RU2309286C1

RU2309286C1 - Method of preparation of water-and-fuel emulsion and device for realization of this method

Info

Publication number: RU2309286C1
Application number: RU2006104802/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Григорьевич Громаковский (RU); Дмитрий Григорьевич Громаковский; Анатолий Гаврилович Ковшов (RU); Анатолий Гаврилович Ковшов; Анатолий Петрович Меньшов (RU); Анатолий Петрович Меньшов; Сергей Владимирович Шигин (RU); Сергей Владимирович Шигин; Ванцетти Александрович Прилуцкий (RU); Ванцетти Александрович Прилуцкий; Сергей Юрьевич Ганигин (RU); Сергей Юрьевич Ганигин; Владимир Иосифович Астров (RU); Владимир Иосифович Астров; Владимир Петрович Мохонько (RU); Владимир Петрович Мохонько; Валерий Анатольевич Приказчиков (RU); Валерий Анатольевич Приказчиков; Ильдар Дугласович Ибатуллин (RU); Ильдар Дугласович Ибатуллин
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-10-27

Abstract

FIELD: manufacture of engines; methods and devices for preparation of water-and-fuel emulsions.

SUBSTANCE: proposed method includes mixing of definite metered amount of water with fuel and keeping of mixture in continuous motion during definite period of time followed by feeding the emulsion to fuel injector of power plant. Unexpended portion of emulsion after previous emulsification cycle is not mixed with new portion of emulsion whose concentration differs from previous one. Water-and-fuel emulsion is prepared separately for each mode of operation of power plant in separate stabilizers-accumulators. Emulsion is fed to power plant till complete consumption. Empty stabilizer-accumulator is filled at new concentration of water corresponding to present state of power plant which is supplied during this period of time from another stabilizer-accumulator. Volume of water-and-fuel emulsion is so selected that time of its consumption from one stabilizer-accumulator is sufficient for homogenization of water-and-fuel emulsion in another stabilizer-accumulator which is achieved due to repeated rotation and emulsification in closed loop. Device proposed for preparation of water-and-fuel emulsion includes emulsifier and controllable metering and change-over units. Introduced additionally between emulsifier and fuel injectors of power plant are stabilizers-accumulators connected with water and fuel supply passages at inlet and with emulsifier at outlet; water-and-fuel emulsion is fed from them to power plant for combustion. Volumes "V" of stabilizers-accumulators are determined depending on filling time "t" required for homogenization of water-and-fuel emulsion at preset flow water "F" by the following formula V=tF. Stabilizers-accumulators are made in form of reservoirs connected to fuel loops; swirlers mounted at their inlets are used for rotation and acceleration of homogenization of water-and-fuel mixture.

EFFECT: enhanced operational reliability of power plant.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области топливной энергетики, конкретно к способам и устройствам получения и применения водотопливных эмульсий (ВТЭ) в энергетических установках (ЭУ).The invention relates to the field of fuel energy, specifically to methods and devices for producing and using water-fuel emulsions (VTE) in power plants (EU).

Известны аналогичные способы получения ВТЭ, например, патент 2099575, RU, B01F 3/08, БИ №35, 1997, приоритет 11.07.95), в котором топливо и вода подаются в диспергатор и производится диспергирование смеси путем подачи импульсных электрических разрядов, а окончательное эмульгирование производят в эмульгаторе, установленном перед топливным насосом ЭУ. При этом концентрацию воды в топливе устанавливают с помощью автоматической системы управления (АСУ) по заранее составленной программе, учитывающей ранее зафиксированные показания работы ЭУ. Способ предусматривает также возможность работы ЭУ на чистом топливе путем введения в систему байпасной (перепускной) линии.Similar methods for producing VTE are known, for example, patent 2099575, RU, B01F 3/08, BI No. 35, 1997, priority 11.07.95), in which fuel and water are supplied to the dispersant and the mixture is dispersed by applying pulsed electric discharges, and the final emulsification is carried out in an emulsifier installed in front of the EU fuel pump. In this case, the concentration of water in the fuel is set using an automatic control system (ACS) according to a pre-compiled program that takes into account previously recorded readings of the operation of electric power. The method also provides for the possibility of the EU operating on clean fuel by introducing a bypass (bypass) line into the system.

