RU2232944C2

RU2232944C2 - Fuel feed system for combustion devices

Info

Publication number: RU2232944C2
Application number: RU2002116318/06A
Authority: RU
Inventors: Е.Н. Гречишкина (RU); Е.Н. Гречишкина
Original assignee: Гречишкина Екатерина Николаевна
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-07-20

Abstract

FIELD: liquid and gaseous fuel supply to combustion devices.

SUBSTANCE: proposed system designed to supply circulating fuel to furnace for combustion has fuel tank, circulating pump, control valve, fuel heater, burner distribution header, and fuel return pipeline, all being interconnected in tandem to form closed circulating loop, is provided in addition with chain of nozzles disposed between fuel heater and burner distribution header.

EFFECT: enhanced completeness of fuel combustion which raises system efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

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.The invention relates to the field of supplying liquid and gaseous hydrocarbon fuels to combustion devices, i.e. to circulating systems for supplying fuel to the furnace. The invention can be used in the technological process of combustion in boiler rooms and furnace units, in the combustion chambers of engines and propulsors of various types and purposes.

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.Known circulating systems for supplying fuel to the furnace / 1 / containing a fuel tank connected in series in a closed circulation circuit, a circulation pump, a control valve, a fuel heater, a burner distribution manifold, a fuel return pipe to the fuel tank and an jet nozzle with an active nozzle connected to the outlet circulation pump, and a receiving chamber, the output of which is connected to the fuel heater, and the inlet through the check valve to the distribution manifold of the burners, and in the pipeline fuel consumption installed throttle washer.

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.The disadvantage of such systems is the possibility of underheating of the fuel in case of a violation or malfunction in the technological cycle, the duration of the withdrawal of systems from such malfunctions, the chemical incompleteness of fuel combustion, and a decrease in operating efficiency.

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.The task of the invention is to remedy the above disadvantages and save hydrocarbon fuel. To do this, it is necessary to improve the quality of the fuel and thereby increase the efficiency of the system by converting the hydrocarbon liquid fuel into a gaseous or close to this state.

Сущность изобретения состоит в том, что в систему дополнительно установлен каскад сопел, расположенный между подогревателем топлива и распределительным коллектором горелок.The essence of the invention lies in the fact that the cascade of nozzles located between the fuel heater and the distribution manifold of the burners is additionally installed in the system.

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).The drawings show the system diagrams: figure 1 - fuel supply system for combustion (with a distribution manifold of burners); figure 2 - fuel supply system for combustion (with a distribution manifold of steam-mechanical burners).

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).The system comprises a fuel tank 1 connected in series in a closed circulation loop, a circulation pump 2, a control valve 3, a fuel heater 4, a nozzle cascade 5, a burner manifold 6, a fuel return pipe to the fuel tank 7, a nozzle 8 (FIG. 1), a distribution collector of steam-mechanical burners 9, steam supply 10, boiler 11 (figure 2).

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

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.The fuel heated in the fuel tank 1 by the circulation pump 2 through the fuel heater 4 enters the nozzle cascade 5, then through the distribution manifold of the burners 6 it enters the boiler 11. The fuel is discharged through pipeline 7 (Fig. 1). The whole process takes place in a closed crucible.

На подогревателе топлива 4 топливо подогревается, например, до температуры 100-110°С паром из котла, а на каскаде сопел 5 подогрев идет за счет механических сил трения до температуры 120-130°С. 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.On the fuel heater 4, the fuel is heated, for example, to a temperature of 100-110 ° C by steam from the boiler, and on the cascade of nozzles 5, the heating is due to mechanical friction forces to a temperature of 120-130 ° C. When heating the fuel in a cascade of nozzles 5, the liquid fuel is converted to a gaseous or near gaseous state. Such fuel preparation allows improving the quality of the fuel itself and ensuring the completeness of its combustion, thereby increasing the efficiency of the work.

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.Nozzles are connected to the cascade by means of flanges or welding. The number of nozzles and their size are selected empirically, depending on what temperature must be obtained for a particular system.

На фиг.2 показана та же система, но с распределительным коллектором паромеханических горелок 9 и подводом пара 10 к ним из котла 11.Figure 2 shows the same system, but with the distribution manifold of the steam-mechanical burners 9 and the supply of steam 10 to them from the boiler 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.The liquid fuel brought up in the nozzle cascade to a state close to a gaseous or gaseous state gets into the steam-mechanical burners of the distribution manifold and mixes there with superheated dry steam, which is close to the state converted to gas. The fuel is enriched with hydrogen extracted from steam, and as a result, there is active combustion with increased heat generation, the efficiency of the system being 10-20% higher than when working without a cascade of nozzles.

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.The use of a cascade of nozzles in the fuel preparation system for its combustion can also be applied when burning natural or artificial gas with steam supply to the distribution manifold of steam-mechanical burners. Additional heating of the gas as it passes through the cascade of nozzles helps to break the intermolecular bonds and, as a result, better combustion of the constituent elements of the gas. When using gas, the condition must be observed - the temperature of the gases and superheated steam should be approximately the same.

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.Thus, with this system of preparing fuel for combustion, complete combustion of the fuel occurs. Due to this, ash deposits are eliminated, the corrosion rate of heating surfaces and flues is reduced, deposits in liquid fuel tanks are eliminated, and coking of burners is significantly reduced.

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.The large heat transfer when using a cascade of nozzles and steam-mechanical burners increases the parameters of the boiler and, above all, the temperature in the furnace, as a result - an increase in the temperature of superheated steam, enthalpy and its quantity. The efficiency of the system increases, the amount of fuel burned decreases, the capacity of the plants increases.

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.In addition, since additional energy is not required for additional heating of the fuel in the nozzle cascade, steam consumption is saved due to the fact that it is not necessary to send part of the steam to heat the fuel in the fuel tank 1 and in the fuel heater 4. Therefore, this part of the steam is supplied to the consumer .

Каскад сопел можно использовать в системе подогрева воды и других жидкостей.The cascade of nozzles can be used in a system for heating water and other liquids.

Конструкция каскада сопел проста и может быть изготовлена на стандартном оборудовании в производстве.The design of the nozzle cascade is simple and can be manufactured using standard equipment in production.

Claims

1. A fuel supply system for burning, comprising a fuel tank connected in series to a closed circulation circuit, a circulation pump, a control valve, a fuel heater, a burner distribution manifold, a fuel return pipe, characterized in that the system further comprises a cascade of nozzles located between the fuel heater and distribution burner manifold.

2. A fuel supply system for burning, comprising a fuel tank connected in series to a closed circulation circuit, a circulation pump, a control valve, a fuel heater, a burner distribution manifold, a fuel return pipe, characterized in that the system further comprises a cascade of nozzles located between the fuel heater and steam manifold burner distribution manifold.