Способ сжигания жидкого топлива Советский патент 1979 года по МПК F23D5/06 

Изобретение относится к тепдоэнергетическим установкам и предназначено для сзйигания преимущественно вязких жидких топлив в камере сгорания стационарных газотурбинных двигателей, топках паровых котлов и т.д. . ; Известны конструкции устройств для возбуждения ультразвуковых колебаний в форсунках l. Они обеспечивают достаточно дисперсное распыление, однако, пригодны лишь в диапазоне небольших расходов топлива и маловязкйх топлив, поскольку ультразвуковые колебания не обеспечивают разрушения вязких жидкостнь1х пелен толщиной 1 мм и более, а продукты сгорания содержат повышенное содержание окислов азота. Известны также спосдбы сжигания жидкого топлива путем его вспенивания смесь воздуха спродуктами сгорания и после Дую iniero распыления полученной пены вторичным воздухом в зоне горения 12. Недостатком данного способа является грубое распыление, так как вязкое топливо образует малократную топливную пену с отношением объемов воздуха к топливу не вьш1е 20, содержащую крупные воздушные пузырьки и толстью топлийные перегородки, которые, разрушаясь вторичным потоком воздуха, образуют крупные йапли. Целью изобретения является обеспечение высокой полноты сгорания при малом ;оаержании окислов азота в продуктах сгорания.. Это достигается тем, что вспенивание топлива осуществляют в поле акустических колебаний. На чертеже схематически изображена установка для осуществления предложенногс способа. Установка содержит камеру 1 сгорания с патрубком 2 подачи вторичного во1здуха, установленную на входе в камеру 1 топливную форсунку 3 и воздушный завихритель 4. На выходе из камеры 1 сгорания установлены теплообменник 5 и выхлопная труба 6. К форсунке 3 с помощью пенопровода 7 подключен пеногенёратор 8 с жидкост663964НОЙ ,и газовой, попостями, разделенными пакетом сеток 9, К патрубкам 10 и 11 йеногенератора. 8 подключень: топливопода щая магистраль 12 и эжекционный насос 13, нагнетающ йя честь 14 которогб присоединена к воздушному компрессору 15, а всасывающая часть 16 через дроссель подключейа к выхлопной трубе в Дроссель 17 может быть также соедин с д{5угим местом тракта продуктов сгорания, в частности с камерой 1 сгорания, В топливной полости пеногенератора § установлен источник акустических колебаний 18, генерирующий колебания с частотой от единиц до дейятков. килогерц. В патрубке 2 подачи вторичного воздуха мо жет быть установлен источник 19 ультразвуковых колебаний для интенсифика1щй разрушения топливной пень:. При подводе в пеногенератор 8 воздуха (3т компрессора 15, а топлива из Маги страли 12, в нем образуется топливо-воз душная пена, которую по пенопроводу 7 подают к форсунке 3, Вторичный воздух, подаваемый от воздуходувки .через патрубок 2, завихривается в завихрителе 4 и, взаимодействуя с истекающими из форсун.ки 3 струями топливной пены,-дирпергирует их на капли, смешивается с топливом, которое сгорает в камере 1 образующиес при этом горячие продукты сгорания отдают тепло в теплообменнике 5 и сводятся через выхлопную трубу 6. При открыти дрбссеЛя 17 в поток вторичного воздуха будут подмешиватьсяэжектируемые насосом 13 продукты сгорания. Под&Шчёййе к источнику питания генератора акусте- ческих колебаний 18 способствует повышению кратности и дисперсности пены. Эффективность воздействия колебаний на йратность и дисперсность пень для вязких ншдкостей мала и резко воз{)астает. при подводе к воздуху продуктов сгора ния. Совместное действие колебаний в . пеногенераторе и подмешивание к пенообра:зующему вседуху продуктов сгорания обеспечивает высокую дисперсность пены и ее кратность. Достаточную для обеспечения величины civ, в газовых пузьфысах. близких, к стехиометрическйм. Доводка , цёногенератора по оптимальной величине р , гфи котЬрой обеспечивается наиболее (ективнЬе сжигание, производится дросселем 17, rfotofte чего в процессе эксплуатации он может быть зафиксирован или 1 . - ---;:--- - -.- - :. заменен дроссельной шайбой. При этом, из-за балластировки топливно-воздушной смеси в пузырьках пены продуктами сгора,|аия температура ее горения на ЗрО-400°С ниже стехиометрической, что предотвращает образование окислов азота. Нагрев топлива, и удаление из его состава летучих в сочетании с возбуждением Б нем при вспенивании акустическ их колебаний способствует получению существенко более дисперсной пены с высокой кратностью и образованию в газовых лузырьках подготовленной для сгорания смеси паров легких фракций с первичным воздухом и продуктами сгорания содержащими активные неравновесные соединения (кетоны, альдегиды, гидроокислитёльную группу и т.п.), которые способствуют при разрушении пены в камере 1 сгорания быстрому сгоранию этой смеси у корня топливното факела. Это интенсифицирует подвод тепла к неиспарившемуся вязкому топливу, быстрому его прогреву и испарению. Формула изобретени, я Способ сжигания жидкого топлива путем его Вспенивания смесью воздуха с йредукта:1йи Сгорания и пбследуюшего распыления .полученной пены вторичным воэдухом в зоне горения, отличающийся тем, что, с ив лью повьпйения полноты сгорания, вспенивание топлива осуществляют в поле акустических колебаний, / Источники информации, (При во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 399681, кл. F 23 D 11/34, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 552469, кл. F 23 В 5/06, 1974 ,