УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ Российский патент 2008 года по МПК F23K5/12 

Описание патента на изобретение RU2334914C1

Изобретение относится к технике, предназначенной для сжигания жидкого топлива в теплоэнергетических, технологических и коммунальных установках и может быть использовано в металлургической, химической промышленности и других отраслях сферы деятельности человека.

Известна горелка по патенту РФ №2084764, содержащая по оси трубу с жидкостной форсункой, смеситель, гибкими шлангами соединенный с патрубком мазута и патрубком водоугольной суспензии, газоподающую трубу, соединенную с патрубком подачи газа, и имеет щели, короб первичного воздуха, в зоне которого размещены пустотелые лопатки, соединенные щелями с газоподающей трубой, причем каждая лопатка трубопроводом соединена с патрубком подачи вторичного воздуха и/или пара и имеет сопловые отверстия, рассекатели, каждый из которых выполнен У-образной формы, расположен внутри короба впереди соответствующей лопатки со стороны входа воздуха и так, что в коробе образует окно, короб аэросмеси на примыкании к коробу, короб третичного воздуха вокруг короба с завихрительными лопатками. Труба с форсункой и смесителем имеет возможность осевого перемещения и фиксации.

(Патент РФ №2084764, F23D 17/00, от 20.07.1997 г.)

Недостатком данной установки является усложненный процесс смешения водоугольной суспензии (ВУС) (топлива) с воздухом и несовершенный способ подачи топлива в зону горения.

Известна форсунка, содержащая воздухоподводящий корпус с центральной трубой, периферийную и внутреннюю обечайки, установленные за выходным срезом корпуса с кольцевым зазором, в котором размещены наклонные к оси корпуса перегородки, образующие чередующиеся через один заглушенные и сквозные наклонные каналы, при этом периферийная обечайка установлена с примыканием к выходному срезу корпуса, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными соосными периферийной и внутренней обечайками и дополнительными наклонными к оси корпуса перегородками, размещенными в кольцевом зазоре между дополнительными обечайками, с образованием чередующихся через один заглушенных и сквозных наклонных каналов, периферийная и внутренняя обечайки выполнены в виде усеченных конусов, обращенных к корпусу большими основаниями, дополнительные обечайки также выполнены в виде усеченных конусов, но обращены к корпусу меньшими основаниями, при этом дополнительная внутренняя обечайка установлена с примыканием к центральной топливной трубе, а в каждой паре обечаек выполнен кольцевой ряд соосных отверстий, образующих указанные сквозные наклонные каналы.

(Патент РФ №2047049, F23D 11/00, от 20.03.1995 г.) - прототип.

Недостатком данной форсунки является несовершенный процесс смешения водоугольной суспензии (топлива) с воздухом и невозможность зажигания этой смеси в данной форсунке.

Техническим результатом предложенного изобретения является устранение данных недостатков путем создания устройства, позволяющего сжигать водоугольную суспензию в разных количествах в зависимости от необходимости.

Технический результат достигается тем, что установка для сжигания водоугольной суспензии, содержащая форсунку с воздухоподводящим корпусом с центральной трубой, периферийной и внутренней обечайками, установленными за выходным срезом корпуса с кольцевым зазором, в котором размещены наклонные к оси корпуса перегородки, а периферийная обечайка установлена с примыканием к выходному срезу корпуса и снабжена дополнительными соосными периферийными и внутренними обечайками и перегородками, согласно изобретению, установка снабжена вентилятором для подачи обогащенного кислородом воздуха со смотровым окном и регулятором расхода, электронным коммутатором и трансформатором зажигания, камерой смешения с перфорированной стенкой и датчиком давления воздуха, двумя отсечными клапанами, регулятором расхода топлива, при этом установка снабжена каналом для подачи в топливо газа для поджигания водоугольной суспензии.

На фиг.1 и фиг.2 показаны схематичные изображения установки для сжигания водоугольной суспензии, вид спереди и вид сверху, с местными разрезами для вида внутри.

На фиг.3 изображен разрез форсунки.

