20.10.2015
216.013.8556

ВИХРЕВОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к энергетике. Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива, содержащее патрубок подвода первичного воздуха, камеру сгорания, патрубок подвода вторичного воздуха, отверстия для подвода вторичного воздуха, перегородку, дополнительно содержит форсунку подачи топливной пыли, электрический нагреватель, камеру смешения пылевидного топлива с окислителем и конфузорно-диффузорный переход, причем отверстия для подвода вторичного воздуха выполнены на входе в цилиндрический участок камеры сгорания, головная часть камеры сгорания совместно с форсункой подачи топливной пыли и участком смешения пылевидного топлива с окислителем представляет собой вихревой эжектор прямоточного типа, электрический нагреватель выполнен в виде цилиндрического стержня и установлен осесимметрично внутри форсунки подачи топливной пыли, конфузорно-диффузорный переход выполнен перед цилиндрическим участком камеры сгорания. Изобретение позволяет снизить гидравлические потери в головной части камеры сгорания, повысить качество смешения топлива с окислителем, увеличить полноту сгорания твердого топлива в устройстве. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к устройствам сжигания твердого топлива (торф, уголь, сланцы и др.) в виде пыли и предназначено для использования в топках парогенераторов, котельных агрегатов и других энергетических устройств с целью производства тепловой энергии.

Известна пылеугольная горелка (патент RU №2294486, F23D 1/00, 27.02.2007 г.), включающая камеру поджига с тангенциальным вводом пылевоздушной смеси и устройством поджига, смесительную камеру с коаксиальными каналами и тангенциальным вводом вторичного воздуха и угольного топлива и завихритель с турбулизатором потока, выполненным в виде цилиндрической шайбы с диаметром отверстия, меньшим диаметров каналов камеры поджига и смесительной камеры.

Недостатком изобретения является низкая полнота сгорания топлива и существенные гидравлические потери в рабочем тракте устройства.

Известна пылеугольная горелка (патент RU №2270400, F23D 1/00, 20.02.2006), содержащая канал для транспортирования пыли, а также канал для транспортирующего материала, который снабжен эжектором. В горелке дополнительно изготовлен эжектор, выполненный в виде двух конусных втулок, встроенных одна в другую с зазором для подачи воздуха и закрепленных в трубе. В трубе выполнено отверстие для прохода угольной пыли, а на выходе транспортирующего материала с угольной пылью выполнено сопло. В сопле размещено закручивающее поток устройство, изготовленное в виде конуса с закрепленными на нем витками спирали.

Недостатком изобретения является низкое качество смешения топливной пыли с окислителем, низкая полнота сгорания топлива, малый диапазон эжекции топливной пыли, низкая эффективность охлаждения корпуса горелки.

Наиболее близкой по технологической сущности является инфракрасная газовая горелка (патент RU №2413131, F23D 14/12, 27.02.2011), содержащая камеру сгорания, диффузионную горелку, патрубок подвода первичного воздуха, кожух, патрубок подвода вторичного воздуха, перегородку, отверстия для подвода вторичного воздуха, причем перегородка выполнена с возможностью подачи топливовоздушной смеси в основную часть камеры сгорания и вынесена от сечения тангенциального подвода первичного воздуха в объем основной части камеры сгорания.

Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности подвода и воспламенения твердого топлива в устройстве, существенные гидравлические потери в головной части камеры сгорания, недостаточно высокое качество смешения топлива с окислителем, низкая полнота сгорания твердого топлива в устройстве.

Технический результат - возможность подвода твердого топлива в устройстве и его воспламенение, снижение гидравлических потерь в головной части камеры сгорания, повышение качества смешения топлива с окислителем, увеличение полноты сгорания твердого топлива в устройстве.

