SU1017877A1

SU1017877A1 - Burner device

Info

Publication number: SU1017877A1
Application number: SU813320362A
Authority: SU
Inventors: Григорий Ефимович Беляев; Владимир Яковлевич Гилод; Алла Сергеевна Голубкова; Борис Григорьевич Дьячков; Валерий Михайлович Золотов; Виктор Иванович Моисеев; Лев Степанович Остроумов; Илья Яковлевич Полонский; Александр Иванович Романов
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1983-05-15

Abstract

ГОРЕ.ПОЧНОЁ УСТРОЙСТВО, содержащее камеру сгорани с соосно установленными топливной форсункой и рециркул ционной вставкой, отличающеес тем, что, с целью повышени полноты сгорани топлива при низких коэффициентах избытка воздуха, оно снабжено электродами, установленными в камере сгорани за рециркул ционной вставкой по ходу потока на рассто нии от переднего среза форсунки, составл ющем 0,2-0,35 длины- камеры сгорани . (О 00 MOUNTAIN EQUIPMENT containing a combustion chamber with coaxially mounted fuel injector and a recirculation insert, characterized in that, in order to improve the completeness of fuel combustion with low excess air ratios, it is equipped with electrodes installed in the combustion chamber behind the recirculation insert along the stream at a distance from the front cutoff of the nozzle, 0.2-0.35 times the length of the combustion chamber. (O 00

Description

Изобретение относится к металлургической, машиностроительной и другим отраслям промышленности, требующим применения высокотемпературного теплоносителя, и может быть использовано в промышленных печах различного назначения, в процессах ⁵безкоксовой металлургии при сжигании жидкого топлива.The invention relates to metallurgical, engineering and other industries requiring the use of high-temperature coolant, and can be used in industrial furnaces for various purposes, in processes ^{5 of} coke-free metallurgy when burning liquid fuel.

Известно устройство, обеспечивающее возможность получения теплоносителя с температурой, превышающей температуру ю горения топлива, представляющее собой трехфазную электрогазовую горелку, снабженную средствами для подвода газа, воздуха и присадки, камерой сгорания, в которой установлены три фазовых электрода, и нулевым электродом в камере смешения. 15 В этом устройстве температура теплоносителя повышается за счет подвода к газовому потоку электрической энергии [1].A device is known that makes it possible to obtain a coolant with a temperature exceeding the fuel combustion temperature, which is a three-phase electric gas burner equipped with means for supplying gas, air and an additive, a combustion chamber in which three phase electrodes are installed, and a zero electrode in the mixing chamber. 15 In this device, the temperature of the coolant rises due to the supply of electric energy to the gas flow [1].

Однако данная электрогазовая горелка предназначена лишь Для работы на газооб- ₂θ разном топливе и не может быть использована для высокоинтенсивного сжигания жидкого топлива.However, this electric-gas burner is intended only for operation on gaseous ₂ θ different fuels and cannot be used for high-intensity burning of liquid fuels.

Известно горелочное устройство, содержащее камеру сгорания с соосно установленными топливной форсункой и рецирку- 25 ляционной вставкой [2].A burner device is known that contains a combustion chamber with a coaxially mounted fuel nozzle and a recirculation insert [2].

Данное горелочное устройство характеризуется высоким температурным уровнем в форкамере: при значении коэффициента избытка воздуха σι = 0,65—1,05 температура составляет 1350—1375°С. При снижении л 30 снижается также и температурный уровень в форкамере. Установлено, что предельным для данной конструкции является значение <л = 0,34.This burner device is characterized by a high temperature level in the prechamber: with a coefficient of excess air σι = 0.65–1.05, the temperature is 1350–1375 ° С. With a decrease in l of 30, the temperature level in the prechamber also decreases. It is established that the limiting value for this design is <l = 0.34.

Однако для многих процессов, например необезуглероживающего нагрева металла 35 перед ковкой или штамповкой, безкоксового получения железа, необходимы значения <х= 0,28—0,3.However, for many processes, for example, non-decarburizing heating of metal 35 before forging or stamping, coke-free production of iron, the values <x = 0.28-0.3 are necessary.

Цель изобретения — повышение полноты сгорания топлива при низких коэффициен- ₄θ тах избытка воздуха.The purpose of the invention is to increase the completeness of fuel combustion at low coefficients ₄ θ max of excess air.

Поставленная цель достигается тем, что горелочное устройство, содержащее камеру сгорания с соосно установленными топливной форсункой и рециркуляционной вставкой снабжено электродами, установленными 45 в камере сгорания за рециркуляционной вставкой по ходу потока на расстоянии от переднего среза форсунки, составляющем 0,2—0,35 длины камеры сгорания.This goal is achieved in that the burner device containing a combustion chamber with a coaxially mounted fuel nozzle and a recirculation insert is provided with electrodes mounted 45 in the combustion chamber behind the recirculation insert in the direction of flow at a distance from the front section of the nozzle of 0.2-0.35 length combustion chambers.

