CS245938B1

CS245938B1 - Combustion plant and gas-cooled burner

Info

Publication number: CS245938B1
Application number: CS847710A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Hamouz
Original assignee: Zdenek Hamouz
Priority date: 1984-10-10
Filing date: 1984-10-10
Publication date: 1986-10-16
Also published as: CS771084A1

Abstract

Řešení ae týká apalovacího zařízení a plynovým chlazeným hořákem a přívodem předehřátého apalovacího vzduchu v souosém uspořádání. Podstata řešení spočívá v tom, že přívod chladícího vzduchu je zaústěn do mezitrubkového prostoru u vnějšího uzavřeného konce, kde vnitřní palivová trubka ukončená tryskou je ve větší části své délky umístěna v ochranné trubce. Mezitrubkový prostor je uzavřen tak, že konec ochranné trubky je připevněn k příložce s osovým otvorem pro.průchod vnitřní palivové trubky, ochranné trubka prochází upevňovací přírubou komory, těsně připojené k tělesu spalovací komory, kde do komory je zaústěn přívod spalovacího vzduchu z rekuperátoru. Ochranná trubka je upravena v osazeném otvoru tělesa spalovací komory do níž je před ústím trysky zaveden přívod vzduchu z regenerátoru. Řešení má široké uplatnění u pecí vytápěných zemním plynem nebo jinými plyny, které obsahují uhlovodíky.The solution ae concerns a combustion device with a gas-cooled burner and a supply of preheated combustion air in a coaxial arrangement. The essence of the solution lies in the fact that the supply of cooling air is opened into the intertube space at the outer closed end, where the inner fuel tube ending in a nozzle is located for the greater part of its length in a protective tube. The intertube space is closed so that the end of the protective tube is attached to a bracket with an axial opening for the passage of the inner fuel tube, the protective tube passes through the mounting flange of the chamber, tightly connected to the combustion chamber body, where the combustion air supply from the recuperator is opened into the chamber. The protective tube is arranged in a fitted opening of the combustion chamber body into which the air supply from the regenerator is introduced before the nozzle mouth. The solution has wide application in furnaces heated by natural gas or other gases containing hydrocarbons.

Description

Vynález se týká spalovacího zařízení s plynovým chlazeným hořákem s přívodem předehřátého spalovacího vzduchu V souosém uspořádání, určeného pro průmyslové pece a jiná tepelná zařízení, u nichž je chlazení plynové trysky řešeno okukováním studeným vzduchem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas-cooled burner apparatus having a preheated combustion air supply in a coaxial configuration for industrial furnaces and other heating apparatuses in which cooling of the gas nozzle is accomplished by cold air scavenging.

Dosavadní konstrukce podobných zařízení řeší chlazení plynové trysky pouze prouděním studeného zemního plynu či jiného plynu obsahujícího uhlovodíky. Při předehřátí spalovac ího vzduchu nad 400°C nebo při sníženém příkonu hořáku je plynové tryska nedostatečně chlazena, dochází k rozkladu uhlovodíků a plynová tryska se velmi rychle zanáší uvolněným uhlíkem. Tato skutečnost znemožňuje použití takovýchto zařízení pro teploty vzduchu nad 400°C a podstatně snižuje rozsah regulace jejich příkonu.The prior art design of such devices solves the cooling of the gas nozzle only by the flow of cold natural gas or other hydrocarbon-containing gas. If the combustion air is preheated above 400 ° C or if the burner power is reduced, the gas nozzle is insufficiently cooled, hydrocarbons are decomposed and the gas nozzle is clogged very quickly with released carbon. This makes it impossible to use such devices for air temperatures above 400 ° C and significantly reduces their power input control.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje spalovací zařízení s plynovým chlazeným hořákem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že přívod chladícího vzduchu je zaústěn dó mezitrubkového prostoru u vnějšího uzavřeného konce, kde vnitřní palivová trubka ukončená tryskou je ve větší části své délky umístěna v ochranné trubce. Mezitrubkový prostor je uzavřen tak, že konec ochranné trubky je připevněn k příložce s osovým otvorem pro průchod vnitřní palivové trubky. Ochranná trubka prochází upevňovací přírubou koraoiy, těsněThe above-mentioned drawbacks are eliminated by the gas-cooled burner combustion apparatus according to the invention, characterized in that the supply of cooling air is directed to the inter-tube space at the outer closed end, where the inner fuel tube terminated by the nozzle is located in the protective tube. The inter-tube space is closed such that the end of the protective tube is attached to a shim with an axial opening for the passage of the inner fuel tube. The protective tube passes through the fixing flange of the koraoiy, tightly

