RU2030681C1

RU2030681C1 - Combined burner

Info

Publication number: RU2030681C1
Authority: RU
Inventors: Р.Б. Ахмедов; В.А. Пожарнов; В.А. Андреев; В.И. Волков; М.В. Бабкин
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Экоэн"
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: thermal power engineering. SUBSTANCE: oxygen feeders are built up of V-shaped tubes 5 and arranged in planes crossing longitudinal axis of burner and spaced 30-60 deg. apart. In addition, V-shaped tubes are placed at angle of 7-15 deg. to burner longitudinal axis for displacement along it over distance of 0.2-1.3 of diameter of fuel path 2 at burner outlet. EFFECT: improved design. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в котлах тепловых электростанций. The invention relates to energy and can be used to burn fuel in boilers of thermal power plants.

Известна горелка, содержащая корпус с цилиндрической камерой сгорания, центральный и дополнительный каналы подачи топлива и каналы подачи окислителя [1]. Known burner containing a housing with a cylindrical combustion chamber, a central and additional fuel supply channels and oxidant supply channels [1].

Недостатком известного устройства является сложность конструкции. A disadvantage of the known device is the design complexity.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является комбинированная горелка, содержащая заключенные в обечайку тракты для подачи топлива, воздуха, охлаждающей среды и устройства для подачи кислорода [2]. The closest technical solution to the proposed invention is a combined burner containing enclosed paths for supplying fuel, air, cooling medium and oxygen supply devices [2].

Недостатком известной горелки является то, что в ней не обеспечивается надежность топливоиспользующего оборудования. A disadvantage of the known burner is that it does not ensure the reliability of fuel-using equipment.

Целью изобретения является повышение надежности топливоиспользующего оборудования. The aim of the invention is to increase the reliability of fuel-using equipment.

Указанная цель достигается тем, что устройство для подачи кислорода выполнено в виде V-образных труб, расположенных в плоскостях, проходящих через продольную ось горелки и смещенных относительно друг друга на 30-60^о.This goal is achieved by the fact that the device for supplying oxygen is made in the form of V-shaped pipes located in planes passing through the longitudinal axis of the burner and offset from each other by 30-60 ^about .

Кроме того, V-образные трубы расположены под углом 7-15^о к продольной оси горелки и выполнено с возможностью перемещения вдоль нее на расстояние 0,2-1,3 диаметра обечайки на выходе из горелки.Furthermore, V-shaped tubes are arranged at an angle ^of 7-15 to the longitudinal axis of the burner and configured to move along it at a distance of 0.2-1.3 shell diameter at the outlet of the burner.

На фиг.1,2,3 представлена предложенная комбинированная горелка. In Fig.1,2,3 presents the proposed combined burner.

Горелка содержит корпус 1 с расположенными внутри него каналами для подачи топлива 2, первичного 3 и вторичного 4 воздуха, устройства для подачи кислорода 5 с соплами 6, патрубки 7 для подачи воды, охлаждающей V-образные трубы. Устройства для подачи кислорода выполнены в виде V-образных труб, расположены в плоскостях, проходящих через продольную ось горелки, смещены относительно друг друга на 30-60^о, расположены под углом 7-15^о к продольной оси горелки и выполнены с возможностью перемещения вдоль нее на расстоянии 0,2-1,3 диаметра обечайки 8 на выходе из горелки.The burner comprises a housing 1 with internal channels for supplying fuel 2, primary 3 and secondary 4 air, a device for supplying oxygen 5 with nozzles 6, nozzles 7 for supplying water, cooling the V-shaped pipes. Devices for supplying oxygen are made in the form of V-shaped pipes, located in planes passing through the longitudinal axis of the burner, offset from each other by 30-60 ^about , are located at an angle of 7-15 ^about to the longitudinal axis of the burner and are made to move along it at a distance of 0.2-1.3 diameter shell 8 at the outlet of the burner.

Предложенная горелка работает следующим образом. The proposed burner operates as follows.

Комбинированная горелка может работать в различных режимах: как топливовоздушная, топливовоздушная с обогащением воздуха кислородом и как топливокислородная. Combined burner can operate in various modes: as fuel-air, fuel-air with oxygen enrichment of air and as fuel-oxygen.

При работе горелки в режиме топливовоздушной с обогащением воздуха кислородом, топливо подается по каналам 2, первичный и вторичный воздух с меньшими расходами по каналам 3 и 4 соответственно, а кислород через сопла 6 устройств 5. В каналы первичного и вторичного воздуха 3 и 4 подается охлаждающая среда (вода и рециркуляционные газы). When the burner is in air-fuel mode with oxygen enrichment, the fuel is supplied through channels 2, primary and secondary air with lower flow rates through channels 3 and 4, respectively, and oxygen through nozzles 6 of devices 5. Cooling is supplied to the channels of primary and secondary air 3 and 4 medium (water and recirculation gases).

При работе горелки в топливокислородном режиме топливо подается по каналам 2, а кислород через сопла 6 устройств 5. В каналы 3 и 4 подается охлаждающая среда. When the burner is operating in fuel-oxygen mode, fuel is supplied through channels 2, and oxygen is supplied through nozzles 6 of devices 5. Cooling medium is supplied to channels 3 and 4.