Недостатком способа является низкая надежность ввиду потенциальной опасности использования электрических разрядов в топливной среде. Кроме того, локальные гидравлические (давление до 200 мПа) и тепловые удары, возникающие при электрических разрядах, вызывают усталость материала диспергатора.The disadvantage of this method is the low reliability due to the potential danger of using electric discharges in a fuel medium. In addition, local hydraulic (pressure up to 200 MPa) and thermal shocks arising from electrical discharges cause the dispersant material to become fatigued.

Наиболее близким по своей технической сущности в качестве прототипа выбран способ формирования топливной эмульсии (патент RU №2102624 6, F02M 43/00, F02D 19/00, F02B 47/02, БИ №2, 1998, приоритет 23.01.1992), который содержит следующие операции.The closest in technical essence as a prototype is the method of forming a fuel emulsion (patent RU No. 2102624 6, F02M 43/00, F02D 19/00, F02B 47/02, BI No. 2, 1998, priority 23.01.1992), which contains following operations.

Дозированное количество воды с помощью электромагнитной форсунки впрыскивают в дизельное топливо, подаваемое в вихревые камеры, расположенные между топливным насосом и форсунками дизеля. На время инжекционного периода топливной форсунки цилиндра удерживают смесь во вращении посредством тангенциального впрыска дизельного топлива, подаваемого под высоким давлением одновременно с подачей нефтеводяной смеси. При этом воду впрыскивают в дизельное топливо между двумя последовательными интервалами подачи нефти под существенно уменьшенным средним давлением. Причем избыточное топливо по рециркуляционной нагнетательной трубе возвращается во впускную камеру и смешивается с новой нефтью и с новой впрыснутой водой.Using a electromagnetic nozzle, a metered amount of water is injected into diesel fuel supplied to the vortex chambers located between the fuel pump and the diesel nozzles. During the injection period, the fuel nozzle of the cylinder holds the mixture in rotation by tangential injection of diesel fuel supplied under high pressure simultaneously with the supply of oil-water mixture. In this case, water is injected into diesel fuel between two successive intervals of oil supply under a significantly reduced average pressure. Moreover, the excess fuel through the recirculation discharge pipe is returned to the inlet chamber and mixed with new oil and new injected water.

Недостатком способа-прототипа является недостаточно высокое качество смешивания воды и топлива и снижение за счет этого надежности работы ЭУ, а также смешивание эмульсии, содержащей старую концентрацию воды, с вновь приготавливаемой эмульсией, что затрудняет точную регулировку количества нагнетаемой воды.The disadvantage of the prototype method is the insufficiently high quality of mixing water and fuel and the resulting reduction in the reliability of EI, as well as mixing an emulsion containing an old concentration of water with a newly prepared emulsion, which makes it difficult to accurately control the amount of injected water.

Заявляемый способ приготовления ВТЭ лишен указанного недостатка.The inventive method for the preparation of VTE is devoid of this drawback.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе приготовления водотопливной эмульсии (ВТЭ), при котором воду в определенном дозированном количестве смешивают с топливом, в течение определенного времени удерживают смесь в непрерывном движении и подают ВТЭ в топливную форсунку энергетической установки (ЭУ), а неизрасходованную часть эмульсии, оставшуюся после предыдущего цикла эмульгирования, не смешивают с новой эмульсией, имеющей отличную от предыдущей концентрацию воды, а для каждого режима работы ЭУ готовят ВТЭ в отдельных стабилизаторах-накопителях, из которых ВТЭ поступает в ЭУ до полного расходования, после чего опустевший стабилизатор-накопитель начинает наполняться ВТЭ с новой концентрацией воды, соответствующей текущему состоянию ЭУ, а ЭУ в это время переходит на питание из другого стабилизатора-накопителя, причем приготавливаемый в каждом цикле объем ВТЭ выбирается таким, что за время его расходования из одного стабилизатора-накопителя, в другом стабилизаторе-накопителе успевает произойти гомогенизация ВТЭ за счет ее многократного вращения и эмульгирования при движении по замкнутому контуру.The essence of the invention lies in the fact that in the method of preparing a water-fuel emulsion (VTE), in which water in a certain metered amount is mixed with fuel, the mixture is kept in continuous motion for a certain time and VTE is fed into the fuel nozzle of a power plant (EU), and unspent the part of the emulsion remaining after the previous emulsification cycle is not mixed with a new emulsion having a different water concentration than the previous one, and VTE is prepared in separate sto or accumulators, from which VTE enters the EI until it is completely consumed, after which the emptied stabilizer-accumulator begins to be filled with VTE with a new concentration of water corresponding to the current state of EI, and the EI at this time switches to power from another stabilizer-accumulator, In each cycle, the amount of VTE is chosen so that during its consumption from one stabilizer-drive, in another stabilizer-drive, homogenization of VTE due to its multiple rotation and emulsification has time tion when moving in a closed loop.

