Горелка и способ сжигания топлива - RU2005125835A

Реферат

1. Горелка для сжигания топлива, содержащая линию подачи топлива, состоящую из нескольких топливных секций, при этом каждая топливная секция соединена с другой секцией и предназначена для подачи потока топлива, включая входную секцию топлива, имеющую первый вход топлива и первый выход топлива, расположенный на расстоянии от первого входа топлива, причем входная секция топлива имеет проходную площадь поперечного сечения, рассчитанную на подачу потока топлива, поступающего в первое входное устройство топлива, и выходящего из первого выходного устройства топлива, промежуточную секцию топлива, имеющую входное устройство топлива и выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от входного устройства топлива, при этом промежуточная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во входное устройство топлива, и выходящего из выходного устройства топлива, и имеющего вторую проходную площадь поперечного сечения, причем вторая проходная площадь поперечного сечения изменяется от начальной проходной площади поперечного сечения во входном устройстве топлива до отличающейся проходной площади поперечного сечения в выходном устройстве топлива, и выходную секцию топлива, имеющую второе входное устройство топлива и второе выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от второго входного устройства топлива, при этом выходная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во второе входное устройство топлива, и выходящего из второго выходного устройства топлива, и имеющую третью проходную площадь поперечного сечения, причем третья проходная площадь поперечного сечения по существу является равномерной по всей выходной секции топлива, и первую линию окислителя, имеющую несколько секций окислителя, при этом каждая секция окислителя соединена с каждой другой секцией окислителя и предназначена для подачи потока окислителя, включая входную секцию окислителя, имеющую первое входное устройство окислителя, первое выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от первого входного устройства окислителя, при этом входная секция окислителя рассчитана на пропускание потока окислителя, поступающего в первое входное устройство окислителя, и выходящего из первого выходного устройства окислителя, и имеющую четвертую проходную площадь поперечного сечения, при этом, по меньшей мере, часть входной секции окислителя размещена по существу, по меньшей мере, рядом с частью, по меньшей мере, одной входной секции топлива, промежуточной секции топлива и выходной секции топлива, и выходную секцию окислителя, имеющую входное устройство окислителя и выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от входного устройства окислителя, при этом выходная секция окислителя предназначена для пропускания, по меньшей мере, части потока окислителя, поступающего во входное устройство окислителя и выходящего выходного устройства окислителя, и имеет пятую проходную площадь поперечного сечения, при этом пятая проходная площадь поперечного сечения является меньшей, или равна четвертой проходной площади поперечного сечения, и по существу является равномерной по всей выходной секции окислителя, по меньшей мере, участок выходной секции окислителя расположен по существу, по меньшей мере, рядом с участком выходной секции топлива.

2. Горелка по п.1, которая дополнительно содержит вторую линию окислителя, расположенную рядом с первой линией окислителя, при этом вторая линия окислителя имеет второе входное устройство окислителя и второе выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от второго входного устройства окислителя, при этом вторая линия окислителя предназначена для пропускания еще одного потока окислителя или потока другого окислителя, поступающего во второе входное устройство окислителя, и выходящего из второго выходного устройства окислителя.

3. Горелка по п.1, которая дополнительно содержит входную линию окислителя в виде буквы Y со связью по расходу с входной секцией окислителя, которая предназначена для подачи потока окислителя к первому входному устройству окислителя входной секции окислителя.

4. Горелка по п.1, которая дополнительно содержит, по меньшей мере, направляющую заслонку, расположенную в промежуточной секции топлива, где начальная проходная площадь поперечного сечения на входе топлива в промежуточную секцию топлива является меньшей, чем проходная площадь поперечного сечения на выходе топлива из промежуточной секции топлива.

5. Горелка по п.1, в которой отношение пятой проходной площади поперечного сечения выходной секции окислителя к третьей проходной площади поперечного сечения выходной секции топлива является меньшим, чем молярное отношение окислителя к топливу, необходимое для стехиометрического сжигания.

