Способ сжигания мазута и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для сжигания топлива, преимущественно жидкого, в топках котлов, печей и энерготехнологических агрегатов для подготовки теплоносителя и термического обезвреживания промышленных отходов и может быть использовано для сжигания мазута и любых других жидких топлив в разных топливосжигающих устройствах. Технический результат, заключающийся в повышении качества сжигания топлива, снижении содержания окислов азота и серы в продуктах сгорания и улучшении его дисперсионных характеристик, обеспечивается за счет того, что в предлагаемом способе проводят вторичное смешивание полученной первично топливно-воздушной смеси с мазутом, который дополнительно подают закрученным встречным потоком под острым углом к направлению подачи топливно-воздушной смеси. Кроме того, устройство для осуществления способа сжигания мазута снабжено вторичным смесителем и дополнительным тангенциальным каналом подачи мазута, вторичный смеситель установлен соосно с основным смесителем, а канал подачи воздуха или пара в основной смеситель выполнен в виде инжектора, причем основной смеситель и вторичный смеситель соединены между собой посредством канала, который выполнен в виде инжектора, а дополнительный тангенциальный канал подачи мазута подведен во вторичный смеситель. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для сжигания топлива, преимущественно жидкого, в топках котлов, печей и энерготехнологических агрегатов для подготовки теплоносителя и термического обезвреживания промышленных отходов, и может быть использовано для сжигания мазута и любых других жидких топлив в разных топливосжигающих устройствах.

Известен способ подогрева мазута по авторскому свидетельству СССР 1263967, кл. F 23 D 5/00, 1986г., согласно которому смешивание компонентов ведут эжекцией пара активной струей мазута.

Основным недостатком данного способа является низкое качество сжигания топлива.

Известен способ сжигания мазута по авторскому свидетельству СССР 1455128, кл. F 23 С 9/00, F 23 D 11/00, 1989г., принятый заявителем за прототип. Согласно этому способу часть мазута предварительно отводят и подают по оси вихревой зоны горения совместно с газами рециркуляции, подаваемыми кольцевой струей вокруг осевого потока части мазута.

Недостатком способа является недостаточная дисперсность топлива и низкое качество его сжигания.

Известна форсунка по авторскому свидетельству СССР 1361426, кл. F 23 D 11/14, 1987г. , содержащая размещенные один в другом внутренний и наружный корпуса, образующие центральный и периферийный каналы, и золотник, установленный во внутреннем канале с возможностью продольного перемещения, оба корпуса и золотник выполнены в сечении прямоугольной формы с примыканием их один к другому нижними основаниями и с образованием периферийного канала только с одной стороны, противоположной основаниям, а золотник выполнен с косым срезом, обращенным в сторону потока топлива.

Недостатком данной форсунки является то, что полученная посредством ее топливно-воздушная смесь имеет недостаточную дисперсность и низкое качество сжигания топлива.

Известно горелочное устройство по авторскому свидетельству СССР 1328640, кл. F 23 D 5/00, 1987г., принятое заявителем за прототип. Оно содержит корпус с соосным смесителем в виде сопла Лаваля, центральную топливную трубку и канал рециркуляции продуктов сгорания, за смесителем установлен газозаборник, подключенный к топливной трубке посредством канала рециркуляции продуктов сгорания. Газозаборник выполнен в виде трубки с открытым торцом, размещенным встречно смесителю. Кроме того, газозаборник может быть выполнен в виде коллектора с перфорированными стенками, перфорация которых расположена встречно смесителю, а топливная трубка и канал рециркуляции продуктов сгорания снабжены запорно-регулирующей арматурой.

Горелочное устройство не обеспечивает получение и сжигание топлива нужного качества.

Технической задачей изобретения является повышение качества сжигания топлива, снижение содержания окислов азота и серы в продуктах сгорания и улучшение его дисперсионных характеристик.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе проводят вторичное смешивание полученной первично топливно-воздушной смеси с мазутом, который дополнительно подают закрученным встречным потоком под острым углом к направлению подачи топливно-воздушной смеси.

Кроме того, устройство для осуществления способа сжигания мазута снабжено вторичным смесителем и дополнительным тангенциальным каналом подачи мазута, вторичный смеситель установлен соосно с основным смесителем, а канал подачи воздуха или пара в основной смеситель выполнен в виде инжектора, причем основной смеситель и вторичный смеситель соединены между собой посредством канала, который выполнен в виде инжектора, а дополнительный тангенциальный канал подачи мазута подведен во вторичный смеситель.

Кроме того, основной и дополнительный тангенциальные каналы подачи мазута имеют раздельную подачу через регуляторы давления и на части длины выполнены с возможностью встречной подачи мазута в смеситель закрученным противопотоком под острым углом к направлению подачи соответственно воздуха или пара и топливно-воздушной смеси.

Кроме того, дополнительный тангенциальный канал подачи мазута размещен симметрично основному каналу подачи мазута.

На фиг.1 изображено устройство для сжигания мазута, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 - спиральная канавка на поверхности канала подачи мазута.

