуры в ядре факела, снижение содержания оксида азота в уходящих газах.
Согласно полезной модели, заявленный технический результат, достигается тем, что горелочное устройство для комбинированного сжигания топлива содержит корпус с патрубком для подачи воздуха, соединенный с амбразурой горелки, смесительную камеру, мазутную форсунку, распылительная часть которой расположена в амбразуре горелки, периферийный кольцевой коллектор с патрубком и газораздающими отверстиями.
Особенность заключается в том, что в предлагаемой полезной модели в корпусе горелки расположен канал для подвода биогаза с завихрителем биогаза и обтекателем, центральный канал для подачи воздуха с завихрителем воздуха центрального потока.
Полезная модель поясняется чертежом, показывающим схему его реализации.
Горелочное устройство для комбинированного сжигания топлива содержит: 1 - патрубок для подачи воздуха; 2 - корпус, в котором расположены центральный канал 3 для подачи воздуха с завихрителем 4 воздуха центрального потока и канал 5 для подвода биогаза с завихрителем 6 биогаза и обтекателем 7, 8 - периферийный кольцевой коллектор с патрубком 9 и газораздающими отверстиями 10; 11 - смесительную камеру; 12 - мазутную форсунку; 13 - амбразуру горелки.
Горелочное устройство для комбинированного сжигания топлива работает следующим образом.
При совместном сжигании в горелке природного газа и биогаза в смесительную камеру 11 из патрубка 1 для подачи воздуха, соединенного с амбразурой 13 горелки, подается воздух в виде кольцевого потока, одновременно природный газ поступает через патрубок 9 в периферийный кольцевой коллектор 8 и попадает в смесительную камеру 11 через газораздающие отверстия 10. В смесительной камере 11 происходит интенсивное смешение потока воздуха и поперечных струй природного газа для интенсификации процесса горения. Далее газовоздушная смесь проходит зону обтекателя 7, образованного стенкой канала 5 для подвода биогаза и поступает в амбразуру 13 горелки, где происходит ее воспламенение. Обтекатель 7 предназначен для увеличения скорости топливовоздушной смеси и уменьшения турбулентного перемешивания биогаза с топливовоздушной смесью. Одновременно в амбразуру 13 горелки из канала 5 для подвода биогаза, содержащим в себе завихритель биогаза 6, поступает закрученный поток биогаза который интенсивно смешивается с воздухом, поступающим из центрального канала 3 для подачи воздуха, содержащим в себе завихритель 4 воздуха центрального потока. Воспламенение биогаза происходит в центре пламени природного газа, за счет уменьшения турбулентного перемешивания биогаза с топливовоздушной смесью, выходящей из смесительной камеры 11, что позволяет эффективно использовать биогаз как топливо и при этом уменьшать выбросы оксидов азота NOx, за счет снижения температуры в центре пламени природного газа.
При совместном сжигании в горелке мазута и биогаза из патрубка 1 для подачи воздуха, соединенного с амбразурой 13 горелки, подается воздух в виде кольцевого потока. Одновременно мазут из мазутной форсунки 12, распылительная часть которой расположена в амбразуре 13 горелки, распыляется и подхватывается закрученным потоком воздуха, выходящим из центрального канала 3 для подачи воздуха, содержащий в себе завихритель 4 воздуха центрального потока. Интенсивное смешение потока воздуха и мазута осуществляется в амбразуре 13 горелки, где происходит воспламенение топливовоздушной смеси. Одновременно в амбразуру 13 горелки из канала 5 для подвода биогаза, содержащий в себе завихритель биогаза 6, поступает закрученный поток биогаза, который интенсивно смешивается с воздухом, поступающим из центрального канала 3 для подачи воздуха, содержащий в себе завихритель воздуха 4 центрального потока. Горение биогаза происходит на внешней границе пламени, что способствует полному сгоранию мазута и уменьшению вредных выбросов в атмосферу, в особенности оксидов азота NOx, в результате снижения температуры.