ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к горелочным устройствам для сжигания жидкого и газообразного топлива и может быть использовано в энергетике, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известно горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий короб 1 фиг.1, аксиальный (направляющий лопаточный) аппарат 2, периферийный газовый коллектор 3 с отверстиями 4.
При работе горелки через периферийный газовый коллектор 3 подается газообразное топливо, которое проходит через отверстия 4. Воздух, пройдя через воздушный короб 1, закручивается при помощи аксиального аппарата 2, смешивается с топливом и подается в зону горения.
Недостатком известного горелочного устройства является нестабильное пульсирующее горение и эжекция высокотемпературных продуктов горения внутрь устройства. Пульсация горения приводит к раскачиванию экранных поверхностей, разрушению обмуровки и ребер жесткости котла и как следствие снижению экономических показателей его работы. Эжекция продуктов горения в горелочное устройство вызывает обгорание лопаток аксиального аппарата.
Задачей создания полезной модели является стабилизация режима горения, повышение надежности и экономичности работы горелочного устройства, предотвращение обгорания элементов горелочного устройства, а также снижение образования окислов азота.
Для достижения поставленной задачи на горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий короб 1, аксиальный аппарат 2 фиг.2, периферийный газовый коллектор 3 дополнительно устанавливается центральный газовый коллектор 7 с суммарным сечением отверстий не более 40% от общего сечения газовых отверстий, который является самоохлаждаемым стабилизатором горения и воздушный эжектор вторичного воздуха 8.
Кроме того, устанавливается вспомогательный запальный элемент 6, не допускающий экспозиции по времени между пуском газа на горелку и его воспламенением. В воздухоподводящих коробах устанавливается улиткообразный завихритель воздуха 1, обеспечивающий более равномерную подачу воздушного потока на горелку и его предварительное закручивание.
На фиг.2 показана горелка, содержащая воздухоподводящий короб 1, аксиальный аппарат 2, периферийный газовый коллектор 3 с отверстиями 4.
Горелочное устройство на фиг.2 отличается от горелки на фиг.1 тем, что на периферийном газовом коллекторе 3 устанавливается центральный газовый коллектор 7 и вспомогательный запальный элемент 6. В центральной части горелки на место мазутной форсунки, при работе на газообразном топливе, устанавливается воздушный эжектор вторичного воздуха 8, в воздушном коробе 1 монтируется улиткообразный подвод воздуха. Центральный газовый коллектор 7 представляет собой полый тор с радиально расположенными газовыми отверстиями и трубками, подающими газообразное топливо из отверстий периферийного газового коллектора внутрь тора. Эжектор вторичного воздуха 8 представляет собой полый двустенный цилиндр с отверстиями, позволяющими подавать вторичный воздух из окружающей среды в зону горения.
Принцип работы данного горелочного устройства состоит в следующем. Центрально расположенный запальник 5 посредством вспомогательных запальных элементов 6 воспламеняет периферийный и центрально подаваемый газ. При улиткообразном подводе воздуха в центральной части горелки образуется разрежение. Это разрежение устраняется за счет эжектора вторичного воздуха 8, который за счет возникающего разрежения обеспечивает до 5% подачи воздуха в горелку, тем самым сокращая расход электроэнергии 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 7 позволяет получить во всем диапазоне нагрузок устойчивое горение со снижением образования окислов азота на 15-20%. Для горелки РГМГ-30 мощностью 30 МВт на номинальной нагрузке это снижение составляет с 90-120 до 60-80 ppm при коэффициенте избытков воздуха α=1,05-1,1. Разнесенный по сечениям ввод газа в пространстве и в объемах дает эффект стабильности горения и хороших экологических показателей. Центральный газовый коллектор 7 является самоохлаждаемым стабилизатором горения за счет того что тор, который он представляет, затеняет поток газо-воздушной смеси, тем самым создавая устойчивое нахождение корня факела.