Инжекционная горелка

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Гудымов Эрнест Андреевич Родионов Борис НиколаевичЮрша Иосиф Антонович Сурба Анатолий Константинович Шаповал Иван Федорович Огурцов Николай Константинович Антонов Николай Анатольевич Мизюк Владимир Сергеевич Сурус Леонид Иванович Поляков Николай Васильевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродно Азот(57) Инжекционная горелка, содержащая внутренний и наружный кольцевые инжекторы с регуляторами расхода воздуха на входе, газоподводящую трубу, газораздаточный коллектор, газовыпускные сопла, отличающаяся тем, что содержит центральную обечайку,имеющую установленный на уровне выходного среза горелки торец, до которого доходит,не соприкасаясь с ним, газоподводящая труба, газораздаточный коллектор выполнен кольцевым, с установленными по окружности газовыпускными соплами, а кольцевые инжекторы на выходе снабжены аксиальными поворотными лопатками. 5413 1 Изобретение относится к инжекционным горелочным устройствам для сжигания горючих газов с пониженным выходом окислов азота и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где происходит сжигание горючих газов в инжекционных горелках. Известна инжекционная горелка, содержащая внутренний и наружный кольцевой инжекторы с регулятором расхода воздуха на входе, газоподводящую трубу, газораздаточный коллектор, газовыпускные сопла, при этом внутренний коллектор выполнен центральным и снабжен одним газовыпускным соплом 1. Эта горелка обладает низкой надежностью в работе. Вследствие того, что для снижения выхода окислов азота внутренний инжектор должен работать на газовоздушной смеси, близкой к верхнему пределу воспламенения (с коэффициентом избытка воздуха порядка 0,6-0,7 для природного газа), а наружный кольцевой инжектор на смеси, близкой к нижнему пределу воспламенения (с коэффициентом избытка воздуха порядка 1,7-1,85 для природного газа) и горелка не имеет дополнительных устройств для воспламенения смеси, горение происходит неустойчиво, со срывом пламени. Наиболее близкой по технической сути и достигаемому эффекту к заявляемой является инжекционная горелка, содержащая внутренний и наружный кольцевой инжекторы с регуляторами расхода воздуха на входе, газоподводящую трубу, газораздаточный коллектор, газовыпускные сопла, при этом внутренний коллектор выполнен центральным и снабжен одним газовыпускным соплом 2. Эта горелка также обладает низкой надежностью в работе. Вследствие того, что для снижения выхода окислов азота внутренний инжектор должен работать на газовоздушной смеси, близкой к верхнему пределу воспламенения (с коэффициентом избытка воздуха порядка 0,6-0,7 для природного газа), а наружный кольцевой инжектор на смеси, близкой к нижнему пределу воспламенения (коэффициентом избытка воздуха порядка 1,7-1,85 для природного газа), и горелка не имеет дополнительных устройств для воспламенения смеси, горение происходит неустойчиво, со срывом пламени. Задачей изобретения является повышение надежности работы инжекционной горелки. Для решения поставленной задачи в инжекционной горелке содержатся внутренний и наружный кольцевые инжекторы с регуляторами расхода воздуха на входе, газоподводящая труба, газораздаточный коллектор, газовыпускные сопла. Согласно изобретению, инжекционная горелка содержит центральную обечайку, имеющую установленный на уровне выходного среза горелки торец, до которого доходит, не соприкасаясь с ним газоподводящая труба. Газораздаточный коллектор выполнен кольцевым, с установленными по окружности газовыпускными соплами. Кольцевые инжекторы на выходе снабжены аксиальными поворотными лопатками. Благодаря тому, что внутренний инжектор выполнен кольцевым, появляется возможность внутри него установить обечайку с торцом на уровне среза горелки, и этот торец играет роль дополнительного стабилизатора горения. Благодаря тому, что инжекторы на выходе снабжены аксиальными поворотными лопатками, появляется возможность настилания газовоздушных потоков на амбразуру и усиления обратного центрального вихря, что дает дополнительную стабилизацию пламени и повышение надежности работы горелки. Благодаря тому, что газоподводящая труба доходит до конца обечайки, не соприкасаясь с ней, горючий топливный газ обтекает торец обечайки изнутри, охлаждая его и обеспечивая надежность работы горелки. На чертеже представлена инжекционная горелка с пониженным выходом окислов азота. Инжекционная горелка содержит внутренний 1 и наружный 2 кольцевые инжекторы с регулятором расхода воздуха 3 на входе, газоподводящую трубу 4, газораздаточный коллектор 2 5413 1 5, газовыпускные сопла 6, центральную обечайку 7 с торцом 8, установленном на уровне выходного среза горелки, аксиальные поворотные лопатки 9 на выходе из инжектора. Инжекционная горелка работает следующим образом. По газоподводящей трубе 4 осуществляют подачу горючего топливного газа, который подходит к торцу 8 обечайки 7 и охлаждает его, после чего по обечайке 7 газ поступает в газораздаточный коллектор 5,из которого поступает к соплам 6. Из сопел 6 газ с большой скоростью истекает в инжекторы 1 и 2, осуществляя подсос воздуха через регулятор расхода воздуха 3. Сопла 6 устанавливаются по окружностям с диаметрами, равными средним диаметрам кольцевых инжекторов 1 и 2. Инжекторы расчитываются таким образом, что во внутреннем инжекторе коэффициент избытка воздуха составляет величину порядка 0,6-0,7, а во внешнем 1,7-1,85 для природного газа, а для других соответственно чуть ниже верхнего предела воспламенения и чуть выше нижнего предела воспламенения. Таким образом, на выходе из горелки имеем два газовоздушных потока с коэффициентами избытка воздуха, близкими к предельным. Выходящие из горелки газовоздушные потоки с помощью лопаток 9 настилаются на амбразуру горелки, что способствует более надежному зажиганию внешнего потока. Кроме того, благодаря наличию торца 8 и отбрасыванию с помощью лопаток 9 газовоздушных потоков на периферию, по центру амбразуры перед горелкой образуется мощный обратный вихрь раскаленных продуктов сгорания, который способствует надежному раннему зажиганию внутреннего воздушного потока. Таким образом, сжигание основной части газа происходит при избытках воздуха, весьма далеких от стехиометрического, а значит, при пониженных температурах и с пониженным выходом окислов азота. Далее по ходу факела происходит медленное перемещение этих двух потоков с малофорсированным их догоранием, а следовательно, с пониженным выходом окислов азота. Таким образом, и общий выход окислов азота будет невысоким. Источники информации 1.1307156 1, 1987. 2.817388, 1981. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.