ГОРЕЛКА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ДЛЯ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ ГАЗА С НИЗКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ Российский патент 2025 года по МПК F23D14/46 F23N5/20 

Описание патента на изобретение RU2835721C1

Область техники

Настоящее изобретение относится к технической области сокращения энергопотребления и выбросов загрязняющих веществ в угольных шахтах, в частности к горелке, используемой для полного сгорания газа с низкой концентрацией.

Уровень техники

Для разумного решения проблемы безопасности в шахтах, как правило, используется метод извлечения газа, позволяющий снизить концентрацию газа, выбрасываемого из вентиляционной системы, до безопасного уровня менее 1%. Однако в процессе извлечения газа из угольных шахт в Китае, в связи с единственной формой извлечения газа, смешанного с большим количеством воздуха, объем извлечения колеблется, в результате чего большая часть извлеченного газа представляет собой газ с низкой концентрацией менее 30%, в том числе извлеченный газ с концентрацией менее 8% составляет более 70% от общего объема извлечения, и эта часть газа находится в диапазоне взрывной концентрации, и использование обычных способов сжигания затрудняет его стабильное сжигание с высокой эффективностью использования и выбрасывается в атмосферную среду.

Основным компонентом газа является метан, парниковый эффект которого в 24,6 раза больше, чем у CO2, а его способность разрушать озоновый слой атмосферы в 7 раз больше, чем у CO2. Ежегодно большое количество газа с низкой концентрацией выбрасывается без использования, что не только приводит к серьезной потере ограниченных невозобновляемых ресурсов, но и усугубляет загрязнение атмосферы и парниковый эффект.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить горелку, используемую для полного сгорания газа с низкой концентрацией для реализации безопасного использования газа с низкой концентрацией.

Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение обеспечивает следующее решение:

Настоящее изобретение раскрывает горелку, используемую для полного сгорания газа с низкой концентрацией, включающую в себя:

горелку прямого сгорания, причем горелка прямого сгорания включает в себя корпус камеры прямого сгорания и регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания; регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания установлена на входе корпуса камеры прямого сгорания;

регенеративную горелку с пористой средой, причем регенеративная горелка с пористой средой включает в себя корпус камеры регенеративного термического окисления, регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и теплоизоляционный слой, и регулирующая заслонка для камеры регенеративного термического окисления установлена на входе корпуса камеры регенеративного термического окисления; корпус камеры регенеративного термического окисления установлен снаружи корпуса камеры прямого сгорания для поглощения тепла, выделяемого при прямом сгорании газа; теплоизоляционный слой расположен снаружи корпуса камеры регенеративного термического окисления, так что температура внутри корпуса камеры регенеративного термического окисления поддерживается выше температуры окисления газа;

устройство распределения газа, причем устройство распределения газа используется для подачи газа на вход корпуса камеры прямого сгорания и на вход корпуса камеры регенеративного термического окисления;

устройство контроля концентрации газа, причем устройство контроля концентрации газа используется для контроля концентрации газа, подаваемого устройством распределения газа;

привод регулирующей заслонки, причем привод регулирующей заслонки соединяется с регулирующей заслонкой для камеры прямого сгорания и регулирующей заслонкой для камеры регенеративного термического окисления соответственно, чтобы управлять открытием и закрытием регулирующей заслонки для камеры прямого сгорания и регулирующей заслонки для камеры регенеративного термического окисления;

систему зажигания, причем система зажигания используется для завершения операции с зажиганием в корпусе камеры прямого сгорания;

систему контроля пламени, причем система контроля пламени используется для контроля процесса сгорания в корпусе камеры прямого сгорания;

систему контроля температуры, причем система контроля температуры используется для контроля процесса регенеративного термического окисления в корпусе камеры регенеративного термического окисления;

систему управления, причем система управления электрически соединена с устройством контроля концентрации газа, приводом регулирующей заслонки, системой зажигания и системой контроля пламени, соответственно, для управления действием привода регулирующей заслонки в соответствии с данными от устройства контроля концентрации газа, и для управления действием системы зажигания в соответствии с данными от системы контроля пламени.

Предпочтительно, горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, дополнительно включает в себя устройство прямого сгорания для стабилизации пламени, причем устройство прямого сгорания для стабилизации пламени расположено в корпусе камеры прямого сгорания и на стороне системы зажигания рядом с регулирующей заслонкой для камеры прямого сгорания для блокировки возвратного движения газа.

