RU2494312C1 - Packaged burner - Google Patents

Packaged burner Download PDF

Info

Publication number
RU2494312C1
RU2494312C1 RU2012112791/06A RU2012112791A RU2494312C1 RU 2494312 C1 RU2494312 C1 RU 2494312C1 RU 2012112791/06 A RU2012112791/06 A RU 2012112791/06A RU 2012112791 A RU2012112791 A RU 2012112791A RU 2494312 C1 RU2494312 C1 RU 2494312C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
combustion chamber
electric
compressor
air
Prior art date
Application number
RU2012112791/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Дерягин
Владимир Иванович Морозов
Михаил Николаевич Середников
Игорь Александрович Смирнов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева"
Priority to RU2012112791/06A priority Critical patent/RU2494312C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2494312C1 publication Critical patent/RU2494312C1/en

Links

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: creation of efficient boiler houses using burners without power consumption from external sources is performed by using some part of heat energy of fuel combustion products for generation of electric energy by means of an electric generator. For that purpose, air blower to combustion zone is made in the form of turbine compressor 7, the shaft of which is kinematically connected to electric generator 9 and fuel pump 3; in gas duct at combustion chamber 1 outlet there installed is heat exchanger 10, the inlet and outlet of the heat receiving path of which are connected to compressor outlet and turbine inlet of turbine compressor 7; and turbine outlet is connected to the inlet of the air path to combustion chamber 4.
EFFECT: improving efficiency of small boiler houses.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности - к конструкциям горелочных устройств, работающий на жидких топливах (мазут, дизтопливо) и газе, и может использоваться для энергосбережения в различных областях техники.The invention relates to the field of power engineering, in particular to the designs of burner devices operating on liquid fuels (fuel oil, diesel fuel) and gas, and can be used for energy saving in various fields of technology.

В состав общеизвестных горелочных устройств входят камера горения, воздушный тракт с нагнетателем воздуха (вентилятором) в камеру горения, электропривод (электромотор) вентилятора, система подачи топлива (газа, жидкого топлива), включающая форсунки, а, в случае использования жидкого топлива - насос с электроприводом, газовод для подачи высокотемпературных продуктов сгорания в котлоагрегат, сопряженный с камерой горения, запальные устройства, запорнорегулирующая арматура и т.п.Well-known burner devices include a combustion chamber, an air path with an air blower (fan) into the combustion chamber, a fan electric drive (electric motor), a fuel (gas, liquid fuel) supply system, including nozzles, and, in the case of liquid fuel, a pump with electric drive, gas duct for supplying high-temperature combustion products to the boiler associated with the combustion chamber, ignition devices, shut-off valves, etc.

Наиболее широкое распространение получили агрегатированные горелки, предназначенные для малых, в том числе - мобильных, котельных мощностью от 1,1 до 5 МВт, разработанные фирмами "Вайсхаут" (Германия), "Ойлон" (Финляндия). Потребляемая электрическая мощность такой агрегатированной горелки мощностью 2 МВт только на привод вентилятора и насоса составляет ~3,75 кВт, суммарная мощность электропотребления малой котельной, в основе которой эксплуатируется такой горелка, достигает величины 23 кВт, а затраты на электроэнергию при непрерывной эксплуатации котельной в течение 1 года при современных ценах на электроэнергию могут быть более ~400000 руб.The most widely used are aggregated burners designed for small, including mobile, boiler houses with capacities from 1.1 to 5 MW, developed by Weishaut (Germany), Oilon (Finland). The consumed electric power of such an aggregated burner with a power of 2 MW only for a fan and pump drive is ~ 3.75 kW, the total power consumption of the small boiler house, which is based on such a burner, reaches 23 kW, and the cost of electricity during continuous operation of the boiler during 1 year at current electricity prices can be more than ~ 400,000 rubles.

