CS216558B1

CS216558B1 - Thermal test station

Info

Publication number: CS216558B1
Application number: CS917180A
Authority: CS
Inventors: Jiri Votypka; Adolf Oboril; Jan Ondra; Jaroslav Hasek
Original assignee: Jiri Votypka; Adolf Oboril; Jan Ondra; Jaroslav Hasek
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1982-11-26

Abstract

Vynalez se týká tepelné zkušební stenice ke zkoušení spalovacích pochodů, zejména pro seřizování a provádění úprav u průmyslových hořáků a jiných spalovacích zařízení na plynná a/nebo kapalná paliva. Účelem úpravy tepelné zkušební atanice podle vynálezu je přiblížit zkušební podmínky provozním podmínkám, aby bylo možno výsledky spalovacích zkoušek a provozní praxi navzájem přímo srovnávat. Podle vynálezu je ve spalovacím prostoru zkušební komory umístěn tepelný výměník, který je odebíracím potrubím připojen na chledicl prostor této zkušební komory a propojovacím potrubím je připojen ne první teplosměnný prostor vzduchového předehříváku, přičemž druhý teplosměnný prstor tohoto vzduchového předehříváku je zařazen do vzduchového traktu mezi vzduchovým ventilátorem a vzduchovou skříní. Charakteristické provedení vynálezu je znázorněno na připojeném schemytickém vyobrazení.The invention relates to a thermal test stand for testing combustion processes, in particular for adjusting and making adjustments to industrial burners and other combustion devices for gaseous and/or liquid fuels. The purpose of the modification of the thermal test stand according to the invention is to bring the test conditions closer to the operating conditions, so that the results of combustion tests and operating practice can be directly compared. According to the invention, a heat exchanger is located in the combustion space of the test chamber, which is connected to the cooling space of this test chamber by a sampling pipe and is connected to the first heat exchange space of the air preheater by a connecting pipe, while the second heat exchange space of this air preheater is included in the air duct between the air fan and the air box. A characteristic embodiment of the invention is shown in the attached schematic illustration.

Description

Vynález se týká tepelné zkušební stsnioe ke zkoušení spalovacích pochodů, zejména pro seřizování a provádění úprav u průmyslových hořáků a jiných spalovacích zařízení na plynné a/nebo kapalná paliva.The invention relates to a thermal test apparatus for testing combustion processes, in particular for adjusting and performing adjustments to industrial burners and other combustion devices for gaseous and / or liquid fuels.

Účelem spalovacích zkoušek hořáků je získání obrazu o jejich funkci a vhodnosti jejich použití v příslušných spalovacích komorách kotlů, popřípadě jiných spslovacích zařízeni. Při zkouškách je sledován spalovací pochod, zejména směšování paliva se vzduchem, délka a tvar plamene, jakost spalování, vliv tlaku vzduchu na spalování a podobně. V současné době se však spalovací zkoušky provádějí ze jiných podmínek, než ze jakých hořáky ve skutečném provozu pracují. Největší rozdíl mezi zkušebními a provozními podmínkami vyplývá ze skutečnosti, že u současných zkušebních stanic není pro zkoumání «hořáků k dispozici ohřátý vzduch, který všsk hořáky ve skutečném provozu mají. V současných zkušebních stanicích se zkoušení provádí se studeným vzduchem, odebíraným z okolní atmosféry. Rozdílné fyzikální vlastnosti studeného a teplého vzduchu prakticky znemožňují přímé přenášení výsledků zkoušek do provozu, protože směšování rozprášeného paliva s přiváděným vzduchem je v rozhodující míře ovlivněno turbulencí, která v tomto případě silně převažuje nad molekulární difúzí. Vzhledem k tomu, že turbulentní proces směšování je přímo úměrný měrné hmotnosti přiváděného vzduchu a vzhledem k rozdílné molekulární kinematické viskozitě studeného a teplého vzduchu dochází i ke změně fyzikálních vlastností vířící vzdušinové směsi.The purpose of the combustion tests of burners is to obtain a picture of their function and suitability for their use in the respective combustion chambers of boilers or other combustion equipment. During the tests the combustion process is monitored, especially the mixing of fuel with air, the length and shape of the flame, the quality of combustion, the effect of air pressure on combustion and the like. At present, however, the combustion tests are carried out under conditions other than the burners in actual operation. The greatest difference between the test and operating conditions results from the fact that at the current test stations, the heated air that all burners have in actual operation is not available for the examination of the burners. At current test stations, testing is performed with cold air taken from the ambient atmosphere. The different physical properties of cold and warm air make it practically impossible to directly transmit the test results to service, since the mixing of the atomized fuel with the supply air 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 air supplied, and due to the different molecular kinematic viscosity of the cold and warm air, the physical properties of the swirling air mixture also change.

Z těchto důvodů se během zkoušení každého hořáku provádí také úprava na přívodním vzduchovém traktu zkušební stanice, zejména jeho difuzoru. Během provádění úprav, která mají ze účel eliminovat výše uvedené nepříznivé vlivy, je nutno spalovací zkoušku několikrát opakovat.For this reason, during the testing of each burner, an adjustment is also made to the air intake of the test station, in particular its diffuser. The combustion test must be repeated several times while making adjustments to eliminate the above-mentioned adverse effects.