Предпочтительно, диаметр входа собственного корпуса камеры прямого сгорания составляет D3, диаметр входа корпуса камеры регенеративного термического окисления составляет D2, и корпус камеры прямого сгорания и корпус камеры регенеративного термического окисления являются коаксиальными; устройство распределения газа имеет коническую форму, диаметр первого конца устройства распределения газа составляет D1, а диаметр второго конца устройства распределения газа составляет D2, D1<D2, и второй конец устройства распределения газа состыковывается с входом собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления.

Предпочтительно, угол конуса устройства распределения газа менее 45 градусов, D2>D1>D3, 1.2D1<D2<2D1.

Предпочтительно, корпус камеры прямого сгорания включает в себя входную секцию и выходную секцию, причем диаметр входной секции составляет D3, а диаметр выходной секции составляет D4, D3 > D4.

Предпочтительно, когда концентрация газа, контролируемая устройством контроля концентрации газа, составляет менее 4,5%, система управления управляет приводом регулирующей заслонки, чтобы открыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и закрыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания;

когда концентрация газа, контролируемая устройством контроля концентрации газа, составляет менее 8% и не менее 4,5%, система управления управляет приводом регулирующей заслонки, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания.

Предпочтительно, горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, дополнительно включает в себя ответвление подачи газа, клапан на ответвлении и вентилятор, причем ответвление подачи газа соединено с устройством распределения газа, клапан на ответвлении и вентилятор установлены на ответвлении подачи газа, и клапан на ответвлении и вентилятор электрически соединены с системой управления;

когда концентрация газа, контролируемая устройством контроля концентрации газа, составляет не менее 8%, система управления управляет приводом регулирующей заслонки, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания, клапан на ответвлении и вентилятор.

Предпочтительно, система контроля пламени включает в себя один или более из ионного детектора пламени с зондом, инфракрасного детектора пламени и ультрафиолетового детектора пламени.

По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение достигает следующих технических эффектов:

При прохождении газа через устройство распределения газа, устройство контроля концентрации газа передает информацию о концентрации газа в систему управления.

Когда концентрация газа находится в диапазоне концентрации прямого сгорания, предварительно заданном системой управления, система управления управляет приводом регулирующей заслонки, чтобы открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания и закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления. Далее система управления управляет включением системы зажигания после того, как система контроля пламени контролирует сигнал пламени в корпусе камеры прямого сгорания. Тепло, генерируемое сгоранием газа в корпусе камеры прямого сгорания, нагревает корпус камеры регенеративного термического окисления, так что температура корпуса камеры регенеративного термического окисления достигает температуры, позволяющей регенеративного термического окисления газа.

Когда концентрация газа находится в диапазоне концентрации регенеративного термического окисления, предварительно заданном системой управления, система управления управляет приводом регулирующей заслонки, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания и открыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления. Газ окисляется в корпусе камеры регенеративного термического окисления, а система контроля температуры контролирует температуру в корпусе камеры регенеративного термического окисления.

Следовательно, горелка по настоящему изобретению может гибко регулировать способ использования газа в соответствии с фактической концентрацией газа, что не только улучшает коэффициент использования газа, но и повышает безопасность процесса использования газа.

Описание чертежей

Для более наглядной иллюстрации технических решений в вариантах осуществления или технике настоящего изобретения, ниже будут кратко представлены прилагаемые чертежи, которые будут использоваться при описании вариантов осуществления, и очевидно, что следующие прилагаемые чертежи только являются некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, и для специалиста в данной области другие прилагаемые чертежи могут быть получены в соответствии с этими чертежами без приложения творческого труда.

На фиг. 1 представлена схема горелки, используемой для полного сгорания газа с низкой концентрацией согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Описание маркировки в чертежах: 1 - устройство распределения газа; 2 - регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания; 3 - регулирующая заслонка для камеры регенеративного термического окисления; 4 - привод регулирующей заслонки; 5 - устройство прямого сгорания для стабилизации пламени; 6 - система зажигания; 7 - камера прямого сгорания; 8 - корпус камеры регенеративного термического окисления; 9 - изоляционный слой; 10 - система контроля пламени; 11 - система контроля температуры.