На чертеже изображено предлагаемое горелочное устройство. 50The drawing shows the proposed burner device. fifty

Горелочное устройство содержит камеру 1 сгорания с соосно установленными топливной форсункой 2 и рециркуляционной вставкой 3. В камере 1 сгорания за рециркуляционной вставкой 3 установлены электро ды 4 на расстоянии от переднего среза форсунки 2, составляющем 0,2—0,35 длины камеры сгорания. В камере сгорания соосно форсунке 2 установлена воздухоподводящая труба 5.The burner device comprises a combustion chamber 1 with a fuel nozzle 2 coaxially mounted and a recirculation insert 3. In the combustion chamber 1, electrodes 4 are installed behind the recirculation insert 3 at a distance from the front cut of the nozzle 2, which is 0.2-0.35 of the length of the combustion chamber. An air supply pipe 5 is installed in the combustion chamber coaxially with the nozzle 2.

Горелочное устройство работает следующим образом.The burner device operates as follows.

Жидкое топливо через форсунку и воздух через трубу 5 подводится к камере 1 сгорания, где топливовоздушная смесь поджигается с помощью запального устройства. Благодаря установке рециркуляционной вставки 3 в камере 1 сгорания имеет место рециркуляция продуктов сгорания.Liquid fuel through the nozzle and air through the pipe 5 is supplied to the combustion chamber 1, where the air-fuel mixture is ignited using the ignition device. By installing the recirculation insert 3 in the combustion chamber 1, recirculation of the combustion products takes place.

В области максимальной температуры факела, находящейся в пределах зоны рециркуляции, устанавливают три электрода 4, к которым от регулируемого источника электропитания подводится трехфазное напряжение, причем каждый из электродов соединен с одной из фаз высоковольтного силового трансформатора или высоковольтного тиристорного регулятора мощности. Регулирование подводимого напряжения и, следовательно, мощности разряда может осуществляться, например с помощью автотрансформатора.Three electrodes 4 are installed in the region of the maximum torch temperature located within the recirculation zone, to which a three-phase voltage is applied from an adjustable power supply, each of the electrodes being connected to one of the phases of a high-voltage power transformer or high-voltage thyristor power controller. Regulation of the input voltage and, therefore, the discharge power can be carried out, for example, using an autotransformer.

Высокая турбулентность потока продуктов сгорания в зоне установки электродов 4 и повышенная электропроводность факела, обусловленная предварительным введением в топливо легкоионизуемой присадки (соединений щелочных металлов), обеспечивают диффузный характер разряда между электродами при подведении к ним высокого напряжения.The high turbulence of the flow of combustion products in the zone of installation of the electrodes 4 and the increased conductivity of the flame, due to the preliminary introduction of easily ionizable additives (alkali metal compounds) into the fuel, provide a diffuse discharge between the electrodes when a high voltage is applied to them.

Возникающий между электродами 4 электрический разряд интенсифицирует процесс горения, способствует полноте сгорания топлива и тем самым уменьшению габаритов камеры сгорания, а также увеличивает энтальпию продуктов сгорания.The electric discharge arising between the electrodes 4 intensifies the combustion process, contributes to the completeness of combustion of the fuel and thereby the reduction of the dimensions of the combustion chamber, and also increases the enthalpy of the combustion products.

Предлагаемое горелочное устройство может быть использовано также для сжигания газа и может рассматриваться как комбинированное в случаях, когда основным топливом является газообразное топливо, а резервным — жидкое.The proposed burner device can also be used to burn gas and can be considered as combined in cases where the main fuel is gaseous fuel, and the backup fuel is liquid.

При установке электродов на расстоянии от среза форсунки, выходящем за пределы указанных соотношений, не наблюдается снижения минимальной величины коэффициента избытка воздуха, так как наложение электрической мощности на факел происходит за пределами зоны рециркуляции.When installing the electrodes at a distance from the nozzle exit that extends beyond the specified ratios, there is no decrease in the minimum coefficient of excess air, since the application of electric power to the torch occurs outside the recirculation zone.

При расположении электродов в указанном интервале с увеличением вкладываемой электрической мощности минимальная величина коэффициента избытка воздуха снижается вследствие рециркуляции к корню факела более нагретых газов.When the electrodes are located in the indicated interval with an increase in the electric power input, the minimum value of the excess air coefficient decreases due to recirculation to the torch root of more heated gases.

ВНИИПИ Заказ 3512/35 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Order 3512/35 Circulation 583 Subscription

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4Branch of the PPP "Patent", Uzhhorod, st. Project, 4

Claims

A BURNER DEVICE comprising a combustion chamber with a coaxially mounted fuel nozzle and a recirculation insert, characterized in that, in order to increase the completeness of fuel combustion at low excess air ratios, it is equipped with electrodes installed in the combustion chamber behind the recirculation insert in the direction of flow from the front nozzle cut, comprising 0.2-0.35 of the length of the combustion chamber.

▼