CS198078B1 - Zapojení tepelné zkušební stanice - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení tepelné zkušební stanice ke zkoušení spalovacích pochodů, zejména pro seřizování a provádění úprav u průmyslových hořáků a jiných spalovacích zařízení na plynná a/nebo kapalná paliva.

Účelem spalovacích zkoušek je získat obraz o funkci a o vhodnosti použití hořáků v příslušných spalovacích komorách kotlů, případně jiných spalovacích zařízeních. Při zkouškách je sledován spalovací pochod, zejména směšování paliva ae vzduchem, délka a tvar plamene, jakost spalování, vliv tlaku spalovacího vzduchu na spalování a podobně. V současné době se však spalovací zkoušky hořáků provádějí za jiných podmínek, než za jakých hořáky ve skutečném provozu pracují. Největší rozdíl mezi zkušebními a provozními podmínkami vyplývá ze skutečnosti, že u současných zkušebních stanic není pro zkoušení hořáků k dispozici horký spalovací vzduch, který však ve skutečném provozu hořáky běžně mají.

V současných zkušebních stanicích ae zkoušení provádí se studeným spalovacím vzduchem, odebíraným z okolní atmosféry. Rozdílné fyzikální vlastnosti studeného a horkého spalovacího vzduchu prakticky znemožňují přímé přenášení výsledků zkoušek do provozu. Protože směšování rozprášeného paliva v proudu přiváděného studeného spalovacího vzduchu je v rozhodující míře ovlivněno turbulenci, která v tomto případě silně převažuje nad molekulární difúzí. Vzhledem k tomu, že turbulentní proces směšování je přímo úměrný měrné hmotnosti přiváděného spalovacího vzduchu a vzhledem k rozdílné molekulární kinematická viakozitě

198 078

198 078 studeného a horkého vzduchu tak dochází ke změnám fyzikálních vlastností i u vířící vzdušinové směsi. Z těchto důvodů se během zkoušení každého hořáku provádějí také úpravy na přívodním vzduchovém traktu zkušební stanice, zejména na jeho difuzoru. Během provádění úprav, které mají za účel eliminovat uvedené nepříznivé vlivy, je nutno spalovací zkoušku vždy několikrát opakovat.

S ohledem na získání přesnějších informací o spalovacích pochodech a o vlastnostech hořáků, dále s ohledem na zmenšení počtu zkouěek a s ním spojeného snížení pracnosti úprav, snížení spotřeby energie a zvýšeni produktivity, ee v současné době začíná výrazněji projevovat snaha využít k tomuto účelu alespoň části odpadního tepla, které při každé zkoušce jinak bezúčelně uniká do ovzduší.

Podle jednoho známého řešeni je k předehřevu přiváděného spalovacího vzduchu využito části odpadního tepla, akumulovaného v teplosměnné kapalině proudící cirkulačním okruhem, který propojuje zkušební komoru se vzduchovým předehřívákem. Vzhledem k poměrně malému zvýšení teploty předehřívaného spalovacího vzduchu je toto řešeni vhodné zejména pro spalovací zkoušky, které simulují provozní případy, u nichž je přiváděný spalovací vzduch předehřívaný na nižší teplotu.

U druhého známého řešení, u něhož se k předehřevu přiváděného spalovacího vzduchu využívá části tepelné energie obsažené v horkých zplodinách hoření, je zkušební komora se vzduchovým ohřívákem propojena odběrovým spalinovodem. Poslední uvedené řešení umožňuje upravit předehřivací teplotu spalovacího vzduchu v podstatně větším rozmezí, je však nevýhodné zejména v tom, že vstupující čerstvý spalovací vzduch vyvolává ve vzduchovém ohříváku značný pokles teploty jeho stěny, a může tak za určitých okolností způsobit zvýšenou nízkoteplotní korozi.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zapojení tepelné zkušební stanice podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ve vzduchovém traktu pro přívod spalovacího vzduchu do spalovacího prostoru je na výstupní vzduohovod mezi vzduchovým ventilátorem a vzduchovou skříní zapojen vzduchový teploeměnný prostor vzduchového ohříváku a mezi uvedeným vzduchovým ventilátorem a vzduchovým teplosměnným prostorem vzduchového ohříváku je zapojen vzduchový teploeměnný prostor vzduchového předehříváku, kde epalinový teplo- > směnný prostor vzduchového ohříváku je připojen na odběrový epalinovod epalinového traktu ae zařazeným epalinovým ventilátorem pro odvod spalin ze spalovacího prostoru, zatím co výstup kapalinového teplosměnného prostoru vzduchového předehříváku je ke vstupu chladicího prostoru, upraveného v alespoň jedné stěně zkušební komory, připojen vratným potrubím a vstup tohoto kapalinového teplosměnného prostoru je k výstupu zmíněného chladicího prostoru připojen odeblracím potrubím.

Zapojeni tepelné zkušební stanice podle vynálezu umožňuje zvýšit vstupní teplotu spalovacího vzduchu, dmýchaného do spalovacího prostoru zkušební komory, a dále umožňuje nastavit zkušební teplotu při testování na požadovanou provozní teplotu, takže spalovací « zkoušky je možno provádět za podmínek, které odpovídají skutečnému provoznímu stavu.

198 078

Používáním tepelné zkušební stanice podle vynálezu dojde také ke snížení spotřeby paliva vzhledem ke zmenšení počtu prováděných zkoušek.

Příklad provedení zapojení tepelné zkušební stanice podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, na němž je schéma zkušební komory s kapalinovým cirkulačním okruhem, vzdušinovým traktem a spalinovým traktem.

Zkušební komoru 35 tvoří uzavřená kvádrovité stavba, ohraničující spalovací prostor £, v němž se provádí vlastní zkoušení. Obvodové stěny a strop zkušební komory 35 jsou opatřeny dvojitým ocelovým pláštěm, jehož uzavřený vnitřní chladicí prostor £ je naplněn vodou. V přední čelní stěně zkušební komory 35 je upraven difuzorový otvor, ke kterému axiálně přiléhá vzduchové skříň 2 s centricky upevněným zkoušeným hořákem 1, z jehož úslové části uvedeným difuzorovým otvorem vystupuje do spalovacího prostoru £ při spalování kužel 36 rozprášeného paliva. V zadní části stropu zkušební komory 35 postavený komín £ mé ve své spodní části upraveno stavěči hradítko 6 k regulaci průtokového množství spalin, odcházejících ze spalovacího prostoru £ přímo do ovzduší. Kapalinový cirkulační okruh sestává z uvedeného chladicího prostoru £, na nějž je odváděči armaturou 25 připojeno odebírací potrubí 26 se sériově zařazenými čerpadlem 27 a regulačním ventilem ££, které je napojeno na kapalinový teplosměnný prostor 39 vzduchového předehříváku 20, a dále sestává z vratného potrubí 31. které spojuje uvedený kapalinový teplosměnný prostor 39 vzduchového předehříváku 20 s přiváděči armaturou 32 chladicího prostoru £. Také potrubní část kapalinového cirkulačního okruhu, včetně kapalinového teplosměnného prostoru 39 vzduchového předehříváku 20, je naplněna vodou. Celý kapalinový cirkulační okruh je připojen na vodní zdroj, příslušné zásobovací potrubí, kontrolní, odvzdušňovací a připojovací armatury však nejsou znázorněny.

Vzdušinový trakt sestává ze spojovacího vzduchovodu 21, na jehož vstupu je upraven vzduchový teplosměnný prostor 38 vzduchového předehříváku 20 s přiváděcím vzduchovodem 19 od vzduchového ventilátoru 18 a jehož výstup je jednak vzduchovým teplosměnným prostorem 40 vzduchového ohříváku 10 a jednak zkratovacím potrubím 23 napojen na výstupní vzduchovod 22. a dále sestává ze spalovacího prostoru £, jehož přední Část je difuzorovým otvorem spojena se vzduchovou skříní 2, připojenou na uvedený výstupní vzduchovod 22. Ve zkratovacím potrubí 23 upravená uzavírací klapka 24 slouží k regulaci průtoku části spalovacího vzduchu, procházejícího tímto zkratovacím potrubím 23. a tím i teploty spalovacího vzduchu, dmýchaného do spalovacího prostoru £. Spalinový trakt sestává z odběrového spalinovodu 8, spojujícího odběrovou skříň £7 spalin ze spalovacího prostoru £ se spalinovým teplosměnným prostorem 41 vzduchového ohříváku 10, a dále sestává ze spalinového ventilátoru 12, na jehož vstup je spojovacím spalinovodem 11 napojen uvedený spalinový teplosměnný prostor 41 vzduchového ohříváku 10 a jehož výstup je odváděcím spalinovodem 1£ spojen s ovzduším. K zadní čelní stěně zkušební komory ££ zvnějšku upevněné odběrové skříň £7, která je odběrovým otvorem spojena se spalovacím prostorem £, je opatřena přisávacími otvory 14 a regulačními žaluziemi 1£ ke stavění průtočného množství vzduchu, přisávaného do spalinového traktu. Obdobně k regulaci spalin do spalinového traktu je mezi odběrovým

