RU2508501C2 - Fuel combustion method, and device for its implementation - Google Patents

Fuel combustion method, and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2508501C2
RU2508501C2 RU2011129125/06A RU2011129125A RU2508501C2 RU 2508501 C2 RU2508501 C2 RU 2508501C2 RU 2011129125/06 A RU2011129125/06 A RU 2011129125/06A RU 2011129125 A RU2011129125 A RU 2011129125A RU 2508501 C2 RU2508501 C2 RU 2508501C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
chamber
fuel
air
annular gap
Prior art date
Application number
RU2011129125/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011129125A (en
Inventor
Григорий Иванович Павлов
Анатолий Васильевич Кочергин
Марат Илдусович Валишев
Сергей Михайлович Кириченко
Рустам Мугамбарович Ситдиков
Олег Хуснуллович Ягофаров
Original Assignee
Григорий Иванович Павлов
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 Григорий Иванович Павлов filed Critical Григорий Иванович Павлов
Priority to RU2011129125/06A priority Critical patent/RU2508501C2/en
Publication of RU2011129125A publication Critical patent/RU2011129125A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2508501C2 publication Critical patent/RU2508501C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: fuel combustion method consists in its gasification, mixing with some part of air supplied to a combustion chamber in the form of symmetric radially directed and tangentially directed jets relative to a flame axis and alternating between themselves on the level relative to liquid fuel surface, with the other part of air supplied immediately to a gasification zone in the form of a vortex jet directed towards the liquid surface in the amount of not more than a half of total air flow rate. The fuel combustion device includes a cylindrical chamber with side horizontal openings uniformly located in a circumferential direction, an air supply branch pipe, a fuel feed station installed in the lower part of the combustion chamber, and external casing forming together with the cylindrical part of the chamber an annular gap; a spinning device is located in the annular gap; ends of blades of the spinning device are bent through 90° towards walls of the combustion chamber; the annular gap surface area is compatible with the surface area of openings located in the cylindrical part of the chamber; lower part of the combustion chamber is larger as to diameter than the cylindrical part of the combustion chamber and includes a gas inlet branch pipe, the axis of which is oriented towards the central part of the bottom of the external casing.
EFFECT: providing complete fuel combustion.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горелочным устройствам для сжигания топлив и может быть использовано в химической, нефтехимической, теплоэнергетической и других отраслях промышленности, а так же может применяться в отопительных установках, используемых для обогрева.The invention relates to burner devices for burning fuels and can be used in chemical, petrochemical, thermal power and other industries, and can also be used in heating plants used for heating.

Известен способ сжигания жидких топлив в тепловых аппаратах в пульсирующем режиме, являющийся аналогом, [Авторское свидетельство РФ, №2100698, кл. F23C 11/04, 1997], согласно которому осуществляется: подача топлива на дно цилиндрической камеры сгорания, имеющей перфорированные боковые стенки и расположенной так, что ось ее вертикальна, газификация топлива за счет тепла факела, смешение с воздухом, который подается по частям: часть воздуха - в виде симметричных относительно оси факела радиально направленных струй, равномерно расположенных вокруг оси факела в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях над поверхностью топлива; другая часть воздуха подается несимметричными относительно оси факела струями, которые расположены на локальных участках между плоскостями расположения симметричных струй; следующая часть воздуха - плоскими струями в конце зоны смешения газифицированного топлива с воздухом.A known method of burning liquid fuels in thermal apparatus in a pulsating mode, which is an analogue, [Author's certificate of the Russian Federation, No. 2100698, class. F23C 11/04, 1997], according to which the following is carried out: fuel is supplied to the bottom of a cylindrical combustion chamber having perforated side walls and located so that its axis is vertical, gasification of fuel due to torch heat, mixing with air, which is supplied in parts: part air - in the form of radially directed jets symmetrical about the torch axis, uniformly spaced around the torch axis in several parallel horizontal planes above the fuel surface; the other part of the air is supplied by jets asymmetric with respect to the torch axis, which are located in local areas between the planes of symmetrical jets; the next part of the air - flat jets at the end of the mixing zone of gasified fuel with air.

По изобретению [авторскому свидетельству РФ, №2100698, кл. F23C 11/04, 1997] также известно устройство для сжигания жидкого топлива, выбранное в качестве аналога, которое содержит цилиндрическую камеру с боковой перфорацией, выполненной в виде нескольких горизонтальных поясов из равномерно расположенных по окружности отверстий, и топливоподающий узел, установленный в нижней части камеры сгорания, причем камера размещается в цилиндрическом кожухе с образованием между боковыми стенками камеры и кожуха кольцевой полости для прохода воздуха.According to the invention [copyright certificate of the Russian Federation, No. 2100698, cl. F23C 11/04, 1997] also known is a device for burning liquid fuel, selected as an analogue, which contains a cylindrical chamber with side perforation made in the form of several horizontal belts of holes evenly spaced around the circumference, and a fuel supply unit mounted in the lower part of the chamber combustion, and the chamber is placed in a cylindrical casing with the formation between the side walls of the chamber and the casing of the annular cavity for the passage of air.

