Горелочное устройство для сжигания жидких топлив и отходов Советский патент 1987 года по МПК F23G7/04 

со

ности барботажного устройства и полноты сжигания топлива при пониженных энергозатратах. Ванна барботажа выполнена в виде перфорированного стакана 1 высотой, в 2-3 раза превышающей его диаметр. Стакан заключен в кожух 2, соединенный с наружными стенками форкаМйры 4 по ее периметру. Кромка стакана от нижней границы форкамеры отделена воздушным зазором 6 и окружена желобом7, сообщающимся с подаювщм патрубком 8. Через патрубок 3 в воз1

Изобретение относится к технике сжигания низкосортных жидких топлив и горючих технологических отходов и может быть использовано в промышленн энергетике и других отраслях народно го хозяйства, где имеются котельные установки, другие теплоиспользуюище агрегаты и целесообразно сжигание топливных отходов в качестве вторичных энергоресурсов,

Цель изобретения - увеличение производительности и полноты сжигания низкосортных топлив и топливных отходов при пониженных энергозатратах.

На чертеже представлена конструк- ция горелочного устройства.

Устройство содержит перфорированный стакан 1, заключенный в кожух 2, который соединен с патрубком 3 для подачи необходимого воздуха. Стенки кожуха 2 по всему периметру соединены с наружными стенками вьш1ерасполо- женной форкамеры 4, имеющей отвер стие 5 доя вывода газообразных продуктов сгорания. Кромка перфорирован ного стакана 1 отделена от нижней границы форкамеры 4 воздушным зазо- prfM 6 и окружена по всему периметру желобом 7, которьй сообщен с патрубк 8 для подачи топлива на сжигание.

Устройство работает следующим образом.

Через патрубок 3 в воздушную полость между стенками кожуха 2 и перфорированного стакана 1 подается воз дух, основная часть которого в качестве барботажного агента поступает внутрь стакана 1, проходя через его

душную полость подается воздух, часть которого используется в качестве барботажного агента, а другая часть поступает внутрь форкамеры 4 над стаканом 1. В результате истечения барбо- .тажного агента из отверстий стакана 1 через стекающую сверху вниз пленку жидкого топлива происходит ее дробление с образованием большого количества мелких капель, -что позволяет повысить удельную производительность устройства. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

отверстия. Другая часть воздуха в количестве В 1,4-1,6 раза меньшем, чем расход первичного воздуха, омывая по периметру кольцевой желоб 7, че-, рез воздушный зазор 6 поступает i )нутрь форкамеры 4, а именно в област расположенную над стаканом 1. Стакан 1 выполнен максимально перфорированным таким образом, чтобы при диаметре отверстий 4-5 мм доля живого сечения внутренней поверхности стакана составляла порядка 25%. При этом его высота должна быть в 2-3 раза больше диаметра стакана, а площадь воздушно- го зазора 6 по периметру горелки должна составлять О ,6-0,7 суммарной площади отверстий стакана 1. Расход воздуха через патрубок 3 устанавливают таким образом, чтобы и скорость бар- ботажного агента в отверстиях стакана 1 , и Скорость вторичного воздуха в воздушном зазоре 6 составляла порядка 25-30 м/с.

Жидкое топливо (топливный отход) через патрубок 8 подается в желоб 7 и, растекаясь по его периметру, перетекает через кромку стакана 1, орошая при этом в виде жидкой пленки всю внутреннюю поверхность стакана 1. В результате истечения барботажного агента (первичного воздуха) из отверстий стакана 1 через стекающую сверху вниз пленку жидкого топлива происходит ее дробление высокоскоростными струями воздуха с образованием большого количества мелких капель. Расход топлива через патрубок 8 устанавливают таким, чтобы обеспе

чивалось достаточное орошение внутренних поверхностей стакана 1 (и дна, и стенок) и чтобы толщина пленки топлива уменьшалась в пределах от 4-5- мм на уровне кромки стакана 1 до 2-3 мм на его дне. В -результате дробления пленки жидкого топлива струями барботажного агента обр1аэую- щимся каплям топлива сообщается значительная кинематическая энергия и капли топлива со скоростью, близкой к скорости истечения воздуха из отверстий (25-30 м/с), движутся в направлениях, поперечных оси ванны, На более мелкие капли топлива быстро тормозятся в воздуганом потоке (внутри стакана 1). Наиболее крупные капли вследствие своей инерционности прходят внутренний объем стакана 1, достигают противоположной поверхности стакана и при соударении либо сепарируются, либо дробятся на более мелкие капли. Образовавшаяся взвесь мелких транспортируемых воздухом капель, а также пары топлива в смеси с барботажным агентом образуют перви кую топливно-воздутную смесь, воспламеняющуюся внутри стакана 1, Пары и капли топлива барботажным агентом выносятся из внутренней полости стакна 1 в объем форкамеры 4 и сгорают в потоке вторичного воздуха, который подается со скоростью 25-30 м/с чере воздушный зазор 6 в количестве, необходимом по условию полноты сгорания веществ. Продукты сгорания топлива выводятся из форкамеры 4 через отверстие 5,

Наличие повьппенного количества центров генерации капель (количества барботажных отверстий), повышение доли мелких транспортируемых капель брызгоуноса и высокие скорости барботажного агента в поперечном сечении ванны (стакана l) позволяют в несколько раз повысить по сравнению с известными техническими решениями удельную производительность устройства. Отсутствие патрубка для отвода части топлива из ванны и рециркуляции ее к подающему патрубку, а также установление минимально необходимого расхода топлива по условию удовлетворительного орошения стакана позволяют осуществить процесс сжигания топлива при по«иженных эненгозатратах, исключая дополнительную перекачку горючего.

