RU2310133C1

RU2310133C1 - Power plant for burning liquid fuel

Info

Publication number: RU2310133C1
Application number: RU2006135184/06A
Authority: RU
Inventors: Ривнер Фазылович Ганиев (RU); Ривнер Фазылович Ганиев; Олег Петрович Андреев (RU); Олег Петрович Андреев; Андрей Андреевич Фролов (RU); Андрей Андреевич Фролов; Алексей Ефимович Нечепуренко (RU); Алексей Ефимович Нечепуренко; Андрей Васильевич Будько (RU); Андрей Васильевич Будько; Владимир Ильич Кормилицын (RU); Владимир Ильич Кормилицын; Юрий Степанович Кузнецов (RU); Юрий Степанович Кузнецов; Леонид Ефимович Украинский (RU); Леонид Ефимович Украинский; Станислав Ривнерович Ганиев (RU); Станислав Ривнерович Ганиев; Олег Ривнерович Ганиев (RU); Олег Ривнерович Ганиев
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новые технологии" /НОВОТЕХ+/
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2007-11-10

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: power plant comprises calibrating device for sucking fuel from the zone of settled water and zone of dry fuel. The fuel is supplied to the collector at the outlet of which the fuel is treated with the use of additional jet unit made in block with the wave generator from the outlet of which the fuel is supplied to the nozzles. The fuel pipeline connects the outlet of the wave generator with the inlet fuel chamber of the jet unit through the line of recirculation. The inlet unit of the wave generator and the nozzle of the jet unit are connected with the steam main pipeline of the boiler through pipelines.

EFFECT: expanded functional capabilities.

8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическим установкам для сжигания жидкого топлива, а именно к установкам, обеспечивающим подготовку, подачу и сжигание жидкого углеводородного топлива из ряда газовый конденсат, мазут, дизельное топливо и т.д. в топках котлов, и предназначено для использования в теплоэнергетике.The invention relates to power plants for burning liquid fuel, and in particular to installations for the preparation, supply and combustion of liquid hydrocarbon fuel from a series of gas condensate, fuel oil, diesel fuel, etc. in boiler furnaces, and is intended for use in the power system.

Известна энергетическая установка для сжигания жидкого топлива, содержащая топливную емкость, форсунку, камеру сгорания, насосы и трубопроводы [1]. Эта установка выбрана в качестве аналога. Здесь подача топлива к форсунке камеры сгорания осуществляется по трубопроводам с помощью насоса.Known power plant for burning liquid fuel containing a fuel tank, nozzle, combustion chamber, pumps and pipelines [1]. This setting is selected as an analogue. Here, the fuel supply to the nozzle of the combustion chamber is carried out through pipelines using a pump.

Такая установка отличается компактностью и простотой управления.This installation is compact and easy to control.

К недостаткам этой энергетической установки следует отнести необходимость для обеспечения экономичной и надежной работы содержания в топливной емкости сухого (обезвоженного) топлива, так как в противном случае при его обводнении вода, находящаяся в топливе в условиях экстремальных климатических условий Крайнего Севера, попадая в трубопроводы и замерзая при низких температурах, образует в нем шугу, вследствие чего возникают перебои в подаче топлива и в изменении его качества, соответственно ухудшается работа котлов и надежность их работы вплоть до аварийного останова. В теплое время года попадание воды в форсунки также приводит к существенным недостаткам, так как происходит нарушение процесса сжигания топлива и, как следствие, нарушение температурного режима в топке, недожог топлива, повышенный выброс вредных веществ с продуктами сгорания топлива в атмосферу, повышенное загрязнение природной среды и снижение надежности с преждевременным выходом из строя энергетического оборудования.The disadvantages of this power plant include the need to ensure economical and reliable operation of the content of dry (dehydrated) fuel in the fuel tank, because otherwise, when it is watered, water in the fuel under extreme climatic conditions of the Far North, falling into pipelines and freezing at low temperatures, forms a sludge in it, as a result of which there are interruptions in the supply of fuel and in a change in its quality, respectively, the operation of the boilers and their reliability are deteriorated you until the emergency stop. In the warm season, the ingress of water into the nozzles also leads to significant shortcomings, as there is a violation of the fuel combustion process and, as a result, a violation of the temperature regime in the furnace, underburning of fuel, increased emission of harmful substances with fuel combustion products into the atmosphere, and increased environmental pollution and reduced reliability with premature failure of power equipment.