Задача экономии электроэнергии (вплоть до полного исключения электропотребления от внешних источников тока) при эксплуатации малой котельной особенно актуальна при отсутствии необходимой для этого инфраструктуры, например, в случае отсутствия соответствующих коммуникаций, что может быть при обустройстве временных пунктов базирования, проведении ремонтных работ, при разработке новых месторождений и т.д.The task of saving energy (up to the complete exclusion of power consumption from external sources of current) during operation of a small boiler house is especially relevant in the absence of the necessary infrastructure for this, for example, in the absence of appropriate communications, which can be when arranging temporary basing points, carrying out repair work, and developing new deposits, etc.

Известна взятая за прототип заявляемого изобретения конструкция агрегатированной горелки по патенту (RU 2013700 C1, F23D 11/00, F23D 17/00, 30.05.1994), содержащая камеру горения с запальным устройством, магистраль подачи жидкого топлива с топливным насосом и форсункой, а также магистраль подвода газа с газовой форсункой в камеру горения, воздушный тракт, включающий нагнетатель воздуха в камеру горения, имеющий турбинный и электрический приводы, газовод для подвода продуктов сгорания из камеры горения в топку котельного агрегата. Данная конструкция обеспечивает снижение электропотребления котельной за счет исключения их затрат на привод вентилятора и топливного насоса.Known taken as a prototype of the claimed invention, the design of an aggregate burner according to the patent (RU 2013700 C1, F23D 11/00, F23D 17/00, 05/30/1994), containing a combustion chamber with an ignition device, a liquid fuel supply line with a fuel pump and nozzle, and a gas supply line with a gas nozzle to the combustion chamber, an air path including an air blower in the combustion chamber having turbine and electric drives, a gas duct for supplying combustion products from the combustion chamber to the furnace of the boiler unit. This design provides a reduction in boiler room power consumption by eliminating their costs for fan drive and fuel pump.

Недостатки горелки по прототипу обусловлены месторасположением турбины в зоне горения, где температура достигает 2200 К. При таких температурах работоспособность турбины можно обеспечить двумя способами:The disadvantages of the burner of the prototype are due to the location of the turbine in the combustion zone, where the temperature reaches 2200 K. At these temperatures, the turbine can be operated in two ways:

- введением охлаждения соплового аппарата, диска лопаток и вала турбины, что существенно усложняет ее конструкцию, так как требует, например, выполнения каналов в элементах конструкции для протока охладителя и введения в состав горелки дополнительных устройств, обеспечивающих подачу воздуха в указанные каналы, существенно повышает ее стоимость и требует создания новых технологий, так как существующие в настоящее время технологии не обеспечивают возможности создания малоразмерных охлаждаемых турбин;- the introduction of cooling the nozzle apparatus, the disk of the blades and the shaft of the turbine, which significantly complicates its design, since it requires, for example, the implementation of channels in the structural elements for the cooler duct and the introduction of additional devices into the burner that provide air to these channels, significantly increases it cost and requires the creation of new technologies, as current technologies do not provide the ability to create small-sized cooled turbines;

- выполнением турбины из жаропрочных материалов, рассчитанных на указанный выше уровень температур, что также связано с созданием новых технологий обработки таких материалов, как например, вольфраморениевые, молибдено-рениевые сплавы, интерметаллиды и т.д., в обеспечение возможности создания таких турбин.- the implementation of the turbine from heat-resistant materials, designed for the above temperature level, which is also associated with the creation of new processing technologies for such materials, such as tungsten-rhenium, molybdenum-rhenium alloys, intermetallics, etc., to enable the creation of such turbines.

В силу указанных выше причин, затраты на разработку горелок по прототипу могут быть очень высокими, а производство их - экономически нецелесообразным.Due to the above reasons, the costs of developing prototype burners can be very high, and their production is not economically feasible.

Еще одним недостатком горелки по прототипу, связанным с месторасположением турбины в камере горения, является ограниченный резерв ее мощности из-за небольшой степени расширения продуктов сгорания на турбине, вследствие малого напора вентилятора, исключающей возможность достижения достаточно высоких значений адиабатической работы продуктов сгорания на турбине, вследствии чего ее располагаемой мощности хватает лишь на привод вентилятора и топливного насоса.Another disadvantage of the prototype burner associated with the location of the turbine in the combustion chamber is the limited reserve of its power due to the small degree of expansion of the combustion products on the turbine, due to the low pressure of the fan, which excludes the possibility of achieving sufficiently high values of the adiabatic operation of the combustion products on the turbine, due to of which its available power is enough only for a fan drive and a fuel pump.