Заявляемый способ отличен от прототипа структурой операций. Часть операций введена новая, часть выполняется по-другому.The inventive method is different from the prototype structure of operations. Part of the operations is new, part is performed differently.

Названная техническая задача решается посредством новой операции наполнения и расходования ВТЭ через два стабилизатора-накопителя.The named technical problem is solved by means of a new operation of filling and consuming VTE through two stabilizer-drives.

Сравнение заявляемого способа с прототипом и другими известными техническими решениями показывает, что они не имеют заявляемых признаков изобретения. Осуществление отличительных признаков позволяет изобретению приобрести новые свойства, ранее неизвестные. Следовательно, отличительные признаки являются существенными.Comparison of the proposed method with the prototype and other known technical solutions shows that they do not have the claimed features of the invention. The implementation of the distinguishing features allows the invention to acquire new properties previously unknown. Consequently, the hallmarks are significant.

Известно аналогичное устройство подачи ВТЭ в цилиндр двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2099575), включающее гидравлический аккумулятор с воздушной и водяной полостями, разделенными пружинистой мембраной, датчики параметров двигателя, микроЭВМ, связанную с датчиками и исполнительным механизмом дозирующего устройства, электрические контакты, установленные на мембране и в корпусе в водяной полости, источник электрического тока, соединенный электрической цепью с электрическими контактами, причем воздушная полость через воздухопровод соединена с ресивером, водяная полость входом сообщена с баком воды, а выходом с диспергатором через фильтр воды и дозирующее устройство, диспергатор установлен между фильтром тонкой очистки и топливным насосом высокого давления, а первый клапан выполнен с электромагнитным приводом, установлен перед входом в водную полость и связан с электрическими контактами, эмульгатор, установленный между диспергатором, в котором электрический разряд осуществляют через воду, и топливным насосом высокого давления.A similar device for feeding VTE into the cylinder of an internal combustion engine is known (RF patent No. 2099575), including a hydraulic accumulator with air and water cavities separated by a springy membrane, engine parameter sensors, microcomputers connected to sensors and the metering device actuator, electrical contacts mounted on membrane and in the housing in the water cavity, an electric current source connected by an electric circuit to electrical contacts, and the air cavity through the air the gadfly is connected to the receiver, the water cavity is inlet connected to the water tank, and the outlet with the dispersant is through the water filter and the metering device, the dispersant is installed between the fine filter and the high-pressure fuel pump, and the first valve is made with an electromagnetic drive, installed in front of the water cavity and associated with electrical contacts, an emulsifier installed between the dispersant, in which the electric discharge is carried out through water, and a high pressure fuel pump.

Эта система подготовки водотопливной эмульсии имеет недостатки. Она не позволяет полностью реализовать заявляемый способ приготовления ВТЭ.This system for preparing a fuel oil emulsion has disadvantages. It does not allow to fully implement the inventive method for the preparation of VTE.

