RU2421659C1 - Liquid fuel combustion method - Google Patents
Liquid fuel combustion method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421659C1 RU2421659C1 RU2010112100/06A RU2010112100A RU2421659C1 RU 2421659 C1 RU2421659 C1 RU 2421659C1 RU 2010112100/06 A RU2010112100/06 A RU 2010112100/06A RU 2010112100 A RU2010112100 A RU 2010112100A RU 2421659 C1 RU2421659 C1 RU 2421659C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- channel
- burner
- jet
- focus
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания жидкого и смесевого топлив.The invention relates to a power system and can be used for burning liquid and mixed fuels.
Известен способ сжигания жидкого топлива, включающий предварительный подогрев топлива, последующее его распыливание в камеру газификации, смешивание с воздухом и сжигание [1].A known method of burning liquid fuel, including pre-heating the fuel, then spraying it into the gasification chamber, mixing with air and burning [1].
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- недостаточная надежность в эксплуатации устройства, реализующего способ, связанная с тем, что мощное тепловое излучение воздействует на распылитель (форсунку) и вызывает его коксование;- lack of reliability in operation of a device that implements the method, due to the fact that powerful thermal radiation acts on the atomizer (nozzle) and causes its coking;
- невозможность применения смесевого топлива, например жидкого и твердого, для увеличения светимости факела, так как распыл форсункой обуславливает наличие в ней отверстий небольшого диаметра, препятствующих прохождению твердых частичек;- the impossibility of using mixed fuel, for example liquid and solid, to increase the luminosity of the torch, since the spray nozzle causes the presence of small diameter holes in it that impede the passage of solid particles;
- ограниченная производительность горелки, лимитируемая небольшим диаметром отверстия, порождающая невозможность достижения больших тепловых напряжений в топочном пространстве.- limited performance of the burner, limited by the small diameter of the hole, generating the inability to achieve large thermal stresses in the furnace space.
Прототипом является способ сжигания жидкого топлива, включающий подачу через каналы топлива и воздуха под некоторым углом на поверхность распыла, образование горючей смеси и последующее сжигание [2].The prototype is a method of burning liquid fuel, including the supply through the channels of fuel and air at an angle to the spray surface, the formation of a combustible mixture and subsequent combustion [2].
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- недостаточная надежность в эксплуатации устройства, реализующего способ, связанная с тем, что находящаяся в зоне распыла поверхность подвергается воздействию теплового излучения, в результате чего происходит ее коксование, приводящее к изменению условий формирования факельной струи, кроме того, наличие поверхности (препятствия) на пути движения воздушной струи ухудшает аэродинамические свойства горелки;- lack of reliability in the operation of the device that implements the method, due to the fact that the surface in the spray zone is exposed to thermal radiation, as a result of which coking occurs, which leads to a change in the formation conditions of the flare jet, in addition, the presence of a surface (obstacle) on the way the movement of the air stream affects the aerodynamic properties of the burner;
- сложность настройки режима работы горелки, связанная с подбором нужного угла расположения поверхности относительно струй топлива и воздуха.- the complexity of setting the operating mode of the burner associated with the selection of the desired angle of the surface relative to the jets of fuel and air.
Задачей изобретения является повышение надежности, КПД и качества топочного процесса.The objective of the invention is to increase the reliability, efficiency and quality of the combustion process.
Задача решается тем, что в способе сжигания жидкого топлива, включающем получение горючей смеси в горелке путем подачи на распыляющую поверхность из канала струи топлива и смешивание распыленного топлива с воздухом, поверхность выполняют параболической формы и устанавливают ее на краю зоны распыла, а канал топлива размещают так, чтобы его ось проходила через точку пересечения оси горелки с поверхностью и фокус последней.The problem is solved in that in a method of burning liquid fuel, which includes receiving a combustible mixture in a burner by supplying a jet of fuel to the spraying surface from the channel and mixing the sprayed fuel with air, the surface is parabolic in shape and placed on the edge of the spray zone, and the fuel channel is placed so that its axis passes through the point of intersection of the axis of the burner with the surface and the focus of the latter.