И, наконец, расположение турбины по оси камеры горения исключает возможность центрального расположения топливной форсунки, что нарушает равномерность смесеобразования в камере и негативно влияет на полноту сгорания топлива.And finally, the location of the turbine along the axis of the combustion chamber eliminates the possibility of a central location of the fuel nozzle, which violates the uniformity of mixture formation in the chamber and negatively affects the completeness of fuel combustion.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение экономичности малых котельных, использующих агрегатированные горелки, вплоть до исключения электропотребления от внешних источников и самообеспечения электроэнергией при упрощении конструкции горелки и повышения ее технологичности.The present invention is aimed at improving the efficiency of small boiler rooms using aggregated burners, up to the exclusion of power consumption from external sources and self-supply of electricity while simplifying the design of the burner and increasing its manufacturability.

Технический результат обеспечивается тем, что в горелке, содержащей камеру горения, газовод для подвода продуктов сгорания в топку котельного агрегата, воздушный тракт, включающий нагнетатель воздуха в камеру горения, имеющий турбинный и электрический приводы, магистраль подвода газа с форсункой и топливную магистраль с насосом и форсункой, нагнетатель воздуха выполнен в виде автономного агрегата турбокомпрессора, вал которого кинематически связан с валом электрогенератора, реализующего также обратную функцию - электромотора при запуске горелки, в газоводе установлен теплообменник-подогреватель, вход и выход теплопринимающего тракта которого сообщены, соответственно, с выходом компрессора и входом турбины турбокомпрессора; при этом вход в компрессор сообщен с заборником воздуха из окружающей среды, а выход турбины - со входом воздушного тракта в камеру горения.The technical result is ensured by the fact that in the burner containing the combustion chamber, a gas duct for supplying combustion products to the furnace of the boiler unit, an air path including an air blower in the combustion chamber having turbine and electric drives, a gas supply line with a nozzle and a fuel line with a pump and nozzle, the air blower is made in the form of an autonomous turbocompressor unit, the shaft of which is kinematically connected with the shaft of the generator, which also implements the inverse function of the electric motor when sk burner gazovode in a heat exchanger-heater, in and out path which teploprinimayuschego communicated respectively with the compressor outlet and the inlet of the turbocharger turbine; at the same time, the compressor inlet is in communication with the air intake from the environment, and the turbine outlet is connected to the combustion chamber with the air duct inlet.

При таком исполнении конструкции заявляемой горелки появляется возможность существенного повышения избыточной (по сравнению с компрессором) мощности турбины при подогреве рабочего тела турбины -воздуха в теплообменнике, расположенном в газовом тракте горелки на выходе камеры горения, до уровня допустимой для материала конструкции турбины(например, нержавеющая сталь) величины ~800°C, исключающей возгорание материалов конструкции турбины в воздушной среде. В основном повышение мощности турбины обусловлено увеличением адиабатной работы газа на турбине за счет срабатываемого на ней перепада давления, который обеспечивается более высокой степенью повышения давления в компрессоре по сравнению с вентилятором - в прототипе. Упомянутый избыток мощности турбины преобразуется в электрическую мощность при работе горелки на режиме посредством кинематически связанного с турбокомпрессором электрогенератора, вырабатываемая при этом электроэнергия (при условии ее преобразования средствами потребителей) может обеспечить все потребности малой котельной, использующей горелку.With this design of the inventive burner, it becomes possible to significantly increase the excess (compared to the compressor) turbine power when the turbine-air turbine is heated in a heat exchanger located in the gas path of the burner at the exit of the combustion chamber to a level acceptable for the turbine design material (for example, stainless steel) values ~ 800 ° C, excluding ignition of turbine construction materials in air. Basically, the increase in turbine power is due to an increase in the adiabatic operation of the gas on the turbine due to the pressure drop that is triggered on it, which is ensured by a higher degree of pressure increase in the compressor compared to the fan in the prototype. The mentioned excess turbine power is converted into electric power when the burner is operating in the mode by means of an electric generator kinematically connected with the turbocompressor, the electricity generated in this case (provided that it is converted by consumers) can provide all the needs of a small boiler house using a burner.

