[go: up one dir, main page]

RU2230984C2 - Method of burning fuel in furnace facility - Google Patents

Method of burning fuel in furnace facility Download PDF

Info

Publication number
RU2230984C2
RU2230984C2 RU2002126024/06A RU2002126024A RU2230984C2 RU 2230984 C2 RU2230984 C2 RU 2230984C2 RU 2002126024/06 A RU2002126024/06 A RU 2002126024/06A RU 2002126024 A RU2002126024 A RU 2002126024A RU 2230984 C2 RU2230984 C2 RU 2230984C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
frequency
burning fuel
combustion process
khz
Prior art date
Application number
RU2002126024/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002126024A (en
Inventor
А.И. Гавриков (RU)
А.И. Гавриков
В.И. Матасов (RU)
В.И. Матасов
Б.Т. Старцев (RU)
Б.Т. Старцев
В.М. Новиков (RU)
В.М. Новиков
С.А. Маковский (RU)
С.А. Маковский
Original Assignee
Гавриков Александр Ильич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гавриков Александр Ильич filed Critical Гавриков Александр Ильич
Priority to RU2002126024/06A priority Critical patent/RU2230984C2/en
Publication of RU2002126024A publication Critical patent/RU2002126024A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230984C2 publication Critical patent/RU2230984C2/en

Links

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: creating acoustic action on combustion process in furnace facility.
SUBSTANCE: proposed method includes creating acoustic action on fuel combustion process in high-frequency pulsating mode at high-frequency component of 25-160 kHz and pulsation of 5-240 Hz. Proposed method intensifies and optimizes combustion process due to smooth mixing of oxidizer with fuel accelerating oxidizing processes and reducing incomplete combustion by 40-50% as compared with known method.
EFFECT: enhanced efficiency.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для осуществления акустического воздействия на процесс сжигания топлива в топочном устройстве.The invention relates to the field of energy and can be used to implement acoustic effects on the process of burning fuel in a furnace device.

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).There are various methods of burning fuel in a furnace device (solid, dusty, liquid, gaseous), including both preliminary grinding of fuel into fine powder and concentrated air supply to the furnace space (see G.S. Bobrovsky, A.M. Zimakov. “Steam boilers of industrial enterprises”, State Power Publishing House, M.-L .: State Power Publishing House, 1949, pp. 97-126).

Недостатками известных способов являются низкая эффективность сжигания топлива из-за химических и механических недожогов вследствие неравномерного смешивания окислителя с топливом.The disadvantages of the known methods are the low efficiency of fuel combustion due to chemical and mechanical burns due to uneven mixing of the oxidizing agent with the fuel.

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”).There is also known a method of burning fuel by the influence of acoustic vibrations in the combustion zone, while simultaneously with acoustic vibrations in the combustion zone, vibrations of a nonlinear, mainly sawtooth, shape with a frequency of 10-100 times higher than the frequency of acoustic vibrations are excited, and the ratio of their amplitudes is 0.2 -1.0 (see the description of the invention to ed. St. Petersburg No. 663966, M. Cl. 2 F 23 D 11/34 on “Method of burning fuel”).

Это техническое решение принято в качестве прототипа.This technical decision was made as a prototype.

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.Using this method allows to increase the efficiency of fuel combustion by superimposing low-frequency acoustic vibrations on nonlinear vibrations with a steep front at the peak pressure and high frequency, which, in turn, allows you to increase both the heat transfer and dispersion of fuel particles, and creates the necessary amplitude of movement particles of fuel.

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.However, the nonlinear interaction of low and high-frequency acoustic waves with a steep front at the peak of pressure leads to insufficiently uniform mixing of the oxidizing agent with the fuel, the process of burning fuel particles is unstable, which does not allow it to be optimized to the full size range of particles of the burned fuel and creates conditions for particle burning fuel.

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.The objective of the proposed technical solution is to create a method of burning fuel, which allows to intensify, optimize this process due to more uniform mixing of the oxidizing agent with fuel and increase the speed of oxidation processes.

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.The problem is achieved in that in a method of burning fuel in a furnace device, which includes an acoustic effect on the fuel combustion process, the acoustic effect is carried out in a high-frequency pulsating mode with a high-frequency component of 25-160 kHz with a pulsation of 5-240 Hz.

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.It is known that during the combustion of fuel, in particular coal dust, small particles (up to 100 microns) and volatile substances burn quickly and consume the bulk of oxygen up to 96% of the amount supplied to the furnace, while large and medium dust particles (300 -100 μm), which determine mechanical underburning, burn in an oxygen-poor atmosphere (4% or less), as a result of which the rate of oxidized processes decreases accordingly. In addition, the high porosity of the surface with a significant mass of such a dust gives it a high windage, creating its synchronous movement with the gas stream along the length of the flame and the furnace space, and further reduces the speed of diffusion-oxidation processes.

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.The acoustic effect on the fuel combustion process with a high-frequency component of 25-160 kHz with a pulsation of 5-240 Hz allows to increase the efficiency of fuel combustion and to intensify the combustion process of the entire size range of fuel particles (in particular, coal dust, fuel oil aerosols) by creating a frequency range corresponding to natural frequencies of the vibrations of the fuel particles, leading to a resonant effect, which causes an increase in the amplitudes of the vibrations of the fuel particles exceeding the size of the groups of formations of near-boundary inert gases being products of oxidation, and thereby increases the likelihood of collision with oxygen.

