Горелочное устройство и способ - RU2016113298A

1. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400), имеющее продольную ось (L) и содержащее выпуск для топлива и выпуск для первичного окислителя, причем горелочное устройство дополнительно содержит внутреннюю круглую цилиндрическую трубу (110; 210; 310; 410), выполненную с возможностью переноса первичного окислителя вплоть до выпуска для первичного окислителя, который расположен в конце упомянутой внутренней трубы, и внешнюю круглую цилиндрическую трубу (120; 220; 320; 420), расположенную концентрично с внутренней трубой, окружающую ее и выполненную с возможностью переноса топлива вплоть до выпуска для топлива, который расположен в конце упомянутой внешней трубы, при этом соответствующие продольные оси внутренней трубы и внешней трубы совпадают с продольной осью горелочного устройства, отличающееся тем, что выпуск для первичного окислителя выполнен в форме, по меньшей мере, одного отверстия (112, 113; 212, 213, 214, 215; 312; 412, 413) для первичного окислителя сквозь концевую поверхность внутренней трубы, причем это отверстие для первичного окислителя выполнено с возможностью направления упомянутого первичного окислителя, выходящего через отверстие для первичного окислителя, под углом (b) первичного окислителя, находящимся в диапазоне между 45° и 82,5° от продольной оси горелочного устройства, причем выпуск для топлива выполнен в форме, по меньшей мере, одного отверстия (122, 123; 222, 223, 224, 225; 322; 422, 423) для топлива сквозь концевую поверхность внешней трубы, причем это отверстие для топлива выполнено с возможностью направления упомянутого топлива, выходящего через отверстие для топлива, под углом (a) топлива, который находится в диапазоне между 45° и 82,5° от продольной оси горелочного устройства, и тем, что угол топлива, по меньшей мере, равен углу первичного окислителя.

2. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что угол (a) топлива больше угла (b) первичного окислителя.

3. Горелочное устройство (400) по п.1 или 2, отличающееся тем, что это горелочное устройство дополнительно содержит третью круглую цилиндрическую трубу (440), расположенную концентрично с внешней трубой (420) и окружающую ее, тем, что третья труба выполнена с возможностью переноса вторичного окислителя вплоть до выпуска (442) для вторичного окислителя, который выполнен в концевой поверхности третьей трубы, причем этот выпуск для вторичного окислителя выполнен с возможностью направления вторичного окислителя, выходящего через выпуск для вторичного окислителя, под углом (b) вторичного окислителя по отношению к продольной оси (L) горелочного устройства, который меньше угла (a) топлива.

4. Горелочное устройство (400) по п.3, отличающееся тем, что угол (b) вторичного окислителя, по существу, равен 0°.

5. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба (110; 210; 310; 410) и внешняя труба (120; 220; 320; 420) выполнены с возможностью поворота друг относительно друга.

6. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба (110; 210; 310; 410) и внешняя труба (120; 220; 320; 420) выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга вдоль продольной оси горелочного устройства (L).

7. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.5 или 6, отличающееся тем, что это горелочное устройство содержит электродвигательное устройство (114), выполненное с возможностью поворота и/или перемещения внутренней трубы (110; 210; 310; 410) относительно внешней трубы (120; 220; 320; 420).

8. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что упомянутое, по меньшей мере, одно отверстие (112, 113; 212, 213, 214, 215; 312; 412, 413) для первичного окислителя и упомянутое, по меньшей мере, одно отверстие (122, 123; 222, 223, 224, 225; 322; 422, 423) для топлива смещены на некоторый угол друг относительно друга в окружном направлении (r) вокруг продольной оси (L) горелочного устройства.

9. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что имеется несколько эквидистантно расположенных отверстий (112, 113; 212, 213, 214, 215; 312; 412, 413) для первичного окислителя и/или несколько эквидистантно расположенных отверстий (122, 123; 222, 223, 224, 225; 322; 422, 423) для топлива, причем соответствующие отверстия расположены эквидистантно в окружном направлении (r) вокруг продольной оси (L) горелочного устройства.

10. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.9, отличающееся тем, что имеет от 3 до 10 отдельных отверстий (112, 113; 212, 213, 214, 215; 312; 412, 413) для первичного окислителя и от 3 до 10 отдельных отверстий (122, 123; 222, 223, 224, 225; 322; 422, 423) для топлива.

11. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что это горелочное устройство выполнено с возможностью подачи первичного окислителя со скоростью, по меньшей мере, равной скорости звука.

12. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что отверстия (112, 113; 212, 213, 214, 215; 312; 412, 413) для первичного окислителя отделены от отверстий (122, 123; 222, 223, 224, 225; 322; 422, 423) для топлива вдоль продольной оси (L) горелочного устройства расстоянием, по меньшей мере, 20 мм.

13. Горелочное устройство (100; 200; 300; 400) по п.1, отличающееся тем, что внешняя труба (120; 220; 320; 420) является двустенной трубой, причем перенос топлива происходит между стенками двустенной структуры.

14. Печь, содержащая, по меньшей мере, два горелочных устройства (100; 200; 300; 400) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, большинство отверстий (112, 113; 212, 213, 214, 215; 312; 412, 413) для первичного окислителя расположены под углом (c) относительнопродольной оси (L) соответствующего горелочного устройства, составляющий, по меньшей мере, 10° от любого соседнего отверстия (122, 123; 222, 223, 224,225; 322; 422, 423) для топлива, выполненного в том же самом горелочном устройстве.

15. Способ нагрева пространства печи, включающий в себя этапы, на которых:

а) обеспечивают горелочное устройство (100; 200; 300; 400), имеющее продольную ось (L) и содержащее выпуск для топлива и выпуск для первичного окислителя, причем это горелочное устройство дополнительно содержит внутреннюю круглую цилиндрическую трубу (110; 210; 310; 410), выполненную с возможностью переноса первичного окислителя вплоть до выпуска для первичного окислителя, который расположен в конце упомянутой внутренней трубы, и внешнюю круглую цилиндрическую трубу (120; 220; 320; 420), расположенную концентрично с внутренней трубой, окружающую ее и выполненную с возможностью переноса топлива вплоть до выпуска для топлива, который расположен в конце упомянутой внешней трубы, причем соответствующие продольные оси внутренней трубы и внешней трубы совпадают с продольной осью горелочного устройства, при этом выпуск для первичного окислителя выполнен в форме, по меньшей мере, одного отверстия (112, 113; 212, 213, 214, 215; 312; 412, 413) для первичного окислителя сквозь концевую поверхность внутренней трубы, причем это отверстие для первичного окислителя выполнено с возможностью направления упомянутого первичного окислителя, выходящего через отверстие для первичного окислителя, под углом (b) первичного окислителя, находящимся в диапазоне между 45° и 82,5° от продольной оси горелочного устройства, при этом выпуск для топлива выполнен в форме, по меньшей мере, одного отверстия (122, 123; 222, 223, 224, 225; 322; 422, 423) для топлива сквозь концевую поверхность внешней трубы, причем это отверстие для топлива выполнено с возможностью направления упомянутого топлива, выходящего через отверстие для топлива, под углом (a) топлива, находящимся в диапазоне между 45° и 82,5° от продольной оси горелочного устройства, и при этом угол топлива, по меньшей мере, равен углу первичного окислителя;

b) подают первичный окислитель и топливо в горелочное устройство; и

c) изменяют или управляют геометрией, размером, местоположением, формой и/или максимальной температурой, регулируя относительное положение при повороте внешней трубы относительно внутренней трубы, и как следствие относительное угловое положение (с) вокруг продольной оси (L) горелочного устройства упомянутого, по меньшей мере, одного отверстия для первичного окислителя и упомянутого, по меньшей мере, одного отверстия для топлива.