Технический результат достигается тем, что вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива, содержащее патрубок подвода первичного воздуха, камеру сгорания, патрубок подвода вторичного воздуха, отверстия для подвода вторичного воздуха, перегородку, дополнительно содержит форсунку подачи топливной пыли, электрический нагреватель, камеру смешения пылевидного топлива с окислителем и конфузорно-диффузорный переход, причем отверстия для подвода вторичного воздуха выполнены на входе в цилиндрический участок камеры сгорания, а электрический нагреватель выполнен в виде цилиндрического стержня и установлен осесимметрично внутри форсунки подачи топливной пыли. Головная часть камеры сгорания совместно с форсункой подачи топливной пыли и участком смешения пылевидного топлива с окислителем представляет собой вихревой эжектор прямоточного типа.

Увеличение полноты сгорания твердого топлива в устройстве достигается за счет конфузорно-диффузорного перехода и отверстий подачи вторичного воздуха, выполненных перед цилиндрическим участком камеры сгорания. Внутренняя полость основной части камеры сгорания имеет торовидную форму, образованную вращением сферического профиля по оси горелочного устройства.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.

Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива содержит головную часть камеры сгорания 1 тангенциально к которой присоединен патрубок подвода первичного воздуха 2. Внутрь головной части камеры сгорания 1 осесимметрично установлено устройство закрутки потока 3, а с торцевой части через резьбовое соединение в головной части камеры сгорания 1 закреплена форсунка подачи топливной пыли 4. С противоположной стороны к головной части камеры сгорания 1 прикреплена перегородка 5, за которой расположена камера смешения пылевидного топлива с окислителем 6 и основная часть камеры сгорания 7. Основная часть камеры сгорания 7 содержит три характерных участка: диффузорный 8, конфузорный 9 и цилиндрический 10. От конфузорного участка камеры сгорания 9 выполнен конфузорно-диффузорный переход 11 к цилиндрическому участку камеры сгорания 10. К диффузорной части конфузорно-диффузорного перехода 11 плотно прижато закручивающее поток устройство 12, которое одновременно формирует проточную область цилиндрического участка камеры сгорания 10. Закручивающее устройство 12 расположено внутри втулки 13 с патрубком подвода вторичного воздуха 14 для подачи в полость 15 сжатого до некоторого избыточного давления воздуха. Закручивающее устройство 12 и втулка 13 прижимаются выхлопным фланцем 16 к основной части горелки болтовыми соединениями 17. Для воспламенения топливовоздушной смеси внутри форсунки подачи топливной пыли 4 осесимметрично установлен электрический нагреватель 18, а в основной части камеры сгорания 7 расположен воспламенитель 19.

Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива работает следующим образом.

В полость головной части камеры сгорания 1 через патрубок подвода первичного воздуха 2 подается сжатый до некоторого избыточного давления воздух, который при прохождении через устройство закрутки потока 3 приобретает окружную составляющую скорости и за счет центробежных сил создает радиальный градиент давления. При этом в осевой области проточной части камеры смешения пылевидного топлива с окислителем 6 формируется зона пониженного давления, куда через форсунку подачи топливной пыли 4 подсасывается подводимое под небольшим напором пылевидное топливо. Внутри форсунки подачи топливной пыли 4 осесимметрично установлен электрический нагреватель 18 в виде цилиндрического стержня, так что проточная часть форсунки подачи топливной пыли 4 представляет собой кольцевой канал. Такой способ подачи повышает интенсивность перемешивания топливной пыли с окислителем и увеличивает полноту сгорания топлива.

Количество подводимого первичного воздуха выбирают таким образом, чтобы после смешения с топливной пылью получить «богатую» топливо-воздушную смесь с коэффициентом избытка воздуха α<0,9.

