RU2079786C1 - Method to intensify burning of flame torch in furnace of boiler installation - Google Patents
Method to intensify burning of flame torch in furnace of boiler installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079786C1 RU2079786C1 RU95109989A RU95109989A RU2079786C1 RU 2079786 C1 RU2079786 C1 RU 2079786C1 RU 95109989 A RU95109989 A RU 95109989A RU 95109989 A RU95109989 A RU 95109989A RU 2079786 C1 RU2079786 C1 RU 2079786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric field
- furnace
- boiler
- flame
- burning
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к огневым технологиям, конкретнее, к теплоэнергетике, в частности, к способам управления процессом горения топлива в теплоэнергетических установках, например, в котельных установках. The invention relates to fire technologies, and more particularly, to a power system, in particular, to methods for controlling the process of burning fuel in heat power plants, for example, in boiler plants.
Известны способы и устройства преобразования химической энергии топлива, например, газа, мазута в тепловую энергию воды, пара котла путем сжигания данного топлива в топке с последующим термическим нагревом от пламени теплоносителя, например, воды в котле, и выводом отходящих газов в окружающую среду (аналоги Политехнический словарь, М. 1976, с.196). Known methods and devices for converting the chemical energy of a fuel, for example, gas, fuel oil into the heat energy of water, boiler steam by burning this fuel in a furnace, followed by thermal heating from a heat carrier flame, for example, water in a boiler, and the discharge of exhaust gases into the environment (analogues Polytechnical Dictionary, M. 1976, p.196).
Недостатки аналогов состоят в низкой интенсивности сгорания топлива в факеле пламени, в токсичности отходящих газов, их большом объеме, пониженной теплопередачи от факела к котлу, особенно в условиях повышенного сажеобразования на стенках котла, т.к. сажа является хорошим теплоизолятором. The disadvantages of analogues are the low intensity of fuel combustion in the flame, in the toxicity of the exhaust gases, their large volume, reduced heat transfer from the torch to the boiler, especially in conditions of increased soot formation on the walls of the boiler, because carbon black is a good heat insulator.
Для повышения интенсивности горения в них применяют воздушное дутье, которое значительно увеличивает объем отходящих токсичных газов. To increase the intensity of combustion, they use air blasting, which significantly increases the volume of toxic toxic gases.
Известны способы и устройства интенсификации горения факела в топке путем циклонного закручивания топлива, либо воздуха, либо всей топливо-воздушной смеси (там же, с.554 прототип). Known methods and devices for intensifying the combustion of a torch in a furnace by cyclone swirling of fuel, or air, or the entire fuel-air mixture (ibid., P. 544 prototype).
Вследствие лучшего перемешивания улучшается степень сгорания топлива в факеле, возрастает температура пламени и производительность топки, однако, увеличивается объем отходящих токсичных газов и возрастают энергозатраты на аэродинамическое закручивание топливной смеси. Due to better mixing, the degree of fuel combustion in the flare improves, the flame temperature and the productivity of the furnace increase, however, the volume of toxic waste gases increases and the energy consumption for aerodynamic swirling of the fuel mixture increases.
Целью изобретения является повышение интенсивности горения факела в топке при одновременном улучшении энергетических и экологических показателей процесса сжигания топлива в топке. The aim of the invention is to increase the intensity of combustion of the torch in the furnace while improving the energy and environmental performance of the process of burning fuel in the furnace.
