ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА
GAS BURNER

Изобретение относится к нефтехимической теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания топливного газа в печах настильного горения нефтеперерабатывающих предприятий.
Известна газовая горелка, разработанная Самарским государственным техническим университетом [Патент РФ №2193730 27.11.2002 г.]. Она состоит из корпуса, вихревой смесительной камеры с выходным стабилизирующим насадком, пилотной горелки с вихревым отражателем плоского типа, с газовыми каналами внутри его оси. Сама пилотная горелка зажигается до и работает после розжига основной горелки.
Недостатком этой горелки является отсутствие контроля за работой пилотной горелки. Уменьшение размеров смесительной камеры за счет установки внутри пилотной горелки с плоским отражателем, приводит к снижению объема воздушного потока, неполному сгоранию газовоздушной смеси с температурой 1230-1250 °С, увеличению количества вредных выбросов и снижению КПД горелки.
Конструкция горелки разработанной ООО «КАМЕТ» [Патент РФ №135396 10.12.2013 г.] повышает КПД работы газовой горелки с пилотной горелкой в широком диапазоне производительности для различных тепловых режимов печей.
Технический результат достигается тем, что с целью увеличения воздушного потока, необходимого для полноты сгорания газовой смеси из вихревой смесительной камеры убрана пилотная горелка с отражателем и установлен плоский шнек с углом наклона плоскостей 6-14°, закручивающий воздушный поток с выносом его на периферию, где происходит смешивание с закрученным в том же направлении с газовым потоком достигая температуру 1400=1450 С°, Пилотная горелка закрепляется на одной из монтажных спиц вместе с электрозапальником, и электродом контроля пламени. Недостатком данной горелки является полный контакт (1400°-1450°) дискового пламени с корпусом пилотной горелки, корпусом основной горелки, монтажной трубой и стеной печи. Это приводит к быстрому сгоранию основной и пилотной горелок, снижению их КПД и растрескованию стенового покрытия. Данная горелка выбрана в качестве прототипа.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение КПД работы газовой горелки с пилотной горелкой в широком диапазоне производительности для различных тепловых режимов печей.
Технический результат достигается тем, что в газовой горелке, содержащей корпус, смесительную камеру с выходной стабилизирующей частью, завихритель с газовыми каналами, пилотную горелку, выходной отражатель со шнеком на его оси, причем стабилизирующая часть выполнена с полукруглым выступом R=12-15 мм, с углом наклона α=150-160°, а угол наклона плоскостей шнека в пределах 42°, угол у вершины конуса отражателя β=120-130°.
На фиг. 1 показан продольный разрез газовой горелки, где 1 - стабилизирующая часть, 2 - смесительная камера, 3 - отражатель, 4 - завихритель, 5 - однозаходный шнек, 6 - корпус, 7 - пилотная горелка. Конструкция газовой горелки устраняет указанные недостатки и работает следующим образом. Топливный газ подается через газовые каналы завихрителя 4, закручивается и подается в корпус 6, где за счет закрутки топлива образуется разрежение и подсос воздуха в смесительную камеру 2 из окружающей среды. Воздух, проходя через плоский U однозаходный шнек 5 с углом наклона плоскости 42°, закручивается в том же направлении что и газ, поступает на периферию смесительной камеры. Насыщенная кислородом газовоздушная смесь, вращаясь по периферии корпуса 6, попадает между стабилизирующий частью 1 и отражателем 3 конусного типа, расположенного на оси однозаходного шнека, достигает температуры 1450-1480С°. Благодаря изменению углов стабилизирующей части до 150-160°, с полукруглым выступом на торце R=12-15 мм, вершины конусного отражателя до 120-130° меняются зоны разряжения, превращая пламя в конический диск не касающийся указанных поверхностей основной и пилотной горелок, что исключает их выгорание и повышает КПД горелки. Соотношения геометрических размеров газовой горелки определяют изменение зон разряжения с целью получения конусного диска пламени, что сохраняет жаростойкость горелки и ее КПД.
Отношение площадей сечений газовых каналов пилотной и основной горелок выбирается таким образом, чтобы (по ГОСТ 21204-95) тепловая мощность пилотных горелок не превышала 5% номинальной тепловой мощности основной горелки при этом не нарушается процесс горения, не изменяется форма конического настильного диска и стабилизируется горение. При углах наклона газовых плоскостей шнека U в пределах 42°, углах наклона стабилизирующей части 150°-160° полукруглым выступом на торце с радиусом R=12 мм, с углом у вершины конуса отражателя β=120°-130° оптимизируется соотношение осевой и центробежной составляющей топливного потока, стабилизируется коническая геометрия пламени, увеличивается полнота сгорания топлива сохраняется жаростойкость и КПД горелки.