В качестве прототипа выбрано устройство для формирования нефтеводяной эмульсии, описанное в патенте РФ №2102624, которое содержит впускную камеру, открывающийся во впускную камеру впускной проход для нефти, электрически открываемую и закрываемую и расположенную на одном из концов впускной камеры форсунку для впрыска в нее воды (эмульгатор), размещенную на другом конце впускной камеры насосную камеру, имеющее установленное внутри насосной камеры рабочее колесо, вокруг которого расположена поверхность насосной камеры. Рабочее колесо размещено с возможностью его вращения, выход для эмульсии, расположенный в непосредственной близости от торцевой части выемки. Впускная камера может иметь вид вихревой камеры, в частности форму конуса. Указанный впускной проход для нефти соединен с выходом для нефти топливного насоса. Выпускной проход для эмульсии соединяет вихревую камеру с выпускной частью топливной форсунки.A device for forming an oil-water emulsion described in RF patent No. 2102624 is selected as a prototype. It contains an inlet chamber, an inlet passage for oil that opens into the inlet chamber, is electrically openable and closable, and a nozzle for injecting water into it is located at one end of the inlet chamber ( emulsifier), a pump chamber located on the other end of the inlet chamber, having an impeller mounted inside the pump chamber, around which the surface of the pump chamber is located. The impeller is placed with the possibility of its rotation, the output for the emulsion, located in the immediate vicinity of the end part of the recess. The inlet chamber may take the form of a vortex chamber, in particular a cone shape. The specified oil inlet passage is connected to a fuel pump oil outlet. An exhaust passage for emulsion connects the vortex chamber to the exhaust portion of the fuel nozzle.

Недостатком устройства-прототипа является высокая трудоемкость его внедрения, требующая модернизации штатных элементов топливной системы двигателя. Указанное устройство не позволяет получить технический эффект от применения заявленного способа.The disadvantage of the prototype device is the high complexity of its implementation, requiring the modernization of the standard elements of the fuel system of the engine. The specified device does not allow to obtain a technical effect from the application of the claimed method.

Заявляемое устройство лишено этого недостатка.The inventive device is devoid of this drawback.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для приготовления водотопливной эмульсии содержит эмульгатор, электрически управляемые дозирующие и переключающие устройства, между эмульгатором и топливными форсунками ЭУ дополнительно введены стабилизаторы-накопители, связанные с каналами подачи воды и топлива на входе и с эмульгатором на выходе, из которых ВТЭ подается на сжигание в ЭУ, причем объемы V стабилизаторов-накопителей определяют из условия их заполнения за время t, необходимое для гомогенизации ВТЭ при заданном удельном расходе ВТЭ F, по формуле V=t·F, причем стабилизаторы-накопители выполнены в виде емкостей, включенных в топливные контуры, перед входом в которые установлены завихрители, предназначенные для вращения и ускорения гомогенизации смеси топлива и воды.The essence of the invention lies in the fact that the device for preparing a water-fuel emulsion contains an emulsifier, electrically controlled dosing and switching devices, stabilizer-drives additionally introduced between the emulsifier and the fuel nozzles of the EU connected with the water and fuel supply channels at the inlet and with the emulsifier at the exit, which VTE is fed for combustion in the EU, moreover, the volumes V of the storage stabilizers are determined from the condition of their filling over time t necessary for the homogenization of VTE for a given portion SG VTE flow F, the formula V = t · F, wherein stabilizers drives are designed as containers, included in the fuel circuit, in front of which are mounted swirlers, intended to rotate and accelerate the homogenization of the mixture of fuel and water.

Отличительные признаки изобретения состоят в том, что в нем изменена структура устройства введением новых элементов по сравнению с прототипом и изменением связи между ними.Distinctive features of the invention are that it has changed the structure of the device by introducing new elements compared to the prototype and changing the connection between them.

Технический результат - повышение надежности работы энергетической установки путем исключения возможности работы ЭУ на водотопливной эмульсии с неопределенной концентрацией воды и с недостаточной степенью гомогенизации, что уменьшает влияния переходных процессов на надежность ЭУ при использовании ВТЭ.The technical result is to increase the reliability of the power plant by eliminating the possibility of operation of power plants on a water-fuel emulsion with an indefinite concentration of water and with an insufficient degree of homogenization, which reduces the effects of transients on the reliability of power plants when using VTE.

