ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
BURNER DEVICE

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого и газообразного топлива и может быть использовано в энергетике, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известно горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий короб, периферийный газовый коллектор с отверстиями, центральный газовый коллектор с газовыми отверстиями (А.С. СССР №1101622).
Недостатком известного горелочного устройства является неравномерное по объему смесеобразование газообразного топлива с воздухом, в результате которого в продуктах горения содержится высокая концентрация оксидов азота, а также неравномерная подача воздуха, приводящая к пульсации факела и как следствие вибрации экранов котла.
Задачи, на решения которых направлено предлагаемое решение: снижение концентрации оксидов азота в продуктах сгорания, улучшение смесеобразования газообразного топлива с воздухом, более надежная работа горелки, улучшение экономических показателей.
Технический результат достигается тем, что горелочное устройство содержит, воздухоподводящий короб, периферийный газовый коллектор с отверстиями, центральный газовый коллектор с газовыми отверстиями, при этом центральный газовый коллектор выполнен в виде полого тора с радиально расположенными газовыми отверстиями и трубками, подающими газообразное топливо из отверстий периферийного газового коллектора внутрь полого тора, а в центральной части газовой горелки установлен эжектор вторичного воздуха, представляющий собой полый двустенный цилиндр с отверстиями, позволяющими подавать вторичный воздух из окружающей среды в зону горения.
На фиг.1 показана газовая горелка.
Горелочное устройство содержит периферийный газовый коллектор 1, центральный газовый коллектор 2, вспомогательный запальный элемент 3, воздушный эжектор вторичного воздуха 4, в воздухоподводящем коробе 5 монтируется улиткообразный завихритель воздуха 6. Центральный газовый коллектор 2 представляет собой полый тор с радиально расположенными газовыми отверстиями и трубками, подающими газообразное топливо из отверстий периферийного газового коллектора внутрь тора. Эжектор вторичного воздуха 4 представляет собой полый двустенный цилиндр с отверстиями, позволяющими подавать вторичный воздух из окружающей среды в зону горения.
X
Принцип работы данного горелочного устройства состоит в следующем: центрально расположенный запальный элемент 3 воспламеняет газ периферийный и центрально подаваемый. Увеличиваемая мощность горелки определяет увеличение подачи воздуха, что при улиткообразном подводе вызывает образование в центральной части горелки разрежение. Это разрежение устраняется за счет эжектора вторичного воздуха 4, который за счет возникающего разрежения обеспечивает до 5% подачи воздуха в горелку, тем самым сокращая расход энергии на дутье и полностью устраняя эжекцию высокотемпературных продуктов сгорания из топки в горелку и связанное с этим обгорание ее элементов. Распределение газа по двум разнесенным сечениям горелки при помощи дополнительно установленного центрального газового коллектора 2 позволяет получить во всем диапазоне нагрузок устойчивое горение со снижением выбросов окислов азота на 15-20%, т.е. с 90-120 до 60-80 ppm при α=1,2. Длиннофакельные горелки страдают пульсацией горения с разрушением целостности обмуровки котлов, при этом дают эффект 90-120 ppm при α=1,2, короткофакельные при той же мощности стабильны, но страдают NO 100-170 ppm. Разнесенный по сечениям ввод газа в пространстве и в объемах дает эффект стабильности горения и хороших экологических показателей. Центральный газовый коллектор 2 является охлаждаемым стабилизатором за счет того, что тор, который он представляет, затеняет поток газовоздушной смеси, тем самым создавая устойчивое нахождение корня факела.