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.The specified acoustic exposure parameters provide the particles of the fuel with relative pulsed gas flow relative to the pulsed regime, which is necessary for particles to escape from the caron cloud of oxidation products (where oxygen is practically absent), which increases the likelihood of collisions with free oxygen molecules of the entire particle size range and reduces underburning more than 30-50% compared with the known solution - the prototype.

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.Under acoustic exposure with a high-frequency component of less than 25 kHz with a pulsation of less than 5 Hz, complete combustion of the fuel is not ensured due to the uneven mixing of the oxidizer with the fuel.

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.Acoustic impact with a high-frequency component of more than 160 kHz with a pulsation of more than 240 Hz is economically and technically impractical due to the achievement of the required heat-physico-chemical characteristics in the combustion device under the stated modes and the subsequent rise in price and complication of the method of burning fuel. Moreover, with pulsations of more than 240 Hz, the necessary low-frequency component is not provided.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

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).For example, a diagram of the mode (operation) of the method is shown in the drawing: position 1 — high-frequency oscillations, position 2 — pulsating mode, a — medium frequency characteristics (high-frequency — 90 kHz with 120 Hz pulsation), b — minimum high-frequency and maximum pulsating modes (high-frequency - 25 kHz with a ripple of 240 Hz), in - the maximum high-frequency and minimum pulsating modes in the specified parameters (high-frequency - 160 kHz with a ripple of 5 Hz).

В зависимости от количественных соотношений размерных гамм крупных и мелких частиц сочетания высоких и низких частот могут быть другими, более оптимальными для конкретного варианта.Depending on the quantitative ratios of the size scales of large and small particles, combinations of high and low frequencies may be different, more optimal for a particular option.

Способ сжигания топлива (угольная пыль, газ) осуществляли в котлах ТП-92 Пермской ГРЭС-16.The method of burning fuel (coal dust, gas) was carried out in boilers TP-92 of Perm GRES-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%.The test results showed that the use of the claimed method of burning fuel allows you to intensify, optimize this process and reduce the underburning in comparison with the known prototype method by 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).When going beyond the declared modes, either underburning of the fuel (high-frequency component of less than 25 kHz with a ripple of less than 5 Hz) is observed, or it remains at the level of the claimed modes (high-frequency component of more than 160 kHz with a ripple of more than 240 Hz).

Claims (1)

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.A method of burning fuel in a furnace device, including acoustic impact on the fuel combustion process, characterized in that the acoustic impact is carried out in a high-frequency pulsating mode with a high-frequency component of 25-160 kHz with a pulsation of 5-240 Hz.
RU2002126024/06A 2002-09-30 2002-09-30 Method of burning fuel in furnace facility RU2230984C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002126024/06A RU2230984C2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Method of burning fuel in furnace facility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002126024/06A RU2230984C2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Method of burning fuel in furnace facility

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002126024A RU2002126024A (en) 2004-04-10
RU2230984C2 true RU2230984C2 (en) 2004-06-20

Family

ID=32846163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002126024/06A RU2230984C2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Method of burning fuel in furnace facility

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230984C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1406048A (en) * 1971-08-25 1975-09-10 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Liquid fuel burners
FR2556077A1 (en) * 1983-12-02 1985-06-07 Eberspaecher J BURNER WITH ULTRASONIC SPRAYER FOR SMALL HEATERS
SU1242682A1 (en) * 1984-12-04 1986-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Использования Газа В Народном Хозяйстве,Подземного Хранения Нефти,Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Method of burning fuel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1406048A (en) * 1971-08-25 1975-09-10 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Liquid fuel burners
FR2556077A1 (en) * 1983-12-02 1985-06-07 Eberspaecher J BURNER WITH ULTRASONIC SPRAYER FOR SMALL HEATERS
SU1242682A1 (en) * 1984-12-04 1986-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Использования Газа В Народном Хозяйстве,Подземного Хранения Нефти,Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Method of burning fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5430691A (en) Shock wave generator
AU695049B2 (en) Pulse combusted acoustic agglomeration apparatus and process
RU2365434C2 (en) Method and device for generation of gas pulses
US8109217B2 (en) Method, device and system for enhancing combustion of solid objects
JPS60211214A (en) Method and device for burning fluid-like fuel
EP0053085A1 (en) Method of cleaning surfaces soiled by deposits accrued during conbustion of carbon materials
AU2001291965B2 (en) Device for producing a plasma, ionisation method, use of said method and production processes using said device
RU2230984C2 (en) Method of burning fuel in furnace facility
US10550731B2 (en) Systems and methods for generating steam by creating shockwaves in a supersonic gaseous vortex
JP2551889B2 (en) Vibration type anion generator
RU2177112C2 (en) Vibratory injector
CN85101521A (en) The method and apparatus of burning fluid fuels
RU2183001C2 (en) Fuel-injection nozzle
US3938932A (en) Process for improving the combustion of solid
FR2744931A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PREPARING AN EMULSION FROM NON-MISCIBLE CONSTITUENTS
RU2514826C1 (en) Microwave-gradient activation of coal fuel with help of protective film
RU2336461C1 (en) Vibration injector
RU2457396C1 (en) Vibrating atomiser
RU2284435C1 (en) Vibrating nozzle
CN114526479A (en) Method for inhibiting soot generation through pulse combustion
WO1999008783A1 (en) Method and device for preparing an emulsion from immiscible constituents
RU1123U1 (en) Device for burning lumpy solid fuel in a pulsating flow
Kan et al. Burning solids in acoustically excited, high-Reynolds-number flows
RU1795227C (en) Method of fuel combustion
SU1361424A1 (en) Method of burning fuel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081001