Предлагаемый способ интенсификации горения факела пламени в топке, например, котельной установки, путем взаимосвязанных регулирования и подачи топлива и окислителя в топку, например, через форсунку горелки, в зависимости от температуры воды в котле и экологических параметров отходящих газов, в котором вводится новая операция обработки факела продольным электрическим полем с напряженностью не ниже 1 кВ/см, причем, потенциалы упомянутого элетрического поля подают на форсунку, электроизолированную от корпуса топки котла, и на электроизолированный от корпуса топки водогрейный котел, а напряженность электрополя регулируют в зависимости от потребляемого тока высоковольтного источника электрополя и от параметров горения факела (состав и объем токсичных газов, температуры пламени), например, при резком возрастании потребляемого тока источника поля, снижают напряженность электрополя, и одновременно снижают подачу топлива в горелку до снижения тока источника, причем, осуществляют электростатическое распыление топлива в упомянутом электрическом поле регулируют число и длину игл котла. The proposed method of intensifying the combustion of a flame in a furnace, for example, a boiler installation, by interconnecting regulation and supply of fuel and oxidizer to the furnace, for example, through a nozzle of a burner, depending on the temperature of the water in the boiler and the environmental parameters of the exhaust gases, in which a new processing operation is introduced a torch with a longitudinal electric field with an intensity of at least 1 kV / cm, and the potentials of the aforementioned electric field are fed to a nozzle electrically insulated from the boiler furnace body and to an electrical insulation A water boiler, which is connected from the furnace body, and the electric field intensity is regulated depending on the current consumption of the high-voltage electric field source and on the flame burning parameters (composition and volume of toxic gases, flame temperature), for example, when the current source of the field source increases sharply, the electric field decreases, and at the same time, the fuel supply to the burner is reduced to a decrease in the source current; moreover, electrostatic atomization of the fuel is carried out in the said electric field, the number and length are regulated in boiler needles.
Изобретение (см. чертеж) проиллюстрировано на примере камерной топки с электрическим катализатором горения. The invention (see drawing) is illustrated by the example of a chamber furnace with an electric combustion catalyst.
Модернизированная камерная топка котельной установки состоит из форсунки 1 горелки 2, соединенных через электроизолятор 3, топочной камеры 4 (обмуровка и тепловой экран внутри топки не показаны), водогрейного котла 5, размещенного через электроизоляторы 6 сверху топки 4 и имеющие регуляторы подачи и выпуска воды 7, дымовой трубы 8, бункера золы, шлака 9, опор 10. The upgraded chamber furnace of the boiler installation consists of a nozzle 1 of a burner 2 connected through an electric insulator 3, a combustion chamber 4 (a lining and a heat screen inside the furnace are not shown), a boiler 5 installed through electric insulators 6 on top of the furnace 4 and having water supply and discharge regulators 7 , chimney 8, ash bin, slag 9, supports 10.
В состав устройства введены также силовой блок высоковольтного преобразователя напряжения (источника электрополя) 11 с системой управления 12, присоединенной по входу через логически функциональный преобразователь 13 к выходамдатчиков режима горения 14 и датчику тока 15. Иглы на нижней поверхности котла 5 обозначены 5a. The power unit of a high-voltage voltage converter (electric field source) 11 with a control system 12 connected at the input through a logic-functional converter 13 to the outputs of the combustion mode sensors 14 and the current sensor 15 is also included in the device. The needles on the lower surface of the boiler 5 are designated 5a.
На чертеже факел пламени обозначен позицией 16, а отходящие газы позицией 17, топливо Т, воздух В, вода H2O.In the drawing, the flame torch is indicated by 16, and the exhaust gases by 17, fuel T, air B, water H 2 O.
Установка работает следующим образом. Installation works as follows.
