CS198078B1

CS198078B1 - Heat test room circuitry

Info

Publication number: CS198078B1
Application number: CS700578A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Syrovatka; Miloslav Vaverka
Original assignee: Zdenek Syrovatka; Miloslav Vaverka
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1980-05-30

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.The invention relates to the connection of a heat test station for testing combustion processes, in particular for adjusting and performing adjustments in industrial burners and other combustion devices for gaseous and / or liquid fuels.

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.The purpose of the combustion tests is to obtain a picture of the function and suitability of the use of burners in the respective combustion chambers of boilers or other combustion plants. During the tests, the combustion process is monitored, especially the mixing of fuel and air, the length and shape of the flame, the quality of combustion, the effect of the combustion air pressure on the combustion and the like. At present, however, the combustion tests of burners are carried out under conditions other than those under actual operation of the burners. The biggest difference between the test and operating conditions results from the fact that, at current test stations, hot combustion air is not available for testing the burners, but the burners are normally present in actual operation.

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 viakozitěAt current test stations and testing, the test is performed with cold combustion air taken from the ambient atmosphere. The different physical properties of the cold and hot combustion air practically make it impossible to directly transmit the test results into operation. Because the mixing of the atomized fuel in the cold combustion air stream is largely influenced by the turbulence, which in this case strongly outweighs the molecular diffusion. Since the turbulent mixing process is directly proportional to the specific gravity of the incoming combustion air and due to the different molecular kinematic viscosity

198 078198 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.198 078 cold and hot air changes physical properties of the swirling air mixture. For this reason, during the testing of each burner, adjustments are also made to the air intake of the test station, in particular to its diffuser. The combustion test must be repeated several times when making adjustments to eliminate these adverse effects.

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.With a view to obtaining more accurate information on combustion processes and burner properties, as well as reducing the number of tests and the associated reduction in treatment effort, reduced energy consumption and increased productivity, there is now a stronger desire to use at least part of the waste heat for this purpose. , which otherwise leaks into the atmosphere in an ineffective manner during each test.

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.According to one known solution, part of the waste heat accumulated in the heat transfer fluid flowing through the circulation circuit, which connects the test chamber to the air preheater, is used to preheat the incoming combustion air. Due to the relatively small increase in the temperature of the preheated combustion air, this solution is particularly suitable for combustion tests which simulate operating cases in which the incoming combustion air is preheated to a lower temperature.

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.In a second known solution, in which part of the thermal energy contained in the hot combustion products is used to preheat the incoming combustion air, the test chamber and the air heater are interconnected by a sampling flue gas duct. The latter solution makes it possible to adjust the preheating temperature of the combustion air to a substantially larger range, but it is particularly disadvantageous that the incoming fresh combustion air causes a considerable drop in the temperature of the wall of the air heater and may thus cause increased low temperature corrosion.

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.These drawbacks are largely eliminated by the wiring of the thermal test station according to the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The invention provides that in the air tract for the supply of combustion air to the combustion chamber, an air heat exchanger space of the air heater is connected to the outlet air duct between the air fan and the air box, and an air heat exchanger air space is connected between the air fan and the air heat exchanger space. preheater, wherein the epaline heat-> air heater exchange space is connected to the epalin pipeline of the epalin tract and the downstream epalin ventilator for evacuating flue gas from the combustion space while the liquid preheater outlet of the air preheater is at the inlet of the cooling space provided in at least one wall of the test chamber is connected by a return line and the inlet of this liquid heat exchange chamber is connected to the outlet of said cooling space by a removal line m.

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.The connection of the thermal test station according to the invention makes it possible to increase the inlet temperature of the combustion air blown into the combustion chamber of the test chamber and further allows the test temperature to be set to the desired operating temperature during testing, so that the combustion tests can be carried out under conditions corresponding to the actual operating state.

198 078198 078

Používáním tepelné zkušební stanice podle vynálezu dojde také ke snížení spotřeby paliva vzhledem ke zmenšení počtu prováděných zkoušek.The use of the heat test station according to the invention will also reduce fuel consumption due to the reduced number of tests performed.

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.An exemplary embodiment of a thermal test station according to the invention is shown in the accompanying drawing, which is a schematic diagram of a test chamber with a liquid circulation circuit, a gaseous tract and a flue gas tract.

