Двухпоточная газовая горелка
TWO-FLOW GAS BURNER

Изобретение относится к устройствам для сжигания газов в топках теплонапряженных технологических установок и может быть использовано в нефтехимической, энергетической, металлургической промышленности и других отраслях народного хозяйства.
Известна двухпоточная газовая горелка [1], содержащая корпус с патрубком подачи газа, выполненный в виде усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием к выходу, патрубок подачи воздуха, расположенный тангенциально к корпусу, кольцевой коллектор с патрубком подачи газа, конфузорный смеситель с отверстиями в стенках, выполненных в виде конических камер закручивания с центральными струйными отверстиями и винтовыми шнековыми каналами, цилиндрическое сопло, расположенное внутри корпуса, глушенное со стороны выхода, соединенное с патрубком подачи газа, в стенках сопла выполнены отверстия, оси которых направлены под острым углом к радиальным плоскостям и к образующим сопла в сторону выхода и в направлении вращения воздушного потока в корпусе, внутри отверстий сопла расположены винтовые каналы.
Недостатком известной газовой горелки является понижение эффективности сжигания газового топлива при изменении ее производительности в широком диапазоне.
Это обусловлено тем, что известная горелка не позволяет точно регулировать подачу топливной смеси. В результате происходит перерасход газа, что ведет к эмиссии оксидов азота в атмосферу.
Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является двухпоточная газовая горелка [2], содержащая корпус с патрубком подачи газа, выполненный в виде усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием к выходу, патрубок подачи воздуха, расположенный тангенциально к корпусу, кольцевой коллектор с патрубком подачи газа, конфузорный смеситель с отверстиями в стенках, выполненных в виде конических камер закручивания с центральными струйными отверстиями и винтовыми шнековыми каналами, цилиндрическое сопло, расположенное внутри корпуса, глушенное со стороны выхода, соединенное с патрубком подачи газа, в стенках сопла выполнены отверстия, оси которых направлены под острым углом к радиальным плоскостям и к образующим сопла в сторону выхода и в направлении вращения воздушного потока в корпусе, внутри отверстий сопла расположены винтовые каналы, при этом кольцевой коллектор выполнен в виде камеры впрыска с выходной тороидальной амбразурой, и дополнительно снабжена патрубком подачи воды, соединенным с камерой впрыска.
Недостатком известной газовой горелки является понижение эффективности сжигания газового топлива из-за невозможности обеспечить полное и однородное смешивание потоков воздуха и газа.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности сжигания газового топлива за счет обеспечения полного и однородного смешивания потоков воздуха и газа.
Для решения поставленной задачи в известной двухпоточной газовой горелке, содержащей корпус с патрубком подачи газа, выполненный в виде усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием к выходу, патрубок подачи воздуха, расположенный тангенциально к корпусу, кольцевой коллектор, цилиндрическое сопло, расположенное внутри корпуса, глушенное со стороны выхода, соединенное с патрубком подачи газа, в стенках которого выполнены отверстия, с расположенными внутри винтовыми каналами, оси отверстий направлены под острым углом к радиальным плоскостям и к образующим сопла в сторону выхода и в направлении вращения воздушного потока в корпусе, кольцевой коллектор выполнен в виде камеры впрыска с выходной тороидальной амбразурой и патрубок подачи газа заменен патрубком подачи воды, соединенным с камерой впрыска, согласно изобретению цилиндрическое сопло размещено в жестком цилиндрическом перфорированном кожухе, который закреплен на торце глушенного выхода цилиндрического сопла и установлен с зазором относительно наружной поверхности цилиндрического сопла, причем диаметр перфорированных отверстий превышает диаметр отверстий в цилиндрическом сопле в 2-4 раза, а количество перфорированных отверстий в цилиндрическом кожухе не превышает количество отверстий в цилиндрическом сопле.
Техническая задача совпадает с техническим решением.
Благодаря отличительным признакам предлагаемая горелка позволяет получить однородную газовоздушную смесь, уменьшить коэффициент избытка воздуха для горения, что обеспечивает полное сгорание
Это обусловлено тем, что вращающийся газовоздушный поток дополнительно рассеивается цилиндрическим перфорированным кожухом и поступает на сжигание попутно с чистой либо загрязненной нефтепродуктами или хоз-бытовыми стоками водой, поступающей в камеру впрыска по
Газовая горелка иллюстрируется чертежом, где изображена предлагаемая газовая горелка.
Горелка содержит корпус 1 в виде усеченного конуса, патрубок для подачи воздуха 2, цилиндрическое сопло 3, расположенное внутри корпуса 1, глушенное со стороны выхода и соединенное с патрубком подачи газа 4, камеру впрыска 5, с выходной тороидальной амбразурой 6, патрубок подачи воды 7.
В стенках цилиндрического сопла 3 выполнены отверстия 8, оси которых направлены под острым углом к радиальным плоскостям и к образующим сопла в сторону выхода и в направлении вращения воздушного потока в корпусе. Внутри отверстий 8 выполнены винтовые каналами 9.
Цилиндрическое сопло 3 размещено в жестком цилиндрическом перфорированном кожухе 10, который закреплен на торце глушенного выхода цилиндрического сопла 3 и установлен с зазором относительно наружной поверхности цилиндрического сопла 3, причем диаметр перфорированных отверстий 11 превышает диаметр отверстий 8 в цилиндрическом сопле 3 в 2-4 раза, а количество перфорированных отверстий 11 в цилиндрическом кожухе 10 не превышает количество отверстий 8 в цилиндрическом сопле 3.
Горелка работает следующим образом.
Топливный газ по патрубку 4 подается в центральное цилиндрическое сопло 3, проходит через отверстия 8 с винтовыми каналами 9 в корпус 1, в который через патрубок 2 подается чистый либо с загрязнителями воздух. В результате происходит смешение газа с воздухом и возникает закрученный газовоздушный поток. Вращающийся газовоздушный поток из корпуса 1 поступает в камеру впрыска 5. Благодаря жесткому цилиндрическому кожуху 10 и наличию зазора между ним и поверхностью цилиндрического сопла 3 происходит дополнительное перемешивание газа с воздухом и повышение эффективности сжигания газового топлива за счет обеспечения полного и однородного смешивания потоков воздуха и газа. Конструкция цилиндрического кожуха 10 обеспечивает оптимизацию процесса перемешивания газа с воздухом за счет размера и количества перфорированных отверстий 11.
Одновременно в камеру впрыска 5 по патрубку 7 подается вода либо нефтесодержащие или хоз-бытовые стоки, предварительно эмульгированные до однородной смеси необходимой дисперсности.
Затем газовоздушный поток и вода через тороидальную амбразуру камеры впрыска поступает на сгорание в топку.
Таким образом, заявляемая двухпоточная газовая горелка позволяет повысить эффективность сжигания газового топлива за счет обеспечения полного и однородного смешивания потоков воздуха и газа.
Источники информации
6
1. Патент № 2115064 РФ, МКИ F23D 14/02. Двухпоточная газовая горелка, опубл. 10.07.98, бюл. №19.
6
2. Патент на полезную модель №66009 РФ, МКИ F23D 14/02. Двухпоточная газовая горелка, опубл. 27.08.2007, бюл. №24.