Так, расчетная оценка показывает, что газомазутная агрегатированная горелка с тепловой мощностью 2 МВт, конструкция которой выполнена в соответствии с предлагаемым изобретением, при расходе воздуха через турбокомпрессор и в камеру горения - 0,7168 кг/с с температурой на входе в турбину ~800°C (1073 К), повышении давления в компрессоре в три раза и потерях давления в тракте продуктов сгорания теплообменника - 0,3 атм, а в его воздушном тракте - 0,1 атм, при реальных значениях коэффициентов полезного действия компрессора - 0,75, турбины - 0,84 и электрогенератора - 0,95 способна вырабатывать, кроме указанной тепловой мощности, до ~24 кВт электрической мощности, которой достаточно для полного самообеспечения котельной электроэнергией, что определяет новое качество - автономность котельной и ее независимость от внешних источников электроэнергии при использовании заявляемой горелки.Thus, a calculated estimate shows that a gas-oil aggregate burner with a thermal power of 2 MW, the design of which is made in accordance with the invention, with an air flow through the turbocharger and into the combustion chamber is 0.7168 kg / s with a temperature at the turbine inlet of ~ 800 ° C (1073 K), a three-fold increase in pressure in the compressor and a pressure loss in the path of the products of combustion of the heat exchanger - 0.3 atm, and in its air path - 0.1 atm, with real values of compressor efficiency - 0.75, turbines - 0.84 and electric generators ora - 0.95 can produce except said heat power to about 24 kW of electrical power, which is enough to complete self-power boiler that determines new quality - autonomy boiler and its independence from external power sources using the inventive burner.

На чертеже представлена принципиальная схема горелки.The drawing shows a schematic diagram of a burner.

Горелка включает в свой состав: камеру горения 1 с запальным устройством 2, магистраль подачи жидкого топлива с топливным насосом 3 и форсункой 4, магистраль подачи газа с газовой форсункой 5, воздушный тракт 6 на входе в камеру горения 1 с нагнетателем воздуха в виде турбокомпрессора 7, вал которого кинематически связан с валом топливного насоса, тракт подачи продуктов сгорания 8 в котельный агрегат, электрогенератор 9, кинематически связанный с валом турбокомпрессора 7. Выход компрессора сообщен со входом в воздушный тракт теплообменника 10, установленного в тракте 7 на выходе камеры горения, вход в компрессор - с заборником воздуха 11 из окружающей среды, вход в турбину - с выходом воздушного тракта теплообменника 10, выход из турбины - со входом в воздушный тракт 6 камеры горения 1. Вал турбокомпрессора 7 кинематически связан, через рессору 12, с валом электрогенератора 9, и, через муфту 13 - с топливным насосом 3.The burner includes: a combustion chamber 1 with an ignition device 2, a liquid fuel supply line with a fuel pump 3 and a nozzle 4, a gas supply line with a gas nozzle 5, an air path 6 at the entrance to the combustion chamber 1 with an air blower in the form of a turbocharger 7 , the shaft of which is kinematically connected with the shaft of the fuel pump, the path for supplying combustion products 8 to the boiler unit, the generator 9, kinematically connected with the shaft of the turbocompressor 7. The compressor output is connected to the air duct of the heat exchanger 10, installed in the tract 7 at the exit of the combustion chamber, the compressor inlet - with an air intake 11 from the environment, the turbine inlet - with the air duct of the heat exchanger 10, the turbine outlet - with the air duct 6 of the combustion chamber 1. The shaft of the turbocompressor 7 is kinematically connected, through the spring 12, with the shaft of the electric generator 9, and, through the clutch 13 - with the fuel pump 3.