Известна энергетическая установка, в которой при топливоподготовке жидкого топлива к сжиганию применяется обезвоживание топлива. Для этого в топливных емкостях производят отстой воды и слив ее [2] - аналог. Недостатком здесь является прямая потеря топлива, достигающая 10-30% при сливах воды, загрязненной топливом и потери топлива на границах слива воды, а также загрязнение почвы и водоемов. В условиях же с суровыми климатическими условиями (низкие температуры наружного воздуха), наличие воды в топливных емкостях и слив отстоявшейся воды из топливных емкостей является либо невозможным, либо представляет собой весьма трудоемкую операцию с применением ручного труда и неизбежными дополнительными потерями топлива, приводящими к снижению экономичности по капитальным и эксплуатационным составляющим, надежности работы оборудования. Установка подогревателей топлива и насосов с электродвигателями для подачи жидких топлив по трубопроводам к форсункам топливосжигающих энергетических установок существенно усложняет топливоподготовку и топливоподачу, дополнительно увеличивает стоимость, а также повышает пожаро- и взрывоопасность.A power plant is known in which fuel dehydration is used to prepare liquid fuel for combustion. For this purpose, water tanks are sedimented in fuel tanks and drained [2] —analogue. The disadvantage here is the direct loss of fuel, reaching 10-30% during the discharge of water contaminated with fuel and the loss of fuel at the borders of the drain, as well as pollution of the soil and water bodies. In conditions with harsh climatic conditions (low outside temperatures), the presence of water in the fuel tanks and the discharge of settled water from the fuel tanks is either impossible or is a very time-consuming operation using manual labor and the inevitable additional loss of fuel, leading to a decrease in efficiency in terms of capital and operational components, reliability of equipment. The installation of fuel heaters and pumps with electric motors for supplying liquid fuels through pipelines to the nozzles of fuel-burning power plants significantly complicates fuel preparation and fuel supply, additionally increases the cost, and also increases fire and explosion hazard.

Известна энергетическая установка, содержащая емкости хранения мазута, насосы, гидродинамические кавитационные аппараты для обработки грубодисперсных водомазутных смесей и получения водомазутной эмульсии, соединенные трубопроводами между собой и с форсунками котлов [3].Known power plant containing storage tanks of fuel oil, pumps, hydrodynamic cavitation apparatus for processing coarse water-oil mixtures and to obtain a water-oil emulsion, connected by pipelines to each other and to the nozzles of the boilers [3].

Данное решение по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к изобретению и принято за прототип.This decision on the technical nature and the achieved result is the closest to the invention and taken as a prototype.

Недостатками прототипа являются низкая экономичность и надежность, неприменимость его использования для энергетической установки, работающей на обводненном, особенно легковоспламеняющемся топливе (типа газового конденсата), а также наличие насосов с электродвигателями для подачи топлива к энергетической установке и неполное использование кинетической и тепловой энергии потока пара, идущего на вторичный распыл топлива (не используется энергия потока пара на преодоление гидравлического сопротивления топливного тракта и снижение вязкости топлива для лучшего его распыла), нарушение процесса сжигания топлива при наличии крупных вкраплений воды в низковязком жидком топливе (газовом конденсате), повышение загрязнения окружающей природной среды.The disadvantages of the prototype are low efficiency and reliability, the inapplicability of its use for a power plant running on flooded, especially flammable fuel (such as gas condensate), as well as the presence of pumps with electric motors for supplying fuel to the power plant and the incomplete use of the kinetic and thermal energy of the steam stream, going to the secondary fuel atomization (the energy of the steam flow is not used to overcome the hydraulic resistance of the fuel path and reduce bone for better fuel spray it), violation of combustion process in the presence of water in large inclusions low viscosity liquid fuels (gas condensate), increased environmental pollution.

