Горелочное устройство

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявители Акционерное общество открытого типа Научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза , Гродненское производственное объединение Азот им. С.О.Притыцкого(73) Патентообладатель Гродненское производственное объединение Азот им. С.О. Притыцкого(57) Горелочное устройство, содержащее корпус с улиточным завихрителем на входе и установочным фланцем на выходе, обечайку, установленную в корпусе с кольцевым зазором и с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, кольцевые газовые коллекторы с газовыдающими трубками, имеющие общую стенку и расположенные между улиточным завихрителем и установочным фланцем в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, причем трубки первого по ходу воздуха коллектора выведены через полость второго коллектора в газовыдающие трубки последнего, отличающееся тем, что газовые коллекторы расположены вплотную к корпусу и обечайке, обечайка выполнена с отверстиями, расположенными между коллекторами и установочным фланцем, и в ней с кольцевым зазором размещена дополнительная центральная обечайка, установленная с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, а в этом зазоре расположены радиальные лопатки. 2250 1 Изобретение относится к горелочным устройствам и может быть использовано в химической промышленности для совместного сжигания природного и отбросных горючих газов химических производств. Известно горелочное устройство, содержащее корпус с улиточным завихрителем на входе и установочным фланцем на выходе, обечайку, установленную в корпусе с кольцевым зазором к нему и с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, кольцевые газовые коллекторы с газовыдающими трубками, расположенные между улиточным завихрителем и установочным фланцем, причем газовыдающие трубки расположены в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, а газовые коллекторы расположены снаружи корпуса, и, таким образом, газовыдающие трубки выведены внутрь корпуса через его стенку 1. Недостатком этой горелки является повышенный выход оксидов азота в продуктах сгорания. Данная конструкция предусматривает деление подаваемого через улиточный завихритель воздуха на сжигание газа на две части - первичный воздух, проходящий по кольцевому зазору между корпусом и обечайкой, и вторичный воздух, проходящий внутри обечайки. Вследствие того, что газовыдающие трубки расположены в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, проходящий между ними поток первичного воздуха теряет свою крутку и выходит аксиально, а вследствие того, что обечайка не имеет никаких устройств для снятия крутки, выходящий из нее поток вторичного воздуха вращается с большой скоростью это приводит к тому, что вторичный воздух бурно перемешивается с первичной газовоздушной смесью, что приводит к сгоранию газов в ограниченном объеме с высокой температурой, что в свою очередь приводит к повышенному выходу оксидов азота. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является горелочное устройство, содержащее корпус с улиточным завихрителем на входе и установочным фланцем на выходе, обечайку, установленную в корпусе с кольцевым зазором к нему и с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, кольцевые газовые коллекторы с газовыдающими трубками, имеющие общую стенку и расположенные между улиточным завихрителем и установочным фланцем в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, причем трубки первого по ходу воздуха коллектора выведены через полость второго коллектора в газовыдающие трубки последнего, при этом газовые коллекторы расположены с кольцевыми зазорами как к корпусу, так и к обечайке 2. Эта горелка также дает повышенный выход оксидов азота в продуктах сгорания. Данная конструкция предусматривает аналогичное вышеописанной конструкции деление подаваемого на сжигание воздуха на две части - первичный воздух и вторичный воздух. Вследствие того, что газовые коллекторы с газовыдающими трубками расположены в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, проходящий между ними поток первичного воздуха теряет свою крутку и выходит аксиально, а вследствие того, что обечайка не имеет никаких устройств для снятия крутки, выходящий из нее поток вращается с большой скоростью это приводит к тому, что вторичный воздух за счет центробежных сил бурно перемешивается с первичной газовоздушной смесью, что приводит к сгоранию в ограниченном объеме с высокой температурой, а это в свою очередь