RU2113609C1

RU2113609C1 - Furnace arrangement operating process

Info

Publication number: RU2113609C1
Application number: RU96110303A
Authority: RU
Inventors: Василий Иванович Мазий
Original assignee: Василий Иванович Мазий
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: furnace arrangement has casing and air-turbine engine whose heat exchanger is mounted in furnace and heated from outside; amount of heat Q absorbed by heat exchanger equals that admitted to furnace-arrangement wind box together with hot gases from air-turbine outlet nozzle. EFFECT: provision for utilizing sun heat dissipated in atmosphere. 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, преимущественно к производству электроэнергии. The invention relates to energy, mainly to the production of electricity.

Известны топочные устройства (Основы термодинамики и теплотехники. В.Г. Ерохина, М. Г.Маханько, П.И.Самойленко, изд. М.:Машиностроение, 1980 г., с. 110-113, рис. 48. Камерные топки). Known furnace devices (Fundamentals of thermodynamics and heat engineering. V. G. Erokhina, M. G. Makhanko, P. I. Samoilenko, ed. M.: Mechanical Engineering, 1980, pp. 110-113, Fig. 48. Chamber furnaces )

Основной недостаток существующих топочных устройств состоит в том, что они не могут утилизировать солнечное тепло, рассеянное в земной атмосфере. The main disadvantage of existing furnace devices is that they cannot utilize the solar heat dissipated in the earth's atmosphere.

Сущность изобретения состоит в том, что при сжигании газа или угольной пыли в топку подается воздух, подогретый не только топочными газами, а также и за счет сжатия воздуха в компрессоре воздушно-турбинного двигателя (ВТД). В топочное устройство в его самой горячей части установлен теплообменник ВТД, при этом отбор тепла теплообменником ВТД рассчитан так, чтобы температура горячих газов за теплообменником была максимальной, как и в существующих топочных устройствах, то есть полезная энергия, вырабатываемая ВТД, является энергией солнечного тепла, рассеянного в земной атмосфере. The essence of the invention lies in the fact that when burning gas or coal dust, air is supplied to the furnace, heated not only by flue gases, but also by compressing the air in the compressor of an air-turbine engine (VTD). An HTD heat exchanger is installed in the furnace device in its hottest part, while the heat extraction by the VTD heat exchanger is designed so that the temperature of the hot gases behind the heat exchanger is maximum, as in existing furnace devices, that is, the useful energy generated by the VTD is the energy of solar heat, scattered in the earth's atmosphere.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема топочного устройства, состоящего из 1 - корпуса топочного устройства, 2 - воздушного компрессора воздушно-турбинного двигателя (ВТД), 3 - теплообменника воздушно-турбинного двигателя (ВТД), 4 - воздушной турбины воздушно-турбинного двигателя (ВТД), 5 - устройства подачи топлива в топочное устройство, 6 - трубопровода подвода горячего воздуха от воздушной турбины до корпуса топочного устройства, 7 - горелки топочного устройства, 8 - генератора электрического тока. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a combustion device, consisting of 1 - furnace housing, 2 - air compressor of an air-turbine engine (VTD), 3 - heat exchanger of an air-turbine engine (VTD), 4 - air turbine of an air-turbine engine (VTD), 5 - devices for supplying fuel to the combustion device, 6 - pipelines for supplying hot air from the air turbine to the furnace body, 7 - burners of the furnace device, 8 - electric current generator.

На фиг. 2 изображена схема тепловых потоков в топочном устройстве, где:
Q_а - тепло атмосферного тепла,
Q_см - тепло, подводимое в топочное устройство с органическим топливом,
Q₄ - тепло, подводимое в топочное устройство с горячим воздухом после воздушной турбины ВТД,
Q₇ - тепло, эквивалентное энергии, вырабатываемой генератором электрического тока,
Q_т - тепло, поглощаемое теплообменником ВТД,
Q_max - максимальное тепло, поступающее в топочное устройство,
Q_min - минимальное тепло в топочном устройстве после теплообменника ВТД.In FIG. 2 shows a diagram of heat fluxes in a furnace device, where:
Q _a is the heat of atmospheric heat,
Q _cm - heat supplied to the combustion device with fossil fuels,
Q ₄ is the heat supplied to the combustion device with hot air after the VTD air turbine,
Q ₇ - heat equivalent to the energy generated by the electric current generator,
Q _t - heat absorbed by the heat exchanger VTD,
Q _max - the maximum heat entering the combustion device,
Q _min - the minimum heat in the furnace after the heat exchanger VTD.

Способ работы топочного устройства осуществляется следующим образом. The method of operation of the furnace device is as follows.

Максимально возможная теплотворная способность условного топлива в смеси с атмосферным воздухом при коэффициенте избытка воздуха α = 1,05 составляет

При этом на 1 кг смеси при химической реакции сгорания выделяется тепла: от сгорания угля в количестве 83,5 г, 527 кк, и от атмосферного воздуха в количестве 916,5 г выделяется 63 кк тепла.The maximum possible calorific value of standard fuel mixed with atmospheric air with an air excess coefficient α = 1.05 is

At the same time, heat is released per 1 kg of the mixture during the chemical reaction of combustion: from coal combustion in the amount of 83.5 g, 527 kk, and from atmospheric air in the amount of 916.5 g, 63 kk of heat is released.

Сгорание в топочном устройстве организуется следующим образом:

Принимаем: T_н = 288 K, η_c - КПД компрессора, η_c= 0,85; η_p-КПД турбины, η_p= 0,95 .Combustion in a combustion device is organized as follows:

We accept: T _n = 288 K, η _c - compressor efficiency, η _c = 0.85; η _p - turbine efficiency, η _p = 0.95.

Подставляя значения T_н; T₂; T₃; C_рт; C_р в уравнение (I) и решая его относительно "e", получаем e = 1,3
Тогда

То есть на каждый килограмм поступающего в топочное устройство атмосферного воздуха утилизируется 7,3 кк солнечного тепла, рассеянного в земной атмосфере.Substituting the values of T _n ; T ₂ ; T ₃ ; C _RT ; C _p in equation (I) and solving it with respect to "e", we get e = 1,3
Then

That is, for every kilogram of atmospheric air entering the furnace, 7.3 kk of solar heat scattered in the earth's atmosphere is utilized.

Claims

The method of operation of the combustion device, which consists in compressing air in an air-turbine engine compressor, absorbing heat by an air-turbine engine heat exchanger during gas or coal dust combustion, and generating electricity by a generator mounted on the same shaft as a compressor and turbine, characterized in that they ensure equal heat absorbed by the heat exchanger, the heat supplied to the burners of the combustion device with air after the air turbine, under these conditions, with the efficiency of air of the compressor η _c = 0.85, with the efficiency of the air turbine η _p = 0.95 and with the degree of heating of the air in the heat exchanger and compressor

the optimal degree of increase in air pressure in an air-turbine engine is l = 1.3.