Спосіб спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає

1 Спосіб спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, який включає подачу Винахід стосується промисловості, комунального господарства, енергетики та інших галузей промисловості, що використовують природний газ як енергоносій, зокрема способів спалювання природного газу ВІДОМІ способи спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, сформувалися досить давно При здійсненні цих способів на практиці реалізуються принципи, які дозволяють при здійсненні турбулізації потоку та відносно рівномірній газороздачі забезпечити сумішоутворення для повного спалювання палива При цьому стабілізація горіння здійснюється за рахунок рециркуляції високотемпературних топкових газів, чергового факела і нагрітого тіла Головною проблемою при організації робочого процесу газопальникових пристроїв є здійснення сумішоутворення та аеродинамічної стабілізації потоку за рахунок закручування потоку повітря [див книгу «Теория и практика сжигания газа», т 6, под редакцией А С Иссерлина и М И Певзнера, Ленинград, Недра, Ленинградское отделение, 1975 р , С 10 - 18, 47 57, 79 - 83] Головним недоліком такого способу є високий гідравлічний опір, відносно невисока повнота згоряння та нерівномірність температурного поля, що викликає перегрів вогнетехнічного об'єкта Закручування потоку не розв'язує більшість проблем сумішоутворення, а найчастіше погіршує економічні та екологічні показники газапальникового при повітря, подачу природного газу через газороздавальні отвори газопальникових пристроїв, змішування повітря та природного газу, підпалювання суміші повітря та природного газу, стабілізацію факела, який відрізняється тим, що подачу природного газу здійснюють через газороздавальні отвори, відношення відстані між якими до їхнього діаметра складає величину 2 5 2 Спосіб спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, за п 1, який відрізняється тим, що природний газ може подаватися перпендикулярно потоку повітря, що набігає строю Відомий спосіб спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, прийнятий за прототип, що включає подачу природного газу, подачу повітря, сумішоутворення, підпалювання, стабілізацію [див книгу «Теория и практика сжигания газа», т 6, под редакцией А С Иссерлина и М И Певзнера, Ленинград, Недра, Ленинградское отделение, 1975 р, С 10-18, 47-57, 79-83] Недоліком даного способу є недостатньо ефективне спалювання природного газу В основу винаходу покладено завдання підвищення ефективності спалювання природного газу шляхом розробки високоефективного способу спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, за рахунок організації сумішоутворення, забезпечуючого повне спалювання палива Поставлене завдання вирішується тим, що у способі спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, який включає подачу повітря, подачу природного газу через газороздавальні отвори газопальникових пристроїв, сумішоутворення, підпалювання суміші природного газу та повітря, ВІДПОВІДНО до винаходу, подачу природного газу здійснюють через газороздавальні отвори, відношення відстаней між якими до їхнього діаметра складає величину 2 5 Природний газ може подаватися перпендикулярно потоку повітря, що набігає Даний спосіб спалювання природного газу у О 00 ю 51844 потоці повітря, що набігає, забезпечує - оптимізацію газороздачі, при якій забезпечується необхідний початковий поділ потоку палива, - ефективне сумішоутворення повітря та природного газу, - можливість ефективного охолодження елементів газопальникового пристрою, - можливість забезпечення екологічної чистоти газопальникового пристрою та підвищення надійності роботи пристрою, - максимально можливу повноту згоряння природного газу, - широкий діапазон регулювання за коефіцієнтом надлишку повітря та потужності Для максимального забезпечення вищевказаних можливостей спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, здійснюється наступним чином Газ подається через газороздавальні отвори, розташовані з певним відносним кроком, а саме відносним кроком, що складає 2 5 безрозмірних одиниць