УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ТОПКУ КОТЛА Российский патент 2000 года по МПК F23D11/16 F23K5/00 

Изобретение относится к устройствам, с помощью которых осуществляется подача водотопливной эмульсии в топку котла.

Известно устройство для подачи водотопливной эмульсии в топку котла, содержащее распылитель с топливным соплом и установленный напротив него конусный рассекатель, ориентированный вершиной в сторону сопла. При этом рассекатель имеет сквозной цилиндрический канал, подключенный через штангу к источнику воды, а также дополнительные каналы, подключенные к основному и расположенные рядами по нормали к поверхности конуса, причем штанга установлена с возможностью продольного перемещения и поворота относительно своей оси (см. авторское свидетельство СССР N 1239456, МПК F 23 D 11/36, 1986).

Недостатками данной форсунки являются:
- невозможность распыления эмульсии в одной плоскости;
- недостаточно полное диспергирование жидкого топлива;
- невозможность уменьшить вязкость топлива, подаваемого на форсунку.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности соосной установки сопел, неизменности расстояния между ними и улучшение качества распыливания потока водотопливной эмульсии в одной плоскости.

Поставленная задача решается тем, что устройство для подачи водотопливной эмульсии в топку котла содержит распылитель с топливным соплом, распылитель содержит второе топливное сопло, при этом оба топливных сопла выполнены из термостойкого материала, установлены соосно и встречно относительно друг друга, а также присоединены к спиральным теплообменникам резьбовыми термостойкими соединениями (муфтами), а теплообменники прикреплены к общей трубе, имеющей возможность перемещения в горизонтальном направлении и поворота вокруг своей оси и присоединенной к источнику водотопливной эмульсии, кроме того, топливные сопла соединены между собой с помощью стержня, установленного соосно с соплами, имеющего диаметр, не перекрывающий выходные отверстия сопел, и снабженного на концах резьбой разного направления (левая и правая), при этом в соплах закреплены крестовины, имеющие соосные с соплами отверстия с резьбами левого и правого направления, в которые ввинчены концы стержня. Стержень охлаждается потоком эмульсии, распыливаемой соплами и, таким образом, не подвергается тепловой деформации, а следовательно, не нарушает за счет таких деформаций ни соосности сопел, ни расстояния между ними.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 3 - разрез стержня по А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез сопла по В-В на фиг. 2.

Устройство включает в себя сопла (распылители-диспергаторы) 1 и 2, изготовленные из термостойкого материала, размещенные в топке котла соосно и направленные навстречу друг другу. Сопла 1 и 2 подключены к спиральным теплообменникам 3, 4 и 5, 6 соответственно (размещенным также в топке) с помощью резьбовых соединений (муфт) 7 и 8, обеспечивающих удобство сборки устройства. Сопла 1 и 2 соединены между собой стержнем 9, установленным соосно с ними. Стержень 9 имеет отверстие 10, в которое при необходимости вставляется рычаг (на фиг. не обозначен) для более удобного обеспечения поворота стержня вокруг оси. Диаметр стержня 9 подбирается таким, чтобы он не перекрывал выходные отверстия сопел 1 и 2. В соплах 1 и 2 закреплены крестовины 11 и 12, имеющие отверстия 13 и 14 с резьбами разного направления (левое и правое), в которые ввинчены концы стержня 9. Теплообменники 4 и 6 подключены к трубе 15, подающей водотопливную эмульсию. Труба 15 через съемные элементы 16 и уплотнитель 17, размещенные в стенке 18 топки, подключена к сальнику 19 с уплотнителем 20, что позволяет осуществлять перемещение трубы 15 в горизонтальном направлении, а также поворот устройства вокруг оси трубы 15 с помощью рукоятки 21. Труба 22 может быть изогнута для обеспечения перпендикулярности движения окислителя (воздуха) относительно плоскости распыла эмульсии.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед установкой в топку устройство подвергается регулировке на стенде - устанавливается, в зависимости от номинального расхода, необходимое расстояние между соплами 1 и 2 с помощью вращения стержня 9, в отверстие 10 которого вставляется (только на период настройки) рычаг. Расстояние между соплами 1 и 2 меняется при вращении стержня 9 за счет незначительной деформации конструкции без нарушения ее целостности.

На установленное в топке устройство подается водотопливная эмульсия по трубе 22 через сальник 19 и трубу 15. Эмульсия поступает на спиральные теплообменники 6, 5 и 4, 3, а далее на сопла 1 и 2, встречные струи которых дробятся на мелкие капли и распыливаются в плоскости, перпендикулярной оси сопел. Перемещением трубы 15 в горизонтальном направлении и поворотом ее с помощью рукоятки 21 вокруг оси устройство устанавливается в оптимальное положение, при котором плоскость распыливания водотопливной эмульсии располагается под прямым углом к поднимающемуся потоку окислителя (воздуха). При взаимодействии потока окислителя с распыливаемой водотопливной эмульсией образуется так называемый кипящий (псевдоожиженный) слой, в котором все физико-химические процессы, в том числе и процесс горения, осуществляются значительно интенсивнее. Производится поджог эмульсии в топке. Проходящая через спиральные теплообменники 3, 4 и 5, 6 водотопливная эмульсия нагревается, при этом значительно снижается ее вязкость, что в свою очередь способствует более тонкому ее распыливанию соплами 1 и 2. Стержень 9 охлаждается (относительно температуры в топке) выходящими из сопел 1 и 2 встречными струями эмульсии, что сводит к минимуму тепловые деформации стержня 9, а следовательно, и изменения расстояния между соплами и нарушение их соосности.

Изобретение позволяет осуществить более качественное распыливание водотопливной эмульсии в топке котла, а в конечном счете более полное ее сжигание при одновременном снижении концентрации вредных выбросов.

Изобретение относится к установкам, с помощью которых осуществляется подача водотопливной эмульсии в топку котла, и может быть использовано в топливосжигающих установках. При этом обеспечивается наиболее оптимальное распыливание эмульсии в топке за счет распыливания встречными струями, образующими плоскость распыла, перпендикулярную потоку окислителя. Распыливание эмульсии осуществляется двумя соосно и встречно расположенными соплами, что обеспечивается с помощью стержня, установленного соосно с соплами и ввинченного в закрепленные в соплах крестовины, а сами сопла подсоединены к источнику водотопливной эмульсии через спиральные теплообменники. 4 ил.

Устройство для подачи водотопливной эмульсии в топку котла, содержащее распылитель с топливным соплом, отличающееся тем, что распылитель содержит второе топливное сопло, при этом оба топливных сопла выполнены из термостойкого материала, установлены соосно и встречно относительно друг друга, а также присоединены к спиральным теплообменникам резьбовыми термостойкими соединениями (муфтами), а теплообменники прикреплены к общей трубе, имеющей возможность перемещения в горизонтальном направлении и поворота вокруг своей оси и присоединенной к источнику водотопливной эмульсии, кроме того, топливные сопла соединены между собой с помощью стержня, установленного соосно с соплами, имеющего диаметр, не перекрывающий выходные отверстия сопел, и снабженного на концах резьбой разного направления (левая и правая), при этом в соплах закреплены крестовины, имеющие соосные с соплами отверстия с резьбами левого и правого направления, в которые ввинчены концы стержня.