Способ сжигания топлива в топочном устройстве
Авторы патента:
Изобретение может быть использовано для осуществления акустического воздействия на процесс сгорания топлива в топочном устройстве. Способ сжигания топлива в топочном устройстве включает акустическое воздействие на процесс сгорания топлива. При этом акустическое воздействие проводят в высокочастотном пульсирующем режиме с высокочастотной составляющей 25-160 кГц с пульсацией 5-240 Гц. Использование заявляемого изобретения позволяет интенсифицировать, оптимизировать процесс сжигания топлива за счет более равномерного смешивания окислителя с топливом, повышает скорость окислительных процессов, уменьшает недожог более чем на 40-50% в сравнении с известным техническим решением. 1 ил.
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для осуществления акустического воздействия на процесс сжигания топлива в топочном устройстве.Известны различные способы сжигания топлива в топочном устройстве (твердого, пылевидного, жидкого, газообразного), включающие как предварительный размол топлива в тонкий порошок, так и сосредоточенный подвод воздуха в топочное пространство (см. Г.С. Бобровский, А.М. Зимаков. “Паровые котлы промышленных предприятий”, Госэнергетическое изд-во, М.-Л.: Госэнергетическое изд-во, 1949 г., с.97-126).Недостатками известных способов являются низкая эффективность сжигания топлива из-за химических и механических недожогов вследствие неравномерного смешивания окислителя с топливом.Известен также способ сжигания топлива путем воздействия акустических колебаний в зоне горения, при этом одновременно с акустическими колебаниями в зоне горения возбуждают колебания нелинейной, преимущественно пилообразной, формы с частотой в 10-100 раз выше частоты акустических колебаний, а соотношение их амплитуд составляет 0,2-1,0 (см. описание изобретения к авт. св-ву № 663966, М.кл.2 F 23 D 11/34 на “Способ сжигания топлива”).Это техническое решение принято в качестве прототипа.Использование данного способа позволяет повысить эффективность сжигания топлива за счет наложения низкочастотных акустических колебаний на нелинейные колебания с крутым фронтом в месте пика давления и высокой частотой, что, в свою очередь, позволяет увеличить как интенсивность теплообмена и диспергирования частиц топлива, так и создает необходимую амплитуду перемещения частиц топлива.Однако нелинейное взаимодействие низких и высокочастотных акустических волн с крутым фронтом в месте пика давления приводит к недостаточно равномерному смешиванию окислителя с топливом, процесс сжигания частиц топлива нестабилен, что не позволяет до конца его оптимизировать на всю размерную гамму частиц сжигаемого топлива и создает условия для недожога частиц топлива.Задачей заявляемого технического решения является создание способа сжигания топлива, позволяющего интенсифицировать, оптимизировать данный процесс за счет более равномерного смешивания окислителя с топливом и повышения скорости окислительных процессов.Поставленная задача достигается тем, что в способе сжигания топлива в топочном устройстве, включающем акустическое воздействие на процесс сгорания топлива, акустическое воздействие проводят в высокочастотном пульсирующем режиме с высокочастотной составляющей 25-160 кГц с пульсацией 5-240 Гц.Известно, что в процессе горения топлива, в частности угольной пыли, мелкие частицы (до 100 мкм) и летучие вещества сгорают быстро и расходуют основную часть кислорода до 96% от поданного в топку, в то время как крупные и средние частицы пыли (размером 300-100 мкм), определяющие механический недожог, горят в бедной кислородом атмосфере (4% и менее), вследствие чего скорость окисленных процессов соответственно снижается. Кроме того, высокая пористость поверхности при значительной массе такой пылинки придает ей высокую парусность, создавая синхронное перемещение ее с газовым потоком по длине факела и пространству топки, и дополнительно уменьшает тем самым скорость диффузионно-окислительных процессов.Акустическое воздействие на процесс сгорания топлива с высокочастотной составляющей 25-160 кГц с пульсацией 5-240 Гц позволяет повысить эффективность сжигания топлива и интенсифицировать процесс горения всей размерной гаммы частиц топлива (в частности, угольной пыли, аэрозоли мазута) за счет создания гаммы частот, соответствующих собственным частотам колебаний частиц топлива, приводящим к резонансному эффекту, который вызывает увеличение амплитуд колебаний частиц топлива, превышающих размер групп образований приграничных инертных газов, являющихся продуктами окисления, и тем самым увеличивает вероятность столкновения с кислородом.Заданные параметры акустического воздействия обеспечивают частичкам топлива недостающие при штатном горении относительные перемещения газового потока с пульсирующим режимом, необходимым для выхода частиц из каронального облака продуктов окисления (где кислород практически отсутствует), что увеличивает вероятность соударения с молекулами свободного кислорода всей размерной гаммы частиц и уменьшает недожог более чем на 30-50% по сравнению с известным решением - прототипом.