Відносний крок - відношення відстані між осями газороздавальних отворів S до діаметра газороздавальних отворів d Експериментальні і теоретичні дослідження впливу широкого спектра режимних і конструктивних чинників на склад суміші в зоні зворотних струмів за стабілізатором, який знаходиться на деякій відстані униз по потоку за однорядною системою потоків, дозволяють виявити основний чинник - відносний крок розташування газороздавальних отворів та його оптимальне значення Значення відносного кроку, що дозволяє реалізувати оптимальний режим горіння природного газу у потоці повітря, що набігає, коливається в межах 2 5 Цю величину отримано емпірично Застосування відносного кроку поза цим діапазоном негативно відбивається на процесі спалювання природного газу внаслідок зміни середнього складу газосуміші в зоні зворотних струмів та погіршення аеродинаміки газосуміші Аеродинаміка потоку газоповітряної суміші вважається нормальною, якщо вдало взаємодіють так звані зони зворотних струмів, які існують за кожним струменем газосуміші Ці індивідуальні зони зворотних струмів з'єднуються в єдину зону зворотних струмів із складною структурою течи Зона зворотних струмів утворюється завдяки взаємодії потоку газоповітряної суміші із слабообтічним тілом Середній склад суміші в зоні зворотних струмів цілком залежить від відносною кроку газороздавальних отворів Для забезпечення ефективного механізму горіння та забезпечення вищевказаних вимог найбільш сприятливою є схема горіння з роздачею палива за допомогою однорядної системи струменів, розташованих перпендикулярно потоку окиснювача Така схема також дозволяє забезпечити раціональний розподіл палива Таким чином, спосіб спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає, може бути реалізований у газопальниковому пристрої з різними конфігураціями корпусних елементів, у тому числі слабообтічних На кресленнях подані схеми взаємодії потоків природного газу, що виходить з газороздавальних отворів, розташованих з певним відносним кроком, та з потоку повітря, що набігає, із зонами зворотних струмів, утворених різними слабообтічними тілами Спосіб спалювання природного газу показано наступними кресленнями фіг 1 - схема взаємодії потоку природного газу із зоною зворотних струмів, утвореною прямокутним заглибленням, фіг 2 - загальний вигляд газопальникового пристрою з прямокутним заглибленням, фіг 3 - схема взаємодії потоку природного газу із зоною зворотних струмів, утвореною уступом, фіг 4 - загальний вигляд газопальникового пристрою з уступом, фіг 5 - схема взаємодії потоку природного газу із зоною зворотних струмів, утвореною конусом, фіг 6 - загальний вигляд газопальникового пристрою з конусом, фіг 7 - схема взаємодії потоку природного газу із зоною зворотних струмів, утвореною тором, фіг 8 - загальний вигляд газопальникового пристрою з тором, фіг 9 - схема взаємодії потоку природного газу із зоною зворотних струмів, утвореною пілоном, фіг 10 - загальний вигляд газопальникового пристрою з пілоном Газопальниковий пристрій, що реалізує даний спосіб, містить корпус 1, газороздавальні отвори 2 для виходу природного газу та утворення газоповітряної суміші 3 у напрямку зони зворотних струмів 4, виконані діаметром d та розташовані на відстані S Газопальниковий пристрій працює наступним чином Природний газ подають в корпус 1 газопальникового пристрою і через газороздавальні отвори 2 спрямовують в потік повітря, що набігає, змішують з ним, утворюючи газоповітряну суміш З За допомогою потоку повітря, що набігає, газоповітряну суміш 3 спрямовують до зони зворотних струмів 4 Таким чином, спалювання природного газу з подачею останнього через газороздавальні отвори, виконані з відносним кроком 2 5 перпендикулярно потоку повітря, є високоефективним способом спалювання природного газу в набігаючому потоці повітря, який дозволяє здійснювати ефективне сумішоутворення і надає можливість забезпечувати екологічну чистоту газопальникового пристрою та надійність його роботи 51844 .з Воздух '"Чї Фіг. 1 Фіг.5 Газ пр фіг.З Фіг. 4 51844 ФІг. 10 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71