Установка содержит: 1 - форсунку; 2 - вентилятор; 3 - корпус, 4 и 5 - клапаны отсечные; 6 - регулятор расхода водоугольной суспензии; 7 - датчики давления топлива; 8 - канал для подачи газа; 9 - датчик контроля пламени; 10 - трансформатор зажигания; 11 - датчик давления воздуха; 12 - ниппель отбора давления водоугольной суспензии; 13 - ниппель отбора давления воздуха; 14 - смотровое окно; 15 - регулятор расхода воздуха; 16 - перфорированную стенку для одностороннего входа; 17 - камеру смешения; 18 - электронный коммутатор; 19 - воздуховод; 20 - сопло форсунки; 21, 24 - наклонные каналы форсунки для выхода воздуха; 25 - канал для подачи водоугольной суспензии; 22, 23 и 26, 27 - сквозные отверстия, выполненные в обечайках 30, 31 и 32, 33 соответственно; 28 - свеча зажигания.

Установка работает следующим образом.

Воздух с помощью вентилятора 2 поступает внутрь корпуса 3 (фиг.1), откуда под давлением через перфорированную стенку 16 попадает в камеру смешения 17, где, смешиваясь с суспензией, выталкивается в сопло 20 форсунки 1. Параллельно воздух проходит через воздуховод 19 (фиг.3) и выходит через наклонные каналы 21 и 24 форсунки 1, а затем в топку (на фигуре не представлена). Суспензия поступает в камеру смешения 17, а затем, смешиваясь с воздухом, в топливную трубу 25. В обечайках 30 и 31, 32 и 33 выполнены отверстия 22, 23 и 26, 27 соответственно. Воздух, поступающий через наклонные каналы 21 и 24, образует в свободном пространстве внутренний прерывистый в поперечном сечении факела горения вихревой поток в виде кольцевого ряда закрученных вокруг оси 29 форсунки 1 газовых струй. Поток сначала поджимается ближе к оси 29 форсунки 1, а затем, не достигая ее, расширяется по мере удаления от выходного сечения. Закрутка струй, направленных от оси 29 форсунки 1, предотвращая их столкновение в осевой зоне течения, уменьшает коагуляцию суспензии и предотвращает чрезмерное обогащение топливной смеси в этой зоне. Потоки, создаваемые наклонными каналами 21 и 24, в виде конусов кольцевых рядов струй с различными углами раскрытия формируют факел горения.

Высокая интенсивность турбулентности и активная рециркуляция, которые достигаются при работе предлагаемой установки, обусловлены значительными градиентами скоростей течения, сформированного потоками с различными направлениями распространения воздуха, обеспечивают качественный подогрев, надежный поджиг и устойчивое горение переобогащенной смеси при недостатке кислорода и умеренных температурах. Смешивание водоугольной суспензии с воздухом обеспечивает ее окисление и тем самым наиболее полное сжигание. С помощью воздуха происходит распыливание топлива и его полное сгорание завершается на более удаленных от выходного сечения расстояниях.

Электронный коммутатор 18 определяет очередность включения и выключения компонентов системы, участвующих в процессе сжигания водоугольной суспензии.

Сначала по каналу 8 подается газ, который воспламеняется с помощью свечи зажигания 28 и трансформатора зажигания 10. Затем при малом расходе ВУС, которое обеспечивается регулятором 6, открывается нормально закрытый отсечной клапан 5, пройдя через нормально открытый клапан 4, ВУС попадает в камеру смешения 17. Одновременно с подачей ВУС электронный коммутатор 18 включает вентилятор 2 и воздух через перфорированную стенку 16 оказывается в камере смешения 17, и смесь воздуха и ВУС в распыленном виде охватывает пламя газа на выходе форсунки канала 8 и загорается. Количество подаваемого воздуха регулируется с помощью датчика давления 11 и регулятора расхода воздуха 15 и электронного коммутатора 18. После поджига ВУС электронный коммутатор 18 ступенчато увеличивает подачу ВУС и воздуха до необходимой температуры с помощью датчика контроля пламени 9. Одновременно воздух с помощью вентилятора 2 поступает в камеру смешения 17 и параллельно в воздуховод 19, а затем в горелку 1 и далее закручивается газовыми струями вокруг форсунки 29 и обеспечивает полное сжигание ВУС. После вывода установки на заданный режим работы подачу газа по каналу 8 прекращают.