Головная часть камеры сгорания 1 совместно с камерой смешения пылевидного топлива с окислителем 6 и форсункой подачи топливной пыли 4 представляют собой вихревой эжектор прямоточного типа, задачей которого является снижение гидравлического сопротивления при подводе топливной пыли и ее перемешивание с окислителем. В результате протекания потока через камеру смешения пылевидного топлива с окислителем 6 концентрации топлива и окислителя равномерно распределяются по сечению проточной части устройства. Перемешанная топливовоздушная смесь попадает в основную часть камеры сгорания 7. Основная часть камеры сгорания 7, состоящая из диффузорного 8 и конфузорного 9 участков имеет торовидную форму, образованную вращением сферического профиля по оси горелочного устройства. Это обеспечивает в основной части камеры сгорания 7 формирование крупномасштабных вихревых структур, повышающих интенсивность массообменных процессов с организацией температурной стратификации по радиусу камеры сгорания. В результате расширения потока в диффузорной части камеры сгорания 8 кинетическая энергия движущейся среды переходит в потенциальную энергию давления, скорость движения потока падает, а время пребывания топливовоздушной смеси в основной области горения увеличивается. Конфузорно-диффузорный переход 11, выполненный перед цилиндрическим участком 10 основной части камеры сгорания 7, дополнительно способствует образованию устойчивого вихря в зоне горения и обеспечивает высокую полноту выгорания твердого топлива.

Подвод воздуха в цилиндрический участок 10 основной части камеры сгорания 7 осуществляется через патрубок подвода вторичного воздуха 14, который, тангенциально поступая в полость 15 через закручивающее устройство 11, подмешивается к основному потоку. Количество подводимого вторичного воздуха выбирают таким образом, чтобы организовать область «бедного» горения в цилиндрическом участке 10 основной части камеры сгорания 7 с достижением суммарного коэффициента избытка воздуха α>1. Реализация схемы «богато-бедного» горения за счет распределенного подвода воздуха позволяет снизить эмиссионные выбросы в отходящих газах.

После цилиндрического участка 10 основной части камеры сгорания 7 высокотемпературный поток газов выводится из устройства через выхлопной фланец 16 потребителю, например в огневое пространство котла.

Воспламенение топливной пыли в устройстве происходит следующим образом.

Перед подачей топливной пыли в устройство включают электрический нагреватель 18, температура на поверхности которого в рабочем режиме находится в диапазоне 600-700°C. При протекании вдоль электрического нагревателя 18 пылевидное топливо прогревается и выделяет летучие газообразные продукты без их воспламенения. После перемешивания частиц твердого топлива и летучих продуктов с первичным потоком воздуха в камере смешения топлива с окислителем 6 газообразные летучие продукты зажигаются от воспламенителя 19. Выделяемое при этом тепло прогревает свежую топливовоздушную смесь и создает условия для ее самовоспламенения в основной части камеры сгорания 7. После того, как топливо воспламенилось, электрический нагреватель 18 отключают.


ВИХРЕВОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 25.
10.01.2013
№216.012.18c6

Способ получения синего кобальт-алюминиевого пигмента

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности. Способ получения синего кобальт-алюминиевого пигмента включает прокаливание отработанного алюмокобальтмолибденового катализатора при 500-550°C в течение 40-80 ч в среде воздуха с водяным паром и/или инертным газом, содержащим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471834
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2492

Стабилизатор переменного напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры различного назначения. Технический результат заключается в уменьшении погрешности стабилизации. Такой результат достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474864
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.09.2013
№216.012.6ad4

Пилорама-автомат

Изобретение относится к деревообработке и может найти применение при создании пилорам нетрадиционной компоновки с неподвижным в процессе распиловки материалом. Пилорама-автомат содержит опорную раму с направляющими вдоль плоскости режущего инструмента, раму с плоскими пилами с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492999
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.7071

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в системах прецизионного регулирования технологических параметров, в частности в регуляторах температуры. Технический результат - повышение стабильности действующего значения напряжения на выходе регулятора. Регулятор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494436
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.11.2013
№216.012.7ec7

Планетарный зубчатый редуктор

Изобретение относится к зубчатым передачам и может найти применение в силовых приводах технологических машин, к которым предъявляются требования большого передаточного отношения, и повышенной частоте вращения входного вала. Планетарный зубчатый редуктор включает три периферийных вала (6, 7, 8)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498128
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a90

Стабилизатор переменного напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры различного назначения. Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение погрешности стабилизации. Cтабилизатор переменного напряжения содержит регулирующий орган...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501154
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.11.2014
№216.013.082f

