Способ сжигания топлива Советский патент 1992 года по МПК B21D7/12 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано, в частности, при сжигании топлива в камерах сгорания газотурбинных установок.

Известен способ сжигания топлива путем распыливания топлива низконапорным воздухом с последующим воспламенением от дежурной горелки.

Недостатками известного способа являются неудовлетворительное качество распыливания топлива при запуске и низкая полнота сгорания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сжигания топлива путем распыливания топлива в камеру сгорания низконапорным воздухом с последующей интенсификацией горения пульсирующим потоком продуктов сгорания.

Недостатками указанного способа являются низкая эффективность сжигания топлива и сложность организации управления процессами распыливания, смесеобразования и горения при изменении режимов работы.

Цель изобретения - повышение эффективности сжигания жидкого топлива на режимах запуска и малой мощности.

Для этого на режимах запуска и малой мощности дополнительно осуществляют эжектирование части низконапорного воздуха продуктами сгорания и регулирование степени распыливания количеством подаваемого для сжигания топлива, а распыливание топлива производят эжектируемым потоком низконапорного воздуха.

На режимах запуска и малой мощности, дополнительно осуществляют эжектирование части низконапорного воздуха продуктами сгорания и регулирование степени распыливания количеством подаваемого для сжигания топлива, а распыливание топлива производят эжектируемым потоком низконапорного воздуха. Это приводит к увеличению полноты сгорания топлива и лучшему смесеобразованию, что благоприятно сказывается на эффективности работы камеры сгорания. Регулирование степени распыливания количеством подаваемого топлива в камеру пульсирующего горения позволяет управлять процессами распылисл

с

ч

ю

СЬ

О

sQ

о

вания, смесеобразования и горения топлива в камере. Это позволяет осуществить процессы распыливания при оптимальной амплитуде колебаний давления в зависимости от давления низконапорного воздуха и количества распыливаемого топлива, а кроме того, интенсифицировать процессы горения в камере сгорания. Изобретение позволяет поддерживать полноту сгорания примерно постоянной вне зависимости от режима работы.

На чертеже изображена камера сгорания для осуществления предлагаемого способа. Камера сгорания для осуществления предлагаемого способа сжигания жидкого топлива содержит камеру 1 сгорания с установленным в ней распиливающим устройством 2, на выходе из которого установлен стабилизатор 3. Соосно распыливающему устройству 2 размещен аэродинамический клапан 4 камеры 5 пульсирующего горения, снабженный топливной форсункой 6 и запальником 7. Резонансная труба 8 камеры 5 пульсирующего горения соединена с входным устройством камеры 1 сгорания, Топливо для сжигания подводится в распы- ливающее устройство 2 через топливный канал 9.

При запуске камеры 1 сгорания низконапорный воздух поступает через аэродинамический клапан 4 в камеру 5 пульсирующего горения, перемешивается с топливом, подаваемым топливной форсункой 6, и полученная топливовоздушная смесь воспламеняется от запальника 7. Пульсирующий поток продуктов истекает из камеры 5 через аэродинамический клапан 4, смешивается с низконапорным воздухом и поступает в распыливающее устройство 2, дополнительно эжектируя часть низконапорного воздуха. Полученный поток распы- ливает и подогревает топливо, подаваемое через топливный канал 9 в распыливающее устройство 2. Топливовоздушная смесь поступает в камеру 1 и воспламеняется от продуктов, истекающих из резонансной трубы 8 камеры 5 пульсирующего горения. Начинается процесс горения, поддерживаемый установленным стабилизатором 3 и интенсифицированный пульсирующим потоком продуктов, истекающих из резонансной трубы 8. При увеличении количества топлива, подаваемого в камеру 5 топливной фор- сункой 6, происходит рост амплитуды колебания давления продуктов, истекающих из аэродинамического клапана 4 и резонансной трубы 8.

При росте давления низконапорного воздуха и работе на режимах малой мощности уменьшается количество топлива сжигаи

емого в камере пульсирующего горения 5, однако распыливание и подогрев топлива осуществляется как и при запуске.

При работе на режимах большей мощно- 5 сти прекращается подача топлива в камеру 5, ее работа прекращается, а распыливание топлива производят высоконапорным цикловым воздухом через распыливающее устройство 2.

10 При уменьшении нагрузки камеру 5 вводят в работу и распыливание, смесеобразование и горение топлива производят по предлагаемому способу.

Положительный эффект при указанном

15 способе сжигания топлива в камере сгорания достигается за счет повышения качества распыливания топлива при запуске и работе на режимах малой мощности. Пульсирующий поток продуктов, истекающий из 20 аэродинамического клапана, смешиваясь с потоком низконапорного воздуха и дополнительно эжектируя часть потока, поступает в распыливающее устройство, тем самым увеличивая соотношение массовых расхо25 дов воздуха и топлива. Это позволяет уменьшить средний размер капель топлива, чему способствует также рост температуры и давления воздуха, поступающего из аэродинамического клапана. В конечном итоге

30 повышение качества распыливания приводит к повышению полноты сгорания топлива на 5-10%. Кроме того, изменение количества топлива, сжигаемого в камере пульсирующего горения, позволяет регули35 ровать амплитуду давления продуктов в зависимости от давления низконапорного воздуха, поступаемого в камеру пульсирующего горения. Это приводит к росту давления продуктов, истекающих из

40 аэродинамического клапана в распыливающее устройство, и позволяет интенсифицировать на 20-30% процессы тепломассообмена в камере сгорания за счет пульсирующего потока, истекающего

45 из резонансной трубы в зону стабилизации. Изобретение позволяет повысить эффективность сжигания топлива и может быть использовано при сжигании топлив в камерах сгорания как ГТД, так и различных

50 топочных устройствах с наддувом. Экономический эффект от использования предлагаемого способа сжигания топлива в камере сгорания ГТУ-20 мощностью 8,6 МВт составляет около 1600 руб. на один агрегат в год.

55

Формула изобретения Способ сжигания топлива в камере сгорания путем распыливания топлива низконапорным воздухом с последующей интенсификацией горения пульсирующим

потоком продуктов сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сжигания жидкого топлива на режимах запуска и малой мощности, дополнительно осуществляют эжектирование части низконапорного

воздуха продуктами сгорания и регулирование степени распыливания количеством подаваемого для сжигания топлива, а распыливание топлива производят эжектируемым потоком низконапорного воздуха.

Изобретение касается сжигания жидкого топлива в камерах сгорания газотурбинных установок. На режимах запуска и малой мощности осуществляют эжектирование части низконапорного воздуха продуктами сгорания и регулирование степени распыления количеством подаваемого для сжигания топлива, а распыливание топлива производят эжектируемым потоком низконапорного воздуха. 1 ил.