RU2013694C1

RU2013694C1 - Method and device for burning fuel oil

Info

Publication number: RU2013694C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Морозов; А.М. Нешин; Ю.А. Протопопов; Ю.К. Салищев
Original assignee: Конструкторское бюро химического машиностроения
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: heat and power engineering. SUBSTANCE: 10% of the flow is sprayed, mixed at stoichiometric ratio with air, and burned. Then 90% of fuel oil is introduced into the thus obtained high-temperature products of combustion, after which the mixture is added to the remaining air, mixed, and burned. EFFECT: enhanced efficiency of the method and device. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к конструкции мазутных и газомазутных горелок, систем сжигания жидкого топлива, и может быть использовано в различных областях техники. The invention relates to the field of power engineering, in particular to the design of oil and gas-oil burners, systems for burning liquid fuel, and can be used in various fields of technology.

Как известно, мазут, применяющийся в качестве жидкого топлива для горелочных устройств котельных и теплоэнергетических установок, наряду с рядом положительных свойств (низкая стоимость, высокая теплота сгорания) имеет такие недостатки, как широкий разброс химического состава и значительная вязкость. Это приводит к тому, что однородный и мелкодисперсный распыл мазута, осуществляемый при помощи топливных форсунок мазутных горелок, вызывает значительные трудности, заключающиеся в необходимости создания высокого перепада давлений на топливной форсунке для обеспечения мелкодисперсного распыла мазута. Естественно, это приводит к увеличению габаритов форсунки и запорно-регулирующей арматуры горелочных устройств, а также - к увеличению потребной механической мощности на валу топливного насоса, нагнетающего мазут в форсунку. Другой путь, приводящий к снижению вязкости распыливаемого мазута и, следовательно, к уменьшению среднестатистического размера капель последнего - это нагрев мазута до высоких температур. Конкретное значение температуры мазута, обусловливающее его вязкость, достаточную для удовлетворительного качества распыла, зависит от марки мазута и типа форсунки, осуществляющей распыл последнего. Например, для мазута марки М100 ГОСТ 10585-75, распыляемого гидравлической форсункой, эта температура составляет приблизительно 140оС. As you know, fuel oil, used as a liquid fuel for burners of boiler plants and heat power plants, along with a number of positive properties (low cost, high heat of combustion) has such disadvantages as a wide spread of chemical composition and significant viscosity. This leads to the fact that a homogeneous and finely dispersed spray of fuel oil, carried out using fuel nozzles of fuel oil burners, causes significant difficulties, consisting in the need to create a high pressure drop across the fuel nozzle to ensure fine dispersion of fuel oil. Naturally, this leads to an increase in the size of the nozzle and shut-off and control valves of the burner devices, as well as to an increase in the required mechanical power on the shaft of the fuel pump forcing fuel oil into the nozzle. Another way leading to a decrease in the viscosity of the sprayed fuel oil and, consequently, to a decrease in the average droplet size of the latter is heating the fuel oil to high temperatures. The specific value of the temperature of fuel oil, which determines its viscosity sufficient for satisfactory spray quality, depends on the brand of fuel oil and the type of nozzle spraying the latter. For example, for fuel oil grade M100 GOST 10585-75 sprayed with a hydraulic nozzle, this temperature is approximately 140 ° C.