198 078 otvorem a odběrovou skříní JT7 upraveno regulační hradítko J. Vzduchovým ventilátorem 18 dodávaný a přiváděčím vzduchovodem 19 proudící spalovací vzduch se při průchodu vzduchovým teplosměnným prostorem 38 vzduchového předehříváku 20 ohřívá a po průchodu spojovacím vzduchovodem 21 se rozdvojuje do dvou proudů, z nichž první proud prochází vzduchovým teplosměnným prostorem 40 vzduchového ohříváku 10, v němž se dále ohřívá, a druhý proud prochází zkratovacím potrubím 23. Průtokové množství spalovacího vzduchu ve druhém proudu je dáno úhlovým nastavením uzavírací klapky 24 v průřezu zkratovacího potrubí 23. Ve výstupním vzduchovodu 22 se oba vzduchové proudy opět spojují, takže difuzorovým otvorem za vzduchové skříně 2 do spalovacího prostoru J už vstupuje plné průtokové množství ohřátého spalovacího vzduchu. Při svém osovém průchodu kuželem 36 rozprášeného paliva se přiváděný vířící spalovací vzduch mísí a hořící palivovou směsí. Na konci spalovací zóny první proud horkých spalin ze spalovacího prostoru J odchází komínem 5. ůo ovzduší a druhý proud horkých spalin je spalinovým ventilátorem 12 nasáván do spalinováho traktu. Přitom za spalovacího prostoru nasávaný druhý proud horkých spalin prochází odběrovým otvorem, odběrovou skříní 37 a odběrovým spalinovodem 8 do spalinováho teplosměnného prostoru 41 vzduchového ohříváku 10. z něhož po odevzdání části svého tepelného obsahu proudí spojovacím spalinovodem 11, spalinovým ventilátorem 12 a odváděčím spalinovodem 13 do ovzduěí.

Pro zkouěení spalovacích pochodů při nízkých výkonech je průtokové množství prvního proudu spalin odcházejících komínem 2 Skrčeno stavěclm hradítkem 6.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. Zapojení tepelné zkušební stanice ke zkoušení spalovacích pochodů, zejména pro seřizování a provádění úprav u průmyslových hořáků a jiných spalovacích zařízeni na plynná a/nebo kapalná paliva, vyznačující se tím, že ve vzduchovém traktu pro přívod spalovacího vzduchu do spalovacího prostoru (3) je na výstupní vzduehovod (22) mezi vzduchovým ventilátorem (18) a vzduchovou skříní (2) zapojen vzduchový teplosměnný prostor (40) vzduchové· ho ohříváku (10) a mezi uvedeným vzduchovým ventilátorem (18) a uvedeným vzduchovým teplosměnným prostorem (40) vzduchového ohříváku (10) je zapojen vzduchový teplosměnný prostor (38) vzduchového předehříváku (20), kde spalinový teplosměnný prostor (41) vzduchového ohříváku (10) je připojen na odběrový spalinovod (8) spalinováho traktu se zařazeným spalinovým ventilátorem (12) pro odvod spalin ze spalovacího prostoru (3), zatím co výstup kapalinového teplosměnného prostoru (39) uvedeného vzduchového předehříváku (20) je ke vstupu chladicího prostoru (4), upraveného v alespoň jedná stěně zkušební komory (35), připojen vratným potrubím (31) a vstup tohoto kapalinového teplosměnného prostoru (39) je k výstupu zmíněného chladicího prostoru (4) připojen odeblracím potrubím (26).