Задачей изобретения является повышение экономичности, надежности и экологических показателей энергетической установки и расширение ее функциональных возможностей. Технический результат состоит в подготовке и подаче на сжигание легковоспламеняющегося углеводородного топлива без его осушения и предотвращении прямых потерь топлива вследствие снижения или исключения слива отстоявшейся воды из топливной емкости. Данный технический результат достигается тем, что в энергетической установке для сжигания жидкого топлива, содержащей топливную емкость с донной зоной для отстаивания воды и зону обезвоженного топлива, камеру сгорания, паропроводы, соответственно, котла и собственных нужд котельной, горелочные устройства с паромеханическими форсунками, согласно изобретению, установка дополнительно снабжена заборным устройством топлива и отстоявшейся воды, состоящим из калиброванных по расходу трубопроводов с отношением сечений, обеспечивающим соотношение расходов топлива и воды от 10:1 до полностью обезвоженного топлива, причем трубопровод большего диаметра подключен к зоне обезвоженного топлива, а трубопровод меньшего диаметра подключен к нижней точке донной поверхности топливной емкости с объединением потоков топлива и воды в коллектор заборного устройства, в топливопровод перед форсунками горелочных устройств дополнительно включен топливоприготовительный и топливоподающий узел, образованный струйным аппаратом с рабочим, подвижным вдоль оси паровым соплом, конусным рабочим участком и смесительной камерой, рабочее сопло соединено с паропроводом котла и с паропроводом собственных нужд с возможностью отключения одного их них, а смесительная камера соединена топливопроводом с коллектором заборного устройства. Кроме того, технический результат достигается тем, что в топливоприготовительном и топливоподающем узле смесительная камера струйного аппарата совмещена с прямоточным входом водотопливной смеси в волновой генератор и соединена на выходе топливопроводом тонкодисперсной водотопливной эмульсии (ТДВТЭ) с входом на форсунку(и), топливные емкости установлены на эстакаде, высота которой обеспечивает самотечную подачу топлива до струйного аппарата и форсунок парового котла, коллектор заборного устройства дополнительно соединен топливопроводами, соответственно, со входом на струйный аппарат и форсунку(и),The objective of the invention is to increase the efficiency, reliability and environmental performance of the power plant and the expansion of its functionality. The technical result consists in preparing and supplying flammable hydrocarbon fuel for burning without draining it and preventing direct loss of fuel due to the reduction or exclusion of discharge of settled water from the fuel tank. This technical result is achieved by the fact that in a power plant for burning liquid fuel containing a fuel tank with a bottom zone for settling water and a dehydrated fuel zone, a combustion chamber, steam lines, respectively, of a boiler and boiler auxiliary needs, burners with steam mechanical nozzles, according to the invention , the installation is additionally equipped with an intake device for fuel and settling water, consisting of pipelines calibrated by the flow rate with the ratio of the cross sections providing the cost of fuel and water is from 10: 1 to completely dehydrated fuel, the larger diameter pipeline connected to the dehydrated fuel zone, and the smaller diameter pipeline connected to the lower point of the bottom surface of the fuel tank with the combination of fuel and water flows into the manifold of the intake device, into the fuel line before the nozzles of the burner devices additionally include a fuel preparation and fuel supply unit formed by a jet apparatus with a working, nozzle movable along the axis, conical working portion and the mixing chamber, the working nozzle is connected to a boiler steam pipe and steam pipe own needs with the ability to disable one of them, and the mixing chamber is connected to the collector of the intake fuel line device. In addition, the technical result is achieved by the fact that in the fuel preparation and fuel supply unit, the mixing chamber of the jet apparatus is combined with the direct-flow input of the water-fuel mixture into the wave generator and is connected at the fuel line output of a finely dispersed water-fuel emulsion (TDVTE) with the entrance to the nozzle (s), the fuel tanks are installed on overpass, the height of which provides gravity-fed fuel to the jet apparatus and nozzles of the steam boiler, the collector of the intake device is additionally connected to the fuel line water, respectively, with the entrance to the jet apparatus and nozzle (s),

- топливопровод на выходе из волнового генератора прямоточным входом соединен линией рециркуляции с топливопроводом,- the fuel line at the outlet of the wave generator direct-flow input is connected by a recirculation line to the fuel line,

- в проточной части струйного аппарата топливоприготовительного устройства установлены кавитаторы с последущими их рядами, размещенными в диффузоре,- in the flow part of the jet apparatus of the fuel preparation device, cavitators are installed with their subsequent rows located in the diffuser,

- система калиброванных по расходу трубопроводов снабжена датчиками влагосодержания топлива, которые подключены к компьютеру, управляющему топливоподготовкой, топливоподачей и накоплением обезвоженного топлива,- the system of pipelines calibrated by flow rate is equipped with fuel moisture content sensors that are connected to a computer that controls the fuel preparation, fuel supply and accumulation of dehydrated fuel,

- вход волнового генератора имеет тангенциальные каналы, соединенные трубопроводом с паропроводом котла, паропроводом собственных нужд котельной и форсункой(ами),- the input of the wave generator has tangential channels connected by a pipeline to the boiler’s steam line, the boiler’s own steam line, and nozzle (s),

- примыкающие к топливоприготовительному и топливоподающему узлу паропроводы снабжены обратными клапанами.- steam pipelines adjacent to the fuel preparation and fuel supply unit are equipped with check valves.

Принципиальная схема энергетической установки для сжигания жидкого легковоспламеняющегося топлива типа газового конденсата приведена на фиг.1.A schematic diagram of a power plant for burning liquid flammable fuel such as gas condensate is shown in figure 1.

На фиг.2 показан топливоприготовительный и подающий узел, состоящий из струйного аппарата с встроенным в проточную часть волновым генератором и неудобообтекаемыми телами (кавитаторами), с подвижным по оси паровым соплом с возможностью его захода в конфузор струйного аппарата.Figure 2 shows the fuel preparation and supply unit, consisting of an inkjet apparatus with a wave generator built into the flowing part and inconvenient bodies (cavitators), with a steam nozzle moving along the axis with the possibility of its entry into the confuser of the jet apparatus.

Фиг.3 представляет собой разрез А-А фиг.2.Figure 3 is a section aa of figure 2.

