RU2156935C1 - Теплогенераторное устройство - Google Patents
Теплогенераторное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156935C1 RU2156935C1 RU99114955A RU99114955A RU2156935C1 RU 2156935 C1 RU2156935 C1 RU 2156935C1 RU 99114955 A RU99114955 A RU 99114955A RU 99114955 A RU99114955 A RU 99114955A RU 2156935 C1 RU2156935 C1 RU 2156935C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- nozzles
- gas
- combustion chamber
- fan
- Prior art date
Links
Landscapes
- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
Изобретение может найти применение при сжигании природного газа, образующегося при добыче и подготовке нефти. Изобретение решает задачи повышения эффективности перемешивания продуктов сгорания газовоздушной смеси, происходящего в камере сгорания с вторичным воздухом, а также расширения диапазона регулирования температуры горячего потока, выходящего из теплогенераторного устройства (ТГУ) и расширения потребительских качеств ТГУ. Воздух вентилятора проходит через форсунки, создавая в них разрежение и подсасывая тем самым природный газ из емкости. В камере сгорания происходит стехеометрическое сжигание газовоздушной смеси и ее смешение со вторичным воздухом, поступающим из цилиндрической полости. Отверстие улучшает перемешивание горячих и холодных струй. Использование раздельных коллекторов способствует ступенчатому регулированию уровня температуры горячего потока газовоздушной смеси. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам по сжиганию природного газа с высокой полнотой сгорания и с широким диапазоном регулирования температуры продуктов сгорания. Наибольшее применение данное устройство может найти при сжигании природного газа, образующегося при добыче и подготовке нефти.
Известно устройство для получения сушильного агента, выбранное в качестве аналога и представленное в а.с. СССР N1506221, F 23 D 14/18 с приоритетом от 12.01.1988 г. Оно содержит воздушный патрубок, камеру, смешения, камеру сгорания, на выходе которой установлена каталитическая насадка, и дополнительную камеру смешения. Недостатком известного технического решения по аналогу является невозможность получения высокой полноты сгорания топлива.
Известно устройство для сжигания топлива по патенту РФ N2015451 от 9.07.1991 г. , F 23 C 11/00, принятое за прототип. Устройство по прототипу содержит емкость для топлива, соединительные трубопроводы, вентилятор и расположенную за ним по ходу воздуха камеру сгорания с размещенными в ней форсунками соплового типа, системой поджига, наружной обечайкой, образующей цилиндрическую полость вокруг камеры сгорания, причем каждая форсунка снабжена со стороны выхода соосным расширяющимся насадком, образующим с выходным соплом форсунки кольцевое проходное сечение, соединенное с выходом воздуха вентилятора, и каждая форсунка в огневом днище оснащена автономным трубопроводом, а трубопроводы объединены в общий коллектор, соединенный с емкостью топлива трубопроводом.
Устройство по прототипу работает по принципу создания воздухом вентилятора разряжения при прохождении через кольцевое сечение, благодаря чему происходит засасывание жидкого топлива самотеком в форсунку из топливной емкости. Полнота сгорания топлива достигается за счет специального исполнения форсунок соплового типа, способствующего быстрому перемешиванию на относительно коротком участке топлива с воздухом.
Недостатками технического решения по прототипу являются большая относительная длина наружной обечайки, связанная с недостаточно эффективным перемешиванием вторичного воздуха с продуктами сгорания, поступающими из форсунок, а также узкий диапазон изменения температуры горячих газов, выходящих из теплогенераторного устройства (ТГУ).
Задачами предлагаемого изобретения являются повышение эффективности перемешивания продуктов сгорания газовоздушной смеси, происходящего в камере сгорания с вторичным воздухом, а также расширение диапазона регулирования температуры горячего потока, выходящего из теплогенераторного устройства и расширение потребительских качеств ТГУ. Эти задачи решаются тем, что предлагаемое устройство содержит емкость для топлива, соединительные трубопроводы, органы регулирования, вентилятор и расположенную за ним по ходу воздуха камеру сгорания с огневым днищем, систему поджига, наружную обечайку, образующую цилиндрическую полость вокруг камеры сгорания, форсунки соплового типа, размещенные в огневом днище, оснащенные автономными топливными трубопроводами и соединенные по входу с выходом воздуха вентилятора, а по выходу имеющими каждая максимальный диаметр - d, совмещены с внутренней поверхностью огневого днища, причем огневое днище имеет центральное отверстие диаметром - D, равным (1 - 2.5) d и соединенным по входу с выходом воздуха вентилятора, а автономные трубопроводы форсунок объединены в раздельные коллекторы, объединяющие группы форсунок, с нарастающим вдвое отличием по их количеству, и форсунки выполнены съемными.