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.The test chamber 35 consists of a closed cuboid structure delimiting the combustion space 6 in which the actual testing is carried out. The peripheral walls and the ceiling of the test chamber 35 are provided with a double steel jacket, the enclosed internal cooling space 6 of which is filled with water. A diffuser aperture is provided in the front face of the test chamber 35, to which an air box 2 with an axially mounted test burner 1 is axially adjacent, from which a diffuser aperture extends through the diffuser aperture into the combustion chamber 6 during combustion of the atomized fuel cone 36. In the rear part of the ceiling of the test chamber 35, a chimney 4 at its lower part is provided with an adjusting damper 6 to regulate the flow rate of the flue gases leaving the combustion chamber 6 directly into the atmosphere. The fluid circulation circuit consists of said cooling chamber 5, to which a take-off line 26 with a series-connected pump 27 and a control valve 44, connected to the liquid heat exchange chamber 39 of the air preheater 20, is connected to the discharge valve 25 and further comprises a return line 31. which connects said liquid heat exchange chamber 39 of the air preheater 20 to the supply armature 32 of the cooling chamber. Also, the duct portion of the liquid circulation circuit, including the liquid heat exchange chamber 39 of the air preheater 20, is filled with water. The entire fluid circulation circuit is connected to a water source, but the respective supply lines, control, venting and connection fittings are not shown.

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 odběrovýmThe air tract consists of a connecting air duct 21, at the inlet of which the air heat exchanger space 38 of the air preheater 20 with the supply air duct 19 is provided from the air fan 18 and whose outlet is connected to the air duct 22 by the air heat exchange space 40. and further comprises a combustion chamber 6, the front part of which is connected via a diffuser opening to an air box 2 connected to said outlet duct 22. A shut-off flap 24 provided in the shorting conduit 23 serves to regulate the flow of part of the combustion air passing through the shorting conduit 23. and hence the temperature of the combustion air blown into the combustion chamber. The flue gas system consists of a flue gas duct 8 connecting the flue gas collection box 7 from the combustion chamber 8 to the flue gas heat exchanger space 41 of the air heater 10, and further comprising a flue gas fan 12 to which the flue gas heat exchanger space 41 connects. 10 and the outlet of which is connected to the atmosphere via a flue gas duct. The sampling chamber 7, externally mounted to the rear face of the test chamber 7, is connected to the combustion chamber 6 by a sampling opening. It is provided with suction openings 14 and regulating louvers 14 for adjusting the flow rate of air sucked into the flue. Similarly to the regulation of the flue gas into the flue gas tract, it is between the offtake

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.198 078 the regulating slide J is provided through the opening and the collecting box JT7. The combustion air supplied by the supply air duct 19 flows through the air preheating chamber 38 of the air preheater 20 and passes through the connecting air duct 21 into two streams. it passes through the air heat exchange space 40 of the air heater 10 in which it is further heated, and the second stream passes through the shorting conduit 23. The flow rate of combustion air in the second stream is determined by the angular adjustment of the shutter 24 in cross section of the shorting conduit 23. the streams reconnect so that the full flow rate of heated combustion air is already entering the combustion chamber J through the diffuser opening behind the air box 2. Upon its axial passage through the atomized fuel cone 36, the incoming swirling combustion air is mixed with the burning fuel mixture. At the end of the combustion zone, the first hot flue gas stream from the combustion chamber J exits through the air chimney 5 and the second hot flue gas stream is sucked into the flue gas tract by the flue gas fan 12. At the same time, the second hot flue gas sucked downstream of the combustion chamber passes through the sampling opening, sampling box 37 and flue gas duct 8 into the flue gas heat exchange chamber 41 of the air heater 10. atmosphere.

Pro zkouěení spalovacích pochodů při nízkých výkonech je průtokové množství prvního proudu spalin odcházejících komínem 2 Skrčeno stavěclm hradítkem 6.To test the combustion processes at low outputs, the flow rate of the first flue gas stream leaving the stack 2 is crimped by an adjustable damper 6.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

Involvement of a heat test station for testing combustion processes, in particular for adjusting and performing adjustments on industrial burners and other combustion devices for gaseous and / or liquid fuels, characterized in that in the air tract for the supply of combustion air to the combustion chamber (3) an air duct (40) of the air heater (10) is connected to an air outlet (22) between the air fan (18) and the air box (2) and between said air fan (18) and said air heater (40) air heater (40); 10) an air heat exchanger space (38) of the air preheater (20) is connected, wherein the flue gas heat exchanger space (41) of the air heater (10) is connected to the flue gas duct (8) of the flue gas tract with a flue gas fan (12) space (3) while the liquid heat exchanger outlet a space (39) of said air preheater (20) is connected to the inlet of the cooling space (4) provided in at least one wall of the test chamber (35) by a return line (31) and the inlet of said liquid heat exchange space (39) to the outlet of said cooling space. (26).