После подачи топливо-воздушной смеси через горелку 2 и распыления ее форсункой, смесь поджигают, например, электроискровым способом. Далее факел 16 обрабатывают сильным электрополем от высоковольтного источника 11, после чего управляют напряженностью электрополя путем регулирования скважности и(или) частоты высоковольтных импульсов от системы управления 12, причем управляющее воздействие для блока 11 формирует логически функциональный преобразователь 13 в функции сигналов с датчика тока 15 и с датчиков режима 14 горения факела 16, причем, алгоритм управления состоит в регулировании напряженности электрополя, например, в снижении его при резком повышении тока преобразователя 11 для устранения режима электродуги через факел с форсунки 2 на котел 5 и в тонком регулировании напряженности электрополя в функции состава отходящих токсичных газов 17 с целью максимальной очистки. After feeding the fuel-air mixture through the burner 2 and spraying it with a nozzle, the mixture is ignited, for example, by the electric spark method. Next, the torch 16 is treated with a strong electric field from a high-voltage source 11, after which the electric field is controlled by adjusting the duty cycle and (or) the frequency of the high-voltage pulses from the control system 12, and the control action for block 11 forms a logically functional converter 13 as a function of the signals from the current sensor 15 and from the sensors of the burning mode of the torch 16, moreover, the control algorithm consists in regulating the electric field strength, for example, reducing it with a sharp increase in current will convert Jelya 11 to eliminate the mode of electric arc through a torch from the nozzle 2 to the boiler 5 and fine-tuning the electric field as a function of the composition of the toxic toxic gases 17 with the aim of maximum cleaning.
Этот второй контур регулирования является по существу, подчиненным главному контуру регулирования, например, стабилизации тока нагрузки преобразователя 11. Ток регулируют также изменением числа и длины игл(шипов) 5a снизу котла 5 (механизм на чертеже не показан). This second control loop is essentially subordinate to the main control loop, for example, stabilizing the load current of the converter 11. The current is also controlled by changing the number and length of needles (spikes) 5a from the bottom of the boiler 5 (the mechanism is not shown in the drawing).
Развитием изобретения может служить также операция дополнительного дожига отходящих газов электрополем от источника 11, для чего на изоляторе необходимо ввести коаксиальный электрод (не показан) и присоединить его электрически к водогейному котлу 5. В этом случае обеспечивается дополнительная электрофильтровая очистка и дожиг токсичных составляющих отходящих газов. The development of the invention can also serve as the operation of additional afterburning of the exhaust gases by an electric field from the source 11, for which it is necessary to introduce a coaxial electrode (not shown) on the insulator and electrically connect it to the water boiler 5. In this case, additional electrostatic cleaning and afterburning of the toxic components of the exhaust gases is provided.
Интенсификация процесса горения факела пламени в топке достигается благодаря следующему:
сильное электрическое поле от высоковольтного источника 11 весьма ионизирует факел пламени, вносит "свежие" электроны и выносит из факела несгоревшие радикалы топлива, дробит частицы топлива в электрическом поле, осуществляет его электростатическое распыление до молекулярного уровня, вследствие чего температура факела пламени 16 возрастает, снижается требуемый расход топлива и воздуха, снижается объем отходящих токсичных газов 17, вследствие полного сгорания углеводородов, сажевой компоненты и доокисления в озонированной наэлектризованной среде вокруг факела 16 окиси углерода до безвредного углекислого газа.The intensification of the combustion process of the flame in the furnace is achieved due to the following:
a strong electric field from the high-voltage source 11 very ionizes the flame, introduces the "fresh" electrons and removes unburned fuel radicals from the flame, crushes the fuel particles in the electric field, carries out its electrostatic atomization to a molecular level, as a result of which the temperature of the flame 16 increases, decreases the required fuel and air consumption, the volume of toxic waste gases 17 is reduced due to the complete combustion of hydrocarbons, soot components and additional oxidation in ozonized electrification constant medium surrounding the plume 16 of carbon monoxide to harmless carbon dioxide.
Дополнительный положительный эффект способа состоит в повышении теплопередачи тепла от факела 16 к котлу 5 в виду дожига сажевой компоненты отходящих газов 17, ранее интенсивно оседавших на поверхности котла, а также вследствии повышения теплопередачи горячих наэлектризованных молекул воздуха на котел 5, а не в дымовую трубу 8, как было ранее. An additional positive effect of the method consists in increasing the heat transfer from the flame 16 to the boiler 5 in view of the afterburning of the soot component of the exhaust gases 17, which were previously intensively deposited on the surface of the boiler, as well as due to an increase in the heat transfer of hot electrified air molecules to the boiler 5, and not to the chimney 8 as it was before.