Заявителю не известны технические решения, содержащие признаки, схожие с признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа, что позволяет считать предложенное решение патентноспособным.
Конструктивная схема устройства, реализующего предложенное техническое решение, представлена на фиг. 1. Оно включает емкость 1 топлива с подводящим трубопроводом 2, воздушный вентилятор 3 с выходом 4, камеру сгорания 5 с огневым днищем 6, наружную обечайку 7, образующую цилиндрическую полость ЦП вокруг камеры сгорания, форсунки 8 соплового типа с максимальным диаметром по выходу d, автономные трубопроводы 9 форсунок 8, коллекторы 10 и 11, органы регулирования 12, 13 и 14, систему поджига 15, отверстие 16 с диаметром D.
Работа устройства, схематически представленного на фиг. 1, осуществляется следующим образом. Одновременно с открытием органов 12 - 14 производится запуск воздушного вентилятора 3 и системы поджига 15. Воздух вентилятора по выходу 4 проходит частью своей массы через форсунки 8 и, создавая в них разряжение среды, производит подсос газа из емкости 1 через трубопровод 2, коллекторы 10 - 11 и автономные трубопроводы 9. Форсунки 8 выполнены таким образом, что в них происходит смешение газа с воздухом в стехеометрическом соотношении. Такая смесь, пройдя форсунки 8, поджигается системой поджига 15 и в камере 5 происходит ее сгорание. Выравнивание поля температур сгоревшей смеси происходит как в камере сгорания 5 путем смешения воздуха, поступающего через отверстие 16, с продуктами сгорания газовоздушной смеси, так и за ее пределами на длине - L в результате подмешивания к ней воздуха, проходящего по цилиндрической полости ЦП между камерой 5 и обечайкой 7, охлаждая ее и огневое днище 6.
Использование раздельных коллекторов 10 и 11 дает возможность отключать отдельные группы форсунок 8 путем раздельного закрытия органов 13 - 14, что создает основу для регулирования уровня температуры горячего потока на выходе из ТГУ. Так, используя всего шесть форсунок, их разделяют на две группы: 2 и 4 форсунки. При использовании в огневом днище, например, 42 форсунок их располагают в группы: 6, 12, 24 штук, объединенных раздельными коллекторами. Очевидно, что отключение части форсунок из их общего числа уменьшает тепловую мощность ТГУ и при постоянном расходе воздуха через вентилятор 3 уменьшает уровень температуры горячего потока газовоздушной смеси на выходе из ТГУ. При этом известно, что в случае применения круглого огневого днища целесообразно располагать форсунки по окружностям, следуя принципу равноудаленности их друг от друга от центра к периферии, следующим образом:
1 ряд - 6 форсунок,
2 ряд - 12 форсунок,
3 ряд - 18 форсунок и т.д.
1 ряд - 6 форсунок,
2 ряд - 12 форсунок,
3 ряд - 18 форсунок и т.д.
Применение центрального отверстия 16 позволяет по сравнению с техническим решением по прототипу достичь равномерного температурного поля горячего потока на меньшей длине - L. Расчеты показывают, что для 6-ти форсунок с выходным диаметром каждой из них d = 36 мм и диаметром центрального отверстия D = 90 мм уменьшение длины L в предлагаемом решении составляет 30% по сравнению с прототипом. Выбор величины диаметра центрального отверстия 16 равным (1-2.5)d обусловлен с одной стороны ограничением геометрически - технологического характера (D=2.5d) при расположении центрального отверстия 16 внутри первого ряда форсунок 8 с максимальным диаметром d, а также нецелесообразностью выполнения диаметра D меньше диаметра форсунки d. Выполнение форсунок 8 в огневом днище 6 съемными повышает универсальность ТГУ и расширяет диапазон регулирования уровня температуры горячего потока, а также тепловую мощность ТГУ. Очевидно, что при изменении свойств топлива возможность быстрой замены форсунок 8 на форсунки того же типа, но с иным диаметром d повышает потребительские качества ТГУ.
Таким образом, признаки предлагаемого технического решения по отношению к прототипу решают задачи повышения равномерности температурного потока газовоздушной смеси на выходе из ТГУ, расширения диапазона регулирования уровня температуры потока и потребительских качеств ТГУ.
Для иллюстрации изложенного приводим результаты расчета устройства, схематически представленного на фиг. 1, при следующих исходных данных:
1. Расход воздуха через вентилятор - 3300 м3/час
2. Степень повышения давления воздуха в вентиляторе - 1.06
3. Количество форсунок - 6
4. Расход природного газа - 60 м3/час
5. Диаметр центрального отверстия - 90 мм 6.
1. Расход воздуха через вентилятор - 3300 м3/час
2. Степень повышения давления воздуха в вентиляторе - 1.06
3. Количество форсунок - 6
4. Расход природного газа - 60 м3/час
5. Диаметр центрального отверстия - 90 мм 6.