В указанном аналоге (способе и устройстве для его осуществления) воздух подается в камеру сгорания радиально - направленными струями, что приводит к эффективному смешению горючего с воздухом, но не решает проблему охлаждения стенок. Пульсирующее горение сопровождается интенсивной теплоотдачей от продуктов сгорания стенкам камеры горения. Воздушный поток, движущийся снаружи по кольцевой полости, не обеспечивает достаточного охлаждения нагретых стенок. Вышеуказанные факторы снижают надежность устройства.In the indicated analogue (method and device for its implementation), air is supplied to the combustion chamber by radially directed jets, which leads to efficient mixing of fuel with air, but does not solve the problem of cooling the walls. Pulsating combustion is accompanied by intense heat transfer from the combustion products to the walls of the combustion chamber. Air flow moving externally along the annular cavity does not provide sufficient cooling of the heated walls. The above factors reduce the reliability of the device.

Наиболее близким аналогом способа, выбранным в качестве прототипа, является способ сжигания топлива и устройство для его осуществления по патенту на изобретение (RU №2301942 С2, F23D 5/04 от 27.06.2007 г, Бюл. №18).The closest analogue of the method, selected as a prototype, is a method of burning fuel and a device for its implementation according to the patent for the invention (RU No. 2301942 C2, F23D 5/04 from 06/27/2007, Bull. No. 18).

По данному изобретению топливо газифицируется, смешивается с воздухом, подаваемом в камеру сгорания в виде симметричных относительно оси факела радиально-направленных струй, равномерно расположенных вокруг оси факела в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях над поверхностью топлива, другая часть воздуха подается тангенциально в виде струй, равномерно расположенных вокруг оси факела в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях над поверхностью топлива, причем плоскости радиально - направленных струй чередуются с горизонтальными плоскостями струй, направленных по касательной к стенкам камеры.According to this invention, the fuel is gasified, mixed with air supplied to the combustion chamber in the form of radially directed jets symmetrical with respect to the torch axis, uniformly arranged around the torch axis in several parallel horizontal planes above the fuel surface, the other part of the air is supplied tangentially in the form of jets uniformly arranged around the axis of the torch in several parallel horizontal planes above the fuel surface, and the planes of radially directed jets alternate with horizontal planes of jets directed tangentially to the walls of the chamber.

По указанному изобретению (RU №2301942 С2, F23D 5/04 от 27.06.2007 г, Бюл. №18) также известно устройство, содержащее цилиндрическую камеру с боковой перфорацией, выполненной в виде нескольких горизонтальных поясов равномерно расположенных по окружности отверстий, направляющих воздушные струи радиально и по касательной к стенкам камеры, патрубок для подачи воздуха, топливоподающий узел, установленный в нижней части камеры сгорания, внешний кожух, выхлопную трубу. Причем, горизонтальные пояса с отверстиями чередуются, в зависимости от направления струй -радиально или по касательной к стенке камеры. Такое техническое решение лишь частично решает проблему охлаждения стенок - верхние стенки камеры охлаждаются пристеночным воздушным слоем, создаваемым воздушными струями, втекающими в камеру по касательной к стенке. Нижние стенки камеры сгорания остаются не защищенными от перегрева. Это проблема не решается при охлаждении стенки с наружной части. При увеличении расхода воздуха с целью интенсификации охлаждения стенок резко увеличивается унос капель жидкого топлива из камеры сгорания, что не позволяет увеличить производительность камеры. Кроме того, существенно ухудшаются показатели горения: уменьшается температура факела пламени, появляется задымленность, внутренняя часть воздушного кожуха забрызгивается топливом.According to the specified invention (RU No. 2301942 C2, F23D 5/04 dated 06/27/2007, Bull. No. 18), a device is also known comprising a cylindrical chamber with lateral perforation made in the form of several horizontal zones evenly spaced around the circumference of the holes guiding the air jets radially and tangentially to the chamber walls, a pipe for air supply, a fuel supply unit installed in the lower part of the combustion chamber, an outer casing, an exhaust pipe. Moreover, horizontal belts with holes alternate, depending on the direction of the jets, radially or tangentially to the chamber wall. This technical solution only partially solves the problem of cooling the walls - the upper walls of the chamber are cooled by a parietal air layer created by air jets flowing into the chamber tangentially to the wall. The lower walls of the combustion chamber remain unprotected from overheating. This problem cannot be solved by cooling the wall from the outside. With an increase in air flow in order to intensify the cooling of the walls, the entrainment of droplets of liquid fuel from the combustion chamber sharply increases, which does not allow increasing the chamber productivity. In addition, combustion performance deteriorates significantly: the flame flame temperature decreases, smokiness appears, the inside of the air casing is sprayed with fuel.

