RU2344342C1 - Device for steam gas mixture production - Google Patents
Device for steam gas mixture production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344342C1 RU2344342C1 RU2007125189/06A RU2007125189A RU2344342C1 RU 2344342 C1 RU2344342 C1 RU 2344342C1 RU 2007125189/06 A RU2007125189/06 A RU 2007125189/06A RU 2007125189 A RU2007125189 A RU 2007125189A RU 2344342 C1 RU2344342 C1 RU 2344342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- water
- vapor
- mixture
- fuel
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к строительной индустрии и может быть применено для нагрева строительных материалов, изделий, сооружений, тушения горящих веществ, получения электроэнергии.The proposed device relates to the construction industry and can be used for heating building materials, products, structures, extinguishing burning substances, generating electricity.
Известны топочные устройства, горелки для сжигания топлива, устройства получения пара в парогенераторах и водогрейных котлах, конструкции котлов с устройствами для нагрева воды путем теплопередачи через их стенки тепла от горящего снаружи топлива. (1. Эстеркин Р.И. Промышленные парогенерирующие установки. - Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980, стр.64-131. 2. Чепель В.М., Шур И.А. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий. - 7-е изд., перераб. и доп.- Л.: Недра, 1980, стр.284-453.) В этих устройствах теплом, образующимся при сжигании топлива в топках, обогревают стенки парогенераторов, водогрейных котлов, теплообменников, по которым проходит вода. От нагретых стенок вода отбирает тепло, нагревается, испаряется, пар перегревается и направляется в тепловые агрегаты или потребителям, используется при производстве строительных материалов и изделий. Недостатками получения отдельно горящих продуктов сгорания и отдельно пара при нагреве стенок парогенераторов горячими продуктами сгорания топлива являются неэкономичность процессов, большие тепловые потери, низкий термический коэффициент полезного действия устройств, сложность процессов и устройств, не достигается экологическая чистота процессов.Known furnace devices, burners for burning fuel, devices for producing steam in steam generators and hot water boilers, boiler designs with devices for heating water by heat transfer through their walls of heat from burning outside fuel. (1. Esterkin R.I. Industrial steam generating units. - L.: Energy. Leningrad., 1980, pp. 64-131. 2. Chepel V.M., Shur I.A. Gas combustion in boiler furnaces and furnaces and maintenance of the gas facilities of enterprises. - 7th ed., revised and enlarged. - L .: Nedra, 1980, pp. 284-453.) In these devices, the heat generated by burning fuel in the furnaces heats the walls of steam generators , boilers, heat exchangers through which water passes. Water draws heat from heated walls, heats up, evaporates, steam overheats and is sent to thermal units or to consumers, and is used in the production of building materials and products. The disadvantages of obtaining separately burning products of combustion and separately steam when heating the walls of steam generators with hot products of fuel combustion are the inefficiency of processes, large heat losses, low thermal efficiency of devices, the complexity of processes and devices, the ecological purity of processes is not achieved.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство - камера сгорания с водяным охлаждением для парогазового цикла (Кондак М.А. Фронтовые устройства для камер сгорания газовых турбин // Теория и практика сжигания газа. II /Под ред. Д.Н. Ляховского. - Л.: Недра, 1964, стр.581,582, рис.7).Of the known devices, the closest in technical essence to the device is a water-cooled combustion chamber for a steam-gas cycle (Kondak MA Front-end devices for gas turbine combustion chambers // Theory and Practice of Gas Combustion. II / Edited by D.N. Lyakhovsky - L .: Nedra, 1964, p. 581.582, Fig. 7).
