17.04.2019
219.017.1529

ПРОТИВОТОЧНОЕ ВИХРЕВОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЁРДОГО ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение предназначено для сжигания твердого пылевидного топлива в различных технологических процессах энергетики, ЖКХ, металлургии (паровые котлы, цементные печи, сушильные установки и т.д.). Противоточное горелочное устройство для сжигания твердого пылевидного топлива содержит камеру сгорания, конфузорно-диффузорную вихревую камеру, закручивающее поток устройство соплового ввода, выполненное в виде тангенциального подвода, спирали Архимеда или спроектированное по лемнискате Бернулли, патрубок подвода топливовоздушной смеси, форсунку подачи топливной пыли, воспламенитель, при этом дополнительно выполнена проточная полость течения охлаждающего конфузорно-диффузорную вихревую камеру воздуха, подача первичного воздуха осуществляется непосредственно в эту полость со стороны торцевой граничной поверхности камеры сгорания, обеспечивая ее эффективное охлаждение с возвратом части теряемой за счет неадиабатности энергии в форме тепла к покидающим устройство продуктам сгорания. Во фланцевом соединении камеры сгорания выполнены отверстия, обеспечивающие подачу первичного воздуха на охлаждение вихревой камеры и подачу на вход в закручивающее поток устройство соплового ввода. Технический результат - снижение гидравлических потерь, уменьшение расхода топлива, улучшение смесеобразования, повышение полноты сгорания топлива. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение предназначено для сжигания твердого пылевидного топлива в различных технологических процессах энергетики, ЖКХ, металлургии, паровые котлы, цементные печи, сушильные установки и т.д.

Известна горелка сжигания пылеугольного топлива, состоящая из камеры сжигания с тангенциальным подводом вторичного воздуха и пылевидного угольного топлива с устройством закрутки потока и турбулизатором, выполненным в форме цилиндрической прокладки с проточной частью проходного сечения в виде отверстия, диаметр которого меньше диаметра каналов камер поджига и смешения (патент RU №2294486, F23D 1/00, 27.02.2007 г).

Недостаток изобретения - низкая полнота сгорания и существенные гидравлические потери в рабочем тракте устройства.

Известна пылеугольная горелка, содержащая канал для транспортирования пыли, а также канал для транспортирующего материала, который снабжен эжектором. Дополнительно в горелке установлен эжектор, в виде двух сочлененных втулок, встроенных друг в друга с зазором, обеспечивающим подачу воздуха. Кроме того, в трубе выполнено отверстие для подачи угольной пыли. На выходе транспортируемой смеси угольной пыли с газом выполнено сопло, в котором размещено закручивающее поток устройство, в виде конуса с закрепленными на нем витками спирали (патент RU №2270400, F23D, 20.02.2006 г).

Приведенное устройство характеризуется низким качеством смешения компонентов горюче-топливной пыли с окислителем-воздухом, что приводит к неудовлетворительному (низкому) уровню полноты сжигания, низкому диапазону эжекции пыли и недостаточной эффективности охлаждения корпуса горелки.

Известна идентичная по организации рабочего процесса и конструктивного исполнения вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива, содержащее патрубок подвода первичного воздуха, камеру сгорания, патрубок подвода вторичного воздуха, отверстия подвода вторичного воздуха, перегородку, дополнительно установлена форсунка подачи топливной пыли, электрический нагреватель, камеру смешения пылевидного топлива с воздухом и конфузорно-диффузорный переход. Отверстия подвода вторичного воздуха размещены на входе в цилиндрический участок камеры сгорания, а электрический нагреватель имеет цилиндрическую форму и устанавливается осесимметрично внутри форсунки подачи топливной пыли. Головной участок камеры сгорания с форсункой подачи топливной пыли и участком смешения представляют собой вихревой эжектор прямоточного типа (патент 2565737, F23D 11/02, 20.10.2015 г).

Недостатки конструкции: высокие гидравлические потери в форсунке подачи топливной пыли и камере сгорания, неравномерность концентрации смешиваемых компонентов, невысокая полнота сгорания, узкий диапазон срыва пламени по коэффициенту избытка воздуха.

