ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕСТНОГО СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО И ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА МАЛОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2023 года по МПК F23C1/10 

Изобретение относиться к энергетике, в частности к горелочным устройствам для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива.

Известно горелочное устройство для совместного сжигания жидкого, распыленного в прямоточном потоке, и пылеугольного топлива в вихревом потоке [Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий. Вихревая пылеугольная горелка ОРГРЭС.С.157-158]. Устройство содержит цилиндрический корпус в виде трубы, внутри которого установлен трубопровод для подачи жидкого топлива, на конце которого расположена жидкотопливная распылительная форсунка. Закрутка аэросмеси производиться улиточным завихрителем. Трубопровод для жидкого топлива и распылительная форсунка здесь являются прямоточным распылительно-зажигательным блоком, предназначенным для зажигания пылеугольного топлива и поддержания его устойчивого горения в процессе работы устройства. А улиточное устройство вместе с корпусом горелочного устройства являются блоком сжигания пылеугольного топлива в вихревом потоке.

Недостаток такого устройства заключается в том, что устройство не может работать на малой мощности, потому что выделяемое факелом тепловая мощность недостаточна для поддержания горения вследствие высокой степени рассеивания тепловой энергии.

Известно горелочное устройство для совместного сжигания жидкого, распыленного в прямоточном потоке, и пылеугольного топлива в вихревом потоке, описанное на сайте studref.com (дата доступа: 13.10.2022 г.) (https://studref.com/355642/tehnika/gorelki_szhiganiya_pylevidnogo_topliva - горелка двухступенчатого сжигания типа NT-NR, разработана фирмой Bab-CockHitachiKK (Япония)). Горелочное устройство двухступенчатого сжигания типа NT-NR (высокотемпературная с низким выходом NO_X) состоящая из цилиндрического корпуса в виде трубы, внутри которого размещен трубопровод подачи жидкого топлива с распылительной прямоточной форсункой, трубопровода подачи пылеугольно-воздушной смеси (аэросмесь), внутреннего воздушного канала и внешнего воздушного канала. А также содержит аксиальный лопаточный аппарат для закрутки аэросмеси. Трубопровод для жидкого топлива и распылительная форсунка здесь являются прямоточным распылительно-зажигательным блоком, предназначенным для зажигания пылеугольного топлива и поддержания его устойчивого горения в процессе работы устройства. А корпус с внутренними воздушными каналами и аксиальным лопаточным аппаратом, являются блоком сжигания пылеугольного топлива в вихревом потоке.

Недостаток такого устройства заключается в том, что устройство не может работать на малой мощности, потому что выделяемое факелом тепловая мощность недостаточна для поддержания горения вследствие высокой степени рассеивания тепловой энергии.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является паромасляное горелочное устройство (патент РФ №2684300, F23L7/00, F23D5/04, 2018 г.), содержащие цилиндрический корпус в виде стакана, установленного так, чтобы его ось была перпендикулярна горизонту, паровую форсунку для подачи перегретого водяного пара вертикально вверх вдоль оси корпуса, вмонтированную в дно корпуса, воздухоподводящие отверстия, выполненные в цилиндрическом корпусе вблизи дна, паропровод и топливоподводящую трубку, конец которой расположен в непосредственной близости от выходного отверстия паровой форсунки для создания промасленной струи. Согласно изобретению, топливоподающая трубка установлена под острым углом к горизонту и не касается стенки корпуса, а на верхнем торце корпуса установлено сопло в виде крышки с отверстием по центру, диаметр которого меньше диаметра паромасляной струи. Такое устройство используется в заявляемом устройстве и называется прямоточный распылительно-зажигательный блок. Это устройство имеет эффект самоподжигания жидкотопливной распыленной струи в процессе работы, поэтому оно может работать на очень малой мощности.

Задачей изобретения является создания горелочного устройства для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива малой мощности.

Поставленная задача решается тем, что горелочное устройство для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива малой мощности, содержащее распылительно-зажигательный блок сжигания распыленного жидкого топлива, содержащий цилиндрический корпус в виде стакана, на верхнем торце которого установлено сопло в виде крышки с отверстием по центру, и блок сжигания пылеугольного топлива, согласно изобретению, блок сжигания пылеугольного топлива представляет собой цилиндрический корпус, с обоих торцов которого установлены сопла в виде крышек с отверстиями по центру одинакового диаметра, при этом одна крышка состыкована с соплом распылительно-зажигательного блока. Кроме того, блок сжигания пылеугольного топлива содержит пылеугольные форсунки, вмонтированные в корпус тангенциально для создания вихревого потока.