При акустическом воздействии с высокочастотной составляющей менее 25 кГц с пульсацией менее 5 Гц не обеспечивается полное сжигание топлива ввиду неравномерного смешивания окислителя с топливом.Акустическое воздействие с высокочастотной составляющей более 160 кГц с пульсацией более 240 Гц экономически и технически нецелесообразно ввиду достижения при заявленных режимах необходимых тепло-физико-химических характеристик в топочном устройстве и последующем удорожании и усложнении способа сжигания топлива. При этом при пульсации более 240 Гц не обеспечивается необходимая низкочастотная составляющая.Способ осуществляют следующим образом.Например схема режима (работы) способа показана на чертеже: позиция 1 - высокочастотные колебания, позиция 2 - пульсирующий режим, а - средние частотные характеристики (высокочастотный - 90 кГц с пульсацией 120 Гц), б - минимальный высокочастотный и максимальный пульсирующие режимы (высокочастотный - 25 кГц с пульсацией 240 Гц), в - максимальный высокочастотный и минимальный пульсирующие режимы в заданных параметрах (высокочастотный - 160 кГц с пульсацией 5 Гц).В зависимости от количественных соотношений размерных гамм крупных и мелких частиц сочетания высоких и низких частот могут быть другими, более оптимальными для конкретного варианта.Способ сжигания топлива (угольная пыль, газ) осуществляли в котлах ТП-92 Пермской ГРЭС-16.Результаты испытаний показали, что использование заявленного способа сжигания топлива позволяет интенсифицировать, оптимизировать данный процесс и уменьшить недожог по сравнению с известным способом-прототипом на 40-50%.При выходе за заявляемые режимы наблюдается либо недожог топлива (высокочастотная составляющая менее 25 кГц с пульсацией менее 5 Гц), либо он остается на уровне заявляемых режимов (высокочастотная составляющая более 160 кГц с пульсацией более 240 Гц).Формула изобретения
Способ сжигания топлива в топочном устройстве, включающий акустическое воздействие на процесс сжигания топлива, отличающийся тем, что акустическое воздействие проводят в высокочастотном пульсирующем режиме с высокочастотной составляющей 25-160 кГц с пульсацией 5-240 Гц.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Горелка жидкотопливная // 2229656
Способ воспламенения и стабилизации горения углеродосодержащего жидкого топлива в форкамере // 2229058
Изобретение относится к способам зажигания и стабилизации горения углеродосодержащего жидкого топлива
Устройство для сжигания топлива // 2227870
Газодинамический инфракрасный излучатель // 2227249
Изобретение относится к энергомашиностроению, преимущественно к теплотехнике, и может быть использован для получения инфракрасного излучения в заданном диапазоне длин волн
Устройство для сжигания топлива // 2227247
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания топлива в низкоэмиссионных камерах сгорания различных энергетических систем: газотурбинных установок (ГТУ), газотурбинных двигателей (ГТД), печах, котлах и др
Способ бессажного сжигания топлива // 2219435
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к технологии бессажного сжигания топливного сырья
Горелка для сжигания жидкого топлива // 2217659
Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого топлива
Способ ступенчатого сжигания топлива в котле с охлаждаемыми камерой сгорания и дымогарными трубами // 2213907
Изобретение относится к топочной технике и может быть использовано в отопительных, теплокумулятивных и паросиловых системах для высокоэффективного нагрева воды и выработки пара при низком выходе в атмосферу оксидов азота
Способ сжигания топлива // 2213296
Изобретение относится к сжиганию газообразного и жидкого топлива в котельных и других топливоиспользующих установках
Способ сжигания топлива // 2233404
Изобретение относится к тепловой энергетике и может быть использовано в паровых котлах с пылесистемами прямого вдувания топлива
Изобретение относится к небольшой плавильной печи с ионным разложением, способной сжигать и плавить отходы, такие как металлы, а также мусор типа бытовых отходов, макулатуры, пластика, жидких отходов и отработавших масел
Изобретение относится к способам получения энергии из веществ
Изобретение относится к бытовым отопительным устройствам, работающим на жидком топливе (керосине, дизельном и других) без использования дополнительных видов энергии, а именно к конструкции печи и горелочного устройства испарительного типа для нее, в которых подача воздуха для горения осуществляется под действием естественной тяги
Способ утилизации тротила // 2247933
Изобретение относится к способам сжигания твердого топлива и может быть использовано при утилизации тротила
Изобретение относится к способам сжигания газов на факельных и других установках и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтехимической, химической, коксохимической и в других отраслях промышленности, где происходит термическое обезвреживание газов при невозможности их утилизации в технологических процессах и(или) аварийном их выбросе в атмосферу
Горелка для сжигания жидкого топлива // 2248503
Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого топлива
Изобретение относится к сжиганию углеводородного топлива