Наиболее близким по организации рабочего процесса смешения и сжигания топливо-воздушной смеси, конструктивному исполнению является вихревое противоточное горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива, содержащее камеру сгорания из конфузорно-диффузорной проточной части. К диффузорному участку, к которому ассиметрично встроена перегородка с поджатым торцевым фланцем. Через резьбовое соединение к торцевому фланцу присоединен выходной диффузор, прижимающий к перегородке закручивающее поток устройство. С наружной стороны тангенциально установлен патрубок подвода топливо-воздушной смеси. Для воспламенения смеси на диффузорном участке камеры сгорания располагается воспламенитель. Выходной диффузор установлен радиально и примыкает к закручивающему устройству (патент 2647356, F23D 1/02, 08.2017 г).

Недостатки конструкции приведенной вихревой горелки: высокие гидравлические потери при подаче первичного и вторичного воздуха за счет излишней двойной закрутки потоков перед их подачей в проточные части через закручивающие устройства, отсутствие охлаждения проточной части, соединяющей камеру сгорания с выходным соплом продуктов сгорания из горелочного устройства.

Технический результат - снижение гидравлических потерь, уменьшение расхода топлива за счет повышения степени неадибатности проточной части предложенной системой охлаждения, улучшение смесеобразования повышением степени закрутки потока с ростом окружной скорости на входе и выполнением проточной части соплового ввода в виде лемнискаты Бернулли, повышение полноты сгорания топлива за счет более качественного смешения топлива в зоне горения с достижением в ней соотношения компонентов близких к стехиометрии.

Технический результат достигается тем, что в противоточном вихревом горелочном устройстве сжигания твердого пылевидного топлива, содержащем камеру сгорания, конфузорно-диффузорную вихревую камеру, закручивающее поток устройство соплового ввода, выполненного в виде тангенциального подвода, спираль Архимеда или спроектированный по лемнискате Бернулли, патрубок подвода топливно-воздушной смеси, форсунку подачи топливной пыли, воспламенитель, при этом дополнительно выполнена проточная полость течения охлаждающего конфузорно-диффузорную вихревую камеру воздуха и подача первичного воздуха осуществляется непосредственно в эту полость со стороны торцевой граничной поверхности камеры сгорания, обеспечивая ее эффективное охлаждение с возвратом части теряемой за счет неадиабатности энергии в форме тепла к покидающим устройство продуктам сгорания; во фланцевом соединении камеры сгорания выполнены отверстия, обеспечивающие подачу первичного воздуха на охлаждение вихревой камеры и подачу на вход в закручивающее поток устройство соплового ввода.

Предполагаемое изобретение поясняется чертежами:

фиг 1. Продольный разрез противоточного вихревого горелочного устройства для сжигания пылевидной фракции твердого топлива.

фиг 2. Сечение А-А на фиг. 1 - сопловое устройство подачи первичного воздуха выполненное по лемнискате Бернулли с безотрывным вводом в проточную часть вихревой камеры.

фиг 3. Сечение Б-Б на фиг. 1 - патрубок подвода топливо-воздушной смеси.

Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твердого пылевидного топлива содержит камеру сгорания 1, конфузорно-диффузорную вихревую камеру 2, закручивающее поток устройство соплового ввода 3 подачи первичного воздуха в конфузорно-диффузорную вихревую камеру 2, патрубок отвода продуктов сгорания 4 с расширяющейся проточной частью, соединительный корпус 5, с выполненными отверстиями подачи сжатого воздуха 6, крышка корпуса 7, кожух камеры сгорания 8, защитный кожух 9, проточную часть 10 полости охлаждения горячих элементов горелки. Закручивающее поток устройство соплового ввода 3 с патрубком отвода продуктов сгорания 4 плотно прижимается к перегородке 11 с соблюдением симметричности установки и как следствие, совпадением их осей. Во фланцах камеры сгорания 1 выполнены отверстия 12. Совокупное сочетание кожуха 8, отверстий 6 и 12 полости сбора 13 сжатого воздуха соединительного корпуса 5, камеры сгорания 1 формируется проточная часть элемента охлаждения горелки в целом. С противоположной патрубку отвода продуктов сгорания 4, камеры сгорания 1, симметрично проточной части установлена камера предварительной подготовки топливо-воздушной смеси 14 с форсункой подачи топливной пыли 15, закручивающей подводимую топливо-воздушную смесь через камеру подготовки топливо-воздушной смеси 14, которая снабжена крышкой 16, имеющей резьбу, при помощи которой сопловой ввод камеры подвода топлива с крышкой 16 садится на патрубок 4 камеры сгорания 1 и вся проточная часть после затяжки становится герметичной за счет компенсационных уплотнительных элементов. Для подачи сжатого воздуха в противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твердого пылевидного топлива к кожуху 8 приварен патрубок 17. Сочленение проточной части камеры предварительной подготовки топливо-воздушной смеси 14 с камерой сгорания 1 осуществляется через патрубок 18. Подача топливо-воздушной смеси происходит через приваренный к камере подготовки топливо-воздушной смеси 14 патрубок 19. Воспламенение топливной смеси происходит воспламенителем 20, устанавливаемый в приваренную к камере сгорания 1 патрубок 21.