6. Горелка по п.2, в которой другой поток окислителя или поток другого окислителя, выходящий из второго выхода окислителя второй линии окислителя, размещен под факелом, образованным сжиганием, по меньшей мере, части потока топлива, выходящего из второго выхода топлива выходной секции топлива, и, по меньшей мере, части потока окислителя, выходящего из выходного устройства выходной секции окислителя.

7. Горелка для сжигания топлива, содержащая линию подачи топлива, имеющую несколько топливных секций, причем каждая топливная секция соединена с каждой другой топливной секцией, и предназначена для передачи потока топлива, включая входную секцию топлива, имеющую первый вход топлива и первый выход топлива, расположенный на расстоянии от первого входа топлива, причем входная секция топлива имеет проходную площадь поперечного сечения, предназначенную для подачи потока топлива, поступающего в первое входное устройство топлива, и выходящего из первого выходного устройства топлива, промежуточную секцию топлива, имеющую входное устройство топлива и выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от входного устройства топлива, при этом промежуточная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во входное устройство топлива, и выходящего из выходного устройства топлива, и имеющего вторую проходную площадь поперечного сечения, причем вторая проходная площадь поперечного сечения изменяется от начальной проходной площади поперечного сечения во входном устройстве топлива до отличающейся проходной площади поперечного сечения в выходном устройстве топлива, и выходную секцию топлива, имеющую второе входное устройство топлива и второе выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от второго входного устройства топлива, при этом выходная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во второе входное устройство топлива, и выходящего из второго выходного устройства топлива, и имеющую третью проходную площадь поперечного сечения, причем третья проходная площадь поперечного сечения, по существу, является равномерной по всей выходной секции топлива, и первую линию окислителя, имеющую несколько секций окислителя, при этом каждая секция окислителя соединена с каждой другой секцией окислителя и предназначена для подачи потока окислителя, включая входную секцию окислителя, имеющую первое входное устройство окислителя и первое выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от первого входного устройства окислителя, при этом входная секция окислителя предназначена для пропускания потока окислителя, поступающего в первое входное устройство окислителя, и выходящего из первого выходного устройства окислителя, и имеющую четвертую проходную площадь поперечного сечения, причем, по меньшей мере, часть входной секции окислителя размещена по существу, по меньшей мере, рядом с частью, по меньшей мере, одной входной секции топлива, промежуточной секции топлива и выходной секции топлива, и выходную секцию окислителя, имеющую входное устройство окислителя и выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от входного устройства окислителя, при этом выходная секция окислителя предназначена для пропускания, по меньшей мере, части потока окислителя, поступающего во входное устройство окислителя и выходящего выходного устройства окислителя, и имеет пятую проходную площадь поперечного сечения, при этом пятая проходная площадь поперечного сечения является меньшей, или равна четвертой проходной площади поперечного сечения, и по существу является равномерной по всей выходной секции окислителя, причем, по меньшей мере, участок выходной секции окислителя расположен по существу, по меньшей мере, рядом с участком выходной секции топлива, и вторую линию окислителя, расположенную рядом с первой линией окислителя, при этом вторая линия окислителя имеет второе входное устройство окислителя и второе выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от второго входного устройства окислителя, при этом вторая линия окислителя предназначена для пропускания еще одного потока окислителя или потока другого окислителя, поступающего во второе входное устройство окислителя, и выходящего из второго выходного устройства окислителя, в которой другой поток окислителя или поток другого окислителя, выходящий из второго выхода окислителя второй линии окислителя, размещен под факелом, образованным сжиганием, по меньшей мере, части потока топлива, выходящего из второго выхода топлива выходной секции топлива, и, по меньшей мере, части потока окислителя, выходящего из выходного устройства выходной секции окислителя.