Для обеспечения требуемых потребителями параметров электроэнергии (напряжение, частота переменного тока) в составе котельной должен быть предусмотрен блок преобразования напряжения и частоты электрического тока 14, а для питания электрогенератора в режиме "мотор" при запуске горелки в случае автономной эксплуатации котельной - аккумуляторная батарея 15.To ensure the parameters of electricity required by consumers (voltage, frequency of alternating current), the boiler must include a unit for converting voltage and frequency of electric current 14, and to power the generator in the "motor" mode when the burner is started in the case of autonomous operation of the boiler, an accumulator battery 15.

Для управления процессом запуска, останова, выведения на тепловой режим горелки и ее регулирования в котельной должен быть предусмотрена центральная система управления (СУ) 16. Для регулирования режима работы турбокомпрессора в составе горелки предусмотрен регулятор в виде дросселя 17 с электроприводом 18, установленный в магистрали перепуска воздуха с выхода компрессора на выход турбины (исполнительный элемент СУ), и датчик оборотов ротора 19 электрогенератора (чувствительный элемент СУ).To control the process of starting, stopping, bringing the burner to thermal mode and regulating it in the boiler room, a central control system (SU) 16 must be provided. To regulate the operation mode of the turbocompressor, the burner includes a regulator in the form of a throttle 17 with electric drive 18 installed in the bypass line air from the compressor output to the turbine output (actuating element SU), and a rotational speed sensor of the rotor 19 of the electric generator (sensitive element SU).