Названная техническая задача решается посредством новой операции наполнения и расходования ВТЭ через два стабилизатора-накопителя, также упрощение его встраивания в штатную топливную систему ЭУ.The named technical problem is solved by means of a new operation of filling and consuming VTE through two stabilizer-drives, as well as simplifying its integration into the standard fuel system of electric power units.

Поставленная техническая задача решается за счет изменения устройства для приготовления ВТЭ путем введения в него дополнительных элементов, обеспечивающих реализацию заявленного способа.The technical problem is solved by changing the device for the preparation of VTE by introducing into it additional elements that ensure the implementation of the claimed method.

Сравнение заявляемого устройства с прототипом и другими техническими решениями показывает, что при осуществлении отличительных признаков оно приобретает новые свойства, которых нет в них. Следовательно, отличительные признаки являются существенными.Comparison of the claimed device with the prototype and other technical solutions shows that when implementing distinctive features, it acquires new properties that are not in them. Consequently, the hallmarks are significant.

Графические материалы заявки содержат чертеж-схема системы приготовления ВТЭ для ЭУ.The graphic materials of the application contain a drawing diagram of a system for preparing VTE for power plants.

Заявляемое устройство для приготовления ВТЭ по заявляемому способу содержит топливный бак 1, связанный с управляемым клапаном 2 и соединенный через управляемый клапан 3 и топливный фильтр (не показан) с входом смесителя 4. Далее, бак воды 5 соединен через фильтр воды (не показан) и дозатор 6 с входом смесителя 4. Выход смесителя 4 соединен со входом электронасоса 7. Выход электронасоса 7, соединенный со своим входом перепускным клапаном (не показан), соединен с манометром (не показан) и входом эмульгатора 8. Выход эмульгатора 8 через управляемый клапан 9 и завихритель 10 соединен со входом стабилизатора-накопителя 11, имеющего сообщение с атмосферой. Выход стабилизатора-накопителя 11, оснащенного датчиками уровня заполнения ВТЭ и концентрации воды в ВТЭ (на схеме все датчики условно не показаны), соединен через управляемый клапан 12 с входом смесителя 4. Выход стабилизатора-накопителя 11 соединен через управляемый клапан 13 с выходами управляемых клапанов 2 и 14, а также с топливной системой ЭУ 15. Элементы 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12 составляют первый контур циркуляции ВТЭ. Аналогично устроен второй контур циркуляции ВТЭ, в котором выход эмульгатора 8 через управляемый клапан 16 и завихритель 17 соединен с входом стабилизатора-накопителя 18, имеющего сообщение с атмосферой и оснащенного датчиками уровня заполнения ВТЭ и концентрации воды в ВТЭ, соединенного через управляемый клапан 19 с входом смесителя 6. Выход стабилизатора-накопителя 18 соединен через управляемый клапан 14 с топливной системой ЭУ 15. Вход контура принятия решения 20 (в данном примере - автоматическая система управления (АСУ)) связан с датчиками функционирования ЭУ 15, например, для двигателей - с датчиками момента, частоты вращения на валу, расхода топлива ЭУ, для котлов - температуры пара, расхода воды для производства пара, а также с датчиками, установленными в стабилизаторах-накопителях. Выход контура принятия решения соединен с дозирующим (дозатором 6) и переключающими устройствами (клапанами 2, 3, 9,12, 13, 14, 16, 19).The inventive device for the preparation of VTE according to the claimed method comprises a fuel tank 1 connected to a controlled valve 2 and connected through a controlled valve 3 and a fuel filter (not shown) to the inlet of the mixer 4. Further, the water tank 5 is connected through a water filter (not shown) and the dispenser 6 with the input of the mixer 4. The output of the mixer 4 is connected to the input of the electric pump 7. The output of the electric pump 7 connected to its input bypass valve (not shown) is connected to a pressure gauge (not shown) and the input of the emulsifier 8. The output of the emulsifier 8 through a controlled valve pan 9 and swirler 10 is connected to the input of the stabilizer-drive 11, which is in communication with the atmosphere. The output of the stabilizer-accumulator 11, equipped with sensors for the level of VTE filling and the concentration of water in the VTE (all sensors are not shown conventionally in the diagram), is connected through a controlled valve 12 to the input of the mixer 4. The output of the stabilizer-drive 11 is connected through a controlled valve 13 with the outputs of the controlled valves 2 and 14, as well as with the fuel system of EU 15. Elements 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12 constitute the first VTE circulation loop. The second VTE circulation loop is similarly arranged, in which the output of the emulsifier 8 through the controlled valve 16 and the swirler 17 is connected to the input of the stabilizer-drive 18, which is in communication with the atmosphere and equipped with sensors for the filling level of the VTE and the concentration of water in the VTE connected through the controlled valve 19 to the input mixer 6. The output of the stabilizer-drive 18 is connected via a controlled valve 14 to the fuel system of the electric control unit 15. The input of the decision-making circuit 20 (in this example, the automatic control system (ACS)) is connected to the sensors fu EU 15 operation, for example, for engines - with sensors of torque, shaft speed, fuel consumption of EU, for boilers - steam temperature, water consumption for steam production, as well as sensors installed in storage stabilizers. The output of the decision circuit is connected to the metering (dispenser 6) and switching devices (valves 2, 3, 9,12, 13, 14, 16, 19).