10

и-|5 о2п- ,. °4045 , 359569

Оптимальное отноиение высоты ванны барботажа (перфорированного стакана) к ее-диаметру . Увеличе- .- ние отношения. H«/d

35

ц,лц выше 3,0, несмотря на возрастание внутренней поверхности ванны, приводит к незначительному повышению производительности устройства, так как с повышением высоты ванны (перфорированного стакана) улучшается сепарационный эффект ванны (верхней ее части), В этом случае вследствие отклонения от оси ванны траектории капель, транспортируемых барботажным агентом, повьачается доля сепарируемых капель, задерживающихся на поверхности стекающей пленки топлива. Увеличение отношения Hg/d выше 3,0 при прежнем поперечном сечении ванны приводит к возрастанию расхода барботажного агента за счет возрастания живого сечения отверстий стакана при неизменных скоростях истечения воздуха. Повышение скорости 25 первичного воздуха приводит к выно- су из ванны относительно крупных капель размером, превышающим диаметр капель, допустимый по условию полноты сгорания веществ.

Уменьшение отношения K,/d ниже

о о

2,0 приводит к заметному снижению производительности устройства, так как уменьшается общее количество генерированных в ванне капель. Кроме того, производительность устройства снижается за счет уменьшения доли живого сечения отверстий перфорированного стакана и, как следствие, понижения расхода барботажного агента (ухудшается его транспортирующая способность). Дополнительно при пониженном отношении Нц/йд (при пониженной высоте стакана) ухудшается задержание крупных капель в ванне. При этом крупные капли, генерирован- - ные на дне ванны, не сепарируясь на стенках ванны, проскакивают ее внутренний объем, попадают в зону горения. Вследствие повьщ1енных размеров такие капли не успевают полностью испариться в форкамере, что приводит к ухудшению полноты сгорания топлива,

Оптимальное отношение площадей воздушного зазора и отверстий стака- сс на равно 0,6-0,7, Увеличение этого в отношения выше 0,7 снижает сопротивление тракта вторичного воздуха, уменьшает расход первичного воздуха и скорость истечения его отверстий

50

стакана, что существенно снижает производительность устройства. Кроме TQjTo, заметно возрастает коэффициент избытка воздуха в форкамере, что повышает потери тепла с уходящими газами (снижает экономичность сжигания). Уменьшение отношения ниже 0,6 повышает сопротивление тракта вторичного воздуха, увеличивает расход первичного воздуха и долю крупнодисперсных капель в топливно-воздушной смеси и пониженный коэффициент избытка вояду- ха, вследствие снижения расхода вторичного воздуха ухудшает полноту сгорания веществ, повышая химический недожог (снижается экономичность сжигания) .

1359569

ние от потока вторичного воздуха) достигается равномерное выгорание топлива в горелке, что обеспечивает пол(- ноту сгорания веществ.

Заключение перфорированного стакана в возду1шую полость и отделении кромки стакана от нижней границы фор- камеры воздуишым зазором позволяют

10 часть общего потока воздуха, необходимого по условию полноты сгорания веществ, подавать через данный зазор. При таком выполнении исключается необходимость наличия традиционных сопл

15 вторичного воздуха, что упрощает конструкцию устройства и облегчает управление им.

Конструкция устройства позволяет при небольшом поперечном сечении ванны площадь барботажной решетки увеличить н 9-12 раз и при максимальной плотности отверстий соответственно увеличить число центров генерации капель. При орошении всей внутренней поверхности перфорированного стакана жидким топливом (отходом) происходит дробление тонкой пленки горючего высокоскоростными струями первичного воздуха, истекающими из отверстий стакана. В этом случае образуется большое количество мельчайших транспортируемых воздухом капель диаметром менее 500 мкм, способствующих полному выгоранию топлива, что в 2-3 раза повышает производительность устройства без увеличения энергозатрат и поперечного сечения ванны. При равномерном расположении всех отверстий по периметру стакана от уровня ввода вторичного воздуха (одинаковое удалеРедактор А.Огар

Составитель Т.Лепахина Техред Л.Сердюкова

Заказ 6138/39 Тираж 495Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формул а изобретения

Г. Горелочное устройство для сжигания жидких топлив и отходов, содержащее ванну барботажа и форкамеру сгорания , отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности и полноты сжигания низкосортных топлив и топливных отходов при пониженных энергозатратах, ванна барботажа выполнена в виде перфорированного стакана, имеющего высоту, равную 2-3 его диаметра, при этом стакан заключен в кожух, соединенный с наружными стенками форкамеры по ее периметру, а кромка стакана от нижней границы форкамеры отделена воздушным зазором и окружена желобом, сообща- с подающим патрубком.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что площадь воздушного зазора составляет 0,6-0,7 площади отверстий стакана.

Корректор И.Эрдейи

Изобретение относится к области сжигания низкосортных жидких топлив и может быть использовано в промышленной энергетике и других отраслях народного хозяйства, где имеются котельные установки и целесообразно сжигание топливных отходов. Цель изобретения - увеличение производительiS (Л