Энергетическая установка для сжигания жидкого топлива содержит топливную емкость 1 с донной зоной 26 для отстаивания воды и зону 27 обезвоженного топлива, камеру сгорания4, паропроводы 20, 17, соответственно, котла и собственных нужд котельной, горелочные устройства с паромеханическими форсунками 3, кроме того, установка дополнительно снабжена заборным устройством 5 топлива и отстоявшейся воды, состоящим из калиброванных по расходу трубопроводов 6 и 7 с отношением сечений, обеспечивающим соотношение расходов топлива и воды от 10:1 до полностью обезвоженного топлива, причем трубопровод 6 большего диаметра подключен к зоне 27 обезвоженного топлива, а трубопровод 7 меньшего диаметра подключен к нижней точке донной поверхности топливной емкости 1 с объединением потоков топлива и воды в коллектор 11 заборного устройства 5, в топливопровод 12 перед форсунками 3 горелочных устройств дополнительно включен топливоприготовительный и топливоподающий узел, образованный струйным аппаратом 2 с рабочим, подвижным вдоль оси паровым соплом 33, конусным рабочим участком 34 и смесительной камерой 35, рабочее сопло 33 соединено с паропроводом 20 котла и с паропроводом 17 собственных нужд с возможностью отключения одного их них, а смесительная камера 35 соединена топливопроводом 12 с коллектором 11 заборного устройства 5,A power plant for burning liquid fuel contains a fuel tank 1 with a bottom zone 26 for settling water and a zone 27 of dehydrated fuel, a combustion chamber4, steam lines 20, 17, respectively, of a boiler and boiler auxiliary needs, burners with steam-mechanical nozzles 3, in addition, an installation additionally equipped with an intake device 5 of fuel and settling water, consisting of pipelines 6 and 7 calibrated by the flow rate with the ratio of the cross sections, providing a ratio of fuel and water consumption from 10: 1 to completely anhydrous fuel, and the larger diameter pipe 6 is connected to the dehydrated fuel zone 27, and the smaller diameter pipe 7 is connected to the lower point of the bottom surface of the fuel tank 1 with the combination of fuel and water flows into the manifold 11 of the intake device 5, into the fuel pipe 12 before the nozzles 3 of the burner devices additionally included is a fuel preparation and fuel supply unit formed by a jet apparatus 2 with a working steam nozzle 33 movable along the axis, a conical working section 34 and a mixing chamber 35, Static preparation nozzle 33 connected to steam line 20 from boiler steam pipe 17 and its own needs with the ability to disable one of them, and the mixing chamber 35 is connected to the fuel line 12 to the collector 11 of the intake device 5,

в топливоприготовительном и топливоподающем узле смесительная камера 35 струйного аппарата 1 совмещена с прямоточным входом водотопливной смеси в волновой генератор 13 и соединена на выходе топливопроводом 18 тонкодисперсной водотопливной эмульсии (ТДВТЭ) с входом на форсунку (и). 3,in the fuel preparation and fuel supply unit, the mixing chamber 35 of the jet apparatus 1 is combined with the direct-flow input of the water-fuel mixture into the wave generator 13 and connected at the output of the fuel pipe 18 of a finely dispersed water-fuel emulsion (TDVTE) with the entrance to the nozzle (s). 3

топливные емкости 1 установлены на эстакаде 22, высота которой обеспечивает самотечную подачу топлива до струйного аппарата 2 и форсунок 3 парового котла 37,fuel tanks 1 are installed on a flyover 22, the height of which provides a gravity-fed fuel supply to the jet apparatus 2 and nozzles 3 of the steam boiler 37,

коллектор 11 заборного устройства 5 дополнительно соединен топливопроводами 12 и 16, соответственно, со входом на струйный аппарат 2 и форсунку(и) 3,the collector 11 of the intake device 5 is additionally connected by fuel lines 12 and 16, respectively, with the entrance to the jet apparatus 2 and the nozzle (s) 3,

топливопровод 18 на выходе из волнового генератора 13 прямоточным входом соединен линией 15 рециркуляции с топливопроводом 12,the fuel line 18 at the outlet of the wave generator 13 direct-flow input connected by a line 15 of recirculation with the fuel line 12,

в проточной части струйного аппарата 2 топливоприготовительного устройства установлены кавитаторы 30 с последущими их рядами, размещенными в диффузоре 36,in the flow part of the jet apparatus 2 of the fuel preparation device, cavitators 30 are installed with their subsequent rows located in the diffuser 36,

система калиброванных по расходу трубопроводов 6 и 7 снабжена датчиками 23 влагосодержания топлива, которые подключены к компьютеру 24, управляющему топливоподготовкой, топливоподачей и накоплением обезвоженного топлива,the system of pipelines 6 and 7 calibrated by the flow rate is equipped with sensors 23 for the moisture content of the fuel, which are connected to the computer 24, which controls the fuel preparation, fuel supply and accumulation of dehydrated fuel,

вход волнового генератора 13 имеет тангенциальные каналы 31, соединенные трубопроводом 28 с паропроводом 20 котла, паропроводом 17 собственных нужд котельной и форсункой(ами) 3,the input of the wave generator 13 has tangential channels 31 connected by a pipe 28 to a steam line 20 of the boiler, a steam line 17 of the boiler's own needs and nozzle (s) 3,

примыкающие к топливоприготовительному и топливоподающему узлу паропроводы 14, 17, 20 и 21 снабжены обратными клапанами 32. Энергетическая установка работает следующим образом.steam lines 14, 17, 20 and 21 adjacent to the fuel preparation and fuel supply unit are equipped with check valves 32. The power plant operates as follows.