Камера сгорания выполнена сужающейся к выходному сечению. Она полностью экранирована трубками малого диаметра. Снижение температуры газа в камере осуществляется насыщенным паром до температуры 700-750°С. Смесь газа и перегретого пара направляется в газовую турбину. К камере сгорания в расширенной части присоединена коробка, которая имеет цилиндрическую часть с трубопроводом (с запорным устройством) для подвода воздуха и следующую за цилиндрической частью расширяющуюся коническую часть, которая присоединена к расширенной части камеры сгорания. Цилиндрическая часть коробки имеет крышку, в которой аксиально размещены два трубопровода (один в другом) для подвода газа. Через трубопровод большего диаметра горючий газ подается в 6 радиально расположенных распределительных трубок и выходит через 12 отверстий ⌀ 2 мм (по 6 с каждой стороны). Газораспределительные трубки установлены в выходном сечении цилиндрической части воздушной коробки. Газ с воздухом смешивается в расширенной части коробки, и газовоздушная смесь поступает в камеру сгорания, куда аксиально через центральную трубку подается дополнительно газ, т.е. камера имеет рассредоточенный подвод газа. В экранирующих камеру трубках малого диаметра образуется насыщенный пар, который поступает периферийно в продукты сгорания, снижая их температуру.The combustion chamber is made tapering to the outlet section. It is fully shielded with small diameter tubes. The temperature of the gas in the chamber is reduced by saturated steam to a temperature of 700-750 ° C. A mixture of gas and superheated steam is sent to a gas turbine. A box is attached to the combustion chamber in the expanded part, which has a cylindrical part with a pipe (with a locking device) for supplying air and an expanding conical part following the cylindrical part, which is connected to the expanded part of the combustion chamber. The cylindrical part of the box has a cover in which two pipelines (one in the other) are axially placed for supplying gas. Through a larger diameter pipeline, combustible gas is supplied to 6 radially distributed distribution tubes and exits through 12 ⌀ 2 mm openings (6 on each side). Gas distribution tubes are installed in the outlet section of the cylindrical part of the air box. Gas is mixed with air in the expanded part of the box, and the gas-air mixture enters the combustion chamber, where additional gas is axially fed through the central tube, i.e. The chamber has a dispersed gas supply. In the small-diameter tubes shielding the chamber, saturated steam forms, which enters peripherally into the combustion products, lowering their temperature.
Это устройство позволяет получать парогазовую смесь, которую можно направлять в газовую турбину. Но периферийное распределение пара в продуктах горения удлиняет путь образования парогазовой смеси с требуемой температурой, не достигается равномерность распределения температур в парогазовом потоке.This device allows to obtain a gas-vapor mixture, which can be sent to a gas turbine. But the peripheral distribution of steam in the combustion products lengthens the path of formation of the gas-vapor mixture with the required temperature, the uniformity of temperature distribution in the gas-vapor flow is not achieved.
Недостатки связаны и с несовершенством газодинамических процессов в сужающейся камере сгорания, и периферийной подачей пара в поток горячих продуктов сгорания топлива. Следовательно, существенными недостатками являются неравномерность образования парогазовой смеси в поперечных сечениях камеры, неравномерность состава и температуры получаемой парогазовой смеси в выходном сечении, значительная длина пути перемешивания пара с горячими продуктами сгорания, наличие в выходящей парогазовой смеси капель воды, недостаточная экономичность процесса и пониженный термический коэффициент полезного действия устройства для получения парогазовой смеси. Кроме того, при экранировании камеры сгорания трубками малого диаметра не достигается эффективное охлаждение стенок камеры, долговечность стенок не может быть высокой; металл стенок перегревается, возникают напряжения в металле, образуются трещины.The disadvantages are associated with the imperfection of gas-dynamic processes in a tapering combustion chamber, and the peripheral supply of steam to the flow of hot products of fuel combustion. Therefore, significant disadvantages are the non-uniformity of the formation of the gas-vapor mixture in the cross sections of the chamber, the uneven composition and temperature of the resulting gas-vapor mixture in the outlet section, the significant mixing path of the steam with hot combustion products, the presence of water droplets in the outlet gas-vapor mixture, insufficient process efficiency and a reduced thermal coefficient the usefulness of the device for producing a gas-vapor mixture. In addition, when shielding the combustion chamber by pipes of small diameter, efficient cooling of the chamber walls is not achieved, the durability of the walls cannot be high; the metal of the walls overheats, stresses arise in the metal, cracks form.
Техническим результатом устройства для получения парогазовой смеси и является интенсификация горения и образования парогазовой смеси на коротком пути, быстрое перемешивание горячего газа с водой, полное испарение воды, быстрое перемешивание водяного пара с продуктами сгорания топлива на коротком пути, образование на выходе равномерно перемешанной парогазовой смеси с требуемой температурой в выходном сечении устройства, эффективное охлаждение стенок водоохлаждаемой камеры устройства, повышение долговечности и термического коэффициента полезного действия парогазового агрегата.The technical result of the device for producing a gas-vapor mixture is the intensification of combustion and the formation of a gas-vapor mixture in a short way, the quick mixing of hot gas with water, the complete evaporation of water, the quick mixing of water vapor with the combustion products of fuel in a short way, the formation of a uniformly mixed vapor-gas mixture at the outlet the required temperature in the outlet section of the device, effective cooling of the walls of the water-cooled chamber of the device, increased durability and thermal coefficient useful ingredient of a combined cycle gas turbine unit.