Устройство для импульсного регулирования температуры многозонной электропечи сопротивления

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в регуляторах электрической энергии прецизионного технологического оборудования, например в установках выращивания сапфира. Техническим результатом является снижение пульсаций температуры в зонах регулирования электропечи....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533496
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.0929

Цифровой измеритель мощности

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных устройствах электропитания систем электроснабжения. Технический результат изобретения выражается в уменьшении погрешности измерения в цепях с реактивной мощностью. Цифровой измеритель мощности включает электроприемник и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533746
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2014
№216.013.1466

Противоточная водород-кислородная камера сгорания

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для перегрева водяного пара при организации рабочего процесса паровых, парогазовых энергетических установок и газоперекачивающих агрегатов. Противоточная водород-кислородная камера сгорания содержит воспламенитель, форсунки горючего,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536646
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.183f

Способ обработки давлением длинномерных заготовок из металлов и сплавов

Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для получения нанокристаллической структуры металлов в длинномерных заготовках. Повышение механических свойств металла за счет формирования в нем мелкозернистой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537635
Дата охранного документа: 10.01.2015
Показаны записи 1-10 из 33.
10.01.2013
№216.012.18c6

Способ получения синего кобальт-алюминиевого пигмента

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности. Способ получения синего кобальт-алюминиевого пигмента включает прокаливание отработанного алюмокобальтмолибденового катализатора при 500-550°C в течение 40-80 ч в среде воздуха с водяным паром и/или инертным газом, содержащим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471834
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2492

Стабилизатор переменного напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры различного назначения. Технический результат заключается в уменьшении погрешности стабилизации. Такой результат достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474864
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.09.2013
№216.012.6ad4

Пилорама-автомат

Изобретение относится к деревообработке и может найти применение при создании пилорам нетрадиционной компоновки с неподвижным в процессе распиловки материалом. Пилорама-автомат содержит опорную раму с направляющими вдоль плоскости режущего инструмента, раму с плоскими пилами с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492999
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.7071

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в системах прецизионного регулирования технологических параметров, в частности в регуляторах температуры. Технический результат - повышение стабильности действующего значения напряжения на выходе регулятора. Регулятор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494436
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.78d8

Способ изготовления штамповок лопаток переменного сечения с двумя хвостовиками

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в авиационной промышленности при изготовлении заготовок лопаток с двумя хвостовиками или с одним хвостовиком и бандажной полкой. Нагретую заготовку устанавливают в контейнер между двумя полуматрицами составной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496598
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec7

Планетарный зубчатый редуктор

Изобретение относится к зубчатым передачам и может найти применение в силовых приводах технологических машин, к которым предъявляются требования большого передаточного отношения, и повышенной частоте вращения входного вала. Планетарный зубчатый редуктор включает три периферийных вала (6, 7, 8)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498128
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a90

Стабилизатор переменного напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры различного назначения. Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение погрешности стабилизации. Cтабилизатор переменного напряжения содержит регулирующий орган...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501154
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.05.2014
№216.012.c4f8

Способ обработки давлением длинномерных заготовок

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве проволоки, полос, труб, прутков круглого и фасонного сечений прессованием, волочением, редуцированием. Осуществляют подачу заготовки в контейнер, который устанавливают на входе в матрицу, создают в нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516183
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.11.2014
№216.013.082f

Устройство для импульсного регулирования температуры многозонной электропечи сопротивления

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в регуляторах электрической энергии прецизионного технологического оборудования, например в установках выращивания сапфира. Техническим результатом является снижение пульсаций температуры в зонах регулирования электропечи....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533496
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.0929

Цифровой измеритель мощности

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных устройствах электропитания систем электроснабжения. Технический результат изобретения выражается в уменьшении погрешности измерения в цепях с реактивной мощностью. Цифровой измеритель мощности включает электроприемник и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533746
Дата охранного документа: 20.11.2014

Похожие РИД в системе