Из топливной емкости 1 при наличии в его нижней части донной зоны 26 слоя отстоявшейся воды с помощью заборного устройства 5 отбирается в дозированном соотношении вода и топливо. Топливо по трубопроводу 6, а вода по трубопроводу 7 через регулировочные вентили 8 и 9, соответственно, поступают в коллектор 11 и из него по топливопроводу 12 - в струйный аппарат 2. Входы трубопроводов 7 и 6 устанавливаются в зонах 26 воды (нижняя донная часть топливной емкости 1) и в зону 27 обезвоженного топлива, расположенной над уровнем воды. Уровень воды в топливной емкости 1 определяют уровнемером 10. Регулировочные вентили 8, 9 и калиброванные трубопроводы 6, 7 заборного устройства 5 топлива обеспечивают отбор топлива и воды в соотношении масс от 10:1 до полностью обезвоженного топлива. Топливо и вода в дозированном соотношении инжектируются в рабочую зону струйного аппарата 2, в котором рабочим телом является пар котла 37From the fuel tank 1 in the presence in its lower part of the bottom zone 26 of a layer of settled water by means of an intake device 5, water and fuel are selected in a metered ratio. Fuel through pipeline 6, and water through pipeline 7 through control valves 8 and 9, respectively, enter the manifold 11 and from it through the fuel pipe 12 to the jet apparatus 2. The inlets of pipelines 7 and 6 are installed in zones 26 of water (lower bottom part of the fuel capacity 1) and to zone 27 of dehydrated fuel located above the water level. The water level in the fuel tank 1 is determined by a level gauge 10. Control valves 8, 9 and calibrated pipelines 6, 7 of the fuel intake device 5 provide fuel and water in a mass ratio of 10: 1 to completely dehydrated fuel. Fuel and water in a metered ratio are injected into the working area of the jet apparatus 2, in which the boiler fluid is the working fluid 37

или пар из паропровода 17 собственных нужд, подаваемые паропроводом 14 через сопло 33 (см. фиг.2). Затем эта смесь, пройдя через кавитаторы 30 предвключенного ряда, поступает в волновой генератор 13 колебаний, в котором смесь дополнительно гомогенизируется под действием волн и в виде тонкодисперсной водотопливной эмульсии подается через топливопровод 18 на форсунку(ки) 3 камеры 4 сгорания. Здесь даже при сжигании полностью обезвоженного топлива за счет смешения топлива с потоком пара и дополнительной обработки водотопливной смеси в волновом генераторе 13 и кавитаторами 30 последующих рядов создается тонкодисперсная водотопливная эмульсия, которая при подаче в топку лучше сгорает по сравнению с исходным неэмульгированным топливом. Здесь реализуются преимущества сжигания альтернативного вновь приготовленного топлива в виде водотопливной эмульсии в сравнении с исходным топливом в обезвоженном или обводненном состоянии, где происходит образование «шуги» как в топливных емкостях 1, так и в топливопроводах при низких температурах наружного воздуха вследствие его обезвоживания. В процессе работы энергетической установки происходит непрерывный расход (изъятие) отстоявшейся воды из топлива топливной емкости 1, т.е. осуществляется осушение топлива (обезвоживание его при непрерывной работе энергетической установки) и энергетическая установка в состоянии накопить запас обезвоженного топлива.or steam from the steam line 17 of their own needs, supplied by the steam line 14 through the nozzle 33 (see figure 2). Then this mixture, passing through the cavitators 30 of the upstream row, enters the wave oscillation generator 13, in which the mixture is additionally homogenized by the action of the waves and in the form of a finely dispersed water-fuel emulsion is fed through the fuel pipe 18 to the nozzle (s) 3 of the combustion chamber 4. Here, even when burning completely dehydrated fuel by mixing fuel with a steam stream and additional processing of the water-fuel mixture in the wave generator 13 and cavitators 30 of the subsequent rows, a finely dispersed water-fuel emulsion is created, which burns better when supplied to the furnace compared to the initial non-emulsified fuel. Here, the advantages of burning an alternative newly prepared fuel in the form of a water-fuel emulsion are realized in comparison with the initial fuel in a dehydrated or watered state, where the formation of “sludge” occurs both in fuel tanks 1 and in fuel pipelines at low outdoor temperatures due to its dehydration. In the process of operation of the power plant, there is a continuous flow (withdrawal) of the settled water from the fuel of the fuel tank 1, i.e. the fuel is drained (dehydrated during continuous operation of the power plant) and the power plant is able to accumulate a dehydrated fuel supply.

Таким образом происходит, в условиях промышленной эксплуатации энергетической установки, подготовка (запас) обезвоженного топлива на зимний период с низкими температурами наружного воздуха с перекачкой его через линию 29 подачи обезвоженного топлива в другие топливные емкости и тем самым расширяются функциональные возможности энергетической установки по обезвоживанию топлива без сбросов отстоявшейся воды в окружающую среду с исключением потерь топлива со сливом отстоявшейся воды и загрязнения ею водоемов и почвы.Thus, under the conditions of the industrial operation of the power plant, the preparation (stock) of dehydrated fuel for the winter period with low outside temperatures is pumped with pumping it through the dehydrated fuel supply line 29 to other fuel tanks, thereby expanding the functionality of the power plant for dehydrating fuel without discharges of settled water into the environment with the exception of fuel losses with the discharge of settled water and its pollution of water bodies and soil.