Предлагаемое устройство для получения парогазовой смеси содержит топливо-, воздухоподводящие трубопроводы, сопло, запальник, водоохлаждаемую камеру сжигания и отличается от известного тем, что его водоохлаждаемая камера сжигания сделана ступенчатой, расширяющейся по направлению к выходному сечению, и в каждой ступени камеры сжигания во внутренних стенках выполнены радиальные и следующие за ними периферийные аксиальные каналы-отверстия для выхода воды и направления ее в виде струй в горячие продукты сгорания топлива;The proposed device for producing a gas-vapor mixture contains fuel, air supply pipelines, a nozzle, an ignitor, a water-cooled combustion chamber and differs from the known one in that its water-cooled combustion chamber is made stepwise, expanding towards the outlet section, and in each stage of the combustion chamber in the inner walls made radial and subsequent peripheral axial channels-openings for the exit of water and directing it in the form of jets into the hot products of fuel combustion;
отличается от известного и тем, что его камера сжигания соединена с турбиной, а турбина соединена с электрогенератором;differs from the known one in that its combustion chamber is connected to a turbine, and the turbine is connected to an electric generator;
отличается от известного и тем, что его камера сжигания соединена с турбиной, а турбина соединена с нагнетателем;differs from the known one in that its combustion chamber is connected to a turbine, and the turbine is connected to a supercharger;
отличается от известного и тем, что оно снабжено отводными для парогазовой смеси трубопроводами.differs from the known one in that it is equipped with piping for the gas-vapor mixture.
Такое сочетание новых признаков с известными позволяет интенсифицировать процессы горения и перемешивания горячего газа с водой, испарения воды, образования парогазовой смеси без наличия неиспарившейся воды в смеси. Достигается эффективное охлаждение стенок водоохлаждаемой камеры устройства, повышаются долговечность и термический коэффициент полезного действия парогазового агрегата. Можно получать на коротком пути парогазовую смесь с требуемой температурой, равномерного состава, без включений капель воды.This combination of new features with the known ones makes it possible to intensify the processes of combustion and mixing of hot gas with water, evaporation of water, the formation of a gas-vapor mixture without the presence of unevaporated water in the mixture. Effective cooling of the walls of the water-cooled chamber of the device is achieved, the durability and thermal efficiency of the combined cycle gas turbine are increased. It is possible to get a vapor-gas mixture with the required temperature, uniform composition, without inclusion of water drops on a short way.
Предлагаемое устройство для получения парогазовой смеси показано на чертеже.The proposed device for producing a gas-vapor mixture is shown in the drawing.
В устройство, содержащее топливоподводящий трубопровод 1, воздухопровод 2, сопло 3, запальник 4, водоохлаждаемую камеру сжигания 5, подают воздух-окислитель и топливо (газообразные углеводороды), с помощью запальника поджигают образующуюся смесь топлива с воздухом и после достижения стабильного горения через трубопровод 6 в пустотелую камеру сжигания 5 подают воду. В связи с тем, что водоохлаждаемая камера 5 сделана ступенчатой, расширяющейся по направлению к выходному сечению, и в каждой ступени камеры сжигания во внутренней стенке выполнены радиальные каналы 7 и периферийные аксиальные каналы-отверстия 8 для выхода воды и направления (подачи) ее в виде струй в горячие продукты сгорания топлива, то выходящая струйно вода перемешивается с горячими продуктами сгорания, и образуется парогазовая смесь.An air-oxidizing agent and fuel (gaseous hydrocarbons) are supplied to a device containing a fuel supply pipe 1, an air pipe 2, a nozzle 3, an ignitor 4, a water-cooled combustion chamber 5, and, using an ignitor, ignite the resulting mixture of fuel with air and, after achieving stable combustion through the pipeline 6 water is supplied to the hollow combustion chamber 5. Due to the fact that the water-cooled chamber 5 is made stepped, expanding towards the outlet section, and in each stage of the combustion chamber, radial channels 7 and peripheral axial channels-openings 8 are made in the inner wall for water outlet and its direction (supply) in the form jets into the hot products of fuel combustion, the jet water leaving the jet is mixed with the hot products of combustion, and a vapor-gas mixture is formed.
