ГОРЕЛКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО И ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности к устройствам горелок, в которых возможно, в зависимости от практической потребности, как раздельное, так и совместное сжигание газообразного топлива, например, природного или попутного газа, и жидкого топлива, например мазута.
Известно устройство [RU 2403498, C1, F23D 17/00, 10.11.2010], содержащее три коаксиально расположенных кольцевых канала - наружный канал для подвода вторичного воздуха, центральный канал для подвода первого потока первичного воздуха и средний канал для подвода второго потока первичного воздуха, имеющие на входе тангенциальные регистры для закрутки воздуха, при этом, в среднем канале установлены газоподающие трубы разных диаметров и с отогнутыми выходными концами, поворотные вокруг оси и с возможностью осевого перемещения, в центральном кольцевом канале расположена с возможностью перемещения форсунка для сжигания мазута, причем, тангенциальные регистры, газоподающие трубы и форсунка соединены с электродвигателями с сервоприводами, управляемыми по компьютерной программе, осуществляющей следующие операции управления:
- поворот воздухозакручивающих лопаток тангенциальных регистров на заданный угол в соответствии с теплопроизводительностью котла, разрежением в топке и с производительностью дымососа и дутьевого вентилятора;
- осевое перемещение и поворот вокруг оси газоподающих труб в соответствии с тепловой нагрузкой котла и текущим значением температуры перегрева пара;
- осевое перемещение распыливающей форсунки в зависимости от значений падающих тепловых потоков от факела.
Недостатком этого технического решения является относительно высокая сложность, вызванная как сложностью конструкции, в частности, узла из трех коаксиально расположенных кольцевых каналов со сложной системой подачи воздуха, так и необходимостью использования компьютерной программы и электродвигателей с сервоприводами для управления тангенциальными регистрами, газоподающими трубами и форсункой. Последнее существенно затрудняет обслуживание, особенно при заметных изменениях характеристик используемого жидкого и газообразного топлива.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее форкамеру сгорания топлива, пакет горелок, который снабжен патрубком подачи воздуха, при этом, форкамера сгорания жестко соединена с корпусом пакета горелок, который соосно и частично входит внутрь форкамеры сгорания топлива через ее торцевую часть, причем торцевая часть образует выступы, на которых снаружи расположены смотровые окна и выступы пакета горелок с внутренней стороны камеры сгорания, на которых расположены окна запальника, внутри патрубка подачи воздуха установлен шибер, причем, горелки в пакете горелок установлены симметрично относительно оси пакета, который снабжен тангенциально расположенными соплами подачи воздуха, состоит из двух элементов, представляющих собой малую и большую цилиндрическо-конусную полости, выполненные в одном корпусе, причем первый элемент малым основанием жестко соединен с цилиндрической частью второго элемента, корпус пакета горелок дополнительно снабжен патрубком подачи топливного газа с газовой задвижкой и расположен с противоположной стороны относительно патрубка подачи воздуха, а каждая из горелок снабжена трубопроводом подачи жидкого топлива с вентилем, при этом трубопровод соединен с емкостью жидкого топлива со стороны большого основания первого элемента горелки [RU 2232941, C1, F23D 14/02, F23D 14/62, 20.07.2004].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая сложность, вызванная сложностью конструкции пакета горелок, а также относительно низкой эффективность сжигания топлива.
Требуемый технический результат заключается в повышении эффективности сжигания топлива.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее содержащая корпус с камерой сжигания, с патрубком для подачи воздуха, патрубком для подачи газа и патрубком для подачи жидкого топлива, а также установленные в корпусе трубопровод подачи газа, вход которого соединен с патрубком для подачи газа, форсунку для сжигания жидкого топлива и канал для подвода потока воздуха, оснащенный тангенциальными регистрами для закрутки воздуха, введен экран, выполненный из трубы, для разделения потоков воздуха и направления пламени, трубопровод подачи жидкого топлива, вход которого соединен с патрубком для подачи жидкого топлива, а выход - соединен с форсункой для сжигания жидкого топлива, щибер, установленный в патрубке для подачи воздуха, который соединен с каналом для подвода потока воздуха, вентиль подачи жидкого топлива, установленный в патрубке для подачи жидкого топлива, вентиль подачи газа, установленный в патрубке для подачи газа, при этом, выход трубопровода подачи газа и форсунка для сжигания жидкого топлива установлены в камере сжигания, вход которой соединен с каналом для подвода потока воздуха, а выход - с выполненной в корпусе форкамерой.
На фиг.1 - Горелка для сжигания газообразного и жидкого топлива, общий вид в разрезе.
Горелка для сжигания газообразного и жидкого топлива содержит корпус 1 с камерой 2 сжигания, с патрубок 3 для подачи воздуха, который содержит щибер 4, патрубок 5 для подачи газа, вентиль 6 подачи газа, установленный в патрубке 5 для подачи газа, патрубок 7 для подачи жидкого топлива, вентиль 8 регулировки жидкого топлива, установленный в патрубке 7 для подачи жидкого топлива, завихрители 9 для закрутки воздуха, запально-смотровое окно 10, корпус конфузоров 11 для закручивания потоков воздуха при сжигании жидкого топлива и газовоздушной смеси при сжигании газа (в общем случае может быть установлено несколько корпусов конфузоров 11), в котором установлены малый 12 и большой 13 конфузоры экран 14, выполненный из трубы, для разделения потоков воздуха и направления пламени, трубопровод 15 подачи газа, трубку 16 для подачи жидкого топлива, камеру 17 для подвода потока воздуха.
Горелки для сжигания газообразного и жидкого топлива работает следующим образом.
При работе на газообразном топливе газ через вентиль 6 и далее через камеру 2 по трубопроводу 15 поступает в корпус конфузоров 11, куда из камеры для подвода потока воздуха 17 через отверстия завихрителей 9 для закрутки воздуха поступает и воздух через патрубок 3 для подачи воздуха под давлением, создаваемым вентилятором подачи воздуха (на чертеже не показан). В результате обеспечивается вихревое смешивание воздуха и газа. Образовавшаяся горючая смесь по малому 12 и большому 13 конфузорам поступает в камеру 2 сжигания, заключенную в конической части корпуса 1, а образующееся тепловая энергия поступает во внешнюю область ее использования. При этом, вентиль 8 подачи жидкого топлива закрыт, а регулировка подачи воздуха и газа обеспечивается, соответственно, шибером 4 и вентилем 6 подачи газа.
При работе на жидком топливе оно подводится через вентиль 8 подачи жидкого топлива.
Далее жидкое топливо поступает по трубопроводу 16 к камере сжигания, заключенную в конической части корпуса 1. Туда же поступает и воздух через отверстия завихрителей 9, в результате чего происходит вихревое смешивание воздуха с жидким топливом. При этом, вентиль 6 подачи газа закрыт.
При работе одновременно на газе и жидком топливе оба топлива подаются в камеру 2 сжигания, заключенную в конической части корпуса 1, одновременно. Регулировка подачи воздуха обеспечивается шибером 4, газа - вентилем 6 подачи газа, а жидкого топлива - вентилем 8 регулировки жидкого топлива.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства в предложенном устройстве достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности сжигания топлива, поскольку, в частности, установленный экран в форме трубы дает возможность равномерно распределять потоки воздуха к завихрителям, что в свою очередь улучшает процесс горения.
А направление потока пламени, заворачивая его в форме трубы (пламя не касается конической части корпуса), предотвращает прогорание конической части корпуса и удлиняет потоки пламени и тепловые потоки дальше вглубь топки подогревателя, что увеличивает поверхность нагрева, приводя к большему эффекту (экономия топлива при большем КПД) от процесса сжигания топлива.
Кроме того, в данной конструкции исключена и емкость для жидкого топлива с дополнительными вентилями подачи жидкого топлива между этой емкостью и корпусом горелок для избегания замерзания жидкого топлива при минусовых температурах, а также для ухода от утечек в дополнительной запарной арматуре вследствие чего повышается пожарная безопасность.