Примеры осуществления изобретения

Ниже приводится более ясное и полное описание технических решений вариантов осуществления настоящего изобретения в сочетании с приложенными чертежами, которые представляют варианты осуществления настоящей заявки. Разумеется, описанные варианты осуществления только являются частью вариантов осуществления настоящей заявки, а не всеми вариантами осуществления. Все прочие варианты осуществления, полученные обычными специалистами в данной области на основании приведенных в настоящем изобретении вариантов осуществления, не прибегая к творческой работе, входят в объем защиты настоящего изобретения.

Ссылаясь на фиг. 1, вариант осуществления настоящей заявки обеспечивает горелку, используемую для полного сгорания газа с низкой концентрацией, которая включает в себя горелку прямого сгорания, регенеративную горелку с пористой средой, устройство распределения газа 1, устройство контроля концентрации газа, привод регулирующей заслонки 4, систему зажигания 6, систему контроля пламени 10, систему контроля температуры 11 и систему управления.

Горелка прямого сгорания включает в себя корпус камеры прямого сгорания 7 и регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания 2; регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания 2 установлена на входе корпуса камеры прямого сгорания 7. Регенеративная горелка с пористой средой включает в себя корпус камеры регенеративного термического окисления 8, регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления 3 и теплоизоляционный слой 9. Регулирующая заслонка для камеры регенеративного термического окисления 3 установлена на входе корпуса камеры прямого сгорания 8. Корпус камеры регенеративного термического окисления 8 установлен снаружи корпуса камеры прямого сгорания 7 для поглощения тепла, выделяемого при прямом сгорании газа. Теплоизоляционный слой 9 расположен снаружи корпуса камеры регенеративного термического окисления 8, так что температура внутри корпуса камеры регенеративного термического окисления 8 поддерживается выше температуры окисления газа. Устройство распределения газа 1 используется для подачи газа на вход собственного корпуса камеры прямого сгорания 7 и на вход корпуса камеры регенеративного термического окисления 8. Устройство контроля концентрации газа используется для контроля концентрации газа, подаваемого устройством распределения газа 1. Привод регулирующей заслонки 4 соединяется с регулирующей заслонкой для камеры прямого сгорания 2 и регулирующей заслонкой для камеры регенеративного термического окисления 3 соответственно, чтобы управлять открытием и закрытием регулирующей заслонки для камеры прямого сгорания 2 и регулирующей заслонки для камеры регенеративного термического окисления 3. Система зажигания используется для завершения операции с зажиганием в собственном корпусе камеры прямого сгорания 7. Система контроля пламени 10 используется для контроля процесса сгорания в собственном корпусе камеры прямого сгорания 7. Система контроля температуры 11 используется для контроля процесса регенеративного термического окисления в собственном корпусе камеры регенеративного термического окисления 8. Система управления электрически соединена с устройством контроля концентрации газа, приводом регулирующей заслонки 4, системой зажигания 6 и системой контроля пламени 10, соответственно, для управления действием привода регулирующей заслонки 4 в соответствии с данными от устройства контроля концентрации газа, и для управления действием системы зажигания 6 в соответствии с данными от системы контроля пламени 10.

Принцип работы горелки, используемой для полного сгорания газа с низкой концентрацией согласно варианту осуществления выглядит следующим образом:

При прохождении газа через устройство распределения газа 1, устройство контроля концентрации газа передает информацию о концентрации газа в систему управления.

Когда концентрация газа находится в диапазоне концентрации прямого сгорания, предварительно заданном системой управления, система управления управляет приводом регулирующей заслонки 4, чтобы открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания 2 и закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления 3. Далее система управления управляет включением системы зажигания 6, после того, как система контроля пламени 10 контролирует сигнал пламени в корпусе камеры прямого сгорания 7, система управления управляет выключением системы зажигания 6. Тепло, генерируемое сгоранием газа в собственном корпусе камеры прямого сгорания 7, нагревает корпус камеры регенеративного термического окисления 8, так что температура собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления 8 достигает температуры, позволяющей регенеративного термического окисления газа.

Когда концентрация газа находится в диапазоне концентрации регенеративного термического окисления, предварительно заданном системой управления, система управления управляет приводом регулирующей заслонки 4, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания 2 и открыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления 3. Газ окисляется в собственном корпусе камеры регенеративного термического окисления 8, а система контроля температуры 11 контролирует температуру в корпусе камеры регенеративного термического окисления 8.