Поверхности сообщают электрический заряд. Канал топлива заполняют жидким и твердым горючими компонентами. Канал топлива выполняют за одно со смесителем и нагнетателем. Полюс струи совмещают с фокусом поверхности.Surfaces report an electric charge. The fuel channel is filled with liquid and solid combustible components. The fuel channel is performed in one with a mixer and a supercharger. The pole of the jet is combined with the focus of the surface.
Сущность изобретения отражают операции:The invention is reflected in the operations:
- поверхность выполняют параболической формы и устанавливают ее на краю зоны распыла, а канал топлива размещают так, чтобы его ось проходила через точку пересечения оси горелки с поверхностью и фокус последней;- the surface is made parabolic in shape and placed on the edge of the spray zone, and the fuel channel is placed so that its axis passes through the point of intersection of the axis of the burner with the surface and the focus of the latter;
- поверхности сообщают электрический заряд;- surfaces report an electric charge;
- канал топлива заполняют жидким и твердым горючими компонентами;- the fuel channel is filled with liquid and solid combustible components;
- канал топлива выполняют за одно со смесителем и нагнетателем;- the fuel channel is performed in one with a mixer and a supercharger;
- полюс струи совмещают с фокусом поверхности.- the pole of the jet is combined with the focus of the surface.
Установка поверхности на краю зоны распыла, выполнение ее параболической формы и размещение канала топлива так, чтобы его ось проходила через точку пересечения оси горелки с поверхностью и фокус последней, способствуют повышению надежности проведения топочного процесса. Размещение указанным образом канала позволяет придать каплям, получающимся при разбивании струи о поверхность, движение вдоль оси горелки. При этом поверхность все время охлаждается, в результате чего предупреждается ее коксование. Установка этой поверхности на краю зоны распыла еще больше снижает возможность коксования, поскольку часть излучения поглощается движущимися каплями. Еще меньше тепловое излучение воздействует на канал топлива, что полностью исключает его коксование. Кроме того, установка поверхности на краю зоны распыла не нарушает аэродинамики струи, поэтому подвод воздуха можно осуществлять как у устья горелки, так и на расстоянии от него, например в камере газификации и при выходе из нее. Причем в зависимости от конкретных условий подача может осуществляться обычным образом, тангенциально, по кольцевому каналу и т.п., что повышает КПД топочного процесса.The installation of the surface at the edge of the spray zone, its parabolic shape and placement of the fuel channel so that its axis passes through the point of intersection of the axis of the burner with the surface and the focus of the latter, increase the reliability of the combustion process. Placing the channel in this way allows the droplets resulting from breaking the jet on the surface to give movement along the axis of the burner. In this case, the surface is cooled all the time, as a result of which its coking is prevented. Placing this surface on the edge of the spray zone further reduces the possibility of coking, since part of the radiation is absorbed by the moving drops. Even less thermal radiation acts on the fuel channel, which completely eliminates its coking. In addition, the installation of the surface at the edge of the spray zone does not violate the aerodynamics of the jet, therefore, air can be supplied both at the mouth of the burner and at a distance from it, for example, in the gasification chamber and when leaving it. Moreover, depending on the specific conditions, the feed can be carried out in the usual way, tangentially, through an annular channel, etc., which increases the efficiency of the combustion process.
Сообщение поверхности электрического заряда позволяет лучше сохранять мелкий распыл топлива, препятствуя слиянию отдельных капель в процессе движения. Это в свою очередь способствует лучшему испарению капель, повышает скорость горения, в результате чего становится возможным уменьшение объема топки и увеличение в ней тепловых напряжений, что в конечном счете повышает КПД и качество топочного процесса в целом.The communication surface of the electric charge allows you to better maintain a small spray of fuel, preventing the merger of individual drops in the process of movement. This, in turn, contributes to a better evaporation of droplets, increases the burning rate, as a result of which it becomes possible to reduce the volume of the furnace and increase thermal stresses in it, which ultimately increases the efficiency and quality of the combustion process as a whole.