Однако если увеличением давления и температуры перед топливной форсункой можно добиться определенного снижения среднестатистического диаметра капель распыленного мазута, то ликвидировать широкий разброс размеров капель относительно среднестатистического и обеспечить равномерное распределение их по всему объему зоны горения указанными способами не представляется возможным. К тому же, горение капель мазута в среде воздуха, как и любое гетерогенное горение, характеризуется ограниченными площадями соприкосновения горючего (в данном случае - мазута) и окислителя (воздуха), что способствует неполному сгоранию топлива в зоне горения. Применительно к известным в настоящее время конструкциям мазутных горелочных устройств и осуществляемым в них процессам сжигания мазута, следует отметить, что, обладая определенной неполнотой сгорания топлива, они имеют относительно низкую экономичность и экологические показатели (неполное сгорание мазута приводит к наличию в продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу, угарного газа, углеводородных соединений). However, if an increase in pressure and temperature in front of the fuel nozzle can achieve a certain decrease in the average diameter of the droplets of atomized fuel oil, then eliminating the wide variation in the size of the droplets relative to the average and ensuring their uniform distribution over the entire combustion zone by the indicated methods is not possible. In addition, the combustion of droplets of fuel oil in an air environment, like any heterogeneous combustion, is characterized by limited areas of contact between fuel (in this case, fuel oil) and oxidizer (air), which contributes to incomplete combustion of fuel in the combustion zone. In relation to the currently known designs of fuel oil burner devices and the processes of burning fuel oil that are carried out in them, it should be noted that, having a certain incomplete combustion of fuel, they have relatively low efficiency and environmental performance (incomplete combustion of fuel oil leads to the presence in the combustion products emitted in atmosphere, carbon monoxide, hydrocarbon compounds).

Взятый в качестве прототипа заявляемого изобретения способ сжигания мазута предусматривает подачу воздуха и распыленного мазута в зону горения и сжигание их. При таком способе сжигания мазута горение последнего является гетерогенным. К тому же, при распыле мазута имеет место широкий спектр размеров его капель, сто обусловливает неполное сгорание наиболее крупных из них. Таким образом, способ сжигания мазута по прототипу обладает таким существенным недостатком, как неполное сгорание топлива, причем неполнота сгорания топлива увеличивается при применении более тяжелых марок мазута, имеющих большую вязкость. Taken as a prototype of the claimed invention, the method of burning fuel oil involves the supply of air and atomized fuel oil to the combustion zone and burning them. With this method of burning fuel oil, the combustion of the latter is heterogeneous. In addition, when spraying fuel oil, there is a wide range of droplet sizes, one hundred causes incomplete combustion of the largest of them. Thus, the method of burning fuel oil according to the prototype has such a significant drawback as incomplete combustion of fuel, and the incompleteness of combustion of the fuel increases with the use of heavier brands of fuel oil with a higher viscosity.

Повышения полноты сгорания мазута при сжигании его способом по прототипу можно добиться, ограничив диапазон применяемых марок мазута только легкими сортами последнего, имеющими малую вязкость, определяющую мелкий распыл мазута. Так, например, мазутные горелки фирмы "Вайсхаупт" (ВРГ), реализующие такой процесс сжигания мазута, допускают использование в качестве топлива только мало минерализованного мазута марки ЕL по стандарту ДИН 51603 кинематической вязкостью не более 6 мм2/с при 20оС. Однако такое значительное сокращение диапазона применяемых для горелки топлив усложняет эксплуатацию последней, причем, разрешенные к применению для способа сжигания по прототипу легкие и мало минерализованные сорта мазута являются дефицитными. Improving the completeness of combustion of fuel oil when burning it by the prototype method can be achieved by limiting the range of brands of fuel oil used only to light grades of the latter, having a low viscosity that determines the fine atomization of fuel oil. So, for example, Weishaupt fuel oil burners (AWG), which implement such a fuel oil burning process, allow the use of only slightly mineralized EL fuel oil as fuel according to DIN 51603 standard with a kinematic viscosity of not more than 6 mm2 / s at 20 ° C. However, such a significant reduction in the range of fuels used for the burner complicates the operation of the latter, and the light and low-mineralized types of fuel oil that are allowed for use in the prototype combustion method are scarce.

За прототип взята конструкция системы сжигания мазута, содержащая воздухоподводящий тракт, магистраль подачи мазута и камеру сгорания с форсуночным устройством. В качестве такой системы сжигания мазута рассматривается конструкция мазутной агрегатированной горелки фирмы "Вайсхаупт" (ФРГ). The prototype is a design of a fuel oil burning system containing an air supply path, a fuel oil supply line and a combustion chamber with a nozzle device. As such a fuel oil burning system, the design of the Weisshaupt aggregated fuel oil burner (FRG) is considered.