Перед подачей газа специалистам в данной области техники могут заранее предварительно нагревать собственный корпус камеры регенеративного термического окисления 8 с помощью внешнего нагревательного устройства, чтобы начальная температура корпуса камеры регенеративного термического окисления 8 достигла температуры, обеспечивающей регенеративное термическое окисление газа.

Горелка согласно варианту осуществления может гибко регулировать способ использования газа в соответствии с фактической концентрацией газа, что не только улучшает коэффициент использования газа, но и повышает безопасность процесса использования газа.

В качестве возможного примера, в этом варианте осуществления, горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, дополнительно включает в себя устройство прямого сгорания для стабилизации пламени 5, причем устройство прямого сгорания для стабилизации пламени 5 расположено в собственном корпусе камеры прямого сгорания 7 и на стороне системы зажигания 6 рядом с регулирующей заслонкой для камеры прямого сгорания 2 для блокировки возвратного движения газа. Под действием устройства прямого сгорания для стабилизации пламени 5 газ стабильно сгорает в корпусе камеры прямого сгорания 7, уменьшая воздействие газового потока на передние компоненты.

В качестве возможного примера, в этом варианте осуществления, диаметр входа корпуса камеры прямого сгорания 7 составляет D3, диаметр входа корпуса камеры регенеративного термического окисления 8 составляет D2, и корпус камеры прямого сгорания 7 и корпус камеры регенеративного термического окисления 8 являются коаксиальными. Устройство распределения газа 1 имеет коническую форму, диаметр первого конца устройства распределения газа 1 составляет D1, а диаметр второго конца устройства распределения газа 1 составляет D2, D1<D2, и второй конец устройства распределения газа 1 состыковывается с входом собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления 8.

Когда концентрация газа находится в диапазоне концентрации прямого сгорания, предварительно заданном системой управления, поскольку собственный корпус камеры прямого сгорания 7 находится в центральном положении, газ непосредственно поступает в камеру прямого сгорания после открытия регулирующей заслонки для камеры прямого сгорания 2. Когда концентрация газа находится в диапазоне концентрации регенеративного термического окисления, предварительно заданном системой управления, поскольку корпус камеры прямого сгорания 7 находится в центральном положении и регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания 2 находится в закрытом состоянии, газовый поток сначала попадает в регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания 2, затем на вход окружающей камеры регенеративного термического окисления. В этом процессе регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания 2 играть роль прерывания газового потока для улучшения однородности газа.

В качестве возможного примера, в этом варианте осуществления, угол конуса A устройства распределения газа 1 менее 45° для увеличения длины устройства распределения газа 1 в собственном осевом направлении при определении D1 и D2, чтобы формировать большое внутреннее пространство. Когда концентрация газа находится в диапазоне концентрации регенеративного термического окисления, предварительно заданном системой управления, регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания 2 закрывается, и это внутреннее пространство может обеспечить буферную зону для лучшего перераспределения газового потока. Конкретно, в этом варианте осуществления, соотношение между вышеупомянутыми размерами: D2>D1>D3, 1.2D1<D2<2D1.

В качестве возможного примера, в этом варианте осуществления, собственный корпус камеры прямого сгорания 7 включает в себя входную секцию и выходную секцию, причем входная секция и выходная секция являются коаксиальными. Диаметр входной секции составляет D3, а диаметр выходной секции составляет D4, D3 > D4. Диаметр выходной секции является относительно большим, что обеспечивает большое пространство для сгорания. Диаметр выходной секции является относительно небольшим, что облегчает стыковое соединение последующих трубопроводов.

В качестве возможного примера, в этом варианте осуществления, диапазон концентрации регенеративного термического окисления, предварительно заданный системой управления: концентрация газа составляет более 0 и менее 4,5%, а диапазон концентрации прямого сгорания, предварительно заданный системой управления: концентрация газа составляет не менее 4,5% и менее 8%.

То есть, когда концентрация газа, контролируемая устройством контроля концентрации газа, составляет менее 4,5%, система управления управляет приводом регулирующей заслонки 4, чтобы открыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления 3 и закрыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания 2.

Когда концентрация газа, контролируемая устройством контроля концентрации газа, составляет менее 8% и не менее 4,5%, система управления управляет приводом регулирующей заслонки 4, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления 3 и открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания 2.

В зависимости от различных фактических потребностей специалистам в данной области техники могут также регулировать вышеуказанные параметры диапазона концентрации, если он способен выбрать соответствующий способ использования газа в зависимости от различной концентрации.