В горячие продукты сгорания топлива вводят воду чередующимися радиальными и периферийными аксиальными струями, в связи с чем образуется парогазовая смесь на коротком пути, интенсивно охлаждаются стенки камеры сжигания, повышается долговечность устройства, увеличивается термический коэффициент полезного действия агрегата. В горячие продукты сгорания вводят воду до достижения на термометре температуры 600°С выходящей и используемой парогазовой смеси. При достижении требуемой температуры парогазовой смеси краном стабилизируют подачу воды. Ввод воды в камеру сжигания начинается струями там, где заканчивается окисление топлива и образуются высокотемпературные продукты сгорания (на расстоянии 10-50 диаметров сопла горелки-туннеля в выходном сечении), а заканчивается у выходного сечения камеры (на расстоянии 100-500 диаметров сопла - туннелей в выходном сечении), причем на начальном и конечном участках подача воды производится в минимальном количестве (10-20% от общего расхода воды). Максимальное количество воды поступает в продукты сгорания в средней части камеры сжигания (80-90% от общего расхода воды). Отверстия в стенках камеры сжигания рационально размещать так, чтобы струи воды выходили в шахматном порядке. Расстояние участка аксиальной водяной струи (от выходного сечения отверстия в стене) до начального участка соседней (последующей) радиальной струи воды находится в пределах 4-25 диаметров аксиальной струи в выходном сечении отверстия в стене. Диаметр каждой расширенной части камеры находится в пределах 1,2-2,5 от диаметра предыдущей, менее расширенной части камеры. Скорость струйного истечения воды из отверстий стенок камеры должна быть в 1,2-4 раза больше скорости парогазового потока в соответствующей расширенной части камеры, в стенках которой размещены отверстия для выхода воды. В отводных патрубках выполнены запорная арматура и краны для слива воды в начальный период работы агрегата и в конце его работы.Water is introduced into the hot products of fuel combustion by alternating radial and peripheral axial jets, in connection with which a vapor-gas mixture forms on a short path, the walls of the combustion chamber are intensively cooled, the durability of the device increases, and the thermal efficiency of the unit increases. Water is introduced into the hot combustion products until the temperature of the thermometer reaches 600 ° C of the outlet and used vapor-gas mixture. When the required temperature of the gas-vapor mixture is reached, the tap stabilizes the water supply. Water entry into the combustion chamber begins with jets where fuel oxidation ends and high-temperature combustion products are formed (at a distance of 10-50 diameters of the nozzle of the burner-tunnel in the outlet section), and ends at the outlet section of the chamber (at a distance of 100-500 nozzle diameters - tunnels in the outlet section), and in the initial and final sections, water is supplied in a minimum amount (10-20% of the total water flow). The maximum amount of water enters the combustion products in the middle of the combustion chamber (80-90% of the total water flow). It is rational to place the holes in the walls of the combustion chamber so that the jets of water come out staggered. The distance of the section of the axial water stream (from the outlet section of the hole in the wall) to the initial section of the adjacent (subsequent) radial stream of water is within 4-25 diameters of the axial stream in the outlet section of the hole in the wall. The diameter of each expanded part of the chamber is within 1.2-2.5 of the diameter of the previous, less expanded part of the chamber. The speed of the jet outflow of water from the openings of the walls of the chamber should be 1.2-4 times higher than the speed of the gas-vapor flow in the corresponding expanded part of the chamber, in the walls of which there are openings for water outlet. Shutoff valves and taps for draining water in the initial period of operation of the unit and at the end of its operation are made in branch pipes.
Ступенчатое расширение камеры сжигания и чередование радиальных и периферийных аксиальных струй воды, проникающих в горячий газовый поток, способствуют образованию водогазовых и парогазовых вихрей, быстрому испарению воды, получению парогазовой смеси на коротком пути, уменьшению тепловых потерь, интенсивному охлаждению стенок водораспределительной камеры.The stepwise expansion of the combustion chamber and the alternation of radial and peripheral axial jets of water penetrating into the hot gas stream contribute to the formation of gas-gas and vapor-gas vortices, the rapid evaporation of water, the production of a gas-vapor mixture on a short path, the reduction of heat losses, and the intensive cooling of the walls of the water distribution chamber.