Недостатки такой системы - относительно низкие экономичность и экологические показатели, а также узкий диапазон применяемых марок мазута. Это обусловлено тем, что конструкция системы основана на реализации способа сжигания мазута, предусматривающего подачу воздуха и распыленного мазута в зону горения и сжигание их, т. е. обеспечивает горение гетерогенной смеси, состоящей из капель жидкого горячего (мазута) и газообразного окислителя (воздуха). Конструкция системы-прототипа такова, что никакого другого способа сжигания мазута реализовать не может. Такой системе присуща относительно большая неполнота сгорания топлива, которая приводит к ухудшению экономичности и увеличению уровня вредных выбросов (угарного газа, углеводородных соединений), при ограничении применяемых в качестве топлива марок мазута. The disadvantages of this system are the relatively low efficiency and environmental performance, as well as the narrow range of fuel oil brands used. This is due to the fact that the design of the system is based on the implementation of a method for burning fuel oil, which provides for the supply of air and atomized fuel oil to the combustion zone and their burning, i.e., it ensures the combustion of a heterogeneous mixture consisting of drops of hot liquid (fuel oil) and a gaseous oxidizer (air) . The design of the prototype system is such that it cannot implement any other method of burning fuel oil. Such a system is characterized by a relatively large incompleteness of fuel combustion, which leads to a decrease in efficiency and an increase in the level of harmful emissions (carbon monoxide, hydrocarbon compounds), while restricting the types of fuel oil used as fuel.

Способ и система сжигания мазута по прототипу используются в агрегатированных мазутных и газомазутных горелках фирмы "Вайсхаупт". The prototype method and system for burning fuel oil is used in Weishaupt aggregated oil and gas-oil burners.

Цель заявляемого способа - повышение полноты сгорания при расширении диапазона применяемых марок мазута. The purpose of the proposed method is to increase the completeness of combustion while expanding the range of applied brands of fuel oil.

Цель заявляемого устройства - повышение экономичности и улучшение экологических показателей при расширении диапазона применяемых марок мазута. The purpose of the claimed device is to increase efficiency and improve environmental performance while expanding the range of brands of fuel oil used.

Поставленная цель в способе достигается тем, что часть полного расхода мазута распыляют, смешивают при стехиометрическом соотношении с частью расхода воздуха и сжигают. Затем в полученные высокотемпературные продукты сгорания вводят в распыленном виде оставшуюся часть полного расхода мазута. После этого полученную парогазовую смесь вводят в оставшуюся часть расхода воздуха, смешивают и сжигают. При этом увеличивается полнота сгорания топлива по сравнению со способом сжигания мазута по прототипу. Повышение полноты сгорания при сжигании мазута заявляемым способом обусловлено следующим. Поскольку только часть расхода мазута смешивают при стехиометрическом соотношении компонентов с частью расхода воздуха и сжигают, то осуществление нагрева указанной части расхода мазута до температуры, обеспечивающей такую его вязкость, при которой осуществляется мелкодисперный распыл мазута, обусловливающий приемлемую полноту сгорания топлива, легко осуществимо и требует небольших затрат энергии. К тому же, неполное сгорание указанной части мазута не влечет за собой появление недостатков, присущих прототипу, т. к. в дальнейшем продукты сгорания указанной части расхода мазута снова подвергаются смешению с воздухом и попадают в зону горения. В высокотемпературные продукты сгорания, не имеющие вследствие стехиометрического соотношения и небольших значений расходов мазута и воздуха сколь-либо существенного содержания свободного кислорода, вводят в распыленном виде оставшуюся часть расхода мазута. Доля мазута, сгорающего в первой зоне, выбирается так,
чтобы обеспечивалось гарантированное испарение оставшейся части мазута. Парогазовая фаза лучше смешивается с воздухом, чем обеспечивается большая полнота сгорания, чем в случае распыления жидкого мазута. Полученная в итоге топливовоздушная гомогенная смесь характеризуется одинаковой концентрацией компонентов по ее объему и, следовательно, более высокой полнотой сгорания, что приводит к свою очередь к повышению экономичности и снижению уровня вредных выбросов системы сжигания мазута, использующей заявляемый способ.The goal in the method is achieved by the fact that part of the total consumption of fuel oil is sprayed, mixed at a stoichiometric ratio with part of the air consumption and burned. Then, the remaining part of the total fuel oil consumption is injected into the obtained high-temperature combustion products in a sprayed form. After that, the resulting vapor-gas mixture is introduced into the remainder of the air flow rate, mixed and burned. This increases the completeness of combustion of fuel compared with the method of burning fuel oil according to the prototype. The increase in combustion when burning fuel oil of the claimed method is due to the following. Since only a part of the fuel oil consumption is mixed with a stoichiometric ratio of the components with a part of the air consumption and burned, the heating of the specified part of the fuel oil consumption to a temperature providing such a viscosity at which finely dispersed fuel oil is sprayed, which ensures an acceptable completeness of fuel combustion, is easily feasible and requires small energy costs. In addition, incomplete combustion of the specified part of the fuel oil does not entail the appearance of disadvantages inherent in the prototype, since in the future the products of combustion of the indicated part of the consumption of fuel oil are again mixed with air and fall into the combustion zone. In high-temperature combustion products, which do not have any significant content of free oxygen due to the stoichiometric ratio and small values of the fuel oil and air flow rates, the remaining part of the fuel oil flow rate is sprayed. The proportion of fuel oil burning in the first zone is chosen so
to ensure guaranteed evaporation of the remaining part of the fuel oil. The vapor-gas phase mixes better with air, which ensures greater completeness of combustion than in the case of atomization of liquid fuel oil. The resulting air-fuel homogeneous mixture is characterized by the same concentration of components in its volume and, therefore, higher completeness of combustion, which in turn leads to increased efficiency and lower levels of harmful emissions from the fuel oil burning system using the inventive method.