При запуске горелки подается электрическое напряжение на электропривод 18 дросселя 17. Электропривод 18 устанавливает дроссель 17 в полностью закрытое положение. Включается муфта 12, обеспечивая кинематическую связь вала электрогенератора 9 с валом турбокомпрессора 7. В случае использования мазута или дизельного топлива, включается муфта 13, обеспечивая кинематическую связь приводного вала насоса 3 с валом турбокомпрессора 7. Подается электрическое напряжение на запальное устройство 2. На вход топливного насоса подается предварительно разогретый мазут или дизельное топливо. При автономном использовании котельной разогрев мазута может осуществляться электрообогревателем в системе подогрева топлива котельной за счет электроэнергии поступающей из аккумуляторной батареи 15. При использовании газового топлива на вход в газовую магистраль с форсункой 5 подается природный газ. Одновременно от аккумуляторной батареи 15 через блок преобразования 14 подается электрическое напряжение на обмотки статора электрогенератора 9, включая его в режиме "электромотор". Электрогенератор 9 в режиме "электромотор" приводит во вращение вал турбокомпрессора 7 и (в случае работы на жидком топливе) - вал насоса 3; обеспечивая подачу воздуха и топлива (через форсунку 4) в камеру горения 1. Зажигательное устройство 2 создает электрический разряд в камере горения 1, воспламеняя смесь воздуха и распыленного форсункой 4 жидкого топлива (а в случае использования газа смесь природного газа с воздухом). После воспламенения снимается электрическое напряжение с запального устройства 2. Высокотемпературные продукты сгорания из камеры горения 1 поступают в тракт подачи продуктов сгорания 8, где осуществляется прогрев конструкции теплообменника 10 и подогрев поступающего в него с выхода компрессора воздуха. Подогретый воздух с выхода воздушного тракта теплообменника 10 поступает на вход в турбину турбокомпрессора 7, которая преобразует его тепловую энергию в механическую энергию вращения вала турбокомпрессора 7. По мере разогрева теплообменника 10 температура воздуха на входе в турбину повышается, увеличивается располагаемая мощность турбины, повышается давление на выходе из компрессора и расход воздуха в камеру горения. Одновременно повышается расход жидкого топлива (с увеличением оборотов насоса 3) или газа (средствами регулирования котельной) в камеру горения; при этом осуществляется поддержание необходимого соотношения между расходами топлива и воздуха. При превышении располагаемой мощности турбины над мощностью компрессора, избыток мощности турбокомпрессора 7 реализуется в виде крутящего момента на валу электрогенератора, вследствие чего требуемая мощность электропитания электрогенератора 9 уменьшается до 0, электрогенератор 9 переходит из режима "электромотор" в режим выработки электроэнергии, которая поступает на подзарядку аккумуляторной батареи 15 и частичное электроснабжение систем котельной.When the burner starts, voltage is supplied to the electric drive 18 of the inductor 17. The electric actuator 18 sets the inductor 17 to the fully closed position. The clutch 12 is turned on, providing a kinematic connection of the shaft of the electric generator 9 with the shaft of the turbocharger 7. In the case of using fuel oil or diesel fuel, the clutch 13 is turned on, providing a kinematic connection of the drive shaft of the pump 3 with the shaft of the turbocharger 7. An electric voltage is supplied to the ignition device 2. The fuel input The pump is supplied with preheated fuel oil or diesel fuel. When the boiler room is used autonomously, heating of the fuel oil can be carried out by an electric heater in the boiler fuel heating system due to the electric power coming from the storage battery 15. When using gas fuel, natural gas is supplied to the entrance to the gas main with nozzle 5. Simultaneously, an electric voltage is supplied from the storage battery 15 through the conversion unit 14 to the stator windings of the electric generator 9, including it in the “electric motor” mode. The generator 9 in the "electric motor" mode drives the shaft of the turbocharger 7 and (in the case of liquid fuel) the shaft of the pump 3; providing air and fuel (through nozzle 4) to the combustion chamber 1. The ignition device 2 creates an electric discharge in the combustion chamber 1, igniting the mixture of air and liquid fuel sprayed by the nozzle 4 (and, in the case of gas, a mixture of natural gas with air). After ignition, the electric voltage is removed from the ignition device 2. High-temperature combustion products from the combustion chamber 1 enter the path of the combustion products 8, where the design of the heat exchanger 10 is heated and the air supplied to it from the compressor output is heated. Heated air from the outlet of the air path of the heat exchanger 10 enters the turbine of the turbocharger 7, which converts its thermal energy into mechanical energy of rotation of the shaft of the turbocharger 7. As the heat exchanger 10 heats up, the temperature of the air entering the turbine rises, the available turbine power increases, and the pressure increases the outlet of the compressor and the air flow into the combustion chamber. At the same time, the consumption of liquid fuel (with increasing speed of the pump 3) or gas (means of boiler control) to the combustion chamber increases; while maintaining the necessary ratio between fuel and air consumption. When the available turbine power exceeds the compressor power, the excess power of the turbocharger 7 is realized in the form of torque on the shaft of the generator, as a result of which the required power supply of the generator 9 decreases to 0, the generator 9 switches from the "electric motor" mode to the power generation mode, which is supplied for recharging battery 15 and partial power supply of boiler systems.

После выхода теплообменника на установившийся режим максимальная избыточная мощность турбокомпрессора 7, поступающая на вращение электрогенератора 9, реализуется на выработку электроэнергии с максимальной электрической мощностью, которая поступает на подзарядку аккумуляторных батарей 15 и на питание электрических систем, обеспечивающих функционирование котельной. После окончания подзарядки аккумуляторной батареи 15 электроэнергия от электрогенератора 9 полностью поступает на питание систем котельной, при этом система управления 16 поддерживает постоянство частоты вращения ротора турбокомпрессора 7, обеспечивая тем самым постоянство напряжения и частоты вырабатываемого электрического тока. Например, при снижении мощности электропотребления котельной и связанном с этим увеличении оборотов роторов системы "электромотор-турбокомпрессор" по сигналу датчика оборотов 19 система управления 16 формирует команду на электропривод 18, который переводит дроссель 17 в направлении открытия дросселирующего сечения, расход перепускаемого воздуха с выхода компрессора на выход турбины увеличивается, располагаемая мощность турбины и избыток мощности турбокомпрессора уменьшаются до уровня соответствующего электрической мощности потребления котельной.After the heat exchanger reaches the steady state, the maximum excess power of the turbocharger 7, which is supplied to the rotation of the electric generator 9, is realized to generate electricity with maximum electric power, which is supplied to recharge the batteries 15 and to power the electrical systems that ensure the operation of the boiler room. After recharging the battery 15, the electric power from the generator 9 is completely supplied to the boiler systems, while the control system 16 maintains a constant rotation speed of the rotor of the turbocompressor 7, thereby ensuring a constant voltage and frequency of the generated electric current. For example, if the boiler’s power consumption decreases and the rotor speed of the “electric motor-turbocompressor” system increases, according to the signal of the speed sensor 19, the control system 16 generates a command for the electric drive 18, which transfers the throttle 17 in the direction of opening the throttle section, the flow rate of the bypass air from the compressor outlet the turbine output increases, the available turbine power and the excess turbocompressor power decrease to the level of the corresponding electric power consumption boiler Ia.