Заполнение канала топлива жидким и твердым горючими компонентами улучшает горение топлива. На поверхности твердых частиц, например угольных, образуется пленка жидкого топлива, и сгорание такой смеси происходит иначе, чем обычно. При применении традиционного жидкого топлива количество испаряющейся жидкости снижается вследствие уменьшения поверхности капли. По мере развития процесса горения и расходования кислорода отдельные оставшиеся неиспарившимися объемы капель могут оказаться в зоне продуктов реакции и, будучи забалластированными углекислотой, не сгорают, если не смешаются с остатками неизрасходованного кислорода. В случае использования смеси жидкого и твердого топлива картина меняется. Сначала испаряется и сгорает покрывающая угольную частицу пленка жидкого топлива, а затем в реакцию вступает уже разогретая до высокой температуры угольная частица. Если на первом этапе скорость горения будет лимитироваться испарением жидкости и диффузионным смешением образующихся паров с окружающим воздухом (кислородом), то на втором этапе (реагирование угольной частицы) процесс горения практически не будет тормозиться физической стадией и станет определяться только скоростью самой химической реакции, поскольку окружающая частицу среда будет уже разогрета. Причем в условиях, когда кислород не в состоянии достигать углеродной поверхности, носителем кислорода становится углекислота. Углекислота диффундирует в угольную частицу и в области высоких температур может с высокой скоростью восстанавливаться углеродной поверхностью, образуя при этом горючий газ - окись углерода. Завершают процесс имеющиеся в продуктах сгорания пары воды, обеспечивая реакцию конверсии окиси углерода в двуокись. Следует также заметить, что угольная частица способствует лучшему поглощению каплей теплового излучения, что повышает скорость ее испарения. Кроме того, наличие угольных частот повышает светимость факела и, следовательно, теплоотдачу излучением. Все это повышает КПД и качество топочного процесса.Filling the fuel channel with liquid and solid combustible components improves fuel combustion. On the surface of solid particles, such as coal, a film of liquid fuel is formed, and the combustion of such a mixture occurs differently than usual. When using traditional liquid fuel, the amount of evaporating liquid is reduced due to the reduction of the surface of the droplet. As the combustion process and oxygen consumption develop, the individual remaining unevaporated volumes of droplets may be in the zone of reaction products and, being ballasted with carbon dioxide, will not burn if they are not mixed with unspent oxygen residues. In the case of using a mixture of liquid and solid fuels, the picture changes. First, the liquid fuel film covering the coal particle evaporates and burns, and then the coal particle is already heated to a high temperature. If at the first stage the burning rate is limited by evaporation of the liquid and diffusion mixing of the formed vapors with the surrounding air (oxygen), then at the second stage (reaction of the coal particle) the combustion process will practically not be inhibited by the physical stage and will only be determined by the rate of the chemical reaction itself, since the surrounding particle medium will already be warmed up. Moreover, in conditions where oxygen is not able to reach the carbon surface, carbon dioxide becomes the oxygen carrier. Carbon dioxide diffuses into a coal particle and in the high temperature range it can be restored at a high speed by a carbon surface, forming a combustible gas - carbon monoxide. Water vapor in the combustion products completes the process, providing a reaction for the conversion of carbon monoxide to dioxide. It should also be noted that a coal particle contributes to a better absorption of a drop of thermal radiation, which increases its evaporation rate. In addition, the presence of carbon frequencies increases the luminosity of the torch and, consequently, the heat transfer by radiation. All this increases the efficiency and quality of the furnace process.
Выполнение канала топлива за одно со смесителем и нагнетателем повышает надежность топочного процесса за счет упрощения топливной аппаратуры.The execution of the fuel channel in one with a mixer and a supercharger increases the reliability of the combustion process by simplifying the fuel equipment.
Совмещение полюса струи с фокусом поверхности распыла позволяет сохранять направление движения распыленного топлива (капель) при изменении угла раскрытия струи вследствие варьирования производительности горелки (давления топлива в канале), что повышает качество распыла и смешивания с воздухом и, следовательно, улучшает топочный процесс.The combination of the jet pole with the focus of the spray surface allows you to maintain the direction of movement of the atomized fuel (droplets) when changing the angle of the jet opening due to varying burner performance (fuel pressure in the channel), which improves the quality of atomization and mixing with air and, therefore, improves the combustion process.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена схема горелки, реализующей способ. На фиг.2 изображено устройство канала топлива.Figure 1 shows a diagram of a burner that implements the method. Figure 2 shows the device of the fuel channel.