При заявляемом способе сжигания мазута часть мазута, подаваемого на сжигание, предварительно испаряется с помощью высокотемпературных продуктов сгорания другой части мазута, что позволяет создать гомогенную топливовоздушную смесь, состоящую из испаренного мазута, воздуха и продуктов сгорания мазута и воздуха, способную обеспечить высокую полноту сгорания топлива, обусловливающую снижение расхода мазута, необходимого для получения требуемого количества тепла (т. е. повышение экономичности) и снижение уровня вредных выбросов (угарного газа, углеводородных соединений) в продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу. With the inventive method for burning fuel oil, part of the fuel oil supplied for combustion is pre-evaporated using high-temperature products of combustion of another part of the fuel oil, which makes it possible to create a homogeneous air-fuel mixture consisting of vaporized fuel oil, air and products of combustion of fuel oil and air, capable of ensuring a high completeness of fuel combustion, causing a reduction in the consumption of fuel oil necessary to obtain the required amount of heat (i.e., increasing efficiency) and reducing the level of harmful emissions (carbon monoxide gas, hydrocarbon compounds) in the flue gases emitted into the atmosphere.

Поставленная цель в объекте "устройство" достигается тем, что система сжигания мазута снабжена форкамерой с малорасходными воздухоподводящим трактом и дополнительной топливной форсункой, сообщенной с магистралью подачи мазута, газогенератором на выходе из форкамеры, в котором установлена основная топливная форсунка, сообщенная с магистралью подачи мазута, а камера сгорания выполнена в виде дожигателя, на входе в который установлены газогенератор, основной воздухоподводящий тракт и смеситель. The goal in the object "device" is achieved by the fact that the fuel oil burning system is equipped with a prechamber with a low consumption air supply path and an additional fuel nozzle connected to the fuel oil supply line, a gas generator at the outlet of the prechamber, in which the main fuel nozzle is connected, connected to the fuel oil supply line, and the combustion chamber is made in the form of an afterburner, at the entrance to which a gas generator, a main air supply path and a mixer are installed.