Завихрители 10 и 17 выполнены, например, в виде спиралеобразных пластин, вставленных в проход трубы, и предназначены для ускорения гомогенизации смеси топлива и воды.The swirlers 10 and 17 are made, for example, in the form of spiral-shaped plates inserted into the pipe passage and are designed to accelerate the homogenization of the mixture of fuel and water.

Таким образом, под действием электронасоса 7 топливо и вода имеют возможность поступать соответственно из баков 1 и 5 через смеситель 4 в эмульгатор 8, а затем по одному из контуров через стабилизаторы-накопители (11 или 17) в виде ВТЭ в ЭУ 15.Thus, under the action of the electric pump 7, fuel and water can flow respectively from tanks 1 and 5 through the mixer 4 to the emulsifier 8, and then through one of the circuits through the stabilizer-drives (11 or 17) in the form of VTE in the EU 15.

Способ и устройство в динамике. Для запуска ЭУ 15 включают контур принятия решения (АСУ) 19, по команде которого открывают управляемый клапан 2 для подачи топлива в ЭУ, управляемый клапан 3 для подачи топлива в установку для приготовления ВТЭ. Закрывают управляемые клапаны 13 и 14 и открывают управляемый клапан 9. Включают электронасос 7. Получают данные о функционировании установки 15 с датчиков (не показаны). Обрабатывают полученные данные. При помощи дозатора 6 добавляют воду в топливо в предварительно определенном количестве, соответствующем текущему режиму функционирования ЭУ. Получаемой эмульсией через открытый управляемый клапан 9 заполняют стабилизатор-накопитель 11. После заполнения эмульсией стабилизатора-накопителя 11, фиксируемого датчиком уровня заполнения ВТЭ, открывают управляемый клапан 12 и прекращают наполнение стабилизатора-накопителя 11. Эмульсию под действием насоса 7 вынуждают циркулировать по первому контуру в течение времени, необходимого для гомогенизации ВТЭ, контролируемой по стабилизации показания датчика концентрации воды в ВТЭ, установленном в стабилизаторе-накопителе 11. После гомогенизации ВТЭ закрывают управляемый клапан 2 линии подачи чистого топлива, открывают управляемый клапан 13 и направляют ВТЭ с известной концентрацией воды из стабилизатора-накопителя 11 в ЭУ 15. После этого циркуляцию ВТЭ в первом контуре прекращают, закрыв управляемые клапаны 9 и 12. Затем открывают вход во второй контур циркулирования ВТЭ путем открытия управляемого клапана 16. По показаниям датчиков функционирования ЭУ вновь определяют требуемую концентрацию воды для текущего режима работы ЭУ и подают топливо и воду в определенной пропорции на смеситель 4 при помощи дозатора 6. Приготовленную в эмульгаторе 8 ВТЭ направляют в стабилизатор-накопитель 18. После его заполнения открывают доступ избыточной ВТЭ из стабилизатора-накопителя 18 к входу смесителя 4, открыв управляемый клапан 19 и за счет этого вынуждают циркулировать ВТЭ по второму контуру. В то же время подачу топлива и воды на смеситель 4 прерывают закрытием дозатора 6. Циркуляция ВТЭ по второму контуру продолжается до момента полного расходования ВТЭ в стабилизаторе-накопителе 11. После расходования ВТЭ из стабилизатора-накопителя 11 перекрывают управляемые клапаны 16 и 19, прекратив этим циркуляцию ВТЭ во втором контуре. Затем ВТЭ с известной концентрацией воды из стабилизатора-накопителя 18 направляют в ЭУ, открыв управляемый клапан 14. Для наполнения стабилизатора-накопителя 11 первого контура циркуляции ВТЭ перекрывают управляемый клапан 13 и открывают управляемый клапан 9. Одновременно при помощи АСУ 20, по вновь установившимся показателям функционирования ЭУ 15, производят оценку требуемой концентрации воды в топливе и смешивают их в заданной пропорции с помощью дозатора 6. После наполнения стабилизатора-накопителя 11 ВТЭ до