Устройство для реализации способа сжигания мазута включает корпус 1, тангенциальный канал 2 подачи мазута и тангенциальный канал 3 подачи воздуха или пара. В корпусе 1 выполнены основной смеситель 4 и вторичный смеситель 5 соосно с основным смесителем 4. Канал 3 подачи воздуха или пара в основной смеситель 4 снабжен регулятором давления 6 и ресивером 7 с тангенциальным завихрителем 8, а выходной конец его выполнен в виде инжектора 9. Причем основной смеситель 4 и вторичный смеситель 5 соединены между собой посредством канала, который выполнен в виде инжектора 10. Устройство снабжено дополнительным тангенциальным каналом 11 подачи мазута, который подведен во вторичный смеситель 5 и снабжен регулятором давления 12 подачи мазута или ее перекрытия. Канал 2 основной подачи мазута также снабжен регулятором давления 13. Канал 3 подачи воздуха или пара имеет участок 14 направления потока воздуха непосредственно в газомазутную горелку 15 перед топкой и смешивания его с уже подготовленной топливно-воздушной смесью. Причем тангенциальные каналы 2 и 11 имеют раздельную подачу и на части длины выполнены с возможностью встречной подачи под острым углом 16 мазута в смеситель 4 или 5 закрученным противопотоком посредством спиральной канавки 17, выполненной на конусной поверхности 18 каждого канала 2 и 11. То есть выходные концы каналов выполнены под встречным острым углом к оси устройства и направлению подачи соответственно воздуха или пара и топливно-воздушной смеси. А также дополнительный тангенциальный канал 11 и основной канал 2 подачи мазута размещены симметрично относительно оси устройства. Причем дополнительный тангенциальный канал 11 выполнен по часовой стрелке, а основной канал 2 - против часовой стрелки.

Способ осуществляют следующим образом.

По каналу 3 подачи воздуха или пара подают воздух, который, закручиваясь при помощи завихрителя 8, накапливается в ресивере 7 и, проходя через инжектор 9, входит в основной смеситель 4 с повышенным давлением. Сюда же, в основной смеситель 4, по тангенциальному каналу 2 подают мазут, закрученный посредством спиральной канавки 17 под давлением не более 0,3 давления воздуха. При встрече двух потоков, направленных навстречу друг другу, под острым углом 16 в основном смесителе 4 создается крутящий момент топливных частиц, который под действием центробежной силы подхватывает и увлекает за собой воздушный или паровой поток, смешиваясь и образуя топливную смесь, которая затем через инжектор 10 подается во вторичный смеситель 5. Во вторичном смесителе 5 проводят вторичное смешивание уже первично полученной в основном смесителе 4 топливно-воздушной смеси с мазутом, который дополнительно подают закрученным с помощью спиральной канавки 17 по дополнительному тангенциальному каналу 11 встречным потоком под острым углом 16 к направлению подачи полученной топливно-воздушной смеси. Давление подачи мазута в канале 11 также равно не более 0,3 давления подачи воздуха или пара. Во вторичном смесителе 5 происходит тот же процесс, что и в основном смесителе 4. При встрече потоков топливно-воздушной смеси, полученной в основном смесителе 4, и мазута, дополнительно поданного по каналу 11, создается крутящий момент топливных частиц, который под действием центробежной силы подхватывает и увлекает за собой топливно-воздушную смесь, обогащает ее мазутом, дополнительно поданным, и в виде обогащенной смеси поступает в газомазутную горелку 15. Ограничение давления подачи мазута в размере 0,3 от давления воздуха выбрано из условия безопасной работы устройства. Если подать мазут с большим давлением, топливно-воздушная смесь получится переобогащенной, что повлечет попадание мазута в паровую линию, а затем в паровой котел или в компрессор.

Использование предлагаемого решения позволило снизить содержание окислов азота и серы в продуктах сгорания, исключить задымленность окружающей среды, улучшить дисперсионные характеристики топлива, тем самым повысить качество сжигания топлива, а также повысить экономию топлива и улучшить экологию окружающей среды.

Формула изобретения

1. Способ сжигания мазута путем его смешивания с воздухом или паром, отличающийся тем, что проводят вторичное смешивание полученной первично топливно-воздушной смеси с мазутом, который дополнительно подают закрученным встречным потоком под острым углом к направлению подачи топливно-воздушной смеси.

2. Устройство для сжигания мазута, содержащее тангенциальные каналы подачи мазута и воздуха или пара, ресивер с лопаточным завихрителем, смеситель, отличающееся тем, что оно снабжено вторичным смесителем и дополнительным тангенциальным каналом подачи мазута, вторичный смеситель установлен соосно с основным смесителем, а канал подачи воздуха или пара в основной смеситель выполнен в виде инжектора, причем основной смеситель и вторичный смеситель соединены между собой посредством канала, который выполнен в виде инжектора, а дополнительный тангенциальный канал подачи мазута подведен во вторичный смеситель.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что основной и дополнительный тангенциальные каналы подачи мазута имеют раздельную подачу через регуляторы давления и на части длины выполнены с возможностью встречной подачи мазута в смеситель закрученным противопотоком под острым углом к направлению подачи соответственно воздуха или пара и топливно-воздушной смеси.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительный тангенциальный канал подачи мазута размещен симметрично основному каналу подачи мазута.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5