приводит к повышенному выходу оксидов азота. Задачей настоящего изобретения является снижение выхода оксидов азота в продуктах сгорания. Для решения указанной задачи в горелочном устройстве, содержащем корпус с улиточным завихрителем на входе и установочным фланцем на выходе, обечайку, установленную в корпусе с кольцевым зазором и с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, кольцевые газовые коллекторы с газовыдающими трубками, имеющие общую стенку и расположенные между улиточным завихрителем и установочным фланцем в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой, причем трубки первого по ходу воздуха коллектора выведены через полость второго коллектора в газовыдающие трубки последнего, согласно предполагаемому изобретению, газовые коллекторы расположены вплотную к корпусу и обечайке, обечайка выполнена с отверстиями,расположенными между коллекторами и установочным фланцем, и в ней с кольцевым зазором размещена дополнительная центральная обечайка, установленная с торцевым зазором к боковой стенке улиточного завихрителя, а в этом зазоре расположены радиальные лопатки. Заявленная конструкция обеспечивает деление подаваемого через улиточный завихритель воздуха на три части первичный воздух, проходящий через кольцевой зазор между корпусом и обечайкой вторичный воздух, проходящий между основной обечайкой и дополнительной центральной обечайкой третичный воздух, проходящий по дополнительной центральной обечайке. Благодаря тому что газовые коллекторы расположены вплотную к корпусу и обечайке, а обечайка снабжена отверстиями, расположенными между коллекторами и установочным фланцем, первичный воздух поступает к выходным концам газовыдающих трубок в очень ограниченном количестве, и хотя первичная газовоздушная смесь перемешивается со вращающейся струей вторичного воздуха, на это нужно время, что приводит к затягиванию процесса перемешивания, а следовательно, к снижению температуры сгорания и, следовательно, к снижению выхода оксидов азота. Благодаря тому что горелочное устройство снабжено дополнительной центральной обечайкой, установленной в торцевом зазоре к боковой стенке улиточного завихрителя, и в этом зазоре расположены радиальные лопатки, воздух 2 2250 1 не только разделяется на три потока, что, вообще говоря, удлиняет процесс перемешивания, но и центральная струя теряет на радиальных лопатках свою крутку и выходит аксиально, что еще более значительно замедляет процесс перемешивания и резко снижает максимальную температуру факела, что также приводит к резкому снижению выхода оксидов азота. На фигуре представлен продольный разрез предлагаемого горелочного устройства. Горелочное устройство содержит корпус 1 с улиточным завихрителем 2 и установочным фланцем 3, обечайку 4 с отверстиями 5, кольцевые газовые коллекторы 6 и 7 с газовыдающими трубками 8 и 9, дополнительную центральную обечайку 10 с радиальными лопатками 11. Для пояснения работы на чертеже показана амбразура 12. Горелочное устройство работает следующим образом. В коллектор 6 осуществляют подачу природного газа, в коллектор 7 - отбросного горючего газа химического производства. Природный газ проходит по газовыдающим трубкам 8, а отбросной газ - по трубкам 9 в амбразуру 12. По улиточному завихрителю 2 осуществляют подачу воздуха, который сначала распределялся на два потока- периферийный, проходящий в кольцевой зазор между входными концами обечаек 4 и 10, и центральный, проходящий между радиальными лопатками 11 внутрь обечайки 10. Дойдя до окон 5, периферийный поток разделяется часть его поступает в кольцевой зазор между корпусом 1 и обечайкой 4 (первичный воздух), часть проходит между выходными концами обечаек 4 и 10 (вторичный воздух). Таким образом общий поток воздуха разделяется на три потока. Первичный воздух поступает к выходным концам газовыдающих трубок 8 и 9 и перемешивается с выходящими газами, участвуя в зажигании смеси и первоначальном сгорании газа. Потом уже к горящему потоку подмешивается вторичный воздух, выходящий из кольцевого зазора между обечайками 4 и 10. Это позволяет снизить температуру горения и выход оксидов азота. Центральный поток, выходящий из обечайки 10, имеет осевое направление и его перемешивание с горящей газовоздушной смесью, отброшенной за счет центробежных сил к периферии амбразуры 12, еще более длительно, что приводит к весьма значительному снижению максимальной температуры пламени и резкому снижению выхода оксидов азота. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3