заданного уровня вновь начинают процесс циркулирования ВТЭ по первому контуру, открыв управляемый клапан 12. Последовательная циркуляция ВТЭ по первому, а затем по второму контуру составляет цикл работы установки для приготовления ВТЭ. Такие циклы непрерывно повторяются на протяжении всей работы ЭУ.Method and device in dynamics. To start EC 15 include a decision-making circuit (ACS) 19, on command of which a controlled valve 2 for supplying fuel to the EC is opened, a controlled valve 3 for supplying fuel to the installation for preparing VTE. Close the controlled valves 13 and 14 and open the controlled valve 9. Turn on the electric pump 7. Receive data on the functioning of the installation 15 from sensors (not shown). Process the received data. Using a dispenser 6, water is added to the fuel in a predetermined amount corresponding to the current operating mode of the EU. The stabilizer-accumulator 11 is filled with the resulting emulsion through the open controlled valve 9. After the stabilizer-accumulator 11, fixed by the VTE filling level sensor, is filled with the emulsion, the controlled valve 12 is opened and the stabilizer-accumulator 11 is stopped. The emulsion is forced to circulate along the first circuit into the emulsion 7 the course of time necessary for the homogenization of the VTE, controlled by stabilizing the readings of the sensor of water concentration in the VTE, installed in the stabilizer-drive 11. After the homogen VTE lowerings close the controlled valve 2 of the clean fuel supply line, open the controlled valve 13 and direct the VTE with a known concentration of water from the stabilizer-accumulator 11 to the EC 15. After that, the VTE circulation in the primary circuit is stopped by closing the controlled valves 9 and 12. Then the inlet is opened in the second circuit of the VTE circulation by opening the controlled valve 16. According to the readings of the sensors for the operation of the electric power, the required water concentration for the current operating mode of the electric power is again determined and fuel and water are supplied in a certain proportion to the mixer 4 using the dispenser 6. The VTE prepared in the emulsifier 8 is sent to the stabilizer-drive 18. After filling it, the excess VTE is opened from the stabilizer-drive 18 to the inlet of the mixer 4, by opening the controlled valve 19 and due to this the VTE is circulated through the second contour. At the same time, the supply of fuel and water to the mixer 4 is interrupted by closing the dispenser 6. The VTE circulation along the second circuit continues until the VTE is completely consumed in the stabilizer-drive 11. After the VTE is consumed from the stabilizer-drive 11, the controlled valves 16 and 19 are closed, stopping this VTE circulation in the secondary circuit. Then, a VTE with a known concentration of water from the stabilizer-drive 18 is sent to the EU, opening the controlled valve 14. To fill the stabilizer-drive 11 of the first circulation circuit, the VTE shut off the controlled valve 13 and open the controlled valve 9. At the same time using ACS 20, according to newly established indicators the functioning of the EU 15, assess the required concentration of water in the fuel and mix them in a predetermined proportion using the dispenser 6. After filling the stabilizer-accumulator 11 VTE to a predetermined level, start again The process of circulating VTE along the primary circuit is opened by opening the controlled valve 12. The sequential circulation of VTE along the first and then along the second circuit makes up the cycle of the installation for preparing VTE. Such cycles are continuously repeated throughout the operation of the EA.