В заявляемом устройстве блок сжигания пылеугольного топлива (БСПУТ) установлен сверху распылительно-зажигательного блока сжигания распыленного жидкого топлива (РЗБ) (один из вариантов). Наличие состыкованных друг с другом сопел блоков позволяет жидкотопливному факелу пронизывать внутреннее пространство БСПУТ. БСПУТ содержит пылеугольные форсунки, вмонтированные в корпус тангенциально для создания вихревого потока. Пылеугольное топливо подается тангенциально. Образующийся пылеугольный вихрь вращается вокруг вертикально истекающего жидкотопливного факела, находясь в замкнутом пространстве цилиндрического корпуса БСПУТ, что увеличивает время горения частиц угольной пыли.

Благодаря наличию в РЗБ зоны рециркуляции, устройство позволяет легко поджечь жидкотопливную струю и поддерживать устойчивое горение при работе на очень малой мощности, а вместе с жидким топливом поддерживать горение пылеугольного топлива при работе на малой мощности.

Сущность технического решения поясняется чертежами.

На Фиг. 1 показано продольное сечение устройства.

На Фиг. 2 показан общий вид устройства.

Где:

1 - распылительно-зажигательный блок сжигания распыленного жидкого топлива (РЗБ);

2 - блок сжигания пылеугольного топлива (БСПУТ);

3 - цилиндрический корпус РЗБ;

4 - сопло РЗБ;

5 - цилиндрический корпус БСПУТ;

6 и 7 - сопла БСПУТ;

8 и 9 - пылеугольные форсунки.

Устройство работает следующим образом.

Сначала запускается РЗБ 1 на дизельном топливе. БСПУТ 2 прогревается, после чего от углепылеприготовителя (на рис.не показан) подается аэросмесь в пылеугольные форсунки 8 и 9. Устройство начинает работать. В дальнейшем РЗБ может перейти на другое топливо.

При работе горелочного устройства, сжигающего совместно жидкое и пылеугольное топливо при малой мощности, для устойчивого горения определяющим является горения распыленного жидкого топлива, т.к. пылеугольное топливо при такой мощности поджечь и удерживать гораздо сложнее.

В заявляемом устройстве в качестве РЗБ предполагается использовать устройство, описанное в патенте РФ №2684300. Такое устройство авторами изготовлено в металле и в течении пяти лет на нем проводились исследования. Это горелочное устройство показало хорошую работоспособность, легкий запуск и устойчивое горение, в том числе и на малой мощности (минимальная мощность составляет - 5 кВт).

Таким образом, заявляемое горелочное устройство способно работать на малой мощности.

Изобретение относиться к энергетике, в частности к горелочным устройствам для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива. Горелочное устройство для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива малой мощности содержит распылительно-зажигательный блок сжигания распыленного жидкого топлива, содержащий цилиндрический корпус в виде стакана, на верхнем торце которого установлено сопло в виде крышки с отверстием по центру, и блок сжигания пылеугольного топлива. Блок сжигания пылеугольного топлива представляет собой цилиндрический корпус, с обоих торцов которого установлены сопла в виде крышек с отверстиями по центру одинакового диаметра, при этом одна крышка состыкована с соплом распылительно-зажигательного блока. Кроме того, блок сжигания пылеугольного топлива содержит пылеугольные форсунки, вмонтированные в корпус тангенциально для создания вихревого потока. Изобретение позволяет создать горелочное устройство для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива, способное работать на малой мощности. 2 ил.

Горелочное устройство для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива малой мощности, содержащее распылительно-зажигательный блок сжигания распыленного жидкого топлива, содержащий цилиндрический корпус в виде стакана, на верхнем торце которого установлено сопло в виде крышки с отверстием по центру, и блок сжигания пылеугольного топлива, отличающееся тем, что блок сжигания пылеугольного топлива представляет собой цилиндрический корпус, с обоих торцов которого установлены сопла в виде крышек с отверстиями по центру одинакового диаметра, при этом одна крышка состыкована с соплом распылительно-зажигательного блока, кроме того, блок сжигания пылеугольного топлива содержит пылеугольные форсунки, вмонтированные в корпус тангенциально для создания вихревого потока.