Система подачи топлива для сжигания (варианты)

 

Изобретение относится к области подачи жидкого и газообразного топлива в устройства для сжигания, т.е. к циркуляционным системам подачи топлива в топку. Система подачи топлива для сжигания содержит соединенные последовательно в замкнутый циркуляционный контур топливный бак, циркуляционный насос, регулирующий клапан, подогреватель топлива, распределительный коллектор горелок, трубопровод возврата топлива, в систему дополнительно установлен каскад сопел, расположенный между подогревателем топлива и распределительным коллектором горелок. Изобретение обеспечивает подготовку топлива для полного сгорания и тем самым увеличение кпд системы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области подачи жидкого и газообразного углеводородистого топлива в устройства для сжигания, т.е. к циркуляционным системам подачи топлива в топку. Изобретение может быть использовано в технологическом процессе сжигания в котельных и печных агрегатах, в камерах сгорания двигателей и движетелей различных видов и предназначений.

Известны циркуляционные системы подачи топлива в топку /1/, содержащие соединенно последовательно в замкнутом циркуляционном контуре топливный бак, циркуляционный насос, регулирующий клапан, подогреватель топлива, распределительный коллектор горелок, трубопровод возврата топлива в топливный бак и струйный аппарат с активным соплом, соединенный с выходом циркуляционного насоса, и приемной камерой, выход которой подключен к подогревателю топлива, а вход через обратный клапан - к распределительному коллектору горелок, а в трубопроводе возврата топлива установлена дроссельная шайба.

Недостатком таких систем является возможность недогрева топлива при нарушении или сбое в технологическом цикле, длительность вывода систем из таких сбоев, химическая неполнота сгорания топлива, снижение экономичности работы.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков и экономии углеводородистого топлива. Для этого необходимо улучшить качество топлива и тем самым повысить кпд системы путем превращения углеводородистого жидкого топлива в газообразное или близкое к этому состоянию.

Сущность изобретения состоит в том, что в систему дополнительно установлен каскад сопел, расположенный между подогревателем топлива и распределительным коллектором горелок.

На чертежах представлены схемы систем: фиг.1 - система подачи топлива для сжигания (с распределительным коллектором горелок); фиг.2 - система подачи топлива для сжигания (с распределительным коллектором паромеханических горелок).

Система содержит соединенные последовательно в замкнутом циркуляционном контуре топливный бак 1, циркуляционный насос 2, регулирующий клапан 3, подогреватель топлива 4, каскад сопел 5, распределительный коллектор горелок 6, трубопровод возврата топлива в топливный бак 7, сопло 8 (фиг.1), распределительный коллектор паромеханических горелок 9, подвод пара 10, котел 11 (фиг.2).

Система работает следующим образом.

Подогретое в топливном баке 1 топливо циркуляционным насосом 2 через подогреватель топлива 4 поступает на каскад сопел 5, затем через распределительный коллектор горелок 6 поступает в котел 11. Сброс топлива производится по трубопроводу 7 (фиг.1). Весь технологический процесс происходит в закрытом тигле.

На подогревателе топлива 4 топливо подогревается, например, до температуры 100-110С паром из котла, а на каскаде сопел 5 подогрев идет за счет механических сил трения до температуры 120-130С. При нагревании топлива в каскаде сопел 5 происходит превращение жидкого топлива в газообразное или близкое к газообразному состоянию. Такая подготовка топлива позволяет улучшить качество самого топлива и обеспечить полноту его сжигания, повышая этим экономичность работы.

Сопла соединяются в каскад при помощи фланцев или сварки. Количество сопел и их типоразмер подбираются опытным путем в зависимости от того, какую температуру необходимо получить для конкретной системы.

На фиг.2 показана та же система, но с распределительным коллектором паромеханических горелок 9 и подводом пара 10 к ним из котла 11.

Доведенное в каскаде сопел жидкое топливо до близкого к газообразному или газообразному состоянию топливо попадает в паромеханические горелки распределительного коллектора и смешивается там с перегретым сухим паром, близким по состоянию к превращенному в газ топливу. Происходит обогащение топлива водородом, выделенным из пара, и как результат - происходит активное горение с повышенным выделением тепла, кпд системы при этом на 10-20% выше, чем при работе без каскада сопел.

Использование каскада сопел в системе подготовки топлива для его сжигания может быть применено и при сжигании природного или искусственного газа с подводом пара к распределительному коллектору паромеханических горелок. Дополнительный подогрев газа при прохождении его через каскад сопел способствует разрыву межмолекулярных связей и, как следствие, лучшему горению составляющих элементов газа. При использовании газа необходимо соблюдать условие - температура газов и перегретого пара должны примерно быть одинаковы.

Таким образом, при данной системе подготовки топлива к сжиганию происходит полное сгорание топлива. За счет этого происходит устранение золовых отложений, снижается интенсивность коррозии поверхностей нагрева и газоходов, устраняются отложения в емкостях для жидкого топлива, значительно снижается коксование горелок.

Большая теплоотдача при использовании каскада сопел и паромеханических горелок способствует увеличению параметров котла и прежде всего температуры в топке, как следствие - увеличение температуры перегретого пара, энтальпии и его количества. Повышается коэффициент полезного действия системы, уменьшается количество сжигаемого топлива, увеличивается мощность установок.

Кроме того, так как на дополнительный подогрев топлива в каскаде сопел не требуется энергетических затрат, происходит экономия расхода пара за счет того, что не надо отправлять часть пара на подогрев топлива в топливный бак 1 и в подогреватель топлива 4. Поэтому эта часть пара поступает потребителю.

Каскад сопел можно использовать в системе подогрева воды и других жидкостей.

Конструкция каскада сопел проста и может быть изготовлена на стандартном оборудовании в производстве.

Формула изобретения

1. Система подачи топлива для сжигания, содержащая соединенные последовательно в замкнутый циркуляционный контур топливный бак, циркуляционный насос, регулирующий клапан, подогреватель топлива, распределительный коллектор горелок, трубопровод возврата топлива, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит каскад сопел, расположенный между подогревателем топлива и распределительным коллектором горелок.

2. Система подачи топлива для сжигания, содержащая соединенные последовательно в замкнутый циркуляционный контур топливный бак, циркуляционный насос, регулирующий клапан, подогреватель топлива, распределительный коллектор горелок, трубопровод возврата топлива, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит каскад сопел, расположенный между подогревателем топлива и распределительным коллектором паромеханических горелок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2