Конструкция заявляемой системы сжигания мазута обеспечивает испарение большей части расхода мазута, поступающего на сжигание при помощи распыла этой части расхода мазута в высокотемпературную среду, создание гомогенной (парогазовой) смеси испаренного топлива и воздуха и сжигание ее с высокой полнотой сгорания, вследствие чего повышается экономичность и экологические показатели системы сжигания мазута. При этом, возможность предварительного испарения сжигаемого мазута позволяет существенно расширить диапазон применяемых марок мазута ГОСТ 108585-75. В результате реализуется новое свойство заявляемой системы, а именно независимость экономичности и экологических показателей от марки применяемого мазута. The design of the inventive fuel oil burning system provides for the evaporation of most of the fuel oil flow entering the combustion by spraying this part of the fuel oil flow into a high-temperature medium, creating a homogeneous (gas-vapor) mixture of vaporized fuel and air and burning it with a high completeness of combustion, thereby increasing economy and environmental fuel oil combustion system performance. At the same time, the possibility of preliminary evaporation of combusted fuel oil allows to significantly expand the range of used brands of fuel oil GOST 108585-75. As a result, a new property of the claimed system is realized, namely, the independence of economy and environmental indicators from the brand of fuel oil used.

Отличительные признаки способа и устройства не обнаружены в источниках информации, что в сочетании с реализацией новых свойств (независимости полноты сгорания, экономичности и экологических показателей от марки применяемого мазута) позволяет считать заявляемые совокупности признаков новыми. Distinctive features of the method and device were not found in the sources of information, which, combined with the implementation of new properties (independence of combustion, economy and environmental performance from the brand of fuel oil used) allows us to consider the claimed combination of signs as new.

На чертеже представлена схема системы сжигания мазута. The drawing shows a diagram of a fuel oil burning system.

Заявляемая система включает в свой состав магистраль подачи мазута 1 с топливным клапаном 2, форкамеру 3 с малорасходными воздухоподводящим трактом 4 и дополнительной топливной форсункой 5, газогенератор 6 с основной топливной форсункой 7, основной воздухоподводящий тракт 8, дожигатель (камеру сгорания) 9, смеситель 10. The inventive system includes a fuel supply line 1 with a fuel valve 2, a pre-chamber 3 with a low-flow air supply path 4 and an additional fuel nozzle 5, a gas generator 6 with a main fuel nozzle 7, a main air supply path 8, an afterburner (combustion chamber) 9, a mixer 10 .

В исходном состоянии подача мазута в магистраль 1 и воздуха в малорасходный 4 и основной 8 воздухоподводящие тракты отсутствует, топливный клапан 2 закрыт. При запуске системы начинается подача воздуха на вход последней. Суммарный расход воздуха разделяется таким образом, что меньшая его часть поступает в малорасходный воздухоподводящий тракт 4, а большая - в основной воздухоподводящий тракт 8. Одновременно с этим начинается подача подготовленного к распылу мазута (например мазута марки М100 ГОСТ 10585-75, нагретого до температуры 140оС) в магистраль подачи мазута 1. Со входа в магистраль подачи мазута 1 мазут расходом в 10% от полного расхода поступает в малорасходную дополнительную топливную форсунку 5. Форсунка 5 осуществляет распыл мазута в форкамеру 3, где он смешивается в стехиометрическом соотношении с воздухом, подаваемым в форкамеру 3 по малорасходному воздухоподводящему тракту 4 и зажигается каким-либо способом. Высокотемпературные продукты сгорания поступают из форкамеры 3 в газогенератор 6. In the initial state, the supply of fuel oil to the highway 1 and air to the low consumption 4 and main 8 air supply paths is absent, the fuel valve 2 is closed. When the system starts, air supply to the inlet of the latter begins. The total air flow is divided in such a way that a smaller part of it enters the low-flow air supply path 4, and a large part goes to the main air supply path 8. At the same time, the supply of fuel oil prepared for spraying begins (for example, fuel oil grade M100 GOST 10585-75, heated to a temperature of 140 ° C ) to the fuel oil supply line 1. From the entrance to the fuel oil supply line 1 fuel oil with a flow rate of 10% of the total flow enters the low-consumption additional fuel nozzle 5. The nozzle 5 sprayes the fuel oil into the pre-chamber 3, where it is Shiva stoichiometrically with air supplied into a prechamber 3 on malorashodnyh inlet air path 4, and ignited by any method. High-temperature combustion products come from the pre-chamber 3 to the gas generator 6.