8. Горелка для сжигания топлива, имеющая продольную ось и содержащая наконечник, имеющий первую удлиненную кромку рядом с точкой подачи топлива и вторую удлиненную кромку рядом с точкой подачи окислителя, образуя основной угол наклона (α), составляющий приблизительно менее 15° от линии, параллельной продольной оси, с пересечением входной поверхности, расположенной параллельно продольно оси, причем первая удлиненная кромка и вторая удлиненная кромка образуют второй угол наклона (β), который больше, чем первый угол наклона (α), и меньше, чем приблизительно 90° от касательной линии к продолженной линии, проходящей от первой удлиненной кромки в направлении к расходу топлива.

9. Горелка по п.8, в которой вторая удлиненная кромка включает в себя начальный плавный конический переход, образующий основной угол наклона (α), и криволинейную секцию, заканчивающуюся у первой удлиненной кромки.

10. Печь для плавки стекла, содержащая, по меньшей мере, одну горелку в соответствии с п.1.

11. Способ сжигания топлива с окислителем, включающий в себя этапы, на которых используют источник топлива, источник, по меньшей мере, одного окислителя, горелку, содержащую линию топлива, имеющую несколько секций, причем каждая топливная секция соединена с другой секцией и предназначена для подачи потока топлива, включая входную секцию топлива, имеющую первый вход топлива и первый выход топлива, расположенный на расстоянии от первого входа топлива, причем входная секция входа топлива имеет проходную площадь поперечного сечения, предназначенную для подачи потока топлива, поступающего в первое входное устройство топлива, и выходящего из первого выходного устройства топлива, промежуточную секцию топлива, имеющую входное устройство топлива и выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от входного устройства топлива, при этом промежуточная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во входное устройство топлива, и выходящего из выходного устройства топлива, и имеющего вторую проходную площадь поперечного сечения, причем вторая проходная площадь поперечного сечения изменяется от начальной проходной площади поперечного сечения во входном устройстве топлива до отличающейся проходной площади поперечного сечения в выходном устройстве топлива, и выходную секцию топлива, имеющую второе входное устройство топлива и второе выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от второго входного устройства топлива, при этом выходная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во второе входное устройство топлива, и выходящего из второго выходного устройства топлива, и имеющую третью проходную площадь поперечного сечения, причем третья проходная площадь поперечного сечения, по существу, является равномерной по всей выходной секции топлива, и первую линию окислителя, имеющую множество секций окислителя, при этом каждая секция окислителя соединена с каждой другой секцией окислителя и предназначена для подачи потока окислителя, включая входную секцию окислителя, имеющую первое входное устройство окислителя и первое выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от первого входного устройства окислителя, при этом входная секция окислителя предназначена для пропускания потока окислителя, поступающего в первое входное устройство окислителя, и выходящего из первого выходного устройства окислителя, и имеющую четвертую проходную площадь поперечного сечения, при этом, по меньшей мере, часть входной секции окислителя размещена по существу, по меньшей мере, рядом с частью, по меньшей мере, одной входной секции топлива, промежуточной секции топлива и выходной секции топлива, и выходную секцию окислителя, имеющую входное устройство окислителя и выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от входного устройства окислителя, при этом выходная секция окислителя предназначена для пропускания, по меньшей мере, части потока окислителя, поступающего во входное устройство окислителя и выходящего выходного устройства окислителя, и имеет пятую проходную площадь поперечного сечения, при этом пятая проходная площадь поперечного сечения является меньшей, или равна четвертой проходной площади поперечного сечения, и по существу является равномерной по всей выходной секции окислителя, причем, по меньшей мере, участок выходной секции окислителя расположен по существу, по меньшей мере, рядом с участком выходной секции топлива, подают поток топлива на первый вход топлива, где, по меньшей мере, часть потока топлива поступает из первого входа топлива во второй вход топлива, подают поток окислителя на первый вход окислителя, где, по меньшей мере, часть потока окислителя поступает из первого входа окислителя во второй вход окислителя, и сжигают, по меньшей мере, часть топлива, выходящего из второго выхода топлива, по меньшей мере, с частью окислителя, выходящего из выхода окислителя.

