способ сжигания мазута и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ сжигания мазута путем его смешивания с воздухом или паром, отличающийся тем, что проводят вторичное смешивание полученной первично топливно-воздушной смеси с мазутом, который дополнительно подают закрученным встречным потоком под острым углом к направлению подачи топливно-воздушной смеси.

2. Устройство для сжигания мазута, содержащее тангенциальные каналы подачи мазута и воздуха или пара, ресивер с лопаточным завихрителем, смеситель, отличающееся тем, что оно снабжено вторичным смесителем и дополнительным тангенциальным каналом подачи мазута, вторичный смеситель установлен соосно с основным смесителем, а канал подачи воздуха или пара в основной смеситель выполнен в виде инжектора, причем основной смеситель и вторичный смеситель соединены между собой посредством канала, который выполнен в виде инжектора, а дополнительный тангенциальный канал подачи мазута подведен во вторичный смеситель.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что основной и дополнительный тангенциальные каналы подачи мазута имеют раздельную подачу через регуляторы давления и на части длины выполнены с возможностью встречной подачи мазута в смеситель закрученным противопотоком под острым углом к направлению подачи соответственно воздуха или пара и топливно-воздушной смеси.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительный тангенциальный канал подачи мазута размещен симметрично основному каналу подачи мазута.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для сжигания топлива, преимущественно жидкого, в топках котлов, печей и энерготехнологических агрегатов для подготовки теплоносителя и термического обезвреживания промышленных отходов, и может быть использовано для сжигания мазута и любых других жидких топлив в разных топливосжигающих устройствах.

Известен способ подогрева мазута по авторскому свидетельству СССР 1263967, кл. F 23 D 5/00, 1986г., согласно которому смешивание компонентов ведут эжекцией пара активной струей мазута.

Основным недостатком данного способа является низкое качество сжигания топлива.

Известен способ сжигания мазута по авторскому свидетельству СССР 1455128, кл. F 23 С 9/00, F 23 D 11/00, 1989г., принятый заявителем за прототип. Согласно этому способу часть мазута предварительно отводят и подают по оси вихревой зоны горения совместно с газами рециркуляции, подаваемыми кольцевой струей вокруг осевого потока части мазута.

Недостатком способа является недостаточная дисперсность топлива и низкое качество его сжигания.

Известна форсунка по авторскому свидетельству СССР 1361426, кл. F 23 D 11/14, 1987г. , содержащая размещенные один в другом внутренний и наружный корпуса, образующие центральный и периферийный каналы, и золотник, установленный во внутреннем канале с возможностью продольного перемещения, оба корпуса и золотник выполнены в сечении прямоугольной формы с примыканием их один к другому нижними основаниями и с образованием периферийного канала только с одной стороны, противоположной основаниям, а золотник выполнен с косым срезом, обращенным в сторону потока топлива.

Недостатком данной форсунки является то, что полученная посредством ее топливно-воздушная смесь имеет недостаточную дисперсность и низкое качество сжигания топлива.

Известно горелочное устройство по авторскому свидетельству СССР 1328640, кл. F 23 D 5/00, 1987г., принятое заявителем за прототип. Оно содержит корпус с соосным смесителем в виде сопла Лаваля, центральную топливную трубку и канал рециркуляции продуктов сгорания, за смесителем установлен газозаборник, подключенный к топливной трубке посредством канала рециркуляции продуктов сгорания. Газозаборник выполнен в виде трубки с открытым торцом, размещенным встречно смесителю. Кроме того, газозаборник может быть выполнен в виде коллектора с перфорированными стенками, перфорация которых расположена встречно смесителю, а топливная трубка и канал рециркуляции продуктов сгорания снабжены запорно-регулирующей арматурой.

Горелочное устройство не обеспечивает получение и сжигание топлива нужного качества.

Технической задачей изобретения является повышение качества сжигания топлива, снижение содержания окислов азота и серы в продуктах сгорания и улучшение его дисперсионных характеристик.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе проводят вторичное смешивание полученной первично топливно-воздушной смеси с мазутом, который дополнительно подают закрученным встречным потоком под острым углом к направлению подачи топливно-воздушной смеси.

Кроме того, устройство для осуществления способа сжигания мазута снабжено вторичным смесителем и дополнительным тангенциальным каналом подачи мазута, вторичный смеситель установлен соосно с основным смесителем, а канал подачи воздуха или пара в основной смеситель выполнен в виде инжектора, причем основной смеситель и вторичный смеситель соединены между собой посредством канала, который выполнен в виде инжектора, а дополнительный тангенциальный канал подачи мазута подведен во вторичный смеситель.

Кроме того, основной и дополнительный тангенциальные каналы подачи мазута имеют раздельную подачу через регуляторы давления и на части длины выполнены с возможностью встречной подачи мазута в смеситель закрученным противопотоком под острым углом к направлению подачи соответственно воздуха или пара и топливно-воздушной смеси.

Кроме того, дополнительный тангенциальный канал подачи мазута размещен симметрично основному каналу подачи мазута.

На фиг.1 изображено устройство для сжигания мазута, общий вид;

на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1;

на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1;

на фиг.5 - спиральная канавка на поверхности канала подачи мазута.

Устройство для реализации способа сжигания мазута включает корпус 1, тангенциальный канал 2 подачи мазута и тангенциальный канал 3 подачи воздуха или пара. В корпусе 1 выполнены основной смеситель 4 и вторичный смеситель 5 соосно с основным смесителем 4. Канал 3 подачи воздуха или пара в основной смеситель 4 снабжен регулятором давления 6 и ресивером 7 с тангенциальным завихрителем 8, а выходной конец его выполнен в виде инжектора 9. Причем основной смеситель 4 и вторичный смеситель 5 соединены между собой посредством канала, который выполнен в виде инжектора 10. Устройство снабжено дополнительным тангенциальным каналом 11 подачи мазута, который подведен во вторичный смеситель 5 и снабжен регулятором давления 12 подачи мазута или ее перекрытия. Канал 2 основной подачи мазута также снабжен регулятором давления 13. Канал 3 подачи воздуха или пара имеет участок 14 направления потока воздуха непосредственно в газомазутную горелку 15 перед топкой и смешивания его с уже подготовленной топливно-воздушной смесью. Причем тангенциальные каналы 2 и 11 имеют раздельную подачу и на части длины выполнены с возможностью встречной подачи под острым углом 16 мазута в смеситель 4 или 5 закрученным противопотоком посредством спиральной канавки 17, выполненной на конусной поверхности 18 каждого канала 2 и 11. То есть выходные концы каналов выполнены под встречным острым углом к оси устройства и направлению подачи соответственно воздуха или пара и топливно-воздушной смеси. А также дополнительный тангенциальный канал 11 и основной канал 2 подачи мазута размещены симметрично относительно оси устройства. Причем дополнительный тангенциальный канал 11 выполнен по часовой стрелке, а основной канал 2 - против часовой стрелки.

Способ осуществляют следующим образом.

По каналу 3 подачи воздуха или пара подают воздух, который, закручиваясь при помощи завихрителя 8, накапливается в ресивере 7 и, проходя через инжектор 9, входит в основной смеситель 4 с повышенным давлением. Сюда же, в основной смеситель 4, по тангенциальному каналу 2 подают мазут, закрученный посредством спиральной канавки 17 под давлением не более 0,3 давления воздуха. При встрече двух потоков, направленных навстречу друг другу, под острым углом 16 в основном смесителе 4 создается крутящий момент топливных частиц, который под действием центробежной силы подхватывает и увлекает за собой воздушный или паровой поток, смешиваясь и образуя топливную смесь, которая затем через инжектор 10 подается во вторичный смеситель 5. Во вторичном смесителе 5 проводят вторичное смешивание уже первично полученной в основном смесителе 4 топливно-воздушной смеси с мазутом, который дополнительно подают закрученным с помощью спиральной канавки 17 по дополнительному тангенциальному каналу 11 встречным потоком под острым углом 16 к направлению подачи полученной топливно-воздушной смеси. Давление подачи мазута в канале 11 также равно не более 0,3 давления подачи воздуха или пара. Во вторичном смесителе 5 происходит тот же процесс, что и в основном смесителе 4. При встрече потоков топливно-воздушной смеси, полученной в основном смесителе 4, и мазута, дополнительно поданного по каналу 11, создается крутящий момент топливных частиц, который под действием центробежной силы подхватывает и увлекает за собой топливно-воздушную смесь, обогащает ее мазутом, дополнительно поданным, и в виде обогащенной смеси поступает в газомазутную горелку 15. Ограничение давления подачи мазута в размере 0,3 от давления воздуха выбрано из условия безопасной работы устройства. Если подать мазут с большим давлением, топливно-воздушная смесь получится переобогащенной, что повлечет попадание мазута в паровую линию, а затем в паровой котел или в компрессор.

Использование предлагаемого решения позволило снизить содержание окислов азота и серы в продуктах сгорания, исключить задымленность окружающей среды, улучшить дисперсионные характеристики топлива, тем самым повысить качество сжигания топлива, а также повысить экономию топлива и улучшить экологию окружающей среды.