При поступлении продуктов сгорания из форкамеры 3 в газогенератор 6 открывается топливный клапан 2 в магистрали подачи мазута 1. При этом 90% -ный от полного расход мазута из магистрали подачи мазута 1 поступает в основную топливную форсунку 7, которая распыляет мазут в газогенератор 6. В газогенераторе 6 распыленный мазут смешивается с высокотемпературными продуктами сгорания, поступающими туда из форкамеры 3 и испаряется. Полученная парогазовая смесь поступает с выхода газогенератора 6 в дожигатель (камеру сгорания) 9, туда же подается по основному воздухоподводящиму тракту 8 воздух. Потоки парогазовой смеси и воздуха турбулизуются на смесителе 10, выполненном в виде дефлектора, смешиваются, и полученная топливовоздушная смесь зажигается каким-либо способом. Система сжигания мазута выходит на установившийся режим. Продукты сгорания из дожигателя 9 отводятся потребителю. Upon receipt of the combustion products from the pre-chamber 3 to the gas generator 6, the fuel valve 2 opens in the fuel supply line 1. At the same time, 90% of the total fuel consumption from the fuel supply line 1 enters the main fuel nozzle 7, which atomizes the fuel oil into the gas generator 6. B gas generator 6 atomized fuel oil is mixed with high-temperature combustion products coming there from the pre-chamber 3 and evaporates. The resulting vapor-gas mixture enters from the outlet of the gas generator 6 into the afterburner (combustion chamber) 9, and air is also supplied through the main air supply path 8 there. The gas-vapor mixture and air flows are turbulized on the mixer 10, made in the form of a deflector, mixed, and the resulting air-fuel mixture is ignited in some way. The fuel oil burning system goes into steady state. The combustion products from the afterburner 9 are discharged to the consumer.

При остановке системы сжигания мазута сначала закрывается топливный клапан 2. При этом прекращается подача мазута в газогенератор 6 и выработка там парогазовой горючей смеси. Пламя в дожигателе 9 гаснет. Затем прекращается подача мазута в магистраль 1, вследствие чего прекращается рабочий процесс в форкамере 3. После этого прекращается подача воздуха на вход в систему. Система приводится в исходное состояние. When stopping the fuel oil burning system, the fuel valve 2 first closes. At the same time, the supply of fuel oil to the gas generator 6 is stopped and the generation of a combined-gas fuel mixture there. The flame in the afterburner 9 goes out. Then the fuel oil supply to the highway 1 is stopped, as a result of which the working process in the prechamber 3 is stopped. After that, the air supply to the system inlet is stopped. The system is reset.

Сущность изобретения обоснована расчетом, в результате которого определена доля от полного расхода сжигаемого мазута, подающегося в первую зону горения, где мазут в распыленном виде смешивается при стехиометрическом соотношении с частью расхода воздуха, что имеет целью испарить другую часть расхода мазута. The invention is justified by calculation, as a result of which a fraction of the total consumption of combustible fuel oil supplied to the first combustion zone is determined, where the fuel oil in atomized form is mixed at a stoichiometric ratio with part of the air flow rate, which aims to evaporate another part of the fuel oil flow rate.

Расчет проводится применительно к сжиганию высокосернистого мазута марки М100 ГОСТ 10585-75. The calculation is carried out in relation to the burning of high sulfur fuel oil brand M100 GOST 10585-75.

Исходные данные для расчета: средний элементарный состав указанной марки мазута согласно источнику: Роддатис К. Ф. , Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. М. : Энергоатомиздат, 1989, с. 35, табл. 2.8, температура кипения мазута при атмосферном давлении 332оС (по экспериментальным данным), теплота испарения мазута 6737 кал/моль. Initial data for the calculation: the average elemental composition of the specified brand of fuel oil according to the source: Roddatis K.F., Poltaretsky A.N. Handbook of boiler plants of low productivity. M.: Energoatomizdat, 1989, p. 35, tab. 2.8, the boiling point of fuel oil at atmospheric pressure 332 ° C (according to experimental data), the heat of vaporization of fuel oil is 6737 cal / mol.