12. Способ по п.11, который включает в себя следующие этапы, на которых размещают вторую линию окислителя рядом с первой линией окислителя, при этом вторая линия окислителя имеет второе входное устройство окислителя и второе выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от второго входного устройства окислителя, при этом вторая линия окислителя предназначена для пропускания еще одного потока окислителя или потока другого окислителя, поступающего во второе входное устройство окислителя, и выходящего из второго выходного устройства окислителя, подают другой поток окислителя или поток другого окислителя во второй вход окислителя, при этом, по меньшей мере, часть другого потока окислителя, или, по меньшей мере, часть другого окислителя подают из второго входа окислителя во второй выход окислителя, и сжигают, по меньшей мере, еще одну часть топлива, выходящего из второго выхода топлива, по меньшей мере, с частью другого потока окислителя, или, по меньшей мере, частью другого окислителя, выходящего из второго выхода окислителя.

13. Способ по п.11, который включает в себя следующие этапы, на которых создают вторую линию окислителя в виде буквы Y со связью по расходу с входной секцией окислителя, которая предназначена для подачи потока окислителя к первому входному устройству окислителя входной секции окислителя, и подают, по меньшей мере, часть окислителя во входную линию окислителя в виде буквы Y.

14. Способ по п.11, который включает в себя дополнительный этап, на котором осуществляют, по меньшей мере, установку, расположенную в промежуточной секции топлива, где начальная проходная площадь поперечного сечения на входе топлива в промежуточную секцию топлива является меньшей, чем проходная площадь поперечного сечения на выходе топлива из промежуточной секции топлива.

15. Способ по п.11, при котором отношение пятой проходной площади поперечного сечения выходной секции окислителя к третьей проходной площади поперечного сечения выходной секции топлива является меньшим, чем молярное отношение окислителя к топливу, необходимое для стехиометрического сжигания.

16. Способ по п.12, при котором другой поток окислителя или поток другого окислителя, выходящий из второго выхода окислителя второй линии окислителя, размещают под факелом, образованным сжиганием, по меньшей мере, части потока топлива, выходящего из второго выхода топлива выходной секции топлива, и, по меньшей мере, части потока окислителя, выходящего из выходного устройства выходной секции окислителя.

