Hořáková hlava

Burner head

Patent

Hlava hořáku je navržena pro spalování nestandardizovaných plynných paliv, jako jsou vedlejší produkty z chemického a procesního průmyslu nebo plynů pocházejících z alternativních zdrojů (např. bioplyn, skládkový plyn, apod.). Ve většině případů se tyto plyny vyznačují nízkou (min. 5 kJ/mN3) a proměnlivou výhřevností. Hlava hořáku eliminuje nespolehlivé spalovací podmínky, jako jsou tlakové poměry uvnitř spalovací komory, které jsou běžné v např. spalovnách odpadů. Maximální stability spalování je dosaženo konstrukčním uspořádáním primární hlavy hořáku. Do hlavy hořáku je začleněn poutač plamene, který vytváří turbulentní vířivé proudění v oblasti stabilizačních trysek. Takové proudění je charakterizováno nižší rychlostí proudu směrem do spalovací komory, což v důsledku snižuje míru turbulence a stabilizuje plamen. Toto uspořádání pak umožňuje spolehlivé zapálení plynu vytékajícího ze zapalovacích trysek. Hlava hořáku má v průřezu prstencový tvar, který umožňuje skrz centrální trubku instalaci přídavného olejového hořáku nebo vhodné měřící a regulační instrumentace. Plynné palivo se spaluje ve dvou stupních. Průtok a tlak paliva je řízen prostřednictvím omezovací clony, jejíž velikost určuje poměr paliva mezi primárním a sekundárním stupněm. Z tohoto důvodu je tlak paliva nižší v primárním stupni než v sekundárním, což výrazně zlepšuje stabilitu hoření v primárním stupni a umožňuje použít vyšší provozní tlaky a průtoky v sekundárním stupni. Toto také zvyšuje intenzitu mísení spalovacího vzduchu a sekundárního paliva. Podle konkrétní aplikace může být hlava hořáku osazena třemi nebo čtyřmi sekundárními tryskami.

The burner head is designed for the combustion of gaseous non-standardized fuels, such as by-products from chemical and processing industries or gases originating from alternative sources (e.g. biogas, landfill gas or the like). In most cases, such gases are waste products characterized with low (min. 5 kJ/mN3) and variable calorific values. The burner head eliminates the unreliable combustion conditions, such as the pressure ratios inside a combustion chamber, that are common in e.g. waste incinerators. The maximum stability of combustion is achieved particularly by means of the constructional arrangement of the primary burner head. The desired stability of combustion is achieved by the incorporation of the flame catcher into the gas burner head, since the flame catcher creates a turbulent swirling flow in the area of the stabilizing nozzles. Such flow is characterized by having a lower velocity downstream the flame catcher, thus mitigating turbulances and stabilizing the flame. This arrangement enables the gas flowing out of power nozzles to be reliably ignited. The gas burner head has an annular shape which enables an auxiliary oil burner or suitable measuring and regulating members to be centrally positioned within the head. Gaseous fuel is burnt in two stages. The flow rate and the pressure of the gaseous fuel are controlled by means of a restricting orifice which determines the ratio between the primary and secondary stages of the fuel. Hence, the pressure of the fuel is lower in the primary stage than in the secondary one which significantly improves the stability of the primary stage and enables higher working pressures and flow rates to be utilized in the secondary stage. This considerably increaes the efficiency of mixing the combustioan air with the secondary fuels. According to the particular application, the burner head may be provided with three or four secondary nozzles.

30.09.2013

305233

Vysoké učení technické v Brně, Brno, Česká republika