Стабілізаторно-нішовий газовий пальник

Реферат: Стабілізаторно-нішовий газовий пальник містить корпус для підводу повітря з двома огороджуючими стінками, між якими розміщено систему стабілізаторів, через які проходить повітряний потік. Принаймні в одній огороджуючій стінці пальника з боку торців вихідних кромок стабілізаторів нижче по потоку виконують поглиблення у вигляді полум'яперекидних колекторних ніш, які простягаються вздовж перетину всіх стабілізаторів. UA 116906 U (12) UA 116906 U UA 116906 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для спалювання газоподібного палива при змішуванні його з повітрям і може знайти застосування в паливовикористовуючих установках різних галузей техніки - промисловості, енергетиці, металургії, комунальному господарстві, печах різного призначення, газотурбінних установках тощо, де необхідна надійна та ефективна робота в широкому діапазоні режимів щодо витрати палива та повітря з високою ефективністю горіння і малою токсичністю продуктів згоряння. Відомий пальник, в якому реалізується принцип мікрофакельного мікродифузійного спалювання газів в системі модулів-стабілізаторів (див. В.А. Христич, Г.Н. Любчик. "Газогорелочные устройства для сжигания газа при высоких и переменных избытках воздуха" М.: ВНИИГАЗПРОМ, 1978. - С. 25), в якому газоподібне паливо струменями подається з центрального колектора в зони рециркуляції стабілізаторів. Завдяки використанню такої схеми забезпечується стале горіння факелу в широкому діапазоні режимів за коефіцієнтом надлишку повітря (α) та високий ступінь згоряння. В пальнику реалізується режим горіння, наближений до дифузійного, коли концентрація палива у суміші з повітрям виходить за межі горіння стехіометричних паливо-повітряних сумішей (наприклад для метану α=0,6-1,8), тобто горіння можливе, коли, з одного боку, коефіцієнт надлишку повітря наближається до одиниці, α≈1,0, а, з другого боку, цей коефіцієнт значно більше за бідну стехіометричну суміш (для метану α>>1,8). Недоліком такого пальника є те, що перекидання полум'я між стабілізаторами і додаткова стабілізація горіння здійснюється за рахунок зони рециркуляції центрального газороздаючого колектора. Наявність центрального колектора підвищує гідравлічний опір пальника, приводить до утворення нерівномірного поля температур газів за пальником з максимумом температури газів в сліді за колектором. Крім цього внаслідок збільшення розмірів зони рециркуляції і часу перебування в ній продуктів горіння спостерігається підвищений рівень виходу оксидів азоту. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі є газовий пальник (А.С. № 305776, МПК F02C 9/00, опубл. 25.11.1966 г.), що містить зовнішню і внутрішню стінки, між якими розташовано пальник у вигляді радіально розміщених кутових стабілізаторів з повздовжніми зонами горіння. Газовий пальник містить колектор, в якому виконані отвори для подачі газу вздовж кожного стабілізатора в зону рециркуляції за ним. Для сталого перекидання факелів між стабілізаторами, вони з'єднані, як мінімум, одною полум'яперекидною перемичкою. Недоліком відомого пальника є використання спеціальної полум'яперекидної перемички між стабілізаторами, наявність якої призводить до підвищення втрат тиску повітря при проходженні його через пальник і зменшення, таким чином, ефективності установки, а також до появи значної нерівномірності поля температури газів в топковому просторі з максимумом температури вздовж осі полум'яперекидної перемички. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення конструкції пальника шляхом зменшення втрат тиску повітря, яке проходить через пальник, підвищення надійності перекидання полум'я між стабілізаторами, що підвищить безпеку роботи пальника в широкому діапазоні режимних параметрів, а також зменшення нерівномірності поля температур газів в топковому пристрої, що покращить техніко-економічні показники установки в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що стабілізаторно-нішовий пальник містить корпус для підводу повітря з двома огороджуючими стінками, між якими розміщено систему стабілізаторів, що обтікаються повітряним потоком. Новим є те, що, щонайменше, в одній або обох огороджуючих стінках пальника з боку торців вихідних кромок стабілізаторів нижче по потоку утворені поглиблення у вигляді полум'яперекидних колекторних ніш, які простягуються вздовж перетину всіх стабілізаторів і з яких через отвори подається газоподібне паливо в зону рециркуляції кожного стабілізатора. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг. 1 зображено стабілізаторно-нішовий пальник для спалювання газу з кутовими стабілізаторами і з полум'яперекидною нішею. На фіг. 2 показано стабілізаторно-нішовий пальник для спалювання газу з полум'яперекидною нішею і з кутовими стабілізаторами, які мають закрилки, що продовжені вздовж повітряного потоку. На фіг. 3 зображено стабілізаторно-нішовий пальник для спалювання газу з кутовими стабілізаторами і двома полум'яперекидними нішами, які розміщено з обох торців стабілізаторів. На фіг. 4 показано стабілізаторно-нішовий пальник для спалювання газу, в якому нішовий колектор-стабілізатор розміщується посередині повітряного каналу, а стабілізатори розміщено з обох боків нішового колектора-стабілізатора. Стабілізаторно-нішовий пальник містить корпус 1, який має дві огороджуючі стінки 2, 3 із стабілізаторами 4. В торцевій стінці однієї з огороджуючих стінок корпусу виконано заглиблення 1 UA 116906 U 5 10 15 20 25 30 35 у вигляді однієї або двох ніш 5 з колекторною частиною 6 (фіг. 1, 2, 3) або 8 (фіг. 4). В ніші виконано газоподаючі отвори 7 для подачі газу в зону рециркуляції за кожним стабілізатором. Стабілізаторно-нішовий пальник працює таким чином. Повітря, що надходить в корпус пальника 1, проходить між огороджуючими стінками 2 та 3, обтікає з обох сторін стабілізатори 4 і протікає над нішею 5. При цьому за стабілізаторами і в ніші утворюється спільна зона рециркуляції, в яку потрапляє частина повітря, яке обтікає стабілізатори і нішу. В колектор 6 подається газове паливо, яке з отворів 7 в нішевому колекторі подається за кожен стабілізатор окремими струменями. При запалюванні палива в ніші утворюється первинний факел, який розповсюджується на всю довжину колектора. Оскільки в зону рециркуляції потрапляє невелика частка повітря, яке обтікає стабілізатор, запалення факелу можливе при загальних коефіцієнтах надлишку повітря, значно більших одиниці, α>>1,0. Горіння у ніші характеризується підвищеною сталістю відносно швидкості повітряного потоку. При збільшенні витрати палива і, таким чином, швидкості газу, далекобійність газових струменів підвищується і паливо поступово розповсюджується вздовж довжини стабілізаторів. На номінальному режимі газовий факел перекриває всю довжину стабілізаторів. Завдяки тому, що горіння відбувається окремими факелами за стабілізаторами відносно невеликого розміру, а час перебування продуктів згорання у високотемпературній зоні рециркуляції зменшується у порівнянні з пальниками інших типів, рівень викидів токсичних оксидів азоту зменшується. При часткових навантаженнях, коли факел не перекриває всієї довжини стабілізатора, у процесі горіння приймає участь тільки та частка повітря, що обтікає стабілізатор на рівні факелу. Тому в зоні горіння в факелі на всіх режимах зберігається відносно висока температура і підтримується інтенсивне горіння. Таким чином, у пальнику реалізується принцип саморегульованості процесу горіння палива. Конструкція пальникового пристрою дає можливість впливати на сталість факелу відносно швидкості повітряного потоку. Для збільшення сталості горіння при підвищені швидкості повітря стабілізатори мають закрилки (фіг. 2), а також змінну ширину. При необхідності формування певного профілю температур в пальнику і підвищення сталості горіння подача газу може здійснюватись з обох боків стабілізаторів (фіг. 3), при цьому для регулювання поля температур газів може змінюватись витрата газу з колекторів, а також виконувати різні діаметри газових отворів. Конструктивно може бути використана модульна конструкція стабілізатора у вигляді окремого колектора 8 з нішами з обох боків (фіг. 4) з подачею газу за стабілізатори, які розміщено з боків колектора. Змінюючи, при необхідності, довжину стабілізаторів, розміри і місце розташування нішового колектора, можна впливати на форму профілю температур газів в топковому просторі. У запропонованій конструкції корисної моделі глибина нішового поглиблення дорівнює 0,30,6 ширини стабілізатора, відношення довжини нішового поглиблення вздовж потоку до його глибини складає не більше 5,0, відстань від осі газоподаючих отворів до вихідної зривної кромки стабілізатора знаходиться в межах 0,5-1,0 ширини стабілізатора. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Стабілізаторно-нішовий газовий пальник, який містить корпус для підводу повітря з двома огороджуючими стінками, між якими розміщено систему стабілізаторів, через які проходить повітряний потік, який відрізняється тим, що щонайменше в одній або обох огороджуючих стінках пальника з боку торців вихідних кромок стабілізаторів нижче по потоку розташовуються поглиблення у вигляді полум'яперекидних колекторних ніш, які простягаються вздовж перетину всіх стабілізаторів і з яких через систему отворів подається газоподібне паливо в зону рециркуляції за кожним із стабілізаторів. 2. Стабілізаторно-нішовий газовий пальник за п. 1, який відрізняється тим, що стабілізатори мають закрилки, що подовжені вздовж повітряного потоку. 3. Стабілізаторно-нішовий газовий пальник за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що стабілізатори розміщені з обох боків газового колектора з нішовими поглибленнями. 2 UA 116906 U 3 UA 116906 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4