Когда концентрация газа относительно высока, для улучшения коэффициента использования газа, в настоящем варианте осуществления также подается воздух в газ через ответвление подачи газа для дополнительной подачи кислорода.

Конкретно, в этом варианте осуществления, горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, дополнительно включает в себя ответвление подачи газа, клапан на ответвлении и вентилятор (ответвление подачи газа, клапан на ответвлении и вентилятор не показаны на фиг.1). Ответвление подачи газа соединено с устройством распределения газа 1; клапан на ответвлении и вентилятор установлены на ответвлении подачи газа, и клапан на ответвлении и вентилятор электрически соединены с системой управления.

Когда концентрация газа, контролируемая устройством контроля концентрации газа, составляет не менее 8%, система управления управляет приводом регулирующей заслонки 4, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления 3, а также открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания 2 и клапан на ответвлении, и включить вентилятор, далее внешний дополнительный воздух поступает в устройство распределения газа 1 через ответвление подачи газа, смешивается с газом, после чего поступает в собственный корпус камеры прямого сгорания 7.

В качестве возможного примера, в этом варианте осуществления, когда система контроля пламени 10 выполняет контроль пламени либо путем контроля температуры, либо путем контроля освещенности. Конкретно, система контроля пламени 10 включает в себя один или более из ионного детектора пламени с зондом, инфракрасного детектора пламени и ультрафиолетового детектора пламени.

В описании проведено описание принципа и вариантов осуществления настоящего изобретения. Вышеприведенные варианты осуществления используются только для облегчения понимания настоящего изобретения и его основных идеей; в то же время технического персонала в данной области, основываясь на идеях настоящего изобретения, в конкретный вариант осуществления настоящего изобретения и область применения будут вноситься изменения. В целом, содержание данного описания не должно быть истолковано как ограничение настоящего изобретения.

Похожие патенты RU2835721C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Йоахим Вюннинг[De]
RU2082915C1
Горелочное устройство установки промысловой паровой передвижной 2020
  • Чуканов Вячеслав Валентинович
  • Мишуков Михаил Юрьевич
  • Абаничев Игорь Николаевич
  • Кузьмичев Игорь Иванович
RU2737991C1
РЕГЕНЕРАТИВНАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ 1993
  • Квирк Ричард[Gb]
  • Берд Дэвид Алан[Gb]
  • Шалвер Ян Найджел Вилльям[Gb]
  • Мкинтош Робин Максвелл[Gb]
RU2107667C1
СПОСОБ И РЕГУЛИРУЮЩАЯ ГАЗОВАЯ АРМАТУРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАЖИГАНИЯ ГАЗОВОГО УСТРОЙСТВА 2009
  • Хаппе Барбара
RU2507450C2
СОПЛО С НИЗКИМИ ВЫБРОСАМИ, КАМЕРА СГОРАНИЯ ДЛЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ГОРЮЧЕГО С НИЗКИМИ ВЫБРОСАМИ И ГАЗОТУРБОГЕНЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТ 2022
  • Линь, Фэн
  • Ли, Минцзя
  • Чжэн, Хунтао
  • Ли, Яцзюнь
  • Чжао, Нинбо
  • Сюй, Вэньянь
  • Ян, Хунлэй
  • Ян, Цян
  • Ци, Сюлун
  • Жань, Цзюньхуэй
  • Цао, Тяньцзэ
  • Фань, Лиюнь
RU2818739C2
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, РАБОТАЮЩИЙ НА ОБЕДНЕННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ 2011
  • Ямасаки Йосихиро
  • Куросака Со
  • Касихара Хироюки
RU2521179C2
СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАЧИ И СЖИГАНИЯ ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА В СТЕКЛОПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ И ГОРЕЛКА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ 2004
  • Кабрера-Льянос Роберто Маркос
  • Валадес-Кастильо Рафаэль
  • Кеер-Рендон Артуро
RU2376526C2
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ С СЖИГАНИЕМ ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА В СТЕКЛОВАРЕННОЙ ПЕЧИ 2003
  • Солис Мартинес Иван Хорхе
RU2355650C2
СЖИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ 2020
  • Коганедзава, Томоми
  • Игараси, Сота
  • Нагахаси, Хироаки
  • Терада, Йоситака
RU2751828C1
СПОСОБ РАБОТЫ РЕГЕНЕРАТИВНОЙ СТЕКЛОВАРЕННОЙ ПЕЧИ И РЕГЕНЕРАТИВНАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ 1993
  • Квирк Ричард[Gb]
  • Берд Дэвид Алан[Gb]
  • Шалвер Ян Найджел Вилльям[Gb]
  • Мкинтош Робин Максвелл[Gb]
RU2111180C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 835 721 C1