Uvedené nedostatky odstraňuje tepelná zkušební stanice podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ve spalovacím proatoru zkušební komory je umístěn tepelný výměník, který je odebíracím potrubím připojen na chladicí prostor této zkušební komory a propojovacím potrubím je připojen na první teplosměnný prostor vzduchového předehříváku, přičemž druhý teplosměnný prostor tohoto vzduchového předehříváku je zařazen do vzduchového traktu mezi vzduchovým ventilátorem a vzduchovou skříní.The above mentioned drawbacks are eliminated by the heat test station according to the invention, characterized in that a heat exchanger is located in the combustion chamber of the test chamber, which is connected to the cooling chamber of the test chamber through a sampling line. the second heat exchange space of the air preheater is inserted into the air tract between the air fan and the air box.

Tepelná zkušební stanice podle vynálezu umožňuje zvýšit a udržovat vstupní teplotu dmýchaného vzduchu, a tím přiblížit zkušební teplotu provozní teplotě. Spalovací zkoušky v této tepelné zkušební stanici je možno provádět za podmínek, které dávají lepší obraz o spalovacích vlastnostech zkoušeného hořáku. Fři používání tepelné zkušební stanice podle vynálezu dojde také vzhledem ke zmenšení počtu prováděných zkoušek ke snížení spotřeby paliva. Při intenzivnějším využívání je také možno teplo vratného kondenzátu využífc k otopu, nebo jinému užitečnému účelu.The thermal test station according to the invention makes it possible to raise and maintain the inlet temperature of the blown air, thereby bringing the test temperature closer to the operating temperature. The combustion tests in this thermal test station can be conducted under conditions that give a better picture of the combustion properties of the burner under test. The use of the heat test station according to the invention also results in a reduction in fuel consumption due to the reduction in the number of tests carried out. With more intensive use, the heat of the return condensate can also be used for heating or another useful purpose.

Příklad provedení tepelné zkušební stanice podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, na němž je schéma zkušební komory a kapalinovým cirkulačním okruhem a se vzduchovým traktemAn exemplary embodiment of a heat test station according to the invention is shown in the accompanying drawing in which the diagram of the test chamber and the liquid circulation circuit and with the air tract is shown.

Zkušební komoru 22 tvoří uzavřená kvádrovitá stavba, ohraničující spalovací prostor £, v němž se provádí vlastní zkoušení. Obvodové stěny a strop zkušební komory 22 jsou opatřeny dvojitým obvodovým pláštěm z ocelového plechu, jehož uzavřený vnitřní chladicí prostor £ je naplněn vodou. Používaná voda je patřičně upravena a proti kyslíkové korozi obsahuje potřebná množství hydrazinu. V přední stěně zkušební komory 22 je upraven difuzový otvor, ke kterému axiálně přiléhá vzduchová skříň 2 s centricky upevněným zkoušeným hořákem 1, z jehož ústové části uvedeným difuzovým otvorem vystupuje do spalovacího prostoru 4 při spalování kužel 21 rozprášeného paliva. V zadní čáeti stropu zkušební komory 22 je postavený ko tín 6 pro odvod fpalin ze spálovacího prostoru £ do ovzduší.The test chamber 22 is formed by a closed cuboid structure delimiting the combustion space 6 in which the actual testing is carried out. The circumferential walls and the ceiling of the test chamber 22 are provided with a double peripheral sheet steel sheet whose enclosed internal cooling space 6 is filled with water. The water used is suitably treated and contains the necessary amounts of hydrazine against oxygen corrosion. A diffusing opening is provided in the front wall of the test chamber 22, to which an air box 2 with an axially mounted test burner 1 is axially mounted, from which the diffuser opening extends through the orifice through the diffusing opening into the combustion space 4. In the rear part of the ceiling of the test chamber 22, a flue gas 6 is provided for the removal of flue gases from the combustion chamber 6 into the atmosphere.

Vodní cirkulační okruh v podstatě sestává z prvního tepelného výměníku 2, umístěného ve spalovacím prostoru odebírecím potrubím 23 napojeného na výstup chladicího prostoru 2 a propojovacím potrubím 10 připojeného na první teplosměnný prostor dvoudílného vzduchového předéhříváku 11, který je kondenzátním potrubím 15. expenderem 17 a vratným potrubím 16 napojen na vstup chladicího prostoru 2’The water circulation circuit essentially consists of a first heat exchanger 2, located in the combustion chamber by a take-off line 23 connected to the outlet of the cooling space 2 and a connecting line 10 connected to the first heat exchange space of the two-part air preheater 11. 16 connected to the cooling compartment inlet 2 '

Odebírací potrubí 23 vodního cirkulačního okruhu je na výstupu z chladicího prostoru 2 opatřeno odváděči armaturou 24 a před vstupem do tepelného výměníku 2 čerpadlem 2 a regulačním ventilem 8. Propojovací potrubí 10 je opatřeno pojišťovací armaturou 18.At the outlet of the cooling chamber 2, the withdrawal line 23 of the water circulation circuit is provided with a drainage fitting 24 and before entering the heat exchanger 2 with a pump 2 and a control valve 8. The connecting line 10 is provided with a safety fitting 18.