В качестве генератора 13 колебаний может использоваться обычный волновой смеситель, описанный, например, в [4], или другие устройства, например, показанные здесь ниже на фиг.2-3. При отсутствии воды в топливе, когда нет необходимости в накоплении сухого топлива, энергетическая установка работает аналогичным образом при открытых вентилях 8 и 9 с забором топлива из придонной зоны 26 и зоны 27 топлива емкости 1, что имеет дополнительный положительный эффект, заключающийся в самоочищении донной поверхности расходной емкости от осадочных загрязнений в условиях промышленной эксплуатации оборудования, то есть энергетическая установка при данном решении имеет еще дополнительные расширенные функциональные возможности.As the oscillation generator 13, a conventional wave mixer described, for example, in [4], or other devices, for example, shown here below in FIGS. 2-3, can be used. In the absence of water in the fuel, when there is no need for the accumulation of dry fuel, the power plant works in the same way with open valves 8 and 9 with fuel intake from the bottom zone 26 and zone 27 of the fuel tank 1, which has an additional positive effect of self-cleaning the bottom surface flow capacity from sedimentary pollution in the conditions of industrial operation of the equipment, that is, the power plant with this solution has even additional advanced functionality.

Топливо из емкости 1 в струйный аппарат 2 подается самотеком за счет разности уровней их расположения за счет установки топливной емкости 1 на эстакаде 22. Установка струйного аппарата 2 со встроенным в него волновым генератором 13 и кавитаторами 30 позволяет не только получить тонкодисперсную водотопливную эмульсию и улучшить качество гомогенизации топлива, но также обеспечить надежную безнасосную подачу топлива в топку, повысить экономичность за счет более полного использования энергии пара и улучшить чистоту окружающей природной среды.The fuel from the tank 1 to the jet apparatus 2 is supplied by gravity due to the difference in the levels of their location due to the installation of the fuel tank 1 on the overpass 22. The installation of the jet apparatus 2 with the built-in wave generator 13 and cavitators 30 allows not only to obtain finely dispersed water-fuel emulsion and improve the quality homogenization of fuel, but also provide reliable pump-less fuel supply to the furnace, increase efficiency through more complete use of steam energy and improve the cleanliness of the environment.

Энергетическая установка с единичными заборными трубопроводами топлива 6 и воды 7 или их системой дополнительно снабжена установленными в них датчиками 23 влагосодержания топлива, подключенными к компьютеру 24, управляющему вентилями 8 и 9, клапаном 25 и подготовкой (запасом) обезвоженного топлива с перекачкой его через линию 29 в накопительные емкости(на чертеже не показаны).The power plant with individual fuel and water intake pipes 6 or 7 or their system is additionally equipped with fuel moisture sensors 23 installed in them, connected to a computer 24, control valves 8 and 9, valve 25 and the preparation (stock) of dehydrated fuel by pumping it through line 29 in storage tanks (not shown in the drawing).

Конструкция топливоприготовительного узла и подачи топлива под повышенным давлением на форсунки котла, сочетающего в себе функции струйного аппарата и волнового генератора, приведена на фиг.2, 3.The design of the fuel preparation unit and the supply of fuel under increased pressure to the nozzles of the boiler, which combines the functions of an inkjet apparatus and a wave generator, is shown in FIGS. 2, 3.

На фиг.2 показан узел подготовки водотопливной эмульсии и подачи ее под давлением на форсунки, содержащий подвижное по оси сопло 33 подачи пара, вихревой генератор 13 и кавитаторы 30, обеспечивающие возникновение кавитации и кавитационную обработку водотопливной смеси или исходного обезвоженного топлива, но в смеси с водяным паром из паропроводов 17, 20, подающихся в устройство через сопло 33 и трубопровод 28 (фиг.3). Поперечное сечение проточной части устройства профилировано таким образом, что достигается максимальная скорость смеси в локальных местах проточной части топливоприготовительного устройства, в которых устанавливаются кавитаторы 30. Кавитаторы 30 устанавливаются и в диффузоре 36. Расход и давление пара устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить инжекцию водотопливной смеси в устройство в безнасосном варианте и создать давление на выходе из устройства достаточным для подачи в форсунку(и) 3 и организации первичного распыла водотопливной эмульсии в камере 4 сгорания топки котла 37. По топливопроводу 16 подается исходное топливо непосредственно на форсунки 3 из емкости 1 через топливопровод 12, а водотопливную эмульсию подают через рециркуляционный трубопровод 19 в емкость 1 и линию 29 подачи обезвоженного топлива через клапан 25 в накопительную емкость(на чертеже не показана).Figure 2 shows the node for preparing a water-fuel emulsion and supplying it under pressure to nozzles containing an axially movable steam supply nozzle 33, a vortex generator 13 and cavitators 30, which provide cavitation and cavitation treatment of the water-fuel mixture or the initial dehydrated fuel, but in a mixture with water vapor from the steam lines 17, 20, fed into the device through the nozzle 33 and the pipe 28 (figure 3). The cross section of the flow part of the device is profiled in such a way that the maximum speed of the mixture is achieved in local places of the flow part of the fuel preparation device, in which cavitators 30 are installed. the device in a pump-free version and create a pressure at the outlet of the device sufficient to supply the nozzle (s) 3 and organize the primary spray of water an explicit emulsion in the combustion chamber 4 of the boiler furnace 37. Through the fuel pipe 16, the initial fuel is supplied directly to the nozzles 3 from the tank 1 through the fuel pipe 12, and the fuel-oil emulsion is fed through the recirculation pipe 19 to the tank 1 and the dehydrated fuel supply line 29 through the valve 25 to the storage tank (not shown in the drawing).