Образующуюся парогазовую смесь можно подавать через отводные трубопроводы 9 на нагреваемый материал, в нагреваемую жидкость, в теплообменник, в теплицу, в помещение и прогревать его поверхности, подавать на горящий материал и тушить пламя, подавать на лопатки турбины 10, причем в последнем случае камеру сжигания надо соединять с турбиной, а турбину - с нагнетателем или электрогенератором 11.The resulting vapor-gas mixture can be fed through the exhaust pipes 9 to the heated material, to the heated liquid, to the heat exchanger, to the greenhouse, to the room and heated to its surface, fed to the burning material and extinguished the flame, fed to the turbine blades 10, and in the latter case, the combustion chamber must be connected to the turbine, and the turbine - with a supercharger or electric generator 11.
Выбор температуры парогазовой смеси обусловлен технологической или конструктивными особенностями устройств, использующих парогазовую смесь.The choice of temperature of a gas-vapor mixture is determined by the technological or design features of devices using a gas-vapor mixture.
Радиальные 12 и аксиальные 13 струи воды, сталкиваясь, образуют вихревое движение капель воды и высокотемпературных продуктов сгорания вблизи от факела, выходящего из огнеупорного горелочного туннеля 14, что ускоряет процесс образования парогазовой смеси равномерного состава у выходного сечения.When radial 12 and axial 13 jets of water collide, they form a vortex motion of water droplets and high-temperature combustion products near the torch emerging from the refractory burner tunnel 14, which accelerates the formation of a vapor-gas mixture of uniform composition at the outlet section.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Подают в горелку 3 под давлением воздух, а затем по трубопроводу 1 газообразное (природный газ) или жидкое (керосин) топливо. На выходе из сопла горелки 3 топливо смешивается с воздухом, и его поджигают с помощью электрического запальника, проходящего через топливоподающую трубу 4. После стабилизации процесса горения топлива подают воду на охлаждение камеры устройства 5. Вводят сначала небольшое количество воды в виде радиальных и аксиальных струй в горячие продукты сгорания, что способствует при небольшом снижении температуры газов дожиганию горючих веществ, улучшению горения, а затем выводят работу устройства на рабочий режим получения парогазовой смеси. С требуемой температурой подают нагретую парогазовую смесь в турбину или через отводные трубопроводы 9 потребителям. Парогазовую смесь полезно используют, направляя ее на обогреваемые материалы, нагреваемые поверхности. С валом турбины 10 соединен электрогенератор 11, позволяющий получать электроэнергию, или соединен нагнетатель для подачи под давлением жидкости или газа, что необходимо при строительстве.Air is supplied to the burner 3 under pressure, and then gaseous (natural gas) or liquid (kerosene) fuel is piped 1. At the outlet of the nozzle of the burner 3, the fuel is mixed with air, and it is ignited using an electric igniter passing through the fuel supply pipe 4. After stabilizing the combustion process, water is supplied to cool the chamber of the device 5. First, a small amount of water is introduced in the form of radial and axial jets into hot combustion products, which contributes to a slight decrease in the temperature of the gases afterburning of combustible substances, improving combustion, and then bring the device to the operating mode of obtaining a vapor-gas mixture. With the required temperature, the heated vapor-gas mixture is supplied to the turbine or through the bypass pipelines 9 to the consumers. The vapor-gas mixture is useful to use, directing it to heated materials, heated surfaces. An electric generator 11 is connected to the turbine shaft 10, which makes it possible to obtain electric power, or a supercharger is connected to supply liquid or gas under pressure, which is necessary during construction.
Устройство для получения парогазовой смеси испытано, и получены положительные результаты: в парогазовой смеси при температуре 500-600°С в выходном сечении устройства нет капель воды, термический коэффициент полезного действия устройства при получении парогазовой смеси с температурой 500-600°С достигает 85-90%, что в 1,5-3 раза больше по сравнению с применением известных устройств для получения перегретого пара и парогазовой смеси. Долговечность предлагаемого устройства, изготовленного из нержавеющей жаропрочной стали, выше долговечности известного устройства в 5-8 раз.The device for producing a gas-vapor mixture has been tested and positive results have been obtained: there are no water droplets in the gas-vapor mixture at a temperature of 500-600 ° C in the outlet section of the device, the thermal efficiency of the device when producing a gas-vapor mixture with a temperature of 500-600 ° C reaches 85-90 %, which is 1.5-3 times more compared to the use of known devices for producing superheated steam and gas mixture. The durability of the proposed device, made of stainless heat-resistant steel, is higher than the durability of the known device by 5-8 times.
