21.04.2019
219.017.3611

СПОСОБ ФАКЕЛЬНОГО СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002685462
Дата охранного документа
18.04.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Предлагаемое техническое решение относится к области энергетики. Способ факельного сжигания топлива заключается в том, что создают электродуговой разряд в зоне воспламенения, подают топливовоздушную смесь в зону воспламенения, осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси в зоне воспламенения, создают диффузный электрический разряд, воздействуют диффузным электрическим разрядом на приграничную зону образования пламени и осуществляют факельное сжигание топлива, при этом производят поддержание электростатического потенциала приграничной зоны образования пламени на заданном уровне. Технический результат - повышение устойчивости воспламенения и горения топлива при его факельном сжигании. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое техническое решение относится к области энергетики и может быть использовано для управления процессом факельного сжигания топлива, например, угольной пыли в энергетических котлах и топках для его оптимизации.

Аналогичные технические решения для факельного сжигания топлива известны см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1651041 и описание патента Российской Федерации №2514534, которые содержат нижеследующую совокупность существенных признаков: подают топливовоздушную смесь в зону воспламенения, создают электродуговой разряд в зоне воспламенения, воспламеняют топливовоздушную смесь, производят факельное сжигание топлива в камере сгорания.

Все вышеперечисленные признаки являются общими с предлагаемым техническим решением.

Применение известных способов воспламенения и факельного сжигания топлива затруднено при сжигании низко реакционных топлив, например, угольной пыли, вследствие сложности обеспечения процесса воспламенения и поддержания горения факела. Это связано, в первую очередь, с относительно большими затратами электрической энергии составляющей 2-3% от тепловой мощности зажигаемого факела. Ресурс непрерывной работы устройств, реализующих данные способы, при этом составляет десятки часов, что затрудняет их применение для целей непрерывного использования для управления режимом горения топлива при его факельном сжигании.

Известен способ сжигания пылеугольного топлива, взятый нами за прототип, описанный в патенте №2498159, заключающийся в том, что создают электродуговой разряд в зоне воспламенения, подают топливовоздушную смесь в зону воспламенения, осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси в зоне воспламенения, создают диффузный электрический разряд и воздействуют диффузным электрическим разрядом на приграничную зону образования пламени факела горящего топлива и осуществляют факельное сжигание топлива.

Данные признаки являются общими с предлагаемым техническим решением.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из выше охарактеризованных аналогичных технических решений заключается в повышении эффективности стабилизации режима горения топлива при его факельном сжигании и обеспечении надежности воспламенения топлива с техническим составом, препятствующим формирование предпламенной ионизированной зоны факела, например, при повышенной влажности топлива.

Причиной невозможности достижения вышеуказанного технического результата является то, что в известном техническом решении при факельном сжигании низко реакционного топлива, например, угольной пыли, при изменении ее технического состава (влажности, зольности и т.п.), может снижаться интенсивность хемоионизационных процессов и, как следствие, снижение электростатического потенциала предпламенной зоны факела, что приводит к неустойчивому горению топлива и погасанию факела.

Учитывая характеристику и анализ известных технических решений можно сделать вывод, что задача по обеспечению устойчивого воспламенения и стабилизации режима горения топлива при его факельном сжигании является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат, указанный выше, достигается тем, что в способе сжигания пылеугольного топлива, заключающемся в том, что создают электродуговой разряд в зоне воспламенения, подают топливовоздушную смесь в зону воспламенения, осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси в зоне воспламенения, создают диффузный электрический разряд, воздействуют диффузным электрическим разрядом на приграничную зону образования пламени и осуществляют факельное сжигание топлива, при этом устанавливают величину электростатического потенциала приграничной зоны образования пламени на заданном уровне, обеспечивающем требуемые параметры горения топлива при его факельном сжигании.

Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит, как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков предлагаемого нами технического решения, поэтому оно соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Техническая сущность предлагаемого способа сжигания пылеугольного топлива заключается в следующем: создают электродуговой разряд в зоне воспламенения, подают топливовоздушную смесь в зону воспламенения, осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси в зоне воспламенения, создают диффузный электрический разряд, воздействуют диффузным электрическим разрядом на приграничную зону образования пламени и осуществляют факельное сжигание топлива, при этом производят поддержание электростатического потенциала приграничной зоны образования пламени на заданном уровне.