На фиг.3 показан разрез А-А фиг.2 встроенного волнового генератора 13. Водотопливная смесь (водотопливная эмульсия) подается трубопроводом 28 в тангенциальные каналы 31 волнового генератора 13, что обеспечивает более качественное перемешивание компонентов водотопливной эмульсии. Для недопущения попадания топлива в паропроводы 14, 17, 20 и 21 в них устанавливаются обратные клапаны 32.Figure 3 shows a section aa of figure 2 of the built-in wave generator 13. The water-fuel mixture (water-fuel emulsion) is supplied by a pipe 28 to the tangential channels 31 of the wave generator 13, which provides better mixing of the components of the water-fuel emulsion. To prevent fuel from entering the steam lines 14, 17, 20 and 21, check valves 32 are installed in them.

Использование предлагаемой энергетической установки, содержащей топливную емкость 1, струйный аппарат 2, форсунки 3 и камеру 4 сгорания, дополнительный топливоприготовительный узел, соединенный трубопроводами с форсунками 3, линиями паропроводов, топливной емкости 1 с заборными устройствами 5, обеспечивающими отбор из нее топлива и воды в соотношении масс от 10:1 до образования обезвоженного топлива с исключением застойных зон в расходной емкости, позволяет создать новую энергетическую установку с лучшими технико-экономическим и экологическими показателями и расширенными функциональными возможностями. Это достигается за счет подготовки и подачи на сжигание легковоспламеняющегося жидкого углеводородного топлива без его осушения, реализации подачи топлива к форсункам без применения насосов с электродвигателями и подогревателя топлива, и получить сухое топливо в топливной емкости 1, которое можно накапливать при бесперебойной работе энергетической установки для зимних условий работы котлов и безаварийно эксплуатировать энергетическое оборудование при низких температурах, использовать энергию пара для снижения затрат на распыление топлива и на дополнительное снижение сопротивления топливного тракта за счет нагрева и снижения вязкости подготовленного к сжиганию топлива. Достигается также предотвращение прямых потерь топлива вследствие снижения или предотвращения слива отстоявшейся воды из топливного бака; повышается экономичность и надежность эксплуатации топливного хозяйства и энергетической установки в целом (даже при низких температурах наружного воздуха), уменьшается загрязнение окружающей природной среды, расширяются функциональные возможности энергетической установки.Using the proposed power plant containing a fuel tank 1, a jet apparatus 2, a nozzle 3 and a combustion chamber 4, an additional fuel preparation unit connected by pipelines to the nozzles 3, steam lines, a fuel tank 1 with intake devices 5, providing fuel and water from it a mass ratio of 10: 1 to the formation of dehydrated fuel with the exception of stagnant zones in the supply tank, allows you to create a new power plant with the best technical, economic and environmental Skim performance and extended functionality. This is achieved by preparing and supplying flammable liquid hydrocarbon fuel for burning without draining it, selling fuel to nozzles without using pumps with electric motors and a fuel heater, and to obtain dry fuel in fuel tank 1, which can be accumulated during uninterrupted operation of a power plant for winter operating conditions of boilers and trouble-free operation of power equipment at low temperatures, use steam energy to reduce spraying costs fuel and an additional decrease in the resistance of the fuel path due to heating and lowering the viscosity of the fuel prepared for combustion. Prevention of direct loss of fuel due to the reduction or prevention of the discharge of settled water from the fuel tank is also achieved; the efficiency and reliability of the operation of the fuel economy and the power plant as a whole (even at low outdoor temperatures) are increased, environmental pollution is reduced, the functionality of the power plant is expanded.

Предлагаемая энергетическая установка опробована в промышленных условиях сжигания газового конденсата, подготовленного к сжиганию в виде водогазоконденсатной эмульсии в ООО «Бургаз» в паровом котле ПКН-2М котельной УЭТВС г.Уренгой. Опыт положительный. При сжигании водогазоконденсатной эмульсии достигнуто экономичное, надежное сжигание газового конденсата при его обводнении до 8-10%. Снижены концентрации оксидов азота в дымовых газах и химический недожог топлива, предотвращен сброс в окружающую природную среду отстоявшейся воды, которому практически всегда сопутствуют потери топлива со сбросной водой.The proposed power plant has been tested under industrial conditions for the combustion of gas condensate prepared for combustion in the form of a water-gas condensate emulsion at Burgaz LLC in the steam boiler PKN-2M of the UETVS boiler house in Urengoy. The experience is positive. When burning water-gas condensate emulsion, an economical, reliable combustion of gas condensate is achieved when it is water-cut to 8-10%. The concentration of nitrogen oxides in flue gases and chemical underburning of fuel were reduced, the discharge of settled water into the environment was prevented, which is almost always accompanied by loss of fuel with waste water.