Реферат патента 2025 года ГОРЕЛКА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ДЛЯ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ ГАЗА С НИЗКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ

Изобретение относится к области энергетики. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, включает в себя: горелку прямого сгорания, причем горелка прямого сгорания включает в себя корпус камеры прямого сгорания и регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания; регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания установлена на входе корпуса камеры прямого сгорания; регенеративную горелку с пористой средой, причем регенеративная горелка с пористой средой включает в себя корпус камеры регенеративного термического окисления, регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и теплоизоляционный слой, и регулирующая заслонка для камеры регенеративного термического окисления установлена на входе корпуса камеры регенеративного термического окисления; корпус камеры регенеративного термического окисления установлен снаружи корпуса камеры прямого сгорания для поглощения тепла, выделяемого при прямом сгорании газа; теплоизоляционный слой расположен снаружи собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления, так что температура внутри собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления поддерживается выше температуры окисления газа; устройство распределения газа, причем устройство распределения газа выполнено с возможностью подачи газа на вход корпуса камеры прямого сгорания и на вход корпуса камеры регенеративного термического окисления; устройство контроля концентрации газа, причем устройство контроля концентрации газа выполнено с возможностью контроля концентрации газа, подаваемого устройством распределения газа; привод регулирующей заслонки, причем привод регулирующей заслонки соединен с регулирующей заслонкой для камеры прямого сгорания и регулирующей заслонкой для камеры регенеративного термического окисления соответственно с возможностью управления открытием и закрытием регулирующей заслонки для камеры прямого сгорания и регулирующей заслонки для камеры регенеративного термического окисления; систему зажигания, причем система зажигания выполнена с возможностью завершения операции с зажиганием в корпусе камеры прямого сгорания; систему контроля пламени, причем система контроля пламени выполнена с возможностью контроля процесса сгорания в корпусе камеры прямого сгорания; систему контроля температуры, причем система контроля температуры выполнена с возможностью контроля процесса регенеративного термического окисления в корпусе камеры регенеративного термического окисления; систему управления, причем система управления электрически соединена с устройством контроля концентрации газа, приводом регулирующей заслонки, системой зажигания и системой контроля пламени, соответственно, для управления действием привода регулирующей заслонки в соответствии с данными от устройства контроля концентрации газа и для управления действием системы зажигания в соответствии с данными от системы контроля пламени. Изобретение позволяет обеспечить полное сгорание газа с низкой концентрацией для реализации безопасного использования газа с низкой концентрацией. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 835 721 C1

1. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, отличающаяся тем, что она включает в себя:

горелку прямого сгорания, причем горелка прямого сгорания включает в себя корпус камеры прямого сгорания и регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания; регулирующая заслонка для камеры прямого сгорания установлена на входе корпуса камеры прямого сгорания;

регенеративную горелку с пористой средой, причем регенеративная горелка с пористой средой включает в себя корпус камеры регенеративного термического окисления, регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и теплоизоляционный слой и регулирующая заслонка для камеры регенеративного термического окисления установлена на входе корпуса камеры регенеративного термического окисления; корпус камеры регенеративного термического окисления установлен снаружи корпуса камеры прямого сгорания для поглощения тепла, выделяемого при прямом сгорании газа; теплоизоляционный слой расположен снаружи собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления, так что температура внутри собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления поддерживается выше температуры окисления газа;

устройство распределения газа, причем устройство распределения газа выполнено с возможностью подачи газа на вход корпуса камеры прямого сгорания и на вход корпуса камеры регенеративного термического окисления;

устройство контроля концентрации газа, причем устройство контроля концентрации газа выполнено с возможностью контроля концентрации газа, подаваемого устройством распределения газа;

привод регулирующей заслонки, причем привод регулирующей заслонки соединен с регулирующей заслонкой для камеры прямого сгорания и регулирующей заслонкой для камеры регенеративного термического окисления соответственно с возможностью управления открытием и закрытием регулирующей заслонки для камеры прямого сгорания и регулирующей заслонки для камеры регенеративного термического окисления;