Известно, [Лаутон Д., Вайнберг Ф. Электрические аспекты горения. / Пер. с англ. под ред. В.А. Попова. М.: Энергия, 1976. - 296 с], что от состояния предпламенной зоны зависит процесс образования пламени, устойчивость и интенсивность горения всего факела, что особенно важно при сжигании низко реакционного топлива (угольная пыль, водоугольное топливо) горение которого невозможно осуществить в обычных условиях, что требует применения дополнительных мер, например, предварительного нагревания топлива и окислителя.

Для инициирования начала горения в зоне воспламенения создают электрическую высокочастотную дугу с помощью электродов, изолированных относительно металлоконструкций горелочного устройства, размещенных в этой зоне и подключенных к источнику высокочастотного тока. Величину тока выбирают в диапазоне 0,1÷2А. Для обеспечения устойчивости горения электрической дуги напряжение холостого хода источника тока может варьироваться от сотен до десятков тысяч вольт. Частота переменного тока выбирается из условия обеспечения образования диффузного электрического разряда в зоне образования пламени при загорании факела, которую выбирают в диапазоне частот от 5÷50 кГц. В качестве источника высокочастотного тока могут быть использованы широко распространенные в промышленности преобразователи частоты. Для обеспечения заданного электростатического потенциала предпламенной зоны относительно металлоконструкций горелки один из электродов присоединяют к одному из полюсов источника постоянного напряжения регулируемой величины 0÷5 киловольт для поддержания потенциала этой области на заданном уровне, не зависящем от интенсивности хемоионизанионных процессов в зоне воспламенения факела, которые, в свою очередь, зависят от технического состава топлива, температуры и других факторов влияющих на интенсивность инжекции электронов и ионов в предпламенную зону, при этом другой полюс источника постоянного напряжения присоединяют к металлическому корпусу горелки. При зажигании пылеугольного топлива электрической дугой, ток дуги инициирует процессы хемоионизации и ионы и электроны перед зоной воспламенения формируют высоко ионизированную предпламенную зону, обеспечивая при этом формирование диффузного разряда, который обеспечивает устойчивость и интенсивность горения топливовоздушной смеси в виде факела. При помощи источника постоянного напряжения устанавливают необходимый потенциал пред пламенной зоны вне зависимости от уровня процессов хемоионизаии в горящем факеле, тем самым обеспечивают требуемые параметры горения топлива, например, температуру его горения.

Изменение электростатического потенциала предпламенной зоны происходит за счет подачи напряжения на один электродов от высоковольтного источника постоянного напряжения относительно корпуса горелки, при этом диффузный разряд, благодаря относительно высокой электропроводности, приобретает равный электростатический потенциал, который и обеспечивает требуемый электростатический потенциал предпламенной зоны. При изменении этого потенциала происходит изменение интенсивности ионного ветра, увлекающего продукты горения факела в зону воспламенения и поддерживающие процессы воспламенения топлива наряду с химическими процессами в высоко ионизированных областях диффузного разряда и предпламенной зоны факела. При снижении величины напряжения источника постоянного напряжения происходит снижение потенциала предпламенной зоны воспламенения, при этом снижается концентрация зарядов в предпламенной зоне факела, величина ионного ветра и, как следствие, интенсивность горения факела вплоть до его погасания. На рисунке (Фиг. 1) схематично показан механизм формирования потенциала предпламенной зоны при подаче отрицательного электростатического потенциала на диффузный электрический разряд, где 1 - корпус горелки; 2 - источник переменного высокочастотного тока; 3 - источник постоянного напряжения; 4 - электроды; 5 - зона диффузного разряда, 6 - предпламенная зона, 7 - высокотемпературные продукты горения топлива.

При подаче положительного потенциала в зону диффузного разряда (Фиг. 2) с ростом его величины потенциал предпламенной зоны снижается и соответственно интенсивность ионного «ветра», что снижает устойчивость воспламенения топлива. Увеличивая электростатический потенциал диффузного разряда можно обеспечить высокую скорость электронов, инжектируемых из зоны воспламенения, обладающих высокой ионизирующей способностью, и создать высоко ионизированную предпламенную зону, обеспечивающую высокую интенсивность химических процессов в обеспечивающих устойчивость горения факела.