В основу изобретения поставлена задача - усовершенствовать способ сжигания топлива и устройство для его осуществления для повышения производительности и надежности работы устройства.The basis of the invention is the task of improving the method of burning fuel and a device for its implementation to increase productivity and reliability of the device.

Сущность предлагаемого способа сжигания топлива заключается в его газификации, смешении с частью воздуха, подаваемого в камеру сгорания в виде симметричных относительно оси факела радиально-направленных и тангенциально-направленных струй, чередующихся между собой по горизонту относительно поверхности жидкого топлива, отличающийся тем, что другая часть воздуха подается непосредственно в зону газификации в виде закрученной струи, направленной в сторону поверхности жидкости в количестве не более половины от общего расхода воздуха.The essence of the proposed method of burning fuel consists in its gasification, mixing with part of the air supplied to the combustion chamber in the form of radially directed and tangentially directed jets symmetrical about the torch axis, alternating horizontally with each other relative to the surface of the liquid fuel, characterized in that the other part air is supplied directly to the gasification zone in the form of a swirling jet directed towards the surface of the liquid in an amount of not more than half of the total air flow.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что оно содержит цилиндрическую камеру с боковыми горизонтально и равномерно расположенными по окружности окнами, патрубок для подачи воздуха, топливоподающий узел, установленный в нижней части камеры сгорания, внешний кожух, образующий с цилиндрической частью камеры кольцевой зазор, отличающееся тем, что в кольцевом зазоре расположено раскручивающее устройство, причем, концы лопаток раскручивающегося устройства плавно изогнуты на 90° в сторону стенок камеры сгорания, площадь кольцевого зазора сопоставима с площадью окон, расположенных в цилиндрической части камеры, нижняя часть камеры сгорания по диаметру больше цилиндрической части камеры сгорания в 1,25-1,5 раза и содержит патрубок ввода газов, ось которого сориентирована в центральную часть дна внешнего кожуха под углом 20-25° к его оси и 60-65° к его радиусу.The essence of the proposed device lies in the fact that it contains a cylindrical chamber with side windows horizontally and evenly spaced around the circumference, a pipe for supplying air, a fuel supply unit installed in the lower part of the combustion chamber, an external casing forming an annular gap with the cylindrical part of the chamber, characterized in that a spinning device is located in the annular gap, moreover, the ends of the blades of the spinning device are smoothly bent 90 ° towards the walls of the combustion chamber, the area of the rings of the gap is comparable with the area of windows located in the cylindrical part of the chamber, the lower part of the combustion chamber is 1.25-1.5 times larger in diameter than the cylindrical part of the combustion chamber and contains a gas inlet pipe whose axis is oriented at an angle to the central part of the bottom of the outer casing 20-25 ° to its axis and 60-65 ° to its radius.

Предлагаемое горелочное устройство обеспечивает надежное охлаждение стенок камеры, в том числе и ее нижней части, которое достигается созданием пристеночного слоя, формирующегося раскручивающим устройством, установленном в кольцевом зазоре между внешним кожухом и цилиндрической частью стенки камеры. Изогнутость концов лопаток раскручивающегося устройства на 90° в сторону стенок камеры сгорания препятствует образованию завихрений газового потока, соответственно, разрушению пристеночного слоя на месте уширения стенок камеры. Тем самым обеспечивается надежное охлаждение наиболее теплонапряженной части стенок камеры сгорания.The proposed burner device provides reliable cooling of the chamber walls, including its lower part, which is achieved by creating a wall layer formed by a spinning device installed in the annular gap between the outer casing and the cylindrical part of the chamber wall. The curvature of the ends of the blades of the spinning device by 90 ° towards the walls of the combustion chamber prevents the formation of turbulence of the gas stream, respectively, the destruction of the wall layer at the site of broadening of the chamber walls. This ensures reliable cooling of the most heat-stressed part of the walls of the combustion chamber.

Площадь кольцевого зазора сопоставима с площадью окон, расположенных в цилиндрической части камеры. Это обеспечивает доступ в нижнюю часть камеры сгорания воздуха в количестве, меньшем, чем требуется для полного сгорания топлива - не более половины от общего расхода воздуха. Благодаря такому техническому решению в нижней части камеры сгорания удается уменьшить значения удельных тепловых потоков и обеспечить требуемый уровень газификации углеводородных горючих.The area of the annular gap is comparable