Горелка содержит устье 1 с тубусом 2, через который из канала 3 на поверхность 4 распыла, имеющую фокус F, истекает струя 5 топлива, при этом ось 6 канала проходит через фокус и точку пересечения оси 7 горелки с поверхностью. Струя разбивается на капли 8, которые в камере 9 газификации смешиваются с воздухом, поступающим в отверстия 10. Конец 11 канала может быть размещен в корпусе 12 смесителя, в который в определенных пропорциях помещают жидкий 13 и твердый 14 компоненты, и соединен с выходным патрубком 15 камеры 16 нагнетателя, заключенной вместе с входным патрубком 17 в корпус. В камере с возможностью вращения установлено колесо 18 с лопатками 19, кинематически связанное с роликами 20, имеющими выемки 21 для прохода лопаток.The burner contains a mouth 1 with a tube 2, through which a fuel jet 5 flows from the channel 3 to the spray surface 4 having focus F, while the axis 6 of the channel passes through the focus and the intersection point of the axis 7 of the burner with the surface. The jet is divided into droplets 8, which in the gasification chamber 9 are mixed with air entering the openings 10. The end of the
Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.
Поверхность 4 распыла выполняют параболической формы и устанавливают ее на устье 1 горелки, т.е. на краю зоны распыла, а канал 3 топлива размещают так, чтобы его ось 6 проходила через точку пересечения оси 7 горелки с поверхностью 4 и ее фокус F (фиг.1). Из канала через тубус 2 на поверхность распыла подают топливо струей 5, которая разбивается на мелкие капли 8, движущиеся вдоль оси 7 горелки в камеру 9 газификации, где их смешивают с воздухом, поступающим через отверстия 10. Полученную топливную смесь сжигают.The surface 4 of the spray perform a parabolic shape and set it on the mouth 1 of the burner, i.e. on the edge of the spray zone, and the fuel channel 3 is placed so that its axis 6 passes through the point of intersection of the axis 7 of the burner with surface 4 and its focus F (Fig. 1). From the channel, through the tube 2, fuel is sprayed onto the spray surface 5, which is divided into small droplets 8 moving along the axis 7 of the burner into the gasification chamber 9, where they are mixed with air coming in through openings 10. The resulting fuel mixture is burned.
Поверхности 4 распыла сообщают электрический заряд, в результате чего капли 8 одноименно заряжаются и не соприкасаются друг с другом в процессе движения в камеру газификации.The spray surfaces 4 impart an electric charge, as a result of which the droplets 8 are charged with the same name and do not touch each other during movement into the gasification chamber.
Канал топлива заполняют жидким 13 и твердым 14 горючими компонентами посредством смешивания, например, мазута и измельченного угля (фиг.2).The fuel channel is filled with liquid 13 and solid 14 combustible components by mixing, for example, fuel oil and crushed coal (figure 2).
Канал топлива выполняют за одно со смесителем и нагнетателем, в результате чего получают смесевое топливо непосредственно в процессе работы горелки. Для этого вращают (например, двигателем) колесо 18, вместе с которым получают вращение ролики 20. При подходе лопатки 19 к ролику он оказывается обращенным к ней выемкой 21, посредством которой в процессе поворота осуществляется пропуск лопатки через ролик. При этом находящееся в камере 16 между входным 17 и выходным 15 патрубками смесевое топливо не может вытечь через ролики, так как сдерживается от протекания попеременно то роликами, то лопатками. В результате этого находящееся в верхней части камеры 16 топливо гонится (нагнетается) лопатками 19 в канал, конец 11 которого соединен с выходным патрубком. При движении лопатки от правого (на фиг.2) к левому ролику она перемешивает в нижней части корпуса 12 смесителя жидкий 13 и твердый 14 компоненты, которые затем засасываются входным патрубком 17. При работе горелки в режиме переменной производительности полюс струи 5 совмещают с фокусом F поверхности. Следует заметить, что если производительность горелки меняется незначительно, а струя относительно небольшого диаметра, то полюс струи можно разместить на оси канала (совпадающей с полярной осью струи) за фокусом, как это показано на фиг.1, уменьшая воздействие теплового излучения. Перемещая полюс струи вдоль оси канала относительно фокуса, можно изменять форму распыла.The fuel channel is performed in one with a mixer and a supercharger, as a result of which mixed fuel is obtained directly during the operation of the burner. To do this, the
Внедрение изобретения позволит повысить КПД и качество топочного процесса при сжигании жидких и смесевых топлив в топках малых объемов.The implementation of the invention will improve the efficiency and quality of the combustion process when burning liquid and mixed fuels in small-volume furnaces.
