Горелочное устройство


 

F23B99/00 - Устройства для сжигания твердого топлива (для одновременного или попеременного сжигания кускового с другим видом топлива F23C 1/00; устройства для сжигания в псевдоожиженном слое F23C 10/00; сжигание низкосортного топлива и мусора F23G; колосниковые решетки F23H; подача твердого топлива в устройства для сжигания F23K; конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; бытовые отопительные устройства F24; котлы центрального отопления F24D; автономные компактные котлы F24H)

Владельцы патента RU 2516065:

Зубкевич Евгений Юрьевич (RU)
Вигриянов Михаил Степанович (RU)

Изобретение относится к энергетике. Горелочное устройство содержит корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, соединенного с паровой форсункой и непосредственно соединенного с бачком-испарителем, нижняя поверхность которого служит верхней поверхностью камеры газогенерации. Технический результат - значительное сокращение времени запуска устройства и повышение надежности его работы за счет упрощения конструкции при сохранении параметров факела. 1 ил.

 

Техническое решение относится к энергетике, а именно к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения водяной пар, и может использоваться для поджигания твердого топлива.

Известно горелочное устройство, использующее для горения водяной пар (патент США №3804579, кл. F23D 11/18, F23D 11/20 от 16.04.1974 г.).

Данное горелочное устройство содержит цилиндрический корпус, состоящий из трех скрепленных отсеков. В первом отсеке размещены элементы, регулирующие подачу топлива, воздуха и воды под давлением. Во втором, центральном, отсеке размещены трубопроводы. В третьем отсеке размещена камера смешивания топлива, воздуха и перегретого водяного пара, спереди нее установлен распределитель - деталь с большим количеством каналов. Далее - камера газогенерации, а после нее, соостно с ней, размещен теплообменник змеевикового типа для получения перегретого водяного пара от тепла собственного факела.

Недостатком этого горелочного устройства является то, что во время его пуска происходит отложение сажи на водозаполненной поверхности теплообменника змеевикового типа. При дальнейшей работе, под действием температуры сажа превращается в кокс. Слой сажи и кокса, обладая низкой теплопроводностью, уменьшает тепловой поток от факела к воде, что приводит к увеличению времени закипания воды, а следовательно, к увеличению времени пуска устройства. Кроме того, сгорание топлива в устройстве происходит на развитой поверхности распределителя (как масло на сковородке), а учитывая, что здесь сгорают «тяжелые» погоны нефти, либо сама нефть, распределитель будет сильно и быстро закоксовываться от действия лучистой энергии, идущей от факела. Это также замедляет время пуска устройства.

Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является горелочное устройство (патент РФ №2373458, кл. F23C 99/00, F23L 7/00, опубликован 20.11.2009 г., Бюл.32).

Известное устройство содержит корпус, встроенный парогенератор водяного пара с паровой форсункой и камеру газогенерации. В корпусе, сбоку, установлено сопло для выхода факела, а паровая форсунка расположена в камере газогенерации соосно с соплом и соединена с пароперегревателем. Встроенный парогенератор состоит из трех отдельных блоков, причем пароперегреватель выполнен в виде кольцевой камеры, а паросепаратор расположен внутри пароперегревателя. Бачок-испаритель расположен сверху паросепаратора и пароперегревателя. Все три блока парогенератора и паровая форсунка соединены трубками и не имеют общих стенок.

Недостатком известного устройства является длительное время пуска.

Во время запуска устройства горящее топливо выделяет сажу, которая откладывается на холодные стенки паросепаратора и пароперегревателя и в дальнейшем превращается в кокс, забивает зазоры между паросепаратором и пароперегревателем и препятствует теплоотдаче от огня к бачку-испарителю, создавая экранный эффект. И несмотря на то, что баланс процессов (тепловых и гидродинамических) в таком устройстве имеет место, время пуска из-за указанного экранного эффекта здесь увеличенное.

Техническими задачами предлагаемого решения является значительное сокращение времени запуска устройства и повышение надежности его работы за счет упрощения конструкции при сохранении параметров факела, т.е. сохранении баланса процессов, происходящих в горелочном устройстве.

Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, содержащем корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, соединенного с паровой форсункой, согласно техническому решению паропровод непосредственно соединен с бачком-испарителем, нижняя поверхность которого служит верхней поверхностью камеры газогенерации.

Указанная совокупность признаков предлагаемого технического решения за счет наличия открытой сажному пламени, находящемуся в камере газогенерации, нижней поверхности бачка-испарителя позволяет быстрее прогреть его и быстрее закипятить воду, а следовательно, быстрее запустить устройство. За счет того, что нижняя поверхность бачка-испарителя непосредственно контактирует с камерой газогенерации, вода успевает закипеть быстрее, чем образуется слой сажи (кокса) достаточной толщины для возникновения экранного эффекта, что позволяет решить поставленную задачу.

Образованный слой сажи в дальнейшем превращается под действием температуры в кокс и помогает сохранять тепловой баланс при работе устройства, обеспечивая положительный эффект.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения горелочного устройства и чертежом общего вида устройства в продольном разрезе. Стрелкой на чертеже показано направление высокотемпературного факела.