Количество коллекторов - 2
7. Отношение давлений на выходе из ТГУ и атмосферы - 1.02
Результаты расчета при использовании приведенных исходных данных показывают, что тепловая мощность ТГУ достигает 650 кВт, температура горячего потока после ТГУ может изменяться в 4-5 раз, потребная длина L = 300 мм (см. фиг. 1).
7. Отношение давлений на выходе из ТГУ и атмосферы - 1.02
Результаты расчета при использовании приведенных исходных данных показывают, что тепловая мощность ТГУ достигает 650 кВт, температура горячего потока после ТГУ может изменяться в 4-5 раз, потребная длина L = 300 мм (см. фиг. 1).
Предлагаемые ТГУ могут найти применение при полезном дожиге попутного газа на нефтепромыслах и при получении йода из минеральной воды. Получаемый при дожиге попутного газа (с высокими экологическими показателями) поток горячей газовоздушной смеси может быть полезно использован для технологического нагрева минеральной воды, нефтепродуктов, а также для бытовых нужд.
Предполагается внедрение устройства в АО "Краснодарнефтегаз" в 2000 году. В настоящее время изготовлен демонстратор на базе предлагаемого технического решения, который проходит полнообъемные испытания.
Claims (1)
- Теплогенераторное устройство, которое содержит емкость для топлива, соединительные трубопроводы, органы управления, вентилятор и расположенную за ним по ходу воздуха камеру сгорания с огневым днищем, систему поджига, наружную обечайку, образующую цилиндрическую полость вокруг камеры сгорания, форсунки соплового типа, размещенные в огневом днище, оснащенные автономными топливными трубопроводами и соединенные по входу с выходом воздуха вентилятора, а по выходу имеющие каждая максимальный диаметр d, совмещены с внутренней поверхностью огневого днища, отличающееся тем, что огневое днище имеет центральное отверстие диаметром D, равным (1 - 2,5)d и соединенным по входу с выходом воздуха вентилятора, а автономные трубопроводы форсунок объединены в раздельные коллекторы, объединяющие группы форсунок, с нарастающим вдвое отличием по их количеству, форсунки выполнены съемными.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114955A RU2156935C1 (ru) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Теплогенераторное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114955A RU2156935C1 (ru) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Теплогенераторное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2156935C1 true RU2156935C1 (ru) | 2000-09-27 |
Family
ID=20222483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99114955A RU2156935C1 (ru) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Теплогенераторное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2156935C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD2082C2 (ru) * | 2000-07-14 | 2003-07-31 | Государственное Предприятие - Научно-Исследовательский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства "Mecagro" | Способ и установка для получения агента для сушки зерна |
-
1999
- 1999-07-08 RU RU99114955A patent/RU2156935C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD2082C2 (ru) * | 2000-07-14 | 2003-07-31 | Государственное Предприятие - Научно-Исследовательский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства "Mecagro" | Способ и установка для получения агента для сушки зерна |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2095065A (en) | Surface combustion process | |
US2916877A (en) | Pressure fluid generator | |
US3267985A (en) | Pulse combustion apparatus | |
US4012189A (en) | Hot gas generator | |
US5520537A (en) | High-output tube burner | |
CN104508374A (zh) | 高能量高燃烧率低污染排放且高传热性的气体燃料燃烧器 | |
US2745250A (en) | Reverse vortex combustion chamber | |
WO2017067272A1 (zh) | 微气燃烧枪体、点火燃烧器、煤粉燃烧系统和燃煤锅炉 | |
US3091224A (en) | Device for intermittent combustion | |
RU2156935C1 (ru) | Теплогенераторное устройство | |
EP0886104B1 (en) | Dual-purpose combuster for ordinary combustion and pulse combustion | |
US1345361A (en) | Heating apparatus | |
US3799734A (en) | Combustion device | |
US3986817A (en) | Grid burner pilot igniter | |
US1990962A (en) | Gas burner | |
US3405923A (en) | Side wall firing system for multi-stand annealing covers | |
KR940015358A (ko) | 파이프열교환식 가열로의 연소방법 및 장치 | |
RU24268U1 (ru) | Малоразмерное теплогенераторное устройство | |
RU25069U1 (ru) | Теплогенераторное устройство | |
US3003546A (en) | Domestic heating devices | |
US3138193A (en) | Combustion of liquid fuel | |
SU723295A2 (ru) | Горелка дл сжигани жидкого топлива | |
US2725873A (en) | Heat exchanger utilizing products of combustion as a heating medium | |
CN210292317U (zh) | 一种低氮间接加热燃气暖风机 | |
RU46558U1 (ru) | Циклонный предтопок |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070709 |