Выбор расходов топлива и воздуха-окислителя, скорости сжигания топливовоздушной смеси, температуры продуктов сгорания в факеле, расходов воды для подачи в горячие продукты сгорания в виде радиальных и аксиальных (периферийных) струй производится в зависимости от требуемого расхода получаемой парогазовой смеси и достижения требуемой температуры парогазовой смеси в выходном сечении устройства.The choice of fuel and air-oxidizer flow rates, the rate of combustion of the air-fuel mixture, the temperature of the combustion products in the flare, and the flow rates of water for feeding into the hot combustion products in the form of radial and axial (peripheral) jets is made depending on the required flow rate of the obtained vapor-gas mixture and the achievement of the required vapor-gas temperature mixture in the output section of the device.
Пример.Example.
Испытания проводились применительно к устройству для получения парогазовой смеси и известному устройству по авторскому свидетельству СССР №864898. В этих устройствах сжигали природный газ одинакового состава. Расход природного газа был 70 м3/ч, а воздуха 700 м3/ч. Природный газ подавался из газопровода при среднем давлении, а воздух поступал под давлением из воздуходувки. Расход воды для подачи в виде радиальных и аксиальных (периферийных) струй в горячие продукты сгорания определялся исходя из необходимости достижения температуры парогазовой смеси в выходном сечении устройства 200-600°С. Температура продуктов сгорания в выходном сечении горелочного туннеля из высокоглиноземистого материала была 1500-1650°С, температура подаваемой в камеру воды находилась в пределах 40-60°С. Скорость газовоздушной смеси в выходном сечении сопла горелки была 40-70 м/с при нормальных условиях. Парогазовую смесь использовали для нагрева воды, воздуха в теплообменнике, нагрева строительных материалов, изделий, стен помещений при строительстве, тушения горящих материалов, подавали в турбину и получали электроэнергию или сжатый воздух из агрегатов, соединенных с валом турбины. Испытывали устройства в условиях дачного строительства, когда возникала необходимость широкого применения парогазовой смеси для различных целей при строительстве. Получали из предложенного устройства парогазовую смесь без включений капель воды.The tests were carried out in relation to a device for producing a gas-vapor mixture and a known device according to the USSR copyright certificate No. 864898. Natural gas of the same composition was burned in these devices. The consumption of natural gas was 70 m 3 / h, and air 700 m 3 / h. Natural gas was supplied from the gas pipeline at medium pressure, and air was supplied under pressure from the blower. The water flow rate for supplying in the form of radial and axial (peripheral) jets into the hot combustion products was determined on the basis of the need to achieve the temperature of the vapor-gas mixture in the outlet section of the device 200-600 ° C. The temperature of the combustion products in the outlet section of the burner tunnel of high alumina material was 1500-1650 ° C, the temperature of the water supplied to the chamber was in the range of 40-60 ° C. The velocity of the gas-air mixture in the outlet section of the burner nozzle was 40-70 m / s under normal conditions. A gas-vapor mixture was used to heat water, air in a heat exchanger, heat building materials, products, walls of buildings during construction, extinguish burning materials, was fed into a turbine and received electricity or compressed air from units connected to the turbine shaft. The devices were tested in the conditions of summer cottage construction, when there was a need for widespread use of gas-vapor mixture for various purposes in construction. Received from the proposed device a vapor-gas mixture without inclusions of drops of water.
Испытания показали высокую работоспособность и надежность предлагаемого устройства, простоту использования предлагаемых способа и устройства, их преимущества по сравнению с известными способами и устройствами, экономичность, экологическую чистоту, высокую долговечность, повышенный термический коэффициент полезного действия (до 90%).Tests have shown high efficiency and reliability of the proposed device, ease of use of the proposed method and device, their advantages compared to known methods and devices, cost-effectiveness, environmental friendliness, high durability, increased thermal efficiency (up to 90%).