Источники информацииInformation sources

1. Камера сгорания газотурбинных двигателей. - М.: «Машиностроением, 1984. С.197.1. The combustion chamber of gas turbine engines. - M.: "Engineering, 1984. S.197.

2. Корягин В.А. Сжигание водотопливных эмульсий и снижение вредных выбросов на промышленно-отопительных котельных. // Автореферат диссертации на соискание степени доктора технических наук. - СПб, 1998 г. - с.26.2. Koryagin V.A. Burning water-fuel emulsions and reducing harmful emissions in industrial heating boilers. // Abstract of dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. - St. Petersburg, 1998 - p.26.

3. Захарьенков А.Е.., Преснов Г.В., Бублей П.В., Булгаков Б.Б., Жураховский С.И. Образование и сжигание тонкодисперсных водомазутных суспензий на ТЭЦ-26 Мосэнерго. // Электрические станции, №3, 2004 г., с.20.3. Zakharyenkov A.E., Presnov G.V., Bubley P.V., Bulgakov B.B., Zhurakhovsky S.I. Formation and burning of finely dispersed water-oil suspensions at Mosenergo TPP-26. // Electric stations, No. 3, 2004, p.20.

4. Р.Ф.Ганиев и др. Устройство для приготовления эмульсий. А.С. №1832050, зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 13 октября 1992 г.4. RF Ganiev and other device for the preparation of emulsions. A.S. No. 1832050, registered in the State register of inventions of the USSR on October 13, 1992

Claims

1. A power plant for burning liquid fuel, comprising a fuel tank 1 with a bottom zone 26 for settling water and a zone 27 of dehydrated fuel, a combustion chamber 4, steam lines 20, 17 of boiler 37 and the boiler’s own needs, burners with steam-mechanical nozzles 3, except In addition, the installation is additionally equipped with an intake device 5 of fuel and sludge water, consisting of pipelines 6 and 7 calibrated by the flow rate with the ratio of the cross sections providing a ratio of fuel to water consumption from 10: 1 to fully dehydrated fuel, moreover, a larger diameter pipe 6 is connected to the dehydrated fuel zone 27, and a smaller diameter pipe 7 is connected to the lower point of the bottom surface of the fuel tank 1 with combining fuel and water flows into the manifold 11 of the intake device 5, into the fuel pipe 12 in front of the nozzles 3 burner devices additionally includes a fuel preparation and fuel supply unit formed by a jet apparatus 2 with a working steam nozzle 33 moving along the axis, a conical working section 34 and a mixing chamber oh 35, working nozzle 33 is connected to the steam pipe 20 of the boiler 37 and the steam pipe 17 with own needs with the ability to disable one of them, and the mixing chamber 35 is connected to the fuel line 12 to the collector 11 of the intake device 5.

2. The power plant according to claim 1, characterized in that in the fuel preparation and fuel supply unit, the mixing chamber 35 of the jet apparatus 2 is combined with the direct-flow inlet of the water-fuel mixture into the wave generator 13 and connected at the outlet by the fuel line 18 of a finely dispersed water-fuel emulsion (TDVTE) with the entrance to the nozzle (i) 3.

3. The power plant according to claim 1, characterized in that the fuel tanks 1 are mounted on a flyover 22, the height of which provides a gravity-fed fuel supply to the jet apparatus 2 and nozzles 3 of the steam boiler 37.

4. The power plant according to claim 1, characterized in that the collector 11 of the intake device 5 is additionally connected by fuel lines 12 and 16, respectively, with the entrance to the jet apparatus 2 and nozzle (s) 3.

5. The power plant according to claim 2, characterized in that the fuel line 18 at the outlet of the wave generator 13 by a direct-flow input is connected by a recirculation line 15 to the fuel line 12.

6. The power plant according to claim 2, characterized in that in the flow part of the jet apparatus 2 of the fuel preparation device, cavitators 30 are installed with their subsequent rows located in the diffuser 36.

7. The power plant according to claim 1, characterized in that the system of flow-calibrated pipelines 6 and 7 is equipped with sensors 23 for the moisture content of the fuel, which are connected to the computer 24, which controls the fuel preparation, fuel supply and the accumulation of dehydrated fuel.

8. The power plant according to claim 2, characterized in that the input of the wave generator 13 has tangential channels 31 connected by a pipe 28 to a steam pipe 20 of the boiler 37, a steam pipe 17 of the boiler's own needs and nozzle (s) 3.

9. The power plant according to claim 1, characterized in that the steam lines 14, 17, 20 and 21 adjacent to the fuel preparation and fuel supply unit are provided with check valves 32.