Такая организация горения обеспечивает двухстадийное сжигание топлива, полностью организованное в свободном пространстве без традиционных предтопков и форкамер. Указанные факторы повышают устойчивость горения при сжигании суспензии низкосортного угля и снижают содержание вредных веществ, в частности окислов азота, в отходящих газах.

Выключение установки осуществляет электронный коммутатор 18 (или вручную), повторяя операции в обратном порядке. Сначала уменьшается давление и расход топлива с помощью датчика давления 7, регулятора расхода 6 и отсечного клапана 5. Одновременно уменьшается расход воздуха (регулятором 15) и давления (11). После уменьшения показаний датчика контроля пламени 9 выключается вентилятор 2 и закрывается нормально открытый клапан 4.

Техническим результатом предложенного изобретения является возможность эффективно сжигать водоугольную суспензию в разных количествах в зависимости от необходимости.

Похожие патенты RU2334914C1

название год авторы номер документа
ЦИКЛОННЫЙ ПРЕДТОПОК КОТЛА 1990
  • Хидиятов А.М.
  • Бутаков Н.Я.
RU2013691C1
СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАСПЫЛЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА 2021
  • Гвоздяков Дмитрий Васильевич
  • Губин Владимир Евгеньевич
  • Зенков Андрей Викторович
RU2754717C1
Топливосжигающее устройство 1981
  • Титов Сергей Петрович
  • Эфендиев Теймур Багадур Оглы
  • Енякин Юрий Павлович
  • Алехнович Александр Николаевич
  • Артемьев Юрий Павлович
  • Кузнецов Павел Яковлевич
SU966408A1
СПОСОБ СВЕРХТОНКОГО РАСПЫЛИВАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2017
  • Фролов Сергей Михайлович
  • Сметанюк Виктор Алексеевич
  • Набатников Сергей Александрович
  • Моисеев Валерий Андреевич
  • Андриенко Владимир Георгиевич
  • Пилецкий Владимир Георгиевич
RU2644422C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Алексеенко Сергей Владимирович
  • Мальцев Леонид Иванович
  • Кравченко Игорь Вадимович
  • Кравченко Антон Игоревич
  • Карташова Лариса Викторовна
RU2518754C2
ЭНЕРГОБЕЗОПАСНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ СИЛОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2024
  • Ильюша Анатолий Васильевич
  • Амбарцумян Гарник Левонович
  • Гавриков Николай Евгеньевич
  • Топилин Сергей Вячеславович
  • Панков Дмитрий Анатольевич
  • Хангажеев Андрей Николаевич
  • Горелкина Екатерина Николаевна
  • Темкин Вячеслав Витальевич
  • Певгов Вячеслав Геннадиевич
  • Андреев Михаил Анатольевич
RU2826039C1
СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ЗАДАННОГО РЕЖИМА ГАЗИФИКАЦИИ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ 2008
  • Шамсутдинов Эмиль Василович
  • Мингалеева Гузель Рашидовна
  • Афанасьева Ольга Валерьевна
  • Вандышева Светлана Сергеевна
RU2408660C2
КОТЁЛ ДЛЯ СЖИГАНИЯ СУСПЕНЗИОННЫХ ТОПЛИВ 2021
  • Алексеенко Сергей Владимирович
  • Мальцев Леонид Иванович
  • Кравченко Игорь Вадимович
  • Дектерев Александр Анатольевич
  • Кузнецов Виктор Александрович
RU2766244C1
СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ГОРЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В ФОРКАМЕРЕ 1997
  • Мурко В.И.
  • Фомичева М.П.
  • Тимошевский А.Н.
  • Засыпкин И.М.
  • Ващенко С.П.
  • Леухин В.И.
  • Нехороший И.Х.
RU2145038C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ЗАЖИГАНИЯ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ 2012
  • Фролов Сергей Михайлович
  • Аксенов Виктор Серафимович
RU2490491C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 334 914 C1