Горелочное устройство (далее - устройство) содержит корпус 1 с камерой 2 газогенерации, соплом 3, воздуховодами 4 и парогенератором 5 водяного пара, состоящим из бачка-испарителя 6, непосредственно соединенного с паропроводом 7, который соединен с паровой форсункой 8, установленной в держателе 9. Нижняя поверхность бачка-испарителя 6 служит верхней поверхностью камеры 2 газогенерации.

На бачке-испарителе 6 вмонтирована горловина 10 с пробкой 11.

Парогенератор 5 установлен в корпусе 1 посредством трех планок 12.

Устройство работает следующим образом.

В бачок-испаритель 6 заливается дистиллированная вода, а в корпус 1 жидкое топливо. Топливо поджигается, горит сажным пламенем, дымовые газы выходят в зазор между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью бачка-испарителя 6.

Через одну минуту вода в бачке-испарителе 6 закипает и водяной пар истекает из паровой форсунки 8, пронизывает сажное пламя горящего топлива, производит газогенерацию углерода (сажи). Продукты газогенерации выносятся через сопло 3 наружу и качественно сгорают в среде атмосферного кислорода в виде факела.

Многократные запуски показали: время пуска - 1 мин. ±10 сек. против 3 мин. 20 сек. у прототипа.

Горелочное устройство, содержащее корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, соединенного с паровой форсункой, отличающееся тем, что паропровод непосредственно соединен с бачком-испарителем, нижняя поверхность которого служит верхней поверхностью камеры газогенерации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для термической обработки рулонных полос (6) с, по меньшей мере, одним излучающим трубным узлом (1), содержащим три трубы, лежащие в общей, параллельной рулонной полосе (6) осевой плоскости, а именно центральную трубу (2), подключаемую к горелке, и две внешние трубы (3), сообщенные на обоих концах с центральной трубой (2) через трубные колена (4), и с опорной шейкой (9), соединенной с обоими трубными коленами (4) между центральной трубой (2) с одной стороны и обоими внешними трубами (3) с другой стороны и расположенной на противоположенной относительно горелки стороне излучающего трубного узла.

Изобретение относится к устройствам и способам сжигания топлив в теплогенерирующих установках и может быть использовано для нагрева газовых, жидких и суспензионных технологических сред за счет сжигания газообразного или жидкого испаряющегося топлива.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль. Способ работы вертикальной призматической топки путем тангенциального ввода струй реагентной газовоздушной смеси вдоль вертикальной оси топки и воздуха вдоль стен, подачи струй пара, потоков смеси воздуха, газообразных продуктов сгорания и угольных частиц размером 2-4 мм, нагрева этих частиц газовым факелом, образующимся в топке при окислении газа кислородом воздуха, с выводом влаги и летучих веществ и образованием коксового остатка, гравитационного сепарирования частиц с коксовым остатком к центру пода со сбором в слой, последующего их охлаждения и вывода коксового остатка потребителю в подтопочных установках, потоки смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания и угольных частиц вводят в воздушные потоки радиально относительно вертикальной оси топки со скоростью 0,10-0,24 скорости ввода воздушных струй, а струи пара подают в образующийся в центре пода слой частиц коксового остатка.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на промышленных котельных при комбинированной выработке пара, стройматериалов и активированного угля.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на паровых и водогрейных котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль. Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем встречного ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии топки параллельно фронтовой и задней стенам, нагрева с выделением влаги и летучих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных горелок, сбора и продувки струями пара частиц с коксовым остатком в подовых накопителях, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках.

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики и может быть использовано при получении активированного угля. Способ активирования фракционированных по размеру угольных частиц осуществляется их непрерывной пересыпкой и взаимодействием с противоточным факелом в наклоненном относительно горизонтальной плоскости реакторе с нагревом, выделением и выжиганием летучих веществ, образованием и выводом из реактора смеси летучих веществ и продуктов сгорания, последующими пересыпкой и охлаждением противоточным потоком продуктов сгорания в наклоненном относительно горизонтальной плоскости охладителе и дожиганием летучих веществ и сбросом в атмосферу продуктов сгорания.
Изобретение относится к катализаторам. Описан способ приготовления катализатора сжигания топлива в псевдоожиженном слое на основе мартеновского шлака, в котором гранулы мартеновского шлака подвергают обработке парами воды при температуре максимального выделения водорода с последующим нанесением на поверхность шлака компонентов катализатора полного окисления, содержащих оксиды переходных металлов или их смеси.

Изобретение относится к сжиганию в химическом контуре жидких углеводородов. Объектами настоящего изобретения являются устройство и усовершенствованный способ сжигания в химическом контуре, по меньшей мере, одной жидкой углеводородной загрузки, в котором жидкую загрузку распыляют при помощи распыляющего газа для ее введения в зону перемещения металлических оксидов, на входе зоны сжигания, через средства распыления, позволяющие получать капли, мелко диспергированные в распыляющем газе.

