ГОРЕЛКА

Предлагаемая полезная модель относится к области горелочных устройств и может быть использована в топочных устройствах котлоагрегатов.
В настоящее время на котлах широкое применение находят многопоточные горелочные устройства. Секционирование воздушного потока в них позволяет при снижении производительности сохранять высокие значения выходных скоростей воздуха, достаточные для предотвращения проскока пламени во внутрь горелки при сжигании газа и организации качественного сжигания мазута. Поддержание оптимальных параметров котлоагрегата при переменных условиях его эксплуатации может быть достигнуто регулированием теплообменных характеристик факела, как путем изменения скорости истечения газа в объем воздушного потока, так и толщиной газового потока (см. Р.Б. Ахмедов Основы регулирования топочных процессов, М., Энергия, 1977, с. 199, 224).
В последние годы на котлоагрегатах широкое применение находят двухпоточные реверсивные газомазутные горелки со спутной кольцевой выдачей газа на границе периферийного и центрального воздушных потоков потоков (см. Р.Б. Ахмедов Основы регулирования топочных процессов, М., Энергия, 1977, с.140-141,.).
Известна горелка, содержащая спутную кольцевую выдачу газа на границе периферийного и центрального воздушных потоков (см. . Р.Б. Ахмедов Основы регулирования топочных процессов, М., Энергия, 1977, с. 139-140, рис. 4-47, 4-48).
В известной горелке теплообменные характеристики факела регулируются за счет изменения скорости истечения газа из сопла (при этом, одновременно, необходимо изменять и расход газа) в объем воздушного потока или изменением интенсивности крутки воздушных потоков. Толщина кольца газового потока, при этом, остается постоянной. Это сужает диапазон регулирования теплообменных характеристик факела, так как изменение толщины кольца газового потока в значительной мере влияет на химическую длину факела, то есть на его
мпк6 РгзЪ М/гг Горелка
теплообменные характеристики (см. Р.Б. Ахмедов Основы регулирования топочных процессов, М., Энергия, 1977, с.224).
Скорость истечения газового потока из сопла можно регулировать увеличением или уменьшением его выходного сечения. Обычно это достигается изменением местоположения подвижного насадка, располагаемого внутри газовыдающего сопла.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является горелка, содержащая периферийный и центральный каналы для прохода воздуха, осевую трубу и газоподающее устройство (см. В.А.Спейшер, АДГорбаненко Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках, М., Энергия, 1974, с. 79, рис. 5-3).
В известной горелке в периферийном канале изменением местоположения подвижного насадка можно регулировать площадь выходного сечения, а следовательно, и скорость истечения потока из него.
В известной горелке скорость истечения воздушного потока поддерживается постоянной: при повышении давления воздуха и увеличении, при этом, его расхода - за счет увеличения ширины кольцевой щели и, наоборот, при снижении давления и уменьшении, при этом, его расхода -за счет ее уменьшения.
Однако, при подобном варианте исполнения газового насадка, регулирование теплообменных характеристик газового факела на какой либо заданной нагрузке котла связано с необходимостью контролирования двух характеристик: давления газа перед соплом и ширины кольцевой щели (или тоже скорости истечения газа из сопла или его расхода). Наличие двух регулирующих параметров усложняет конструкцию системы регулирования и снижает ее надежность.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели - упрощение системы регулирования параметрами горелки и повышение ее надежности за счет сокращения количества регулируемых и контролируемых параметров, например, за счет неизменности давления газа при изменении толщины кольца газового потока, т.е. скорости истечения его из выходного сечения сопла при любом постоянном расходе.