Вследствие снижения требуемого расхода окислителя (воздуха В) снижается общий объем отходящих токсичных газов, а интенсификация горения факела пламени обеспечивается электронно-ионным дутьем через форсунку 1 и игольчатую поверхность котла 5 (иглы 5a регулируются). Регулирование напряженности электрополя источника 11 через систему управления 12 в зависимости от датчика тока 15 позволяет устранить электродуговой режим (разряд) высоковольтного источника через пламя 16 на котел 5. Тонкое регулирование напряженности электрополя источником 11 в функции состава отходящих токсичных газов 17 позволяет значительно минимизировать их количество. Due to the reduction in the required oxidizer (air B) flow rate, the total volume of toxic toxic gases is reduced, and the flame of the flame is intensified by electron-ion blasting through the nozzle 1 and the needle surface of the boiler 5 (needles 5a are adjustable). Regulation of the electric field strength of the source 11 through the control system 12, depending on the current sensor 15, allows to eliminate the electric arc mode (discharge) of the high-voltage source through the flame 16 to the boiler 5. Fine control of the electric field by the source 11 as a function of the composition of the toxic waste gases 17 can significantly minimize their number.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95109989A RU2079786C1 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Method to intensify burning of flame torch in furnace of boiler installation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95109989A RU2079786C1 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Method to intensify burning of flame torch in furnace of boiler installation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2079786C1 true RU2079786C1 (en) | 1997-05-20 |
RU95109989A RU95109989A (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=20168901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95109989A RU2079786C1 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Method to intensify burning of flame torch in furnace of boiler installation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2079786C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694268C1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Method for intensification and control of flame |
-
1995
- 1995-06-14 RU RU95109989A patent/RU2079786C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1976, с. 196. 2. Там же, с. 554. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694268C1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Method for intensification and control of flame |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO1996001394A1 (en) | An electrode arrangement for use in a combustion chamber | |
US20050208442A1 (en) | Fuel combustion device | |
US5370525A (en) | Microwave combustion enhancement device | |
US4995805A (en) | Method and apparatus for increasing radiant heat production of hydrocarbon fuel combustion systems | |
EP0303522B1 (en) | Pulverised fuel burner | |
RU2457395C2 (en) | Solid fuel combustion intensification method | |
RU2683052C1 (en) | Vortex kindling pulverized coal burner | |
RU2079786C1 (en) | Method to intensify burning of flame torch in furnace of boiler installation | |
RU65177U1 (en) | BURNER | |
RU2059926C1 (en) | Method of and plasma pulverized-coal burner for low-grade coal combustion | |
RU2125682C1 (en) | Method of intensification and control of flame | |
RU2694268C1 (en) | Method for intensification and control of flame | |
KR101969832B1 (en) | Boiler using micro plasma steam for eco-friendly burning of low grade fuel oil | |
RU2128408C1 (en) | Plant for no-oil starting of pulverized-fuel boiler and illumination of flame pattern | |
RU2117870C1 (en) | Method and device for incineration of waste and refuse | |
RU2160414C2 (en) | Fuel burning method and device intended for its embodiment | |
RU2726023C1 (en) | Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method | |
SU918676A1 (en) | Method of preparing fuel for burning | |
RU2448300C2 (en) | Method for efficient combustion of fuel and device for its realisation | |
RU2790745C1 (en) | Fuel combustion method | |
RU2731087C1 (en) | Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method | |
RU95109989A (en) | METHOD OF INTENSIFICATION OF BURNING OF THE TORCH OF FLAME IN THE BOILER OF THE BOILER PLANT | |
RU2000130146A (en) | METHOD FOR IGNITION AND / OR STABILIZATION OF COMBUSTION OF DUST COAT TORCH IN BOILER UNITS | |
RU2731139C1 (en) | Flare combustion method of fuel-air coal mixture and device for implementation of method | |
RU2779675C1 (en) | Method for flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method |