Останов горелки осуществляется прекращением подачи жидкого топлива или газа в соответствующую магистраль. При этом прекращается поступление топлива в камеру горения и подвод энергии в теплообменник, вследствие чего уменьшается нагрев воздуха в теплопринимающем тракте теплообменника, его температура на входе в турбину. По мере остывания конструкции теплообменника обороты роторов турбокомпрессора 7 и электрогенератора 9, при отсутствии подвода энергии от внешних источников, уменьшаются вплоть до прекращения их вращения. По мере падения оборотов давление в контуре теплообменник-турбокомпрессор уменьшается. Прекращается расход воздуха через турбокомпрессор в камеру горения. Горелка приходит в исходное состояние.The burner is stopped by stopping the supply of liquid fuel or gas to the corresponding line. This stops the flow of fuel into the combustion chamber and energy supply to the heat exchanger, as a result of which the air heating in the heat-receiving path of the heat exchanger decreases, its temperature at the turbine inlet. As the heat exchanger design cools down, the rotor speed of the turbocompressor 7 and the generator 9, in the absence of external energy supply, decreases until their rotation ceases. As the speed drops, the pressure in the heat exchanger-turbocharger circuit decreases. The air flow through the turbocharger to the combustion chamber is stopped. The burner returns to its original state.

Заявленная конструкция агрегатированной горелки способна вырабатывать электроэнергию в количестве, достаточном для полного обеспечения котельной. При этом тепловая мощность котельной на максимальном режиме ее работы снижается на величину вырабатываемой электроэнергии - не более чем на 1,2%.The claimed design of the aggregated burner is capable of generating electricity in an amount sufficient to fully provide the boiler room. At the same time, the heating capacity of the boiler house at its maximum operating mode is reduced by the amount of generated electricity - by no more than 1.2%.

Claims (1)

Агрегатированная горелка, содержащая камеру горения с запальным устройством, магистраль подачи жидкого топлива с топливным насосом и форсункой, а также магистраль подвода газа с газовой форсункой в камеру горения, воздушный тракт, включающий нагнетатель воздуха в камеру горения, имеющий турбинный и электрический приводы, газовод для подвода продуктов сгорания из камеры горения в топку котельного агрегата, отличающаяся тем, что нагнетатель воздуха выполнен в виде конструктивного автономного агрегата - турбокомпрессора, электрический привод выполнен в виде электрогенератора с обратимой функцией - электромотора, вал которого кинематически связан с валом турбокомпрессора, в газоводе установлен теплообменник-нагреватель, вход и выход теплопринимающего воздушного тракта которого сообщены, соответственно, с выходом компрессора и входом турбины турбокомпрессора, а выход турбины сообщен со входом воздушного тракта в камеру горения. Aggregated burner containing a combustion chamber with an ignition device, a liquid fuel supply line with a fuel pump and nozzle, as well as a gas supply line with a gas nozzle to the combustion chamber, an air path including an air compressor in the combustion chamber having turbine and electric drives, a gas duct for supply of combustion products from the combustion chamber to the furnace of the boiler unit, characterized in that the air blower is made in the form of a constructive autonomous unit - a turbocompressor, electric the drive is made in the form of an electric generator with a reversible function - an electric motor, the shaft of which is kinematically connected to the shaft of the turbocompressor, a heat exchanger-heater is installed in the gas duct, the input and output of the heat-receiving air path of which are communicated, respectively, with the compressor output and the turbine input of the turbine compressor, and the turbine output is connected with the entrance of the air path to the combustion chamber.
RU2012112791/06A 2012-04-02 2012-04-02 Packaged burner RU2494312C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112791/06A RU2494312C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Packaged burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112791/06A RU2494312C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Packaged burner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2494312C1 true RU2494312C1 (en) 2013-09-27