Источники информацииInformation sources
1. Кнорре Г.Ф. Исследование процессов горения натурального топлива. - Л.: Госэнергоиздат, 1948. С.217-220 - аналог.1. Knorre G.F. The study of combustion processes of natural fuel. - L .: Gosenergoizdat, 1948. S.217-220 - analogue.
2. А.с. СССР №567016, МПК F23D, 7/00, 1977 - прототип.2. A.S. USSR No. 567016, IPC F23D, 7/00, 1977 - prototype.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112100/06A RU2421659C1 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Liquid fuel combustion method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112100/06A RU2421659C1 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Liquid fuel combustion method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2421659C1 true RU2421659C1 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=44738088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010112100/06A RU2421659C1 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Liquid fuel combustion method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2421659C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019126434A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Wrightspeed, Inc. | Controlled evaporation of liquid fuels for turbine engines |
-
2010
- 2010-03-29 RU RU2010112100/06A patent/RU2421659C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019126434A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Wrightspeed, Inc. | Controlled evaporation of liquid fuels for turbine engines |
US10989118B2 (en) | 2017-12-20 | 2021-04-27 | Wrightspeed, Inc. | Controlled evaporation and heating of fuels for turbine engines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102174338B (en) | Low-flow, high-mixing ratio and stepless regulation gas-liquid mixing gas generator | |
CN105102891B (en) | Secondary vacuum burner | |
CN102980209B (en) | Plasma catalysis ignition integrated nozzle | |
CN101069039A (en) | Method and device for burning hydrogen in a premix burner | |
KR20100018606A (en) | Process for combustion of high viscosity low heating value liquid fuels | |
JP2010261714A (en) | Liquid fuel type hvof thermal spray gun and burner design | |
CN201203108Y (en) | Micro-oil heat reinforced nozzle coal-powder combustor capable of swinging | |
CN109140501B (en) | Double-oil-way double-nozzle centrifugal nozzle structure with double-layer air hood | |
RU2647172C1 (en) | Burner device | |
RU187171U1 (en) | Gas oil burner | |
KR101753347B1 (en) | LOW NOx COMBUSTION SYSTEM FOR LIQUID FUEL | |
US20070276205A1 (en) | Image management system for use in dermatological examinations | |
Shi et al. | A novel combustion system for liquid fuel evaporating and burning | |
RU2421659C1 (en) | Liquid fuel combustion method | |
RU158820U1 (en) | Gas oil burner | |
CN104848209B (en) | A kind of Electrostatic Spraying Combustion method and device of liquid fuel | |
CN217604084U (en) | Methanol pyrolysis hydrogen production burner capable of adjusting combustion heat | |
AU2004293014B2 (en) | A method and device for combusting liquid fuels using hydrogen | |
CN210831968U (en) | Binary horizontal burner | |
CN201057455Y (en) | Burner | |
KR101474978B1 (en) | Evaporator and burner using the same | |
RU2386082C1 (en) | Device for preparing air-and-fuel mixture to be supplied to combustion chamber | |
CN201177259Y (en) | Intense radiation gas-phase reverse current bundling jetting combusting device | |
KR101836773B1 (en) | The burner without a nozzle | |
KR101741256B1 (en) | Burner and method for complete combustion of gas fuel |