Устройства 5 могут перемещаться вдоль продольной оси горелки одновременно, обеспечивая оптимальное расположение ядра факела в топке или, в случае необходимости, регулирования положения факела в топочном объеме, устройства 5, размещенные в верхнем и нижнем полукольце горелки, перемещаются на различное расстояние, что обеспечивает изменение направления факела. Регулирование направления факела в топочном объеме позволяет стабилизировать температуру продуктов сгорания на выходе из топочной камеры. Devices 5 can move along the longitudinal axis of the burner at the same time, providing an optimal location of the torch core in the furnace or, if necessary, regulating the position of the torch in the furnace volume, devices 5 located in the upper and lower half rings of the burner are moved at different distances, which provides a change in direction torch. Regulation of the direction of the torch in the combustion chamber allows to stabilize the temperature of the combustion products at the outlet of the combustion chamber.

Если смещение V-образных труб относительно друг друга будет меньше 30^о, то скорость истечения кислородных струй снижается, при этом не обеспечивается требуемое перемещение топлива и окислителя, что приводит к недожогу топлива, осаждению сажистых частиц на поверхностях нагрева и снижению надежности работы оборудования.If the displacement of the V-shaped tubes relative to each other is less than 30 ^about , then the flow rate of oxygen jets decreases, while the required movement of fuel and oxidizer is not ensured, which leads to underfiring of fuel, deposition of soot particles on heating surfaces and a decrease in the reliability of the equipment.

При смещении V-образных труб относительно друг друга более 60^о резко увеличивается скорость истечения кислородных струй, что отрицательно влияет на надежность тепловоспринимающей поверхности, так как высокоскоростные кислородные струи пронизывают топливный поток, не успевая полностью с ним перемещаться, и непосредственно воздействует на указанные поверхности, образуя пережоги.By moving the V-shaped tubes relative to each other over ⁶⁰ sharply increases exhaust velocity oxygen jets, which adversely affects the reliability of the heat reception surface, since the high-speed oxygen jet penetrate the fuel stream, without having completely to it to move, and acts directly on said surfaces, forming burns.

При расположении V-образных труб с углом наклона к продольной оси горелки более 15^о и на расстоянии менее 0,2 диаметра обечайки 8 ядро кислородного факела будет находиться вблизи тепловоспринимающей поверхности, расположенной вокруг горелки, что приводит к ее локальному пережогу. При расположении V-образных труб с углом наклона менее 7^о и на расстоянии более 1,3 диаметра обечайки 8 ядро кислородного факела удалено от устья горелки и располагается вблизи тепловоспринимающей поверхности, расположенной напротив горелки, образуя с ней пережоги.By arranging the V-shaped tubes with the tilt angle to the longitudinal axis of the burner ^of more than 15 and less than the diameter of the sleeve 8 0.2 oxygen flame kernel will be close to the heat reception surface located around the burner, which leads to its local burnout. By arranging the V-shaped tube with an inclination ^of less than 7 and at a distance of more than 1.3 the diameter of the sleeve 8 oxygen flame core burner is removed from the mouth and is disposed near the heat reception surface located opposite the burner, forming with it burnout.

П р и м е р. На котле П-74, производительность 1000 т/ч пара с температурой 545^оС, и спробовали работу комбинированной горелки с различными параметрами энергоносителей.PRI me R. The boiler P-74, capacity 1000 t / h of steam with a temperature of 545 ^{° C} and work sprobovali combined burners with various energy parameters.

Через каналы для подачи топлива 2 вводили 6000 м³/ч природного газа, а через устройства 5 подавали 12000 м³/ч кислорода. При этом угол смещения плоскостей, в которых располагались V-образные трубы с соплами 6 составлял 45^о, угол наклона указанных труб к продольной оси горелки равнялся 11^о, а расстояние среза кислородных сопл 6 от среза газового тракта составлял 0,7 его диаметра.6000 m ³ / h of natural gas was introduced through the channels for supplying fuel 2, and 12000 m ³ / h of oxygen was supplied through devices 5. The angle of offset planes, in which arranged V-shaped tube with nozzles 6 was ^about 45, the angle of inclination of said tubes to the longitudinal axis of the burner 11 was equal to ^a, a distance cutoff oxygen nozzles 6 from the outlet gas was 0.7 tract its diameter.

Через тракты 3 и 4 подавали 16 т/ч воды и 82˙10 м³/ч рециркуляционных газов.Through paths 3 and 4, 16 t / h of water and 82 × 10 m ³ / h of recirculation gases were supplied.

Содержание окиси углерода в продуктах сгорания не превышало 0,05%. Вблизи тепловоспринимающих поверхностей температура греющих газов была равномерной по всему топочному объему и не превышала заданных пределов. The carbon monoxide content in the combustion products did not exceed 0.05%. Near the heat-absorbing surfaces, the temperature of the heating gases was uniform throughout the furnace volume and did not exceed the specified limits.

Таким образом, предложенная конструкция комбинированной горелки позволяет избежать пережогов тепловоспринимающих поверхностей и, следовательно, обеспечить высокую надежность топливоиспользующего оборудования. Thus, the proposed design of the combined burner avoids burnouts of heat-absorbing surfaces and, therefore, ensures high reliability of fuel-using equipment.

Claims

1. COMBINED BURNER containing enclosed paths for supplying fuel, air, cooling medium and an oxygen supply device, characterized in that, in order to increase the reliability of fuel-using equipment, the oxygen supply device is made in the form of U-shaped pipes placed in planes perpendicular to the planes passing through the central longitudinal axis of the burner and offset from one another by an angle of 30-60 ^o .

2. The burner according to claim 1, characterized in that the longitudinal axis of the planes in which the U-shaped pipes are placed are located at an angle of 7-15 ^o to the longitudinal axis of the burner, and the U-shaped pipes are made to move along the central longitudinal axis of the burner at a distance of 0.2-1.3 shell diameters at its output.