Изобретение относится к аэродинамике и к энергетическим установкам транспортных средств, в частности к способам улучшения аэродинамического качества путем подвода энергии к их внешней поверхности.

Котел // 2515568
Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано в бытовых и промышленных котлах. Предложен котел, содержащий вертикальную камеру газогенерирования, в стенах которой выполнены отверстия для ввода газов рециркуляции, опоясывающую с зазором стены камеры рубашку, потолочное окно загрузки топлива, подовое перекрытие, имеющее решетку для выпуска зольных частиц и генераторного газа, с размещенными над ней соплами для ввода первичного воздуха, вертикальным цилиндрическим патрубком с отверстиями для вывода влаги и летучих веществ, ось симметрии которого совмещена с вертикальной осью симметрии камеры газогенерирования, горизонтальную камеру сгорания с горизонтальной осью симметрии, опоясывающую с зазором для прохода воды рубашку, потолочное перекрытие, имеющее окна для ввода генераторного газа и выпуска продуктов сгорания, подовое перекрытие, вертикальный газоход с нагревателями воды и воздуха, подовым перекрытием, имеющим окно ввода продуктов сгорания, и потолочным перекрытием, имеющим окно вывода продуктов сгорания в дымовую трубу, причем решетка для выпуска зольных частиц и генераторного газа камеры газогенерирования размещена в окне для ввода генераторного газа камеры сжигания, а окно для вывода продуктов сгорания камеры сжигания совмещено с окном ввода продуктов сгорания газохода.

Изобретение может быть использовано в химической, металлургической и энергетической областях. Слоевой газификатор непрерывного действия представляет собой аппарат шахтного типа на обратном дутье и состоит из топки с охлаждаемой колосниковой решеткой (1), питателя (2) непрерывной подачи топлива в топку и узла (3) отгрузки кокса и золы, который расположен в нижней части.

Изобретение относится к устройствам для сжигания растительных отходов, в частности льняной мякины. Топка для сжигания льняной мякины содержит накопительный бункер с дозирующим шнеком, топочную камеру с колосниковой решеткой и механизм золоудаления.

Изобретение относится к теплоэнергетике. При использовании в топках котлоагрегатов водоугольного топлива (ВУТ) проблемой является падение температуры в модуле подготовки топливной смеси при подаче ВУТ, что отрицательно влияет на процесс газификации топлива, в результате чего образуется недостаточное количество газовой составляющей для надежного пуска котла из холодного состояния и поддержания стабильного горения на низких нагрузках.

Изобретение может быть использовано для утилизации горючих отходов, биомассы или иных веществ, содержащих углерод и водород, с целью получения горючих газов. Способ включает подачу в реактор топлива воздуха, их смешивание, сгорание смеси и/или газификации содержащейся в ней твердой основы.
Изобретение относится к способу получения тепловой и электрической энергии из возобновляемых источников. Способ включает сбор растительного сырья, его измельчение и термофильное сбраживание в метантенках с подачей полученного биогаза в газгольдеры с последующим использованием биогаза для получения тепловой и электрической энергии, загрузку сырья производят в метантенки последовательно с интервалом, равным времени сбраживания и разгрузки метантенка, пульпу после сбраживания направляют на двухстадийное механическое обезвоживание до относительной влажности 40-50% с последующей сушкой полученного концентрата до абсолютной влажности 50-60%, полученный концентрат направляют в качестве топлива на сжигание в топке котельной установки с выработкой пара энергетических параметров для производства электроэнергии, а отходящие газы из котельной установки делят на два потока, один из которых направляют на сушку концентрата, а другой поток - на подогрев растительного сырья в метантенках до температуры термофильного сбраживания.

Изобретение может быть использовано в области энергетики, газовой, угольной и химической отраслях промышленности. Способ сжигания твердого топлива включает подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки.

Изобретение может быть использовано при подготовке и сжигании угля на электростанциях. Способ заключается в измельчении угля природной влажности, его активации путем сушки и последующем сжигании в факеле.

Изобретение относится к теплоснабжению и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для сжигания топлива, предпочтительно твердого, и может быть использовано при сжигании топлива в котлах.

Изобретение относится к устройствам для сжигания древесных отходов переработки древесной биомассы и может найти применение в теплоэнергетике. Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой содержит разделенную арочным сводом камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, устройства позонного ввода первичного воздуха под колосниковую решетку и вторичного воздуха в надслоевой объем через сопла, расположенные на боковых стенах в одной вертикальной плоскости, и камеру дожигания и охлаждения, соединенную с камерной сгорания выходным окном, расположенным над конечным участком первой зоны колосниковой решетки. Сопла подачи вторичного воздуха, расположенные на противоположной стене от коробов ввода первичного воздуха, наклонены вниз под углом φ, а сопла вторичного воздуха другой стены наклонены вверх под углом φ, выходное окно оборудовано буртиком, направленным вниз топки, под которым горизонтально встречно-смещенно установлены два дополнительных сопла для ввода вторичного воздуха. Изобретение позволяет повысить качество сжигания древесного топлива, снизить вредный выброс в атмосферу. 3 ил.
Наверх