17. Способ сжигания топлива с окислителем в несколько этапов, на которых используют источник топлива, источник, по меньшей мере, одного окислителя и горелку, содержащую линию топлива, имеющую несколько секций, причем каждая топливная секция соединена с другой секцией и предназначена для подачи потока топлива, включая входную секцию топлива, имеющую первый вход топлива и первый выход топлива, расположенный на расстоянии от первого входа топлива, причем входная секция топлива имеет проходную площадь поперечного сечения, предназначенную для подачи потока топлива, поступающего в первое входное устройство топлива, и выходящего из первого выходного устройства топлива, промежуточную секцию топлива, имеющую входное устройство топлива и выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от входного устройства топлива, при этом промежуточная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во входное устройство топлива, и выходящего из выходного устройства топлива, и имеющего вторую проходную площадь поперечного сечения, при этом вторая проходная площадь поперечного сечения изменяется от начальной проходной площади поперечного сечения во входном устройстве топлива до отличающейся проходной площади поперечного сечения в выходном устройстве топлива, и выходную секцию топлива, имеющую второе входное устройство топлива и второе выходное устройство топлива, расположенное на расстоянии от второго входного устройства топлива, при этом выходная секция топлива предназначена для подачи, по меньшей мере, части потока топлива, поступающего во второе входное устройство топлива, и выходящего из второго выходного устройства топлива, и имеющую третью проходную площадь поперечного сечения, причем третья проходная площадь поперечного сечения, по существу, является равномерной по всей выходной секции топлива, и первую линию окислителя, имеющую множество секций окислителя, при этом каждая секция окислителя соединена с каждой другой секцией окислителя и предназначена для подачи потока окислителя, включая входную секцию окислителя, имеющую первое входное устройство окислителя и первое выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от первого входного устройства окислителя, при этом входная секция окислителя предназначена для пропускания потока окислителя, поступающего в первое входное устройство окислителя, и выходящего из первого выходного устройства окислителя, и имеющую четвертую проходную площадь поперечного сечения, при этом, по меньшей мере, часть входной секции окислителя размещают по существу, по меньшей мере, рядом с частью, по меньшей мере, одной входной секции топлива, промежуточной секции топлива и выходной секции топлива, и выходную секцию окислителя, имеющую входное устройство окислителя и выходное устройство окислителя, расположенное на расстоянии от входного устройства окислителя, при этом выходная секция окислителя предназначена для пропускания, по меньшей мере, части потока окислителя, поступающего во входное устройство окислителя и выходящего выходного устройства окислителя, и имеет пятую проходную площадь поперечного сечения, при этом пятая проходная площадь поперечного сечения является меньшей, или равна четвертой проходной площади поперечного сечения, и, по существу, является равномерной по всей выходной секции окислителя, причем, по меньшей мере, участок выходной секции окислителя расположен по существу, по меньшей мере, рядом с участком выходной секции топлива, подают поток топлива на первый вход топлива, где, по меньшей мере, часть потока топлива поступает из первого входа топлива во второй вход топлива, подают поток окислителя на первый вход окислителя, где, по меньшей мере, часть потока окислителя поступает из первого входа окислителя во второй вход окислителя, и сжигают, по меньшей мере, часть топлива, выходящего из второго выхода топлива, по меньшей мере, с частью окислителя, выходящего из выхода окислителя, создают вторую линию окислителя рядом с первой линией окислителя, при этом вторая линия окислителя имеет второй вход окислителя и второй выход окислителя, расположенный на расстоянии от второго входа окислителя, причем вторая линия окислителя предназначена для пропускания еще одного потока окислителя или потока другого окислителя, поступающего во второе входное устройство окислителя, и выходящего из второго выходного устройства окислителя, подают другой поток окислителя или поток другого окислителя во второй вход окислителя, при этом, по меньшей мере, часть другого потока окислителя, или, по меньшей мере, часть другого окислителя подают из второго входа окислителя во второй выход окислителя, и сжигают, по меньшей мере, еще одну часть топлива, выходящего из второго выхода топлива, по меньшей мере, с частью другого потока окислителя, или, по меньшей мере, частью другого окислителя, выходящего из второго выхода окислителя, при этом другой поток окислителя или поток другого окислителя, выходящий из второго выхода окислителя второй линии окислителя, размещают под факелом, образованным сжиганием, по меньшей мере, части потока топлива, выходящего из второго выхода топлива выходной секции топлива, и, по меньшей мере, части потока окислителя, выходящего из выходного устройства выходной секции окислителя.

18. Способ сжигания топлива с окислителем, включающий несколько этапов, на которых используют источник топлива, источник окислителя, горелку для сжигания топлива с окислителем, горелку с продольной осью, содержащую наконечник, имеющий первую удлиненную кромку рядом с точкой подачи топлива, и вторую удлиненная кромку рядом с точкой подачи окислителя, образуя основной угол наклона (α), составляющий приблизительно менее 15° от линии, параллельной продольной оси, с пересечением входной поверхности, расположенной параллельно продольно оси, причем первая удлиненная кромка и вторая удлиненная кромка образуют второй угол наклона (β), который больше, чем первый угол наклона (α), и меньше, чем приблизительно 90° от касательной линии к продолженной линии, проходящей от первой удлиненной кромки в направлении к расходу топлива, и сжигают, по меньшей мере, часть топлива, по меньшей мере, с частью окислителя в зоне, расположенной рядом с наконечником горелки.

19. Способ по п.18, при котором вторая удлиненная кромка включает в себя начальный плавный конический переход, образующий основной угол наклона (α), и криволинейную секцию, заканчивающуюся у первой удлиненной кромки.

20. Способ плавки стекла, включающий в себя способ сжигания топлива с окислителем по п.11.