систему зажигания, причем система зажигания выполнена с возможностью завершения операции с зажиганием в корпусе камеры прямого сгорания;

систему контроля пламени, причем система контроля пламени выполнена с возможностью контроля процесса сгорания в корпусе камеры прямого сгорания;

систему контроля температуры, причем система контроля температуры выполнена с возможностью контроля процесса регенеративного термического окисления в корпусе камеры регенеративного термического окисления;

систему управления, причем система управления электрически соединена с устройством контроля концентрации газа, приводом регулирующей заслонки, системой зажигания и системой контроля пламени, соответственно, для управления действием привода регулирующей заслонки в соответствии с данными от устройства контроля концентрации газа и для управления действием системы зажигания в соответствии с данными от системы контроля пламени.

2. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией по п. 1, отличающаяся тем, что горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, дополнительно включает в себя устройство прямого сгорания для стабилизации пламени, причем устройство прямого сгорания для стабилизации пламени расположено в собственном корпусе камеры прямого сгорания и на стороне системы зажигания рядом с регулирующей заслонкой для камеры прямого сгорания для блокировки возвратного движения газа.

3. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр входа собственного корпуса камеры прямого сгорания составляет D3, диаметр входа собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления составляет D2 и собственный корпус камеры прямого сгорания и собственный корпус камеры регенеративного термического окисления являются коаксиальными; устройство распределения газа имеет коническую форму, диаметр первого конца устройства распределения газа составляет D1, а диаметр второго конца устройства распределения газа составляет D2, D1<D2, и второй конец устройства распределения газа состыкован с входом собственного корпуса камеры регенеративного термического окисления.

4. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией по п. 3, отличающаяся тем, что угол конуса устройства распределения газа менее 45 градусов, D2>D1>D3, 1,2D1<D2<2D1.

5. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией по п. 3, отличающаяся тем, что собственный корпус камеры прямого сгорания включает в себя входную секцию и выходную секцию, причем диаметр входной секции составляет D3, а диаметр выходной секции составляет D4, D3>D4.

6. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией по п. 1, отличающаяся тем, что при установлении концентрации газа, контролируемой устройством контроля концентрации газа, менее 4,5% система управления выполнена с возможностью управления приводом регулирующей заслонки, чтобы открыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и закрыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания;

при установлении концентрации газа, контролируемой устройством контроля концентрации газа, менее 8% и не менее 4,5% система управления выполнена с возможностью управления приводом регулирующей заслонки, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания.

7. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией по п. 6, отличающаяся тем, что горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией, дополнительно включает в себя ответвление подачи газа, клапан на ответвлении и вентилятор, причем ответвление подачи газа соединено с устройством распределения газа, клапан на ответвлении и вентилятор установлены на ответвлении подачи газа и клапан на ответвлении и вентилятор электрически соединены с системой управления;

когда концентрация газа, контролируемая устройством контроля концентрации газа, составляет не менее 8%, система управления управляет приводом регулирующей заслонки, чтобы закрыть регулирующую заслонку для камеры регенеративного термического окисления и открыть регулирующую заслонку для камеры прямого сгорания, клапан на ответвлении и вентилятор.

8. Горелка, используемая для полного сгорания газа с низкой концентрацией по п. 1, отличающаяся тем, что система контроля пламени включает в себя один или более из ионного детектора пламени с зондом, инфракрасного детектора пламени и ультрафиолетового детектора пламени.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2835721C1

US 7074034 B2, 11.07.2006
CN 102080824 B, 01.08.2012
Способ изготовления электродов для электрических печей 1936
  • Каменцев М.В.
  • Неговгкий А.С.
  • Тихонов А.В.
SU51966A1
РЕГЕНЕРАТИВНОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО 2009
  • Дружинин Геннадий Михайлович
  • Ашихмин Александр Анатольевич
  • Маслов Павел Владимирович
  • Спирин Николай Александрович
RU2384792C1
ПРИБОР ДЛЯ ТРЮМНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1928
  • Воронин В.И.
SU29760A1

RU 2 835 721 C1

Авторы

Чжао, Пэйтао

Дуань, Лунхай

Ся, Тунцян

Дин, Янь

Чжао, Синь

Чжоу, Нань

Ван, Хао

Юань, Лунцзи

Даты

2025-03-03Публикация

2024-09-12Подача