Пример использования способа приготовления ВТЭ и устройства - использование их для приготовления ВТЭ для питания дизельного двигателя ПД-1М и котлоагрегата КВА-0,5/1.An example of using the method of preparing VTE and the device is to use them for preparing VTE to power the PD-1M diesel engine and the boiler unit KVA-0.5 / 1.

Испытывали функционирование дизельного двигателя с установкой для приготовления ВТЭ на реостатном испытательном стенде локомотивного депо Куйбышевской железной дороги.We tested the functioning of a diesel engine with an installation for the preparation of VTE at the rheostat test bench of the locomotive depot of the Kuibyshev railway.

При испытаниях включали установку для приготовления ВТЭ, затем с помощью ручки контроллера последовательно меняли нагрузку на вал двигателя и оценивали характеристики функционирования дизельного двигателя. Результаты испытаний: снижение дымности отработавших газов - в 1,5 раза, снижение угарного газа (СО) и углеводородов (СН) на 40...60%, окислов азота (NO_x) - в 3...4 раза, снижение расхода топлива не менее 4,5 %.During the tests, the installation for the preparation of VTE was switched on, then, using the handle of the controller, the load on the engine shaft was successively changed and the functioning characteristics of the diesel engine were evaluated. Test results: reduction of smoke emissions - 1.5 times, reduction of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (CH) by 40 ... 60%, nitrogen oxides (NO _x ) - 3 ... 4 times, reduction in consumption fuel not less than 4.5%.

При испытаниях котлоагрегата КВА-0,5/1 экономия топлива составила:When testing the boiler KVA-0.5 / 1, fuel economy was:

Расход топлива, л/ч при работе двух котлов на подогреве мазута марки 100Fuel consumption, l / h during the operation of two boilers for heating fuel oil brand 100 Экономия, %Saving,% На дизельном топливеOn diesel На ВТЭAt VTE 130130 117117 99

Снижение экологически вредных выбросов в отработавших газах, мг/м³составило:The reduction of environmentally harmful emissions in exhaust gases, mg / m ³ amounted to:

Токсичные выбросыToxic emissions На дизельном топливеOn diesel На ВТЭ (15% Н₂O)At VTE (15% H ₂ O) УменьшениеDecrease СОWith 55 2...32 ... 3 на 40...60%40 ... 60% NO_x NO _x 4040 10...1210 ... 12 в 3...4 раза3 ... 4 times СНCH 15001500 800800 на 53%53%

Claims

1. A method of preparing a water-fuel emulsion (VTE), in which water in a certain metered amount is mixed with fuel, for a certain time, the mixture is kept in continuous motion and VTE is fed to the fuel nozzle of a power plant (EU), characterized in that the unused portion of the emulsion, the remaining after the previous emulsification cycle is not mixed with a new emulsion having a water concentration different from the previous one, and for each operating mode of the power units, VTEs are prepared in separate storage stabilizers, from which VTE enters the EI until it is completely consumed, after which the emptied stabilizer-accumulator begins to be filled with VTE with a new water concentration corresponding to the current state of EI, and the EI at this time switches to power from another stabilizer-storage, and the amount of VTE prepared in each cycle choose such that during its consumption from one stabilizer-drive in another stabilizer-drive has time to homogenize VTE due to its multiple rotation and emulsification when moving around -mentioned circuit.

2. A device for preparing a water-fuel emulsion containing an emulsifier, controlled dosing and switching devices, characterized in that between the emulsifier and the fuel nozzles of the EU additionally stabilizer-storage devices are connected, connected with the water and fuel supply channels at the inlet and with the emulsifier at the exit, of which VTE is fed for combustion in EI, and the volumes V of storage stabilizers are determined from the condition of their filling over the time t necessary for the homogenization of VTE at a given specific consumption of VTE F, according to the formula V = t · F, and stabilizer-drives are made in the form of containers included in the fuel circuits, in front of which there are swirlers designed to rotate and accelerate the homogenization of the mixture of fuel and water.