IAND

245 938 připojené k tělesu spalovací komory, kde do komory je zaústěn přívod spalovacího vzduchu z rekuperátoru· Ochranná trubky je upravena v osazeném otvoru tělesa spalovací komory, do níž je před ústím trysky zaveden přívod vzduchu z regenerátoru.245 938 connected to the combustion chamber body, where the combustion air inlet from the recuperator is connected to the chamber. The protective tube is provided in the installed opening of the combustion chamber body, into which the air inlet from the regenerator is introduced before the nozzle.

Výhodou předmětného zařízení je především dokonalé chlazení plynové trysky a jejího přívodu, čímž je zcela odstraněno zanášení těchto částí uhlíkem vyloučeným při tepelném rozkladu uhlovodíků. Předmětné zařízení pracuje bezporuchově i s extrémně vysokými teplotami spalovacího vzduchu 1000 - 1300°C, kterých se dociluje u regenerativních pecí, přičemž hořák lze plynule regtlovat od úplného uzavření až do maximálního výkonu. Další výhodou zařízení dle vynálezu je skutečnost, že v celém regulačním rozsahu, až do rychlostí blížících se rychlosti zvuku, pracuje téměř bezhlučně. Výhodné je i docilování vysokého impulzu plamene využíváním plného tlaku ze sítě, například 100 kPa a více. Výstupní rychlost z plynové trysky je 320 m/sec. a více, čímž se získává vysoký impulz plameně a tím fyzikálně maximálně možný přestup tepla konvekcí a sáláním na materiál. Výkonová regulovatelnoat těchto hořáků je 1:100.The advantage of the present device is first of all the perfect cooling of the gas nozzle and its supply, which completely eliminates the clogging of these parts by carbon which is eliminated during the thermal decomposition of the hydrocarbons. The device works without fail even at extremely high combustion air temperatures of 1000 - 1300 ° C, which are achieved in regenerative furnaces, and the burner can be continuously controlled from full closure to maximum output. A further advantage of the device according to the invention is that it operates almost noiseless throughout the control range, up to speeds approaching the speed of sound. It is also advantageous to achieve a high flame impulse by utilizing full pressure from the network, for example 100 kPa or more. The output velocity from the gas nozzle is 320 m / sec. and more, thereby obtaining a high pulse of flame and thereby physically maximally transferring heat by convection and radiation to the material. The power controllability of these burners is 1: 100.

Jinou výhodou je, že mohou pracovat - díky injekčnímu účinku plynu - bez ventilátoru. Ventilátory jsou instalovány pouze na překonání odporu rekuperátorů a k umožnění měření množství vzduchu clonou. U regenerativních pecí, kde se používají zařízení podle obr. 1 se díky statickému tahu regenerátorů ventilátory nepoužívají. V neposlední řadě je výhodou i snadná montáž, demontáž a výměna jednotlivých dílů, tj. trysky, palivové trubky, ochranné trubky a přívoduAnother advantage is that they can work - thanks to the gas injection effect - without a fan. Fans are installed only to overcome the resistance of the heat exchangers and to allow the air volume to be measured by the orifice. In regenerative furnaces using the apparatus of Fig. 1, fans are not used due to the static draft of the regenerators. Last but not least, easy assembly, disassembly and replacement of individual parts, ie nozzle, fuel pipe, protective pipe and supply

-3245 938 při jejich eventuálním poškození pouhým uvolněním příruby nebo přiložily, a to i ža plného provozu ostatních hořáků tepelného agregátu*-3245 938 in the event of their possible damage by simply loosening the flange or attaching it, even if the full operation of the other burners of the heat generator *

Na připojeném výkresu jsou aaázorněny dva příklady provedení předmětného zřízení, a to na obr. 1 je zařízení s vnějším přívodem spalovaa ího vzduchu, ku příkladu z regenerátorů a na obr. 2 zařízení a vnitřním přívodem spalovacího vzduchu, nacházející použití například u pecí rekuperativních.In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of the present invention are shown, in Fig. 1, an apparatus with an external combustion air inlet, for example from regenerators, and Fig. 2, an apparatus with an internal combustion air inlet, for use in recuperative furnaces.