Предлагаемое устройство для получения парогазовой смеси обеспечивает технический эффект и может быть осуществлено с помощью известных в технике средств. Введение новых элементов и связей между ними в устройстве обеспечивает решение поставленной задачи.The proposed device for producing a gas-vapor mixture provides a technical effect and can be carried out using means known in the art. The introduction of new elements and the relationships between them in the device provides a solution to the problem.
Предлагаемое устройство для получения парогазовой смеси позволяет интенсифицировать горение и образование парогазовой смеси на коротком пути (в 1,3-3 раза меньше, чем при применении известных способов и устройств). Наблюдается быстрое перемешивание горячего газа с водой, полное испарение воды, интенсивное перемешивание в вихрях водяного пара с горячими продуктами сгорания и усреднение температуры парогазовой смеси в выходном сечении устройства. В связи с эффективным охлаждением стенок камеры устройства в металле стенок не образуются трещины, повышаются долговечность устройства в 5-8 раз и термический коэффициент полезного действия парогазового агрегата в 1,5-3 раза.The proposed device for producing a gas-vapor mixture allows to intensify the combustion and formation of a gas-vapor mixture in a short way (1.3-3 times less than when using known methods and devices). Rapid mixing of hot gas with water, complete evaporation of water, intensive mixing in vortices of water vapor with hot combustion products, and averaging of the temperature of the gas-vapor mixture in the outlet section of the device are observed. Due to the effective cooling of the chamber walls of the device, cracks do not form in the metal of the walls, the durability of the device is increased by 5-8 times and the thermal efficiency of a combined-cycle plant by 1.5-3 times.
Важные преимущества предложенного - небольшая металлоемкость устройства, простота работы устройства, малые размеры, быстро можно запускать устройство в работу и быстро останавливать его работу. Можно использовать жидкое топливо (нефтепродукты, спирт), сжиженный горючий газ. Окислителем может быть воздух или кислород, можно подавать и сжигать воздушно-топливную смесь. После длительной работы устройство можно останавливать, прочищать отверстия для выхода воды и отверстия топливно-распределительной системы, заменять горелочный туннель (огнеупорную трубку). Преимуществом устройства является также простой, хороший доступ для осмотра и ремонта стенок камеры, если это необходимо делать.Important advantages of the proposed one are the small metal consumption of the device, the simplicity of the device, its small size, you can quickly start the device and quickly stop its operation. You can use liquid fuel (petroleum products, alcohol), liquefied combustible gas. The oxidizing agent may be air or oxygen; the air-fuel mixture may be supplied and burned. After long-term operation, the device can be stopped, the holes for water outlet and the openings of the fuel distribution system can be cleaned, and the burner tunnel (refractory pipe) can be replaced. The advantage of the device is also a simple, good access for inspection and repair of the walls of the chamber, if necessary.
Предлагаемое устройство для получения парогазовой смеси может быть использовано для тушения горящих материалов, пожаров (без порчи материалов, изделий), для получения электроэнергии и приведения в движение мобильных систем, может быть использовано на электростанциях, в резервных установках для получения электроэнергии при авариях в удаленных и труднодоступных местах, а также с целью улучшения экологических условий. Расход топлива на получение парогазовой смеси меньше в 2-4 раза по сравнению с известными способами и устройствами.The proposed device for producing a gas-vapor mixture can be used to extinguish burning materials, fires (without spoiling materials, products), to generate electricity and set in motion mobile systems, and can be used in power plants, in backup installations for generating electricity in accidents in remote and hard to reach places, as well as to improve environmental conditions. The fuel consumption for producing a gas-vapor mixture is 2-4 times less compared to known methods and devices.