Противоточное горелочное устройство для сжигания твердого пылевидного топлива работает следующим образом:

Смесь пылевидного топлива с воздухом подается через патрубок подачи камеры предварительной подготовки топливо-воздушной смеси 14 предварительно подготовленного в виде завихренного потока с небольшой интенсивности крутки и сравнительно небольшим избыточным давлением к сопловому вводу устройства подачи топливо-воздушной смеси через камеру предварительной подготовки топливо-воздушной смеси 14 и, протекая через форсунку подачи топливной пыли 15, поступает в виде закрученного потока топливо-воздушной смеси через форсуночное устройство подачи горючего в камеру сгорания 1 и патрубок подвода 18, где под действием центробежных сил и действующего в проточной части градиента давления формируется зона с близким к стехиометрическому соотношению компонентов область. По сигналу в эту область от воспламенителя поступает импульс в виде искры и смесь воспламеняется.

Соотношение расходов воздуха через закручивающее поток устройство соплового ввода 3 и форсунку подачи топливной пыли 15 подбираются таким образом, чтобы в камере сгорания сформировалась смесь близкая к стехиометрической 0,7≤α≤1,4, а в камере с первичной предварительной подготовки топливо-воздушной смеси 14-0,1≤α≤0,2, что позволяет обеспечить требуемое соотношение для организации необходимого качества транспортируемого устройства подачи смеси в камеру сгорания. Подаваемый первичный воздух через закручивающее поток устройство соплового ввода 3 формирует в проточной части интенсивно закрученное противоточное течение, где в периферийном потоке формируются вихревые структуры, перемещающиеся в камеру сгорания 1 и активно участвующие в процессе подготовки смеси с организацией зоны, близкой к стехиометрическому соотношению компонентов, в которую от воспламенителя 20 подается искра и происходит возгорание топливо-воздушной смеси.

Горящая смесь перемещается из камеры сгорания в противоположном периферийному течению направлении формируя вихревое прецессирующее приосевое закрученное течение с мелкомасштабной вихревой структурой, осевая скорость которой, направлена к выпускному диффузору. Догоревшая в потоке топливо-воздушная смесь в виде уходящих продуктов сгорания покидает противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твердого пылевидного топлива.


ПРОТИВОТОЧНОЕ ВИХРЕВОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЁРДОГО ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА
ПРОТИВОТОЧНОЕ ВИХРЕВОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЁРДОГО ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 25.
13.01.2017
№217.015.8ad9

Способ программного регулирования плоского глубинного шлифования периферией круга

Изобретение относится к области авиастроения и может быть использовано для обработке деталей малой длины методом глубинного шлифования периферией круга при формировании управляющих программ обработки. Способ включает управление процессом обработки, при котором сообщают продольную подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604088
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8b04

Образец для испытания материалов на пластическое одноосное растяжение

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам для определения прочностных характеристик материалов при пластическом одноосном растяжении, и может найти применение в различных отраслях промышленности. Образец содержит захватные части и рабочую часть в виде стержня. Захватные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604111
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.97e8

Шунгит как модификатор для алюминиево-кремниевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении литых доэвтектических, эвтектических и заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов (силуминов). При выплавке указанных сплавов в качестве модификатора используют шунгит. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609109
Дата охранного документа: 30.01.2017
25.08.2017
№217.015.b1ca

Способ определения удельного износа шлифовального круга

Изобретение относится к обработке материалов шлифованием и может быть использовано для оценки режущих свойств абразивного материала шлифовальных кругов. Осуществляют закрепление кольца, имеющего базовую наружную поверхность, на планшайбе шлифовального круга соосно с его рабочей поверхностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613254
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b4fd

Способ изготовления штамповок лопаток из титановых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления штамповок лопаток ГТД из титановых сплавов. Способ изготовления штамповок лопаток из титановых сплавов включает выдавливание заготовки в изотермических условиях при одинаковой температуре нагрева...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614294
Дата охранного документа: 24.03.2017
25.08.2017
№217.015.cae8

Способ испытания зенкера, предназначенного для обработки предварительно просверленного отверстия

Изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано для испытания зенкеров и исследования обрабатываемости конструкционных материалов зенкерованием. Сущность: зенкер вводят в контакт с обрабатываемой деталью и производят ее обработку, причем деталь и зенкер располагают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620030
Дата охранного документа: 22.05.2017
26.08.2017
№217.015.dc6f

Способ изготовления модификатора для литейных алюминиевых сплавов в виде прутка с запрессованным рассыпчатым модификатором на основе наноуглерода

Изобретение относится к литейному производству в области металлургии, в частности к модифицированию литейных алюминиевых сплавов. Пруток изготавливают путем раскатки алюминиевой пластины до толщины 0,2-0,3 мм, рекристаллизации полученной алюминиевой ленты при температуре 200-300°С, нанесения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624272
Дата охранного документа: 03.07.2017
29.12.2017
№217.015.f3bd

Способ выдавливания малопластичных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при выдавливании малопластичных материалов. Размещенную в матрице заготовку выдавливают рабочим пуансоном через очко матрицы. Одновременно с началом выдавливания заготовки начинают подачу смазки в очаг пластической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637451
Дата охранного документа: 04.12.2017
19.01.2018
№218.016.0332

Система информационной поддержки разработчика программного обеспечения для микроконтроллеров

Изобретение относится к системе информационной поддержки разработчика программного обеспечения для микроконтроллеров. Технический результат заключается в автоматизации разработки программного обеспечения для микроконтроллеров. Система содержит компьютер с модулем управления, подключенное к нему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630389
Дата охранного документа: 07.09.2017
10.05.2018
№218.016.3936

Способ изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Изготавливают оболочковую форму путем послойного нанесения суспензии на модель и обсыпку каждого слоя зернистым материалом. Осуществляют сушку и отверждение ее. Модель выплавляют. Обсыпку слоев зернистым материалом и сушку совмещают. Сушку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647074
Дата охранного документа: 13.03.2018
Показаны записи 1-10 из 14.
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
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
20.01.2015
№216.013.1e7a

Вихревая водород-кислородная камера сгорания

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для создания потока перегретого водяного пара за счет сжигания водород-кислородной смеси в паровой среде. Может использоваться в ракетных двигателях, циклах комбинированных и паротурбинных энергетических установок. Вихревая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539243
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.02.2015
№216.013.2676

Гидравлический теплогенератор и устройство нагрева жидкости

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Гидравлический теплогенератор, включающий входное закручивающее устройство, соединенное с корпусом вихревой камеры, патрубок отвода нагретой жидкости, отличающийся тем, что снабжен со стороны размещения дросселя приосевым центральным отверстием с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541299
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.2688

Способ производства пеллет и брикетов на основе торфа

Изобретение относится к способу получения пеллет и брикетов на основе торфа, включающему механохимическую обработку водоторфяной дисперсии, используемой в качестве связующего, при этом механохимическую обработку водоторфяной дисперсии осуществляют механическим и/или ультразвуковым воздействием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541317
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.10.2015
№216.013.8556

Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565737
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.11.2015
№216.013.8c51

Генератор акустических колебаний для камеры сгорания гпврд

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в камере сгорания гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя. Генератор акустических колебаний для камеры сгорания гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя содержит свечу зажигания, топливные сопла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567528
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.06.2016
№217.015.0476

Способ сжижения природного газа

Изобретение относится к криогенике. Способ сжижения природного газа включает очистку нерасширившегося газа от примесей, разделение его на три потока, первый и второй из которых подают на сжижение по тракту системы рекуперативных теплообменных аппаратов. Отношение массовых расходов газа, который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587734
Дата охранного документа: 20.06.2016
26.08.2017
№217.015.dc90

Технологический комплекс по производству топлива на основе торфа

Предлагаемое изобретение относится к торфоперерабатывающей промышленности, а именно к области производства топливных пеллет и брикетов из торфа или из смеси торфа с углеродсодержащими материалами, в качестве которых используются продукты углеперерабатывающей промышленности (угольные или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624208
Дата охранного документа: 03.07.2017
10.05.2018
№218.016.3af4

Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива

Изобретение относится к устройствам сжигания твердого пылевидного топлива и может быть использовано в процессах различного технологического назначения в энергетике, ЖКХ, металлургии, в паровых котлах, сушильных установках и т.д. Противоточное вихревое горелочное устройство для сжигания твердого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647356
Дата охранного документа: 15.03.2018

Похожие РИД в системе