В ходе расчета определена молярная масса указанной марки мазута по методике, изложенной в книге: Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей/Под ред. В. М. Кудрявцева. М. : Высшая школа, 1983, 6.1. , значение массы одного моля мазута составляет 25,882 г. During the calculation, the molar mass of the specified brand of fuel oil was determined according to the method described in the book: Fundamentals of the theory and calculation of liquid rocket engines / Ed. V. M. Kudryavtseva. M.: High School, 1983, 6.1. , the mass value of one mole of fuel oil is 25.882 g.

В результате расчета определена минимальная доля от расхода мазута, подаваемого на сжигание, определяющая полное испарение последнего и получение гомогенной парогазовой смеси. Указанная величина составляет 3,6% . Однако с учетом нестабильности характеристик мазута, потерь тепла в окружающую среду и необходимости гарантированного испарения мазута в ограниченном объеме перед сжиганием его в виде парогазовой смеси, доля мазута, необходимая для сжигания с воздухом при стехиометрическом соотношении их расходов определена с запасом и составляет 10% от подаваемого на сжигание расхода мазута. As a result of the calculation, the minimum fraction of the fuel oil consumption supplied for combustion was determined, which determines the complete evaporation of the latter and the production of a homogeneous vapor-gas mixture. The indicated value is 3.6%. However, taking into account the instability of fuel oil characteristics, heat loss to the environment and the need for guaranteed evaporation of fuel oil in a limited volume before burning it in the form of a gas-vapor mixture, the proportion of fuel oil required for combustion with air at a stoichiometric ratio of their costs is determined with a margin of 10% of the supplied for burning fuel oil consumption.

Заявляемые способ и устройство разработаны на предприятии-заявителе при разработке технического предложения на газомазутную агрегатированную автоматизированную горелку тепловой мощностью 1,1 МВт. The inventive method and device were developed at the applicant enterprise when developing a technical proposal for a gas-oil aggregated automated burner with a thermal capacity of 1.1 MW.

Благодаря предварительному испарению 90% мазута перед его сжиганием, осуществляемому за счет использования тепловой энергии 10% мазута, сжигаемых в распыленном виде при стехиометрическом соотношении с воздухом, повышается полнота сгорания мазута, тем самым повышается экономичность и улучшаются экологические показатели системы сжигания мазута, кроме того, расширяется диапазон применяемых марок мазута. Thanks to the preliminary evaporation of 90% of fuel oil before burning, carried out by using heat energy of 10% of fuel oil, burned in atomized form at a stoichiometric ratio with air, the completeness of combustion of fuel oil is increased, thereby increasing efficiency and environmental performance of the fuel oil burning system, in addition, the range of used brands of fuel oil is expanding.

Claims

1. A method of burning fuel oil by supplying air and atomized fuel oil to the combustion zone, characterized in that, in order to increase the completeness of combustion while expanding the range of used brands of fuel oil, part of the fuel oil is sprayed in a stoichiometric ratio with part of the air and burned, then high-temperature combustion products are injected in the sprayed form the remaining part of the fuel oil, after which the resulting vapor-gas mixture is introduced into the remaining part of the air, mixed and re-burned.

2. A device for burning fuel oil containing an air supply path, a fuel supply line, a nozzle and a combustion chamber, characterized in that, in order to increase efficiency and improve environmental performance while expanding the range of used brands of fuel oil, it additionally contains a prechamber with a low consumption air path and additional a fuel nozzle in communication with the fuel oil supply line and a gas generator at the outlet of the prechamber, in which the main fuel nozzle in communication with the master is installed a fuel oil supply path, and the combustion chamber is made in the form of an afterburner, at the entrance to which this gas generator, the main air supply path and the mixer are installed.