После использования парогазовую смесь рационально подавать в теплицы для выращивания растений, где поступающей по трубам парогазовой смесью можно обогревать грунт, а затем направлять в помещение теплицы, где образующийся из пара конденсат может быть использован для увлажнения воздуха и грунта, а углекислый газ при достаточном освещении может использоваться растениями как пища (в связи с фотосинтезом - химическим процессом в зеленых растениях, при котором вода и углекислый газ превращаются в кислород и продукты питания растений при помощи световой энергии). В результате этого можно полезно использовать водяной пар и углекислый газ, обогащать атмосферу кислородом. Применение предложенного устройства на тепловых электростанциях, работающих на газообразном и жидком топливе, позволит резко уменьшить расход топлива, упростить сооружение и эксплуатацию тепловых агрегатов, решить экологические проблемы, уменьшить опасность парникового эффекта в природе. Можно упростить и сделать более экологически чистыми мобильные системы (автомобили, трактора, разнообразные транспортные средства).After use, the gas-vapor mixture can be rationally fed to greenhouses for growing plants, where the soil-gas mixture supplied through the pipes can be heated, and then sent to the greenhouse premises, where the condensate formed from steam can be used to moisten the air and soil, and carbon dioxide can provide sufficient light used by plants as food (in connection with photosynthesis - a chemical process in green plants, in which water and carbon dioxide are converted into oxygen and food products of plants when soup of light energy). As a result of this, it is possible to use water vapor and carbon dioxide, to enrich the atmosphere with oxygen. The use of the proposed device in thermal power plants operating on gaseous and liquid fuels will dramatically reduce fuel consumption, simplify the construction and operation of thermal units, solve environmental problems, and reduce the danger of the greenhouse effect in nature. It is possible to simplify and make more environmentally friendly mobile systems (cars, tractors, various vehicles).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007125189/06A RU2344342C1 (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Device for steam gas mixture production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007125189/06A RU2344342C1 (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Device for steam gas mixture production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2344342C1 true RU2344342C1 (en) | 2009-01-20 |
Family
ID=40376073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007125189/06A RU2344342C1 (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Device for steam gas mixture production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2344342C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752118C1 (en) * | 2017-07-12 | 2021-07-22 | Праксайр Текнолоджи, Инк. | Method of improving combustion reactions under conditions of high heat transfer |
| RU206191U1 (en) * | 2021-04-20 | 2021-08-30 | Александра Сергеевна Бадмаева | Furnace gas distribution device |
-
2007
- 2007-07-03 RU RU2007125189/06A patent/RU2344342C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752118C1 (en) * | 2017-07-12 | 2021-07-22 | Праксайр Текнолоджи, Инк. | Method of improving combustion reactions under conditions of high heat transfer |
| RU206191U1 (en) * | 2021-04-20 | 2021-08-30 | Александра Сергеевна Бадмаева | Furnace gas distribution device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2511902C2 (en) | Reliable ignition of hot oxygen generator | |
| US9181919B2 (en) | Plasma oil-free ignition system in oxygen enriched environment | |
| Bělohradský et al. | Experimental study on the influence of oxygen content in the combustion air on the combustion characteristics | |
| PL179614B1 (en) | Improved method of and apparatus for combusting and using gaseous fuels | |
| NO135759B (en) | ||
| RU2344342C1 (en) | Device for steam gas mixture production | |
| RU2306483C1 (en) | Method of burning liquid or gas fuel and air heater | |
| JP2008202902A (en) | Hydrogen and oxygen mixed gas mixed combustion burner | |
| US20030013059A1 (en) | Conical flame waste gas combustion reactor | |
| US5823759A (en) | Apparatus and method for burning combustible gases | |
| RU186341U1 (en) | GAS HEATING DEVICE | |
| RU2453767C2 (en) | Method to intensify process of fuel burning and burner device for its realisation | |
| CN204534591U (en) | Domestic waste incineration oil-gas two-way type burner | |
| Meier et al. | The design of an integrated burner-boiler system using flue-gas recirculation | |
| CN103807850A (en) | Afterburning burner for gas turbine waste heat boiler | |
| RU2249153C1 (en) | Multi-jet burner for boiler | |
| CN203744233U (en) | Afterburning combustor used in waste heat boiler of gas turbine | |
| CN212299029U (en) | Direct combustion incinerator with ultra-low nitrogen oxide emission | |
| Maslennikov et al. | Study of NO x formation in the combustion chamber of a thermal-clamping combined-cycle plant | |
| WO2012161600A3 (en) | Method and device for dissociating water for use as supplemental fuel for boilers | |
| Cho et al. | NOx emission characteristics in radiant tube burner with oscillating combustion technology | |
| JP2005030686A (en) | Hydrogen-gas triple heater | |
| PL245390B1 (en) | Method and mobile device for burning low calorific waste gas | |
| Abdulrahman et al. | Thermal and Emissions Characteristics of Liquid Fuel Flameless Combustion in a Forward Flow Combustion Chamber | |
| RU2269060C2 (en) | Plant for burning low-concentration combustible gas at pressure above atmospheric |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090704 |