Горелочное устройство для газификации топлива

 

Использование: для сжигания топлива в камерах сгорания. Сущность изобретения: горелочное устройство для газификации топлива содержит цилиндрическую камеру с аксиальным отверстием для подачи первичного воздуха и сквозной наклонной щелью по периметру камеры для подачи вторичного воздуха, пароподводящий узел в виде коллектора с соплами для подачи водяного пара, причем оси сопел расположены параллельно центральной оси камеры. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива.

Известна печь для газификации топлива, содержащая цилиндрическую камеру с аксиальными отверстиями для подачи топлива и первичного воздуха и устройство подвода вторичного воздуха тангенциально по длине камеры (авт. свид. СССР N 191032, 1967).

Однако эта печь не обеспечивает глубокой газификации топлива, т.к. зона газификации топлива совмещена с зоной его горения. Кроме того, из-за малого диаметра выходного отверстия печи возрастает аэродинамическое сопротивление потоку газифицированного топлива.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является печь для газификации топлива, содержащая цилиндрическую камеру с аксиальными отверстиями для подачи топлива и первичного воздуха и сквозной наклоненной в сторону топки щелью по периметру камеры для подачи вторичного воздуха. Это устройство позволяет увеличить степень газификации топлива за счет образования закрытой зоны с коэффициентом избытка воздуха < 1, а также аэродинамического пережима газифицированного топлива с завесой вторичного воздуха, турбулизирующего потоки и интенсифицирующего процессы горения. (Адамов В. А. Сжиганию мазута в топках котлов. Л: Недра, 1989, с. 97, рис. 4.21).

Однако тепломассообмен в печи недостаточен для глубокой газификации топлива, снижения вредных выбросов в атмосферу и надежность печи.

Целью изобретения является интенсификация процесса газификации топлива, снижение вредных выбросов в атмосферу и повышение долговечности конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что горелочное устройство для газификации топлива, содержащее цилиндрическую камеру с аксиальными отверстиями для подачи топлива и первичного воздуха и сквозной наклоненной в сторону топки щелью по периметру камеры для подачи вторичного воздуха, дополнительно снабжено пароподводящим узлом, а в цилиндрической камере в зоне распыла топлива установлен коллектор с соплами для подачи водяного пара, причем коллектор выполнен, например, в виде кольца или подковы, а сои сопел расположены параллельно центральной оси камеры.

На фиг.1 изображено горелочное устройство для газификации топлива (общий вид), а на фиг.2 вид А на фиг.1.

Горелочное устройство для газификации топлива состоит из цилиндрической камеры 1 с торцевым отверстием 2 для подвода воздуха форсункой 3 и аксиальным с ним коллектором 4 для подвода газа. В стенке цилиндрической камеры 1 по ее периферии выполнена с наклоном в сторону топки сквозная щель 5 для подачи вторичного воздуха. Внутри камеры 1 в зоне распыла топлива установлен коллектор 6 с соплами 7 для подачи водяного пара. Сопла 7 установлены параллельно центральной оси камеры 1 и направлены в сторону выходного отверстия 8.

Горелочное устройство для газификации топлива работает следующим образом.

В цилиндрическую камеру 1 с помощью форсунки 3 поступает топливо. Одновременно через коллектор 4 подают газ. Топливо, смешиваясь с газом, образует топливовоздушную смесь с коэффициентом избытка воздуха < 1. В коллектор 6 подают водяной пар и соплами 7 распыливают его вдоль камеры 1 по ходу распыла топлива.

Водяной пар, смешиваясь с топливовоздушной смесью, увеличивает степень турбулизации процессов горения и за счет своих каталитических свойств и тепломассообмена с топливовоздушной смесью вызывает глубокое разложение топлива с недостатком окислителя и его газификацию.

За счет каталитического действия водяного пара снижается образование длинных цепей полициклических углеводород (в том числе и бенз(а)пирена) и сажистых частиц: C + H₂O ->> CO + H₂O CO + H₂O ->> CO₂ + H₂O Водяной пар снижает температуру факела и, следовательно, снижает возможность образования окислов азота. Через сквозную щель 5 внутрь камеры 1 подают вторичный воздух, который, образуя аэродинамическую конусообразную завесу в области выходного отверстия 8 предлагаемого устройства, создает пережим парогазифицированной смеси и интенсифицирует процесс тепломассообмена и горения паровоздушной смеси с коэффициентом избытка воздуха > 1.

Таким образом, предложенное горелочное устройство для газификации топлива позволяет интенсифицировать процесс газификации топлива за счет каталитических свойств водяного пара и тепломассообмена в топливовоздушной паровой смеси, а также снизить вредные выборы в атмосферу.

Кроме того, расположение паровых сопел вдоль камеры по ходу расплыва топлива позволяет снизить температуру стенки камеры и устранить попадание капель жидкого топлива на стенку камеры и тем самым позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства.

Формула изобретения

ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗИФИКАЦИИ ТОПЛИВА, содержащее цилиндрическую камеру с торцевым аксиальным отверстием для подачи первичного воздуха, центральную мазутную форсунку и периферийный газовый коллектор, а также сквозную наклонную щель по периметру камеры для подачи вторичного воздуха, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пароподводящий узел в виде коллектора с соплами для подачи водяного пара, установленный в цилиндрической камере в зоне распыла топлива, причем оси сопел расположены параллельно продольной оси камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2