Установка подготовки топлива для дизелей

Полезная модель относится к областям энергетики, транспорта и машиностроения, в частности, к судовым системам топливоподготовки. Подготовка топлива сводится к процессу насыщения его водой и созданию устойчивой водотопливной эмульсии, пригодной для использования в дизельных установках.

Установка подготовки топлива для дизелей включает в себя следующие основные элементы: аппарат вихревого слоя, насосы, озонатор, эжекторы, динамический отстойник и фильтр. Технологический процесс состоит из трех этапов:

- водоподготовка (электрохимическое разделение воды на католит и анолит, а также озонирование католита, идущего на производство водотопливной эмульсии);

- создание устойчивой эмульсии топлива и воды в аппарате вихревого слоя (используется на режимах холостого хода дизеля, содержание воды в эмульсии до 7%);

- получение водотопливной эмульсии в эжекторе (используется совместно с предыдущим на режимах номинальной нагрузки дизеля, содержание воды в эмульсии до 20%).

Исполнение установки подготовки топлива для дизелей блочное на общей раме. При этом сокращается время монтажа и значительно упрощается транспортировка. Также исполнение может быть выполнено в виде отдельных модулей в случае невозможности монтажа целым блоком ввиду стесненных условий помещения, в котором планируется производить монтаж.

Полезная модель относится к областям энергетики и транспорта, в частности, к системам топливоподготовки энергетических дизельных установок.

Установка подготовки топлива для дизелей предназначена для получения водотопливной эмульсии, которая в последствии используется в дизельных установках.

Установка состоит из трех функциональных блоков:

- блок подготовки воды;

- блок обводнения топлива в аппарате вихревого слоя;

- блок дополнительного обводнения топлива.

Первый блок служит для предварительной подготовки воды, которая будет использоваться для производства водотопливной эмульсии.

Во втором и третьем блоках происходит процесс производства водотопливной эмульсии. Во втором блоке топливо насыщается водой до концентрации 7%, кроме этого при перемешивании топлива и воды в аппарате вихревого слоя в топливе уменьшается концентрация смолистых соединений углеводородов и серы. Водотопливная эмульсия, полученная во втором блоке, подходит для питания дизеля на всех режимах нагрузки.

Третий блок необходим для дополнительного обводнения топлива с целью повышения эффективности его сгорания. Данный процесс осуществляется с помощью эжектора, причем концентрация воды в топливе варьируется в зависимости от нагрузки двигателя.

Принципиальная схема установки подготовки топлива для дизелей представлена на фигуре 1.

Известны устройства подготовки топлива, в основе которых лежит метод получения водотопливной эмульсии, описанные в источниках [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7].

Наиболее близко по технической сущности является изобретение «Установка активации процессов» Патент РФ RU 50876.

Общими недостатками данных устройств являются следующие:

- отсутствует предварительная подготовка воды для получения водотопливной эмульсии;

- неудовлетворительные массогабаритные показатели установок;

- не полон цикл подготовки топлива перед сжиганием в дизеле.

Задачей изобретения является повышение качества низкосортных топлив, применяемых в силовых дизельных установках.

Технический результат полезной модели состоит в разработке установки подготовки топлива для дизелей, с помощью которой их работа на низкосортных топливах осуществляется с выходными параметрами как при работе на базовом топливе.

Число, назначение и работа функциональных единиц обеспечивают полное и комплексное решение поставленной задачи.

Оптимальное исполнение данной установки в виде блочного устройства на общей раме. Также возможен вариант исполнения отдельными модулями.

Подобная установка может быть использована для обработки и очистки низкосортных и базовых топлив, применяемых в дизелях, а также мазутов, используемых в котлоагрегатах.

Предлагаемая полезная модель позволит обеспечить наиболее полное сжигание топлив различных марок в дизельных двигателях и котлоагрегатах, за счет чего будут достигаться высокие технико-экономические и экологические показатели силовых установок, работающих на углеводородном топливе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 представляет собой принципиальную схему установки подготовки топлива для дизелей.

Части схемы сгруппированы в три связанных блока:

- блок подготовки воды;

- блок обводнения топлива в аппарате вихревого слоя;

- блок дополнительного обводнения топлива.

Блок водоподготовки включает: электролизер (поз.8) для разделения воды на католит и анолит (щелочную и кислотную среды), озонатор (поз.3) для производства озона и эжектор (поз.6(1)) для смешения католита и озоно-воздушной смеси.