Family

ID=49254113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012112791/06A RU2494312C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Packaged burner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2494312C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168444U1 (en) * 2016-06-08 2017-02-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волжский государственный университет водного транспорта" (ФГБОУ ВО "ВГУВТ") BOILER INSTALLATION

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011923C1 (en) * 1991-03-28 1994-04-30 Конструкторское бюро химического машиностроения Modular oil burner
RU2013700C1 (en) * 1990-10-17 1994-05-30 Конструкторское бюро химического машиностроения Oil/gas combination burner
US5993191A (en) * 1997-11-26 1999-11-30 Webasto Thermosysteme Gmbh Heater with a burner which has a binary nozzle
RU99112U1 (en) * 2010-03-01 2010-11-10 Семен Петрович Ковалев BURNER FOR BURNING FUEL FUEL
CN102235670A (en) * 2010-04-12 2011-11-09 通用电气公司 Combustor exit temperature profile control via fuel staging and related method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2013700C1 (en) * 1990-10-17 1994-05-30 Конструкторское бюро химического машиностроения Oil/gas combination burner
RU2011923C1 (en) * 1991-03-28 1994-04-30 Конструкторское бюро химического машиностроения Modular oil burner
US5993191A (en) * 1997-11-26 1999-11-30 Webasto Thermosysteme Gmbh Heater with a burner which has a binary nozzle
RU99112U1 (en) * 2010-03-01 2010-11-10 Семен Петрович Ковалев BURNER FOR BURNING FUEL FUEL
CN102235670A (en) * 2010-04-12 2011-11-09 通用电气公司 Combustor exit temperature profile control via fuel staging and related method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168444U1 (en) * 2016-06-08 2017-02-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волжский государственный университет водного транспорта" (ФГБОУ ВО "ВГУВТ") BOILER INSTALLATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW390936B (en) Microturbine power generating system
US6877323B2 (en) Microturbine exhaust heat augmentation system
US20120324903A1 (en) High efficiency compact gas turbine engine
US7299638B2 (en) Combined heat and power system
RU2704385C2 (en) Two-stage gas turbine device
US20100307154A1 (en) Closed thermodynamic system for producing electric power
US20040007879A1 (en) End point power production
RU2494312C1 (en) Packaged burner
JPH04234534A (en) Gas turbine device and method for driving same
CN105091313A (en) Self-energizing type gas water heater
JP2000054855A (en) External heating type gas turbine
JP6613176B2 (en) Power generation system
CN103401478A (en) Gas combustion heat power generation and supply device
US20070044480A1 (en) Combined apparatus for fluid heating and electrical power generation
RU2737468C1 (en) Device for monitoring and controlling electromechanical and electrical engineering systems of gas turbine plant for production of nitric acid
RU2645107C1 (en) Autonomous gas fuel micro-tpp using a free piston stirling engine
RU2528214C2 (en) Gas turbine co-generation power plant
RU2276758C2 (en) Gas-turbine-expansion installation for the compressed rock gas energy utilization
JP7472035B2 (en) Cogeneration system for boilers
RU2418958C1 (en) Electric power station
JPH08232681A (en) Cogeneration device
JP3219186U (en) Solar air power generation equipment
RU43918U1 (en) GAS-TURBINE BOX USING GAS GENERATOR ENERGY
CN105909387A (en) A method for operating a gas turbine arrangement
RU2466285C2 (en) Steam generating plant

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20210205

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210403