Предпочтение знака электростатического потенциала, налагаемого на диффузный разряд, выбирается от вида сжигаемого топлива, условий его сжигания и из условия обеспечения требуемых параметров при факельном сжигании топлива.

Способ факельного сжигания топлива, заключающийся в том, что создают электродуговой разряд в зоне воспламенения, подают топливовоздушную смесь в зону воспламенения, осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси в зоне воспламенения, создают диффузный электрический разряд, воздействуют диффузным электрическим разрядом на приграничную зону образования пламени и осуществляют факельное сжигание топлива, отличающийся тем, что при этом производят поддержание электростатического потенциала приграничной зоны образования пламени на заданном уровне.
СПОСОБ ФАКЕЛЬНОГО СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА
СПОСОБ ФАКЕЛЬНОГО СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-3 из 3.
19.01.2018
№218.016.0c11

Топка с реактором форсированного кипящего слоя

Изобретение относится к области энергетики, и предназначено для использования в промышленных и энергетических котлах для высокоэффективного сжигания дробленых твердых топлив и горючих отходов. Топка с реактором форсированного кипящего слоя 9 содержит вертикальную топочную камеру 1, в нижней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632637
Дата охранного документа: 06.10.2017
29.03.2019
№219.016.edb7

Вихревая растопочная пылеугольная горелка

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и т.д. для обеспечения безмазутного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива. Вихревая растопочная пылеугольная горелка содержит внешний канал 1 пылеугольного топлива, внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683052
Дата охранного документа: 26.03.2019
10.07.2020
№220.018.30f0

Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и т.п. для обеспечения безмазутного розжига и стабилизации горения пылеугольного и водноугольного топлива. Устройство плазменного электроионизационного воспламенения пылеугольного топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726023
Дата охранного документа: 08.07.2020
Показаны записи 1-8 из 8.
10.11.2013
№216.012.7ee6

Способ сжигания пылеугольного топлива

Предлагаемое техническое решение относится к области энергетики и может быть использовано для факельного сжигания низкореакционного вида топлива, например угольной пыли, с меньшими затратами электрической энергии. Способ сжигания пылеугольного топлива заключается в том, что его воспламенение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498159
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.05.2015
№216.013.4a91

Способ измерения массового расхода вещества в потоке

Изобретение относится к области косвенного измерения расхода сыпучих и диспергированных в газовых средах веществ и может быть использовано в технологических процессах, где необходимо контролировать расход вещества в потоке, например, для контроля за расходом угольной пыли на тепловых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550596
Дата охранного документа: 10.05.2015
25.08.2017
№217.015.9c8a

Способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли

Предлагаемое техническое решение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для электрохимического факельного сжигания угольной пыли с более высокой степенью стабилизации горения факела угольной пыли. Способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610370
Дата охранного документа: 09.02.2017
20.01.2018
№218.016.12a2

Способ сжигания топлива

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для факельного сжигания твердого топлива, содержащего компоненты различной реакционной способности (летучие). Способ сжигания топлива заключается в том, что подводят угольную пыль к горелкам с помощью первичного воздуха в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634344
Дата охранного документа: 25.10.2017
03.03.2019
№219.016.d2b0

Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и т.д. для обеспечения безмазутного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива. Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива содержит корпус, стержневые электроды (5)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410603
Дата охранного документа: 27.01.2011
03.03.2019
№219.016.d2b8

Плазменный запальник для воспламенения пылеугольного топлива

Изобретение относится к области энергетики и может использоваться для розжига и стабилизации горения различных топочных устройств. Изобретение повышает надежность работы плазменного запальника и увеличивает ресурс его работы за счет исключения периодического повторного режима его запуска и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002400672
Дата охранного документа: 27.09.2010
29.03.2019
№219.016.edb7

Вихревая растопочная пылеугольная горелка

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и т.д. для обеспечения безмазутного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива. Вихревая растопочная пылеугольная горелка содержит внешний канал 1 пылеугольного топлива, внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683052
Дата охранного документа: 26.03.2019
26.10.2019
№219.017.db0e

Устройство факельного сжигания топлива

Изобретение относится к энергетике. Устройство факельного сжигания топлива содержит камеру воспламенения, источник переменного тока, не менее двух стержневых электродов, соединенных с источником переменного тока, канал подачи топливной аэросмеси, канал вторичного воздуха, камеру охлаждения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704178
Дата охранного документа: 24.10.2019

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД