способ подготовки жидкого топлива к сжиганию

Формула изобретения

Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию, заключающийся в том, что топливо, например мазут из цистерны, сливают через сливной лоток с подогревом в промежуточную емкость, из которой его погружными насосами перекачивают в наземный резервуар, откуда струйным насосом через подогреватель топливо подают в мазутопроводы котельной, к которым непосредственно присоединены горелки или форсунки котлов, при этом в необходимых местах схемы подготовки топлива к сжиганию осуществляют фильтрацию топлива через механические фильтры, а подогрев топлива в цистерне, наземном резервуаре и подогревателях осуществляют паром, который подают из котельной по трубопроводам, причем конденсат из цистерны, наземного резервуара и подогревателей собирают через конденсатоотводчики в конденсатный бак, кроме того, в схеме также предусматривают возможность рециркуляционного подогрева топлива в наземном резервуаре по возвратному трубопроводу топлива, при этом регулировку подачи топлива, пара и сбора конденсата производят с помощью запорно-регулирующей арматуры, отличающийся тем, что рециркуляцию осуществляют от самоочищающегося фильтра тонкой очистки с одновременным подогревом, откуда часть топлива, не прошедшую фильтрацию, подают на сопло струйного насоса, который подсасывает топливо из линии возврата после форсунок и возвращают его в наземный резервуар, из которого топливо подсасывают другим струйным насосом в линию подачи топлива на форсунки через роторный гомогенизатор, в котором осуществляют первую ступень гомогенизации, далее, через фильтр грубой очистки на насос, подающий топливо на подогреватель первой ступени подогрева, который одновременно выполняет роль гомогенизатора второй ступени, далее топливо подают на самоочищающийся фильтр тонкой очистки, выполняющий одновременно роль подогревателя второй ступени, а затем - на подогреватель-гомогенизатор третьей ступени подогрева и гомогенизации и далее на форсунки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам подготовки жидкого топлива, например мазута, к сжиганию.

Аналогов, защищенных авторскими свидетельствами и патентами, не обнаружено.

Известен способ подготовки мазута к сжиганию (так называемая «Тупиковая схема, описанная в книге В.А.Адамова «Сжигание мазута в топках котлов». Л., «Недра», 1989 г., стр.260), заключающийся в том, что мазут из основной емкости подают в снабженную подогревателем расходную емкость через фильтр грубой очистки, затем из расходной емкости мазут подают насосом на другой фильтр грубой очистки, откуда мазут поступает на подогреватель, а далее через фильтр тонкой очистки мазут поступает на форсунки котла, к которым одновременно подают сухой пар. В схеме предусмотрен возврат в расходную емкость части топлива, подаваемого на форсунки. Основные узлы схемы дублированы с целью повышения надежности. Регулирование подачи топлива производят с помощью запорно-регулирующей арматуры.

Недостатками данного способа подготовки мазута к сжиганию является нагрев всей массы топлива до температуры, необходимой для подачи на форсунки, что приводит к излишним затратам тепла. Кроме того, в данном способе не осуществляется гомогенизация топлива, что не позволяет обеспечить его полное сгорание.

Известен способ подготовки мазута к сжиганию (Пермяков В.А. и др. «Теплообменники вязких жидкостей, применяемые на электростанциях». Л., Энергоатомиздат, 1983 г., стр.16,17) - ближайший аналог, заключающийся в том, что мазут из цистерн сливается через сливной лоток с подогревом в промежуточную емкость, из которой затем погружными насосами перекачивают в наземный резервуар, из которого часть топлива подают насосом в подогреватель контура рециркуляционного подогрева и обратно в резервуар, откуда насосом через другой подогреватель топливо подают в мазутопроводы котельной, к которым присоединены горелки или форсунки котлов. В необходимых местах схемы осуществляют фильтрацию топлива механическими фильтрами. Подогрев топлива в цистерне, наземной емкости и подогревателях осуществляют паром, подающимся из котельной по трубопроводам. Конденсат из емкостей и нагревателей собирают через конденсатоотводчики в конденсатный бак, откуда его отводят к мазутоловушке или в систему очистки. Обогрев мазутопроводов в необходимых местах производят с помощью паровых труб-спутников, проложенных и изолируемых совместно с ними. В схеме предусмотрена возможность рециркуляционного подогрева топлива в наземном резервуаре по возвратному трубопроводу топлива. Регулирование подачи топлива, пара и сбора конденсата производят с помощью запорно-регулирующей арматуры.

Недостатками такого способа подготовки топлива к сжиганию является его недостаточно высокое качество из-за отсутствия гомогенизации подаваемого на форсунки топлива, что приводит к неполному сгоранию, а наличие дополнительной схемы рециркуляционного подогрева топлива требует затрат электроэнергии (для насоса) и тепловой энергии (для подогревателя). Кроме того, нагрев топлива в наземном резервуаре до 70-75°С повышает пожароопасность.

Задачами заявляемого изобретения являются повышение качества топлива, подаваемого на форсунки, обеспечивающее его полное сгорание и исключение из способа подготовки топлива к сжиганию дополнительного рециркуляционного подогрева, что обеспечивает снижение энергозатрат за счет локального подогрева топлива и снижение пожароопасности за счет уменьшения температуры нагрева топлива в емкостях (наземных резервуарах).

Поставленная задача решается за счет способа подготовки топлива к сжиганию, заключающегося в том, что топливо, например мазут, из цистерн сливают через сливной лоток с подогревом в промежуточную емкость, из которой погружными насосами перекачивают в наземный резервуар, откуда струйным насосом через подогреватель топливо подают в мазутопроводы котельной, к которым присоединены горелки или форсунки котлов. В необходимых местах схемы подготовки топлива к сжиганию осуществляют фильтрацию топлива механическими фильтрами, а подогрев топлива в цистерне, наземном резервуаре и подогревателях производят паром, который подают из котельной по трубопроводам, причем конденсат из цистерны, наземного резервуара и подогревателей собирают через конденсатоотводчики в конденсатный бак, из которого затем отводят к мазутоловушке или в систему очистки. Кроме того, в схеме также предусматривают возможность рециркуляционного подогрева топлива в наземном резервуаре по возвратному трубопроводу топлива. Регулировку подачи топлива, пара и сбора конденсата производят с помощью запорно-регулирующей арматуры. Согласно изобретению рециркуляцию топлива осуществляют от самоочищающегося фильтра тонкой очистки с одновременным подогревом, откуда часть топлива, не прошедшую фильтрацию, подают на сопло струйного насоса, который также подсасывает топливо из линии возврата после форсунок и возвращают его в наземный резервуар, из которого топливо подсасывают другим струйным насосом в линию подачи топлива на форсунки через роторный гомогенизатор, в котором осуществляют первую ступень гомогенизации, далее - через фильтр грубой очистки на насос, который подает топливо на подогреватель первой ступени (80-90°С) подогрева, выполняющий одновременно роль гомогенизатора второй ступени, далее топливо подают на самоочищающийся фильтр тонкой очистки, выполняющий одновременно роль подогревателя второй ступени (90-105°С) и одновременно выполняющий роль гомогенизатора третьей ступени, а затем на подогреватель-гомогенизатор третьей ступени подогрева (120-130°С) и гомогенизации и далее на форсунки.

Таким образом, предлагаемый способ подготовки жидкого топлива к сжиганию позволяет снизить энергозатраты и повысить качество топлива, подающегося на форсунки, за счет трех ступеней подогрева и гомогенизации топлива и организации топлива по фильтрам тонкой очистки с одновременным подогревом, при этом снижается пожароопасность, т.к. температура топлива в наземных резервуарах ниже 70°С.

Анализ аналогов и прототипа заявляемого способа показал, что предлагаемое решение является новым. Новизна предлагаемого способа заключается в исключении из схемы контура рециркуляционного подогрева с насосом и подогревателем, а рециркуляционный подогрев топлива с одновременной гомогенизацией осуществляется в фильтре тонкой очистки, причем часть топлива, не прошедшая фильтрацию с помощью струйного насоса, подсасывающего также топливо из линии возврата, возвращают в расходную емкость, откуда топливо другим струйным насосом через роторный гомогенизатор и далее через фильтр грубой очистки насосом подается на подогреватель первой ступени подогрева (80-90°С), который одновременно выполняет роль гомогенизатора второй ступени, далее топливо подают на фильтр тонкой очистки, выполняющий одновременно роль подогревателя второй ступени (90-105°С), а затем на подогреватель-гомогенизатор третьей ступени подогрева (120-130°С) и гомогенизации и далее на форсунки.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих дополнительный технический эффект, и характеризуется признаками соответствия критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведена схема заявляемого способа подготовки жидкого топлива к сжиганию. Схема содержит цистерну 1 с топливом, например с мазутом, сливной лоток 2, к которому для подогрева подведен пар из котельной, промежуточную емкость 3 с погружными насосами 4, к емкости также подведен пар из котельной, наземный резервуар 5, струйный насос 6, роторный гомогенизатор 7, фильтр грубой очистки 8, насос 9, подогреватель-гомогенизатор 10, фильтр тонкой очистки 11 с подогревателем, а также подогреватель-гомогенизатор 12, струйный насос 13, конденсатный бак 14, конденсатоотводчики 15, запорно-регулирующую арматуру 16. К подогревателю-гомогенизатору 10, фильтру тонкой очистки 11 с подогревателем к подогревателю-гомогенизатору 12 подведен пар из котельной.

Схема, приведенная на чертеже, работает следующим образом. Топливо, например мазут, из цистерны 1 сливают через сливной лоток 2, в который подают для подогрева топлива пар из котельной, в промежуточную емкость 3, в которую также подают пар из котельной для подогрева. Из емкости 3 топливо подают погружными насосами 4 по мазутопроводам в наземный резервуар 5, из которого топливо струйным насосом 6 по топливопроводу подают на роторный гомогенизатор 7 (первая ступень гомогенизации). На струйный насос 6 подается также по топливопроводу смесь топлива, возвращаемого от форсунок, с частью топлива, не прошедшего фильтрацию в самоочищающемся фильтре тонкой очистки 11 (с подогревом) через струйный насос 13. От роторного гомогенизатора 7 топливо подают на фильтр грубой очистки 8, а далее оно насосом 9 подается на подогреватель-гомогенизатор 10, где осуществляется первая ступень подогрева паром до 80-90°С и одновременно вторая ступень гомогенизации топлива, которое затем поступает в фильтр тонкой очистки 11, где одновременно с фильтрацией происходит вторая ступень подогрева топлива до 90-105°С паром, затем топливо поступает на подогреватель-гомогенизатор 12, где осуществляется третья ступень подогрева топлива (паром) до 120-130°С и гомогенизация, откуда топливо подают на форсунки. Конденсат, образовавшийся в аппаратах, на которые подается для подогрева пар, отводится через конденсатоотводчики 15 в конденсатный бак 14.

Таким образом, в предлагаемом способе подготовки жидкого топлива к сжиганию осуществляется очистка и трехступенчатый подогрев и гомогенизация топлива, что, в конечном счете, повышает качество топлива, поступающего на форсунки, обеспечивает более полное его сгорание и стабилизирует процесс горения. Отсутствие нагрева топлива в наземном резервуаре до 90-95°С снижает пожароопасность. Следует отметить, что такой способ позволяет использовать в качестве топлива не только мазут, но и смесь из мазута и нефтесодержащих отходов, а также высококонцентрированных нефтесодержащих вод, что существенно повышает экологичность предлагаемого способа за счет высокого качества гомогенизации с одновременным подогревом топлива до необходимой температуры.

Заявляемый способ является промышленно применимым, так как включает в себя применяемый способ подготовки жидкого топлива к сжиганию, приводимый в книге Пермякова В.А. и др. «Теплообменники вязких жидкостей на электростанциях». Л., Энергоиздат, 1083 г., стр.16, 17 и дополненный реально осуществимыми операциями трехступенчатого подогрева и гомогенизации.

Предлагаемый способ подготовки жидкого топлива к сжиганию по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществить наиболее качественную подготовку топлива к сжиганию, что обеспечивает его более полное сгорание и снижение пожароопасности, а также повышение экологичности.