Блок обводнения топлива в аппарате вихревого слоя состоит из: шестеренчатого насоса (поз.1(1)), аппарата вихревого слоя (поз.4), в котором происходит диспергирование воды с топливом, гидроциклона (поз.9) для удаления выпавших в осадок серы и смолистых соединений углеводородов, также в схему включены расходомеры исходного топлива и воды (поз.12(1) и 12(2), соответственно).

Блок дополнительного обводнения топлива имеет в своем составе: шестеренчатый насос (поз.1(2)), регулируемый клапан с электроприводом (поз.10) для управления концентрацией воды в эмульсии, эжектор (поз.6(2)) для подмешивания дополнительной порции воды к водотопливной эмульсии.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Результат достигается тем, что поступающее на переработку топливо проходит обработку в соответствии с принципиальной схемой установки подготовки топлива для дизелей, представленной на фигуре 1, следующим образом.

Вода для производства водотопливной эмульсии поступает из систем холодного или технического водоснабжения. Сначала вода поступает в электролизер (поз.8), где происходит электрохимическое разделение воды на католит и анолит. Для производства водотопливной эмульсии используется католит, так как имеет меньшую коррозионную активность. Анолит может использоваться в системах очистки сточных вод для их предварительного подкисления. Далее католит забирается центробежным насосом (поз.7) и подается в эжектор (поз.6(1)), где происходит насыщение озоном, поступающим от озонатора (поз.3) в строго определенной концентрации, зависящей от нагрузки дизеля. После чего обогащенный озоном католит забирается шестеренчатым насосом (поз.1(1)) вместе с исходным топливом и подается в аппарат вихревого слоя (поз.4).

Далее водотопливная эмульсия поступает в гидроциклон (поз.9), в котором топливо очищается от выпавших в осадок после обработки в аппарате вихревого слоя серы и смолистых соединений углеводородов.

Очищенная водотопливная эмульсия забирается на выходе гидроциклона (поз.9) шестеренчатым насосом (поз.1(2)) и подается на эжектор (поз.6(2)), где происходит дополнительное обводнение водотопливной эмульсии в зависимости от нагрузки двигателя в строго определенной пропорции.

Обводненное топливо с помощью аппарата вихревого слоя (поз.4) может использоваться для питания дизеля в момент запуска, а также при работе на холостом ходу. Топливо с большей концентрацией воды, полученное при использовании эжектора (поз.6(2)), подается в дизель на режиме 25%-ой нагрузки и выше.

Таким образом, число, назначение и работа функциональных элементов системы обеспечивают полное решение поставленной задачи.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Патент Российской Федерации RU 2135897 Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии энергетической установки.

2. Патент Российской Федерации RU 2165049 Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию и устройство для его осуществления.

3. Патент Российской Федерации RU 2239493 Установка для приготовления водотопливных эмульсий и ее варианты.

4. Патент Российской Федерации RU 50876 Установка активации процессов.

5. Сисин В.Д., Егоров В.Г. Исследование эжекторной установки непрерывного получения водотопливной эмульсии // Техническая эксплуатация и исследование судовых энергетических установок: сб. науч. тр. / НИИВТ. - Новосибирск, 1985. - с.29-34.

6. Новиков Б.А., Пименов Ю.А., Черников В.В. Виброкавитационные технологии приготовления высокостабильных топливных эмульсий // Инновации. - 1997. - 1. - с.34-36.

7. Балабышко A.M. Разработка роторного аппарата для получения стабильных эмульсий: автореф. дис. канд. техн. наук / МИХМ. - М., 1985. - 16 с.

Установка подготовки топлива для дизелей, содержащая последовательно соединенные трубопроводами блок подготовки воды, блок обводнения топлива до 7% по массе и блок обводнения водотопливной эмульсии до 20% по массе, отличающаяся тем, что она снабжена собственной системой комплексной обработки воды электрохимическим разделением и озонированием, состоящей из электролизера, эжектора и озонатора с регулируемой дозой озона, наличием блока обводнения топлива, в котором происходит диспергирование и очистка топлива с 7%-ным содержанием воды, включающего аппарат вихревого слоя и гидроциклон, а также блока обводнения водотопливной эмульсии, в котором осуществляется дополнительное обводнение водотопливной эмульсии в зависимости от нагрузки дизеля в строго определенной пропорции, состоящего из эжектора и регулирующего клапана.