Газовая инжекционная горелка

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в горелочных устройствах металлургических печей и топок. Техническим результатом полезной модели является улучшенная работа горелки, за счет меньшего расхода газа и воздуха при увеличении скорости выхода газо-воздушной смеси и температуры горения смеси, а так же формирования безотрывного устойчивого целенаправленного горения факела с увеличенной длинной. Достигается это тем, что газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками и снабженную патрубком подвода газа, соединенным с одной из торцевых стенок газовой камеры, ряд смесительных стволов, герметично установленных в торцевых стенках газовой камеры по окружности, проходящих через нее и имеющих газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, воздушный вентилятор, цилиндрическую и радиальную перегородки, стволы газовой горелки выполнены в виде конусов и наклонены к центру горелочного устройства под углом не менее 20 градусов.

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в горелочных устройствах металлургических печей и топок.

Известна газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками и снабженную патрубком подвода газа, соединенным с одной из торцевых стенок газовой камеры, ряд смесительных стволов, герметично установленных в торцевых стенках газовой камеры по окружности, проходящих через нее и имеющих газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, и воздушный вентилятор [RU 2219436, МПК F23D 14/20, 2003].

Однако при розжиге известной горелки возможны хлопки и погасания пламени.

Также при уменьшении давления газа ухудшается инжекция воздуха, происходит проскок или отрыв пламени. Поэтому автоматический пуск известной горелки затруднен.

Известно устройство, содержащее газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками и снабженную патрубком подвода газа, соединенным с одной из торцевых стенок газовой камеры, ряд смесительных стволов, герметично установленных в торцевых стенках газовой камеры по окружности, проходящих через нее и имеющих газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, и воздушный вентилятор [RU 2395035, МПК F23D 14/02, 2009 опубликовано 20.07.2010].

Недостатки. Известная горелка плохо разжигается, имеет не высокую рабочую температуру горения газа, относительно небольшую длину факела.

Также при уменьшении давления газа ухудшается инжекция воздуха, происходит проскок или отрыв пламени. Поэтому автоматический пуск известной горелки затруднен. Кроме того, вентилятор известной горелки потребляет значительное количество электроэнергии, а энергия остаточного давления газа для подачи воздуха не используется. При этом известная горелка может работать в диапазоне регулирования коэффициента рабочего давления газа: 25±100% (k-3, 5-4).

Задачей полезной модели является улучшение работы горелки, снижение расхода газа и воздуха, увеличение скорости выхода газо-воздушной смеси, увеличение температуры и длинны факела, при его безотрывном целенаправленном и устойчивом горении.

Поставленная задача достигается тем, что газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками и снабженную патрубком подвода газа, соединенным с одной из торцевых стенок газовой камеры, ряд смесительных стволов, герметично установленных в торцевых стенках газовой камеры по окружности, проходящих через нее и имеющих газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, воздушный вентилятор, цилиндрическую и радиальную перегородки, стволы газовой горелки выполнены в виде конусов и наклонены к центру горелочного устройства под углом не менее 20 градусов.

Положительные результаты предложенного технического решения:

1. Конструкция конических стволов газовой горелки обеспечивает увеличение температуры и длинны пламени при увеличении скорости выхода газо-воздушной смеси из стволов.

2. Наклон стволов к центру горелочного устройства позволяет создать безотрывочное целенаправленное устойчивое горение пламени факела.

Технический результат - сниженный расход газа и воздуха, увеличенная скорость выхода газо-воздушной смеси, температура и длинна факела, безотрывочное целенаправленное устойчивое горение пламени факела.

На фиг. 1 представлена предлагаемая газовая инжекционная горелка.

На фиг. 2 - расположение стволов под углом 20 градусов.

Предлагаемая газовая инжекционная горелка (фиг. 1) содержит газовую камеру 1, образованную цилиндрической боковой 2 и торцевыми 3 стенками и снабженную патрубком 4 подвода газа, ряд смесительных стволов 5, герметично установленных в торцевых стенках 3 газовой камеры 1, по окружности, проходящих через нее и имеющих газовые сопла 6, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере 1, и осевой вентилятор 7. Газовая камера 1 снабжена цилиндрической перегородкой 8, отделяющей смесительные стволы 5 от ее центральной зоны 9, и радиальной перегородкой 10, соединенной с цилиндрической перегородкой 8 и ее цилиндрической боковой стенкой 2 и проходящей между двумя соседними стволами 5. Патрубок 4 подвода газа соединен с цилиндрической боковой стенкой 2 газовой камеры 1 и размещен вблизи одного из стволов 5, разделенных радиальной перегородкой 10.

Горелка работает следующим образом. Газ через патрубок 4 подвода газа, соединенный с цилиндрической боковой стенкой 2 газовой камеры 1, под давлением подается в газовую камеру 1 вблизи одного из стволов 5, разделенных радиальной перегородкой 10. Газ из газовой камеры 1 поочередно начинает поступать через сопла 6 в смесительные стволы 5. За счет инжекции и разрежения, создаваемых в стволах 5 проходящим через их сопла 6, воздух подается в стволы 5, которые имеют наклон 20 градусов, к центру горелочного устройства для увеличения длинны факела, перемешивается с газом, дополнительно сжимается с образованием газо-воздушной смеси, которая под давлением воспламеняется в топке (не показана). Кроме того, вентилятор 7 позволяет осуществить предварительную продувку топки перед автоматическим запуском газовой горелки. Этим обеспечивается плавный пуск без хлопков и достаточная подача воздуха при пониженном давлении газа. В связи с этим, живое сечение и гидравлическое сопротивление каналов по ходу движения газа подобрано так, что при входе в смесительные стволы газо-воздушная смесь не испытывает сопротивления и по своей плотности не сжимается а при выходе из сопла, коническая форма сопел сжимает газо-воздушную смесь которая на выходе имеет большую скорость чем при прямых цилиндрических стволах, что позволяет увеличить температуру горения на 20% чем у прототипа. Так же за счет наклона сопел к центру создается устойчивый более длинный факел с высокой температурой сгорания. Это достигается с помощью скрещивания факелов каждого из стволов в один большой факел. Высокая температура достигается за счет конической формы стволов горелочного устройства, газо-воздушная смесь при выходе из ствола сжимается, тем самым увеличивается скорость выхода смеси из ствола, а следовательно и температура горения.

Газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками и снабженную патрубком подвода газа, соединенным с одной из торцевых стенок газовой камеры, ряд смесительных стволов, герметично установленных в торцевых стенках газовой камеры по окружности, проходящих через нее и имеющих газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, и воздушный вентилятор, цилендрическую и радиальную перегородки, отличающаяся тем, что стволы газовой горелки выполнены в виде конусов и наклонены к центру горелочного устройства под углом не менее 20°.