Zařízení podle vynálezu - viz obr. 1 - je tvořeno vnitřní palivovou trubkou 2 zakončenou tryskou 1 a opatřenou příložkou 7 pro rozebíratelné spojení s ochrannou trubkou 3 v souosém provedení. Ochranná trubka 3 je opatřena přívodem 4; chladícího vzduchu a ja zaústěna do tělesa 10 spalovací komory, do které je rovněž zaústěn přívod _5 vzduchu z regenerátoru.The device according to the invention - see Fig. 1 - consists of an inner fuel pipe 2 terminated by a nozzle 1 and provided with a shim 7 for detachable connection to the protective pipe 3 in a coaxial configuration. The protective tube 3 is provided with an inlet 4; cooling air and is connected to a combustion chamber body 10 into which the air inlet 5 of the regenerator is also connected.

Jiné provedení zařízení dle vynálezu - viz obr. 2 - je tvořeno rovněž výŠ9 popsanými díly, tj. vnitřní palivovou trubkou 2, tryskou 1, příložkou 7, ochrannou trubkou 3 a přívodem 4 chlazeného vzduchu. Ochranná trubka 3 J® opatřena přírubou 8 pro rozebíratelné spojení s komorou 9 opatřenou přívodem 6, spalovacího vzduchu a rozebíratelně připojenou na těleso 10 spalovací komory.Another embodiment of the device according to the invention - see FIG. 2 - also comprises the parts described above, i.e. the inner fuel pipe 2, the nozzle 1, the shim 7, the protective pipe 3 and the chilled air inlet 4. The protective tube 31 is provided with a flange 8 for detachably connected to a chamber 9 provided with an inlet 6 of combustion air and detachably connected to the body 10 of the combustion chamber.

Při vlastní činnosti je palivovou trubkou přiváděno palivo, například zemní plyn, které vytéká tryskou 1 zvýšenou rychlostí. Přívodem 4 je do ochranné trubky přiváděn studený vzduch pro vyohlazování palivové trubkyIn operation, fuel, such as natural gas, is supplied through the fuel pipe through the nozzle 1 at an increased rate. Through the inlet 4, cold air is supplied to the protective tube to smooth the fuel tube

- 4 245 938 a trysky 1. Spalovací vzduch je přiváděn z regenerátoru 5 (obr. 1) nebo z rekuperátoru do přívodu 6 (obr. 2). Γ4ηοζství chladícího vzduchu činí 1 - 5 % vzduchu potřebného ke spalování plynu.4 245 938 and nozzles 1. Combustion air is supplied from the regenerator 5 (Fig. 1) or from the recuperator to the inlet 6 (Fig. 2). Ζ4ηοζ cooling air is 1 - 5% of the air required to burn gas.

Zařízení dle vynálezu má široké úplatně ní u pecí vytápěných zemním plynem nebo jinými plyny, obsa· hujícími uhlovodíky.The device according to the invention is widely used in furnaces heated by natural gas or other gases containing hydrocarbons.

Claims

Combustion apparatus with a gas-cooled burner with pre-heated combustion air supply in coaxial configuration, characterized in that the cooling air supply (4) is connected to the inter-pipe space at the outer closed end, wherein the inner fuel pipe (2) terminated by a nozzle (1) ) is placed in the protective tube (3) over most of its length.

Combustion device according to claim 1, characterized in that the inter-tube space is closed in such a way that the end of the protective tube (3) is fixed to a bushing (7) with an axial opening for the passage of the inner fuel tube (2).

Combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that the protective tube (3) passes through a fixing flange (8) of the chamber (9), tightly connected to the housing (10) of the firing chamber, where the chamber (9). a combustion air inlet (6) from the recuperator is connected.

Combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that the protective tube (3) is provided in the stepped bore of the combustion chamber body (10) into which the air supply (5) from the regenerator is introduced before the mouth of the nozzle (1).