Горелка, содержащая периферийный и центральный каналы для прохода воздуха, осевую трубу для ввода форсунки жидкого топлива и газоподающее устройство, расположенное на границе центрального и периферийного воздушных потоков, содержит в своей выходной части газовыдающий узел, состоящий из неподвижного и подвижного профилированных насадков, образующих внутренней поверхностью неподвижного и наружной поверхностью подвижного профилированных насадков газовыдающий канал - - образной формы, имеющий в месте входа газа постоянное сечение, причем любое взаимное положение профилированных насадков соответствует зависимости:
fax + fcp + Твых  F  Const ,( 1 )
а также fcp + ТВЫх  Const при f  Const,( 2 )
где: fax - площадь сечения входной части газовыдающего канала, см2; fcp - площадь сечения средней части газовыдающего канала, см2; few площадь сечения выходной части газовыдающего канала, см2 Величину перемещения подвижного насадка относительно неподвижного устанавливают в соответствии с условием:
fex  fcp ИfBX fBbo{.(3)
Проведенные эксперименты показали, что оптимальное значение угла между плоскостями сечений fcp и fBbix (т.е. изгиба выходной части газовыдающего канала) равно 90°.
Такое исполнение газовыдающего узла позволяет при любой заданной нагрузке котла обеспечить изменение скорости истечения газа из выходной части сопла, не изменяя давления газа перед горелкой, и его расхода. Обеспечение условия сохранения (неизменности) давления газа при заданной нагрузке (т.е. мощности) котла при возможности изменения теплообменных характеристик факела позволяет осуществлять принцип регулирования теплообменных характеристик факела (т.е. влияние на топочные процессы) без изменения расхода газа.
Таким образом, если в известной горелке изменение толщины кольца газового потока и его скорости истечения из сопла было связано с необходимостью изменения его давления при постоянном расходе или необходимостью изменения его расхода при постоянном давлении , то в предлагаемой горелке при изменении
ширины кольцевой щели и скорости истечения его из сопла, заданный режимом расход газа и его давление, остаются постоянными.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемой горелки, на фиг. 2 - продольный разрез по газовыдающему узлу (на фиг.1 узел 1).
Предлагаемая горелка состоит из двух смежных коробов 1 и 2, соединенных с горловинами, образующими соответственно центральный 3 и периферийный 4 воздушные каналы. Газоподающее устройство 5, образованное из двух коаксиально расположенных труб и разделяющее воздушный поток на периферийный и центральный каналы, в выходной части имеет газовыдающий узел, состоящий из подвижного 6 и неподвижного 7 профилированных кольцевых насадков. Профилированный подвижный насадок 6 при помощи рукоятки 8 и тяг 9 может совершать возвратно-поступательное движение вдоль оси горловины, прикрывая или открывая кольцевую щель. Осевая труба 10 служит для ввода форсунки жидкого топлива. Закрутка воздушных потоков осуществляется завихрителями 11 и 12.
Работа горелки осуществляется следующим образом.
Воздух поступает через смежные короба 1 и 2 в центральный 3 и периферийный 4 каналы и далее направляется в топку. Выход газа из газоподающего устройства 5 осуществляется через кольцевую щель газовыдающего канала, образованного подвижным 6 и неподвижным 7 профилированными насадками, взаиморасположение которых определяет скорость истечения газа, то есть толщину кольцевого газового потока, в воздушный поток и, как следствие, изменение теплообменных характеристик факела. При необходимости, например, увеличения выходной скорости истечения газа в объем воздушного потока подвижный насадок 6 перемещают в направлении к устью горелки. При этом площадь сечения выходной части канала () уменьшается, а средней части (fcp)- на ту же величину увеличивается, так как fcp + few  Const согласно условию (2). Площадь сечения входной части канала (f ) остается неизменной. Вследствии того, что общая площадь канала для прохода газа по каналу осталась неизменной (im+ fcp + f8ЫХ  F  Const), то и расход газа остался прежним.
Для уменьшения скорости истечения газа подвижный насадок 6 перемещают в обратном направлении.
Таким образом, по сравнению с известной горелкой, предлагаемая позволяет на заданной нагрузке регулировать теплообменные характеристики факела воздействием лишь на один параметр - ширину устья кольцевой щели и, связанную с ней, скорость истечения газа из выходной части сопла и, тем самым, упростить следящую и приводную системы регулирования параметрами горелки, и в конечном счете, повысить надежность и эффективность работы горелки и котлоагрегата в целом.