Střední část kondenzátního potrubí 15 sestává ze dvou paralelních větví, z nichž první větev je osazena odvaděčem 14 kondenzátu a druhá větev je osazena druhou regulační armaturou 13.The central part of the condensate line 15 consists of two parallel branches, of which the first branch is fitted with a condensate trap 14 and the second branch is fitted with a second control fitting 13.

Mezi vzduchovým předehřivákem 11 a rozdvojením ve své střední části je kondenzátní potrubí iž osezeno první regulační armaturou 12.Between the air preheater 11 and the bifurcation in its central part, the condensate piping is also provided with the first control valve 12.

Pro doplnění úbytku vodního obsahu je vodní cirkulační okruh opatřen napájecím potrubím 26 β uzavírací armaturou 25. proti přeplnění je pak vodní cirkulační okruh opatřen přepadem 27.To supplement the loss of water content, the water circulation circuit is provided with a supply pipe 26 β by a shut-off valve 25. The overflow circuit is then provided with an overflow 27.

Vzduchový trakt sestává ze vzóuchovodu 2» ^na jehož vstup je připojen vzduchový bentilátor 19 s průtokovými měřidly 20 s jehož výstup je připojen ke vzduchové skříni 2. Ve vstupní části je ve vzduchovodu 2 zeřszen druhý teplosměnný prostor dvoudílného vzduchového předehřiváku 11.The air tract consists of an air duct 2, ^to the inlet of which an air fan 19 with flow meters 20 is connected, the outlet of which is connected to the air box 2. In the inlet part, the second heat exchange space of the two-part air preheater 11 is closed.

Při uvédění tepelné zkušební stanice z pohotovostního stavu do provozního stavu je spuštěn vzduchový ventilátor 19. dále je spuštěno vodní čerpadlo 2 ⁸ regulačním ventilem 8 a druhou regulační armaturou 13 je nstaven průtok vody tepelným výměníkem 2» vzduchovým předehřivákem 11 do expsnderu 12» ze kterého pak zkondenzovaná voda vratným potrubím 16 odtéká zpět čo chladicího prostoru 2· V tomto stevu je přvní regulační armatura 12 uzavřena. Po zatopeni celého kapalinového cirkulačního okruhu vodou lze zapálit zkušební hořék 2·When said thermal test station from the standby state to the operational state is running the air blower 19. Next, the water pump 2 is started the control valve ⁸ 8 and a second control valve 13 is nstaven water flow heat exchanger 2 »air preheater 11 to 12 expsnderu» from which then condensation water returns via the return line 16 to the cooling chamber 2. In this casing, the first control fitting 12 is closed. After flooding the entire liquid circuit with water, the test burner can be ignited 2 ·

Při zapáleném hořáku 1 se regulace ohřívání vzduchu provádí regulačním ventilem 8, kterým se upravuje průtokové množství vody kapalinovým cirkulačním okruhem, a první regulační armaturou 12. kterou se uprsvuje tlak vyvíjené páry, vstupující do vzduchového předehříváku 11. Druhá regulační srmsturs 12» které je během najíždění tepelné zkušební stanice plně otevřena a která slouží k jemnějšímu nestavení průtokového množství vody, se po ustálení teplotního režimu uzavře. Vodní kondenzát, vznikající ve vzduchovém předehřívéku 11 a shromaždující se v dolních partiích střední části kondenzátního potrubí 12, se automaticky odstraňuje odvaděčem 14. zbývající péra pak po průchodu kondenzátním potrubím 15 a po rozepnutí v expanderu 17 kondenzuje.When the burner 1 is lit, the air heating is controlled by a control valve 8, which adjusts the flow rate of water through the liquid circulation circuit, and by a first control valve 12 which relieves the pressure of the generated steam entering the air preheater 11. the start-up of the heat test station is fully open and which serves for finer adjustment of the water flow rate, closes after the temperature regime has stabilized. The water condensate formed in the air preheater 11 and collecting in the lower parts of the central part of the condensate line 12 is automatically removed by the trap 14, and the remaining springs are condensed after passing through the condensate line 15 and opening in the expander 17.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Thermal test station for testing combustion processes, in particular for adjusting and carrying out adjustments to industrial burners and other combustion plants for gaseous and / or liquid fuels and with an air tract for supplying combustion air to the combustion chamber of a test chamber, characterized in that in the combustion chamber (4) a heat exchanger (7) is located in the test chamber (22) and is connected to the cooling chamber (3) of the test chamber (22) by a sampling line (23) and connected to the first air-exchange heat exchange space the second heat exchange chamber of the air preheater (11) being inserted into the air tract between the air fan (19) and the air box (2).