Реферат патента 2008 года УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ

Изобретение относится к технике, предназначенной для сжигания жидкого топлива в теплоэнергетических, технологических и коммунальных установках и может быть использовано в металлургической, химической промышленности и других отраслях сферы деятельности человека. Техническим результатом предложенного изобретения является возможность эффективно сжигать водоугольную суспензию в разных количествах в зависимости от необходимости. Установка содержит: форсунку; вентилятор; корпус, клапаны отсечные; регулятор расхода водоугольной суспензии; датчики давления топлива; канал для подачи газа; датчик контроля пламени; трансформатор зажигания; датчик давления воздуха; ниппель отбора давления водоугольной суспензии; ниппель отбора давления воздуха; смотровое окно; регулятор расхода воздуха; перфорированную стенку для одностороннего входа; камеру смешения; электронный коммутатор; воздуховод; сопло форсунки; наклонные каналы форсунки для выхода воздуха; канал для подачи водоугольной суспензии; сквозные отверстия, выполненные в обечайках; свечу зажигания. Смешивание водоугольной суспензии с воздухом обеспечивает ее окисление и тем самым наиболее полное сжигание. С помощью воздуха происходит распыливание топлива и его полное сгорание завершается на более удаленных от выходного сечения расстояниях. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 334 914 C1

Установка для сжигания водоугольной суспензии, содержащая форсунку, с воздухоподводящим корпусом с центральной трубой, периферийной и внутренней обечайками, установленными за выходным срезом корпуса с кольцевым зазором, в котором размещены наклонные к оси корпуса перегородки, а периферийная обечайка установлена с примыканием к выходному срезу корпуса и снабжена дополнительными соосными периферийными и внутренними обечайками и перегородками, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена вентилятором для подачи обогащенного кислородом воздуха со смотровым окном и датчиком контроля пламени, регулятором расхода водоугольной суспензии и воздуха, электронным коммутатором и трансформатором, а также свечой зажигания, камерой смешения с перфорированной стенкой и датчиком давления воздуха, двумя отсечными клапанами, при этом установка снабжена расположенным в центральной трубе каналом для подачи в топливо газа для поджигания водоугольной суспензии.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2334914C1

ФОРСУНКА 1992
  • Конакова Раиса Викторовна[Kz]
  • Карпенко Вячеслав Михайлович[Kz]
  • Стеблевский Александр Федорович[Kz]
  • Семин Александр Сергеевич[Kz]
  • Оккель Эрих Леонардович[Kz]
  • Бурминская Ольга Эдуардовна[Kz]
  • Бурминский Эдуард Петрович[Kz]
RU2047049C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К СЖИГАНИЮ ВОДОМАЗУТНОЙ ЭМУЛЬСИИ 1995
  • Карминский В.Д.
  • Кууск А.Б.
  • Попов Р.И.
RU2105930C1
Установка для подготовки топлива к сжиганию 1989
  • Щелоков Яков Митрофанович
  • Криницын Валентин Григорьевич
SU1643067A1
ВРАЩАЮЩИЙСЯ СНАРЯД С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РУЛЕВЫМ ПРИВОДОМ 2005
  • Власов Борис Викторович
  • Майоров Валерий Владимирович
  • Коледов Александр Сергеевич
  • Марцинкевич Евгений Владимирович
  • Маматказин Ибрагим Хамидович
  • Сербенюк Николай Авксентьевич
  • Чубарь Анатолий Федорович
  • Белов Александр Николаевич
  • Горюнов Игорь Федорович
  • Корнеев Алексей Борисович
  • Жаров Юрий Николаевич
RU2285227C1
Устройство для сборки под сварку 1973
  • Котельников Борис Павлович
  • Вербицкий Яков Григорьевич
  • Никитин Евгений Геннадьевич
  • Шнайдер Борис Иосифович
  • Ардаширов Нарис Шакирович
  • Сакаев Наиль Кашафутдинович
  • Запиров Дим Хаевич
  • Вербицкий Владимир Григорьевич
  • Терещенко Людмила Викторовна
  • Сафронов Вадим Николаевич
  • Вишин Иосиф Владиславович
  • Коберман Давид Яковлевич
SU487741A1
УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ 2008
  • Ярыгин Леонид Анатольевич
RU2366513C1
ОКОНЕЧНОЕ УСТРОЙСТВО, УСТРОЙСТВО СЕРВЕРА, СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРОГРАММА И СИСТЕМА ПОСТАВКИ СВЯЗАННОГО ПРИЛОЖЕНИЯ 2012
  • Ямагиси Ясуаки
RU2632403C2

RU 2 334 914 C1

Авторы

Воронов Владимир Александрович

Незаметдинов Айдар Бариевич

Александров Виктор Иванович

Даты

2008-09-27Публикация

2007-04-12Подача