Газовий пальник

1 Газовий пальник, що містить ЗОВНІШНІЙ циліндричний корпус зі щільною торцевою стінкою, патрубки для підводу газу та повітря, повітряну та газову камери, розділені додатковою стінкою з отворами, у яких паралельно до осі пальника розташовані повітряні трубки, протилежну торцеву стінку, виконану у вигляді розподільної пластини з отворами для подачі газу, та розміщені в газовій камері і закріплені протилежними кінцями в отво Винахід належить до газових пальників з наперед підготовленою газовою сумішшю та з окремими каналами для повітря та газу Пальник може використовуватись в котлах будь-яких типів, у теплогенераторах, в камерах згорання газових турбін, тощо Пальники, які використовуються за цим призначенням, мусять відрізнятися простотою конструкції і технологічністю у виготовленні, надійністю у роботі, продукти спалювання повинні відповідати нормативним вимогам щодо емісії шкідливих речовин, в першу чергу, оксидів азоту Пальники повинні працювати у широкому діапазоні надлишку повітря, забезпечуючи номінальну потужність в області надлишків повітря, що наближуються до одиниці ( а ^ 1 0) в топках парових та водогрійних котлів, та високих і змінних надлишках повітря а>2 0) в камерах згорання ГТУ та топках промислових теплогенераторів, конструктивні особливості повинні дозволяти синтезувати пальники на будьяку потужність без зміни принципової конструктивної схеми, та забезпечувати широкий діапазон рах додаткової стінки повітряні трубки з отворами на бокових стінках, причому закріплені в отворах додаткової та розподільної пластин КІНЦІ повітряних трубок виходять за їх межі, а осі отворів для повітряних трубок у розподільній та додатковій пластинах розташовані на рівній відстані від осей найближчих суміжних повітряних отворів, який відрізняється тим, що його оснащено внутрішнім корпусом з ізольованими від зовнішнього корпусу додатковим патрубком для подачі газу та додатковим патрубком для подачі повітря, з'єднаним з внутрішнім корпусом конічною прокладкою, при цьому всередині внутрішнього корпусу пальника між додатковою і розподільною стінками та повітряними трубками утворена внутрішня газова камера, а між додатковою стінкою та повітряним патрубком - внутрішня повітряна камера 2 Газовий пальник за п 1, який відрізняється тим, що внутрішня газова камера має форму шестигранного циліндра робочого регулювання по тепловій потужності Відомий газовий пальник (Христич В А , Любчик Г Н Газогорелочные устройства для сжигания газа при високих и переменных избытках воздуха — М ВНИИЗГАЗПРОМ, 1978 — 59с), який складається з двох елементів перфорованих пластинстабілізаторів та багатосоплових газових форсунок Використання пластин-стабілізаторів у сукупності з багатосопловими форсунками сприяє не тільки ефективному дозуванню та розподілу компонентів палива, а й забезпечує при цьому подрібнення зони сумішоутворення та горіння завдяки простим конструктивним рішенням пальника Використання перфорованих пластин також сприяє досягненню широкого діапазону регулювання по коефіцієнту надлишку повітря До причин, що перешкоджають ефективно спалювати паливо при малих (а2 0) Це дозволяє розширити діапазон роботи пальника як по тепловій потужно 56602 сті, так і по коефіцієнту надлишку повітря з дотриманням вимог до екологічних характеристик Поставлена задача вирішується тим, що газовий пальник, що містить корпус зі щільною торцевою стінкою, патрубки для підводу газу та повітря, повітряну та газову камери, розділені додатковою стінкою з отворами, у яких паралельно до осі пальника розташовані повітряні трубки, протилежну торцеву стінку, виконану у вигляді розподільної пластини з отворами для подачі газу та розміщені в газовій камері і закріплені протилежними кінцями в отворах додаткової стінки повітряні трубки з отворами на бокових стінках, причому закріплені в отворах додаткової та розподільної пластин КІНЦІ повітряних трубок виходять за їх межі, а осі отворів для повітряних трубок у розподільній та додатковій пластинах розташовані на рівній відстані від осей найближчих суміжних повітряних отворів Згідно З винаходом новим є те, що пальник оснащено внутрішнім корпусом з ізольованими від зовнішнього корпусу додатковим патрубком для подачі газу та додатковим патрубком для подачі повітря, з'єднаним з внутрішнім корпусом конічною проставкою При цьому, в середині внутрішнього корпусу пальника між додатковою і розподільною стінками та повітряними трубками утворена внутрішня газова камера, а між додатковою стінкою та повітряним патрубком - внутрішня повітряна камера, що забезпечує розширення діапазону робочого регулювання як по тепловій потужності, так і по коефіцієнту надлишку повітря, а також можливість мінімізації емісії токсичних СО та NOx за рахунок реалізації стадійного горіння та рівномірний розподіл повітря між повітряними трубками, що розташовані в ЗОВНІШНІЙ камері, і позитивно впливає на ефективність вигорання палива Крім того, внутрішній корпус може мати форму шестигранного циліндр, що забезпечує регулярне компонування повітряних трубок як в ЗОВНІШНІЙ, так і у внутрішній повітряних камер, завдяки чому досягається високий рівень гомогенізації горючої суміші незалежно від схеми подачі палива по трактам пальника, а також зберігається можливість уніфікації його конструктивної схеми, що в свою чергу забезпечує економію матеріалів та спрощення технології виробництва таких пальників На фіг 1 зображено загальний вигляд газового пальника - поздовжній розріз, на фіг 2, фіг 3 розріз по А-А, Б-Б на фіг 1 Газовий пальник має ЗОВНІШНІЙ циліндричний корпус 1 зі щільною торцевою стінкою 2, патрубки для підводу газу 3 та повітря 4, що разом з внутрішнім корпусом 12, додатковою 5 і розподільною 6 стінками та повітряними трубками 9 утворюють ЗОВНІШНІ газову 7 та повітряну 8 камери Між додатковою та розподільною стінкою паралельно до ВІСІ пальника розташовані повітряні трубки 9, на циліндричній поверхні яких розташовані отвори 10 для подачі палива на попереднє сумішоутворення Протилежна торцева стінка 6 виконана у вигляді розподільної пластини з отворами для подачі газу 11 для дифузійного сумішоутворення Всередині зовнішнього корпусу пальника міститься внутрішній корпус 12, який теж має додатковий патрубок для подачі газу 13 та патрубок для подачі повітря 14, а також конічну проставку 15, що з'єднує внут 56602 рішній корпус 12 з повітряним патрубком 14 В середині внутрішнього корпусу пальника 12 між додатковою 5 і розподільною 6 стінками та повітряними трубками 9 утворена внутрішня газова камера 17, а між додатковою стінкою 5 та повітряним патрубком 14 - внутрішня повітряна камера 18 Між ЗОВНІШНІМ корпусом пальника та конічною проставкою внутрішнього корпусу утворюється конфузорний канал 16 Газовий пальник працює наступним чином - В режимі стехюметрічного горіння ( а ^ 1 0) при максимальній тепловій потужності Паливний газ патрубками 3 та 13 подається, ВІДПОВІДНО, в зовнішню та внутрішню газові камери 7 і 17 Повітря подається патрубками 4 та 14 у ВІДПОВІДНІ ЗОВНІШНІ та внутрішні повітряні камери 8 та 1 8 В цьому випадку частина паливного газу в обох контурах пальника подається через отвори 10 в повітряні трубки 9, де в каналах повітряних трубок утворюється бідна попередньо підготовлена суміш паливного газу та повітря Інша частина палива з газових камер через отвори 11 в розподільній пластині 6 подається безпосередньо в зону горіння, де відбувається дифузійне сумішоутворення та горіння горючої суміші При такому варіанті подачі палива реалізується максимальна теплова потужність (максимальна витрата паливного газу) при мінімальному коефіцієнті надлишку повітря, що наближається до одиниці ( а ^ 1 0) На цьому ж режимі можлива мінімізація емісії оксидів азоту (NOx), якщо застосувати перерозподіл паливного газу по трактам пальника 1 5 Так, при а ^ 1 0, збільшуючи подачу палива до внутрішнього контуру за рахунок ВІДПОВІДНОГО зменшення подачі палива до зовнішнього контуру, можна реалізувати режим горіння на внутрішньому контурі при недостачі повітря (а1 0), що є характерною ознакою так званого стадійного горіння, в результаті реалізації якого можна досягти зниження емісії NO на 50% та більше - В режимі стехюметрічного горіння ( а ^ 1 0) при зменшеній тепловій потужності В цьому випадку відключається подача палива на одному з контурів пальника (наприклад - зовнішньому) На ЗОВНІШНІЙ контур подається тільки незначна КІЛЬКІСТЬ повітря (до 5 10% від загальної КІЛЬКОСТІ) І все паливо подається тільки на внутрішній контур В такому випадку забезпечується ефективне горіння при а ^ 1 0 в широкому діапазоні витрат газу Причому, співвідношення між максимальною та мінімальною тепловою потужністю може досягати рівня 5 Юта більше - В режимі нестехюметрічного горіння ( а » 2 0) при зменшеній тепловій потужності В цьому випадку повітря подається на всі контури пальника, а паливний газ - тільки на один з контурів Вибір варіанту подачі паливного газу залежить від технічних умов роботи топки та необхідної для технологічного процесу структури факелу Так, при подачі паливного газу через внутрішній контур факел буде мати високотемпературне ядро з відносно холодною оболонкою (і навпаки) Середній коефіцієнт надлишку повітря при цьому буде суттєво більший за одиницю 8 д ФІГ.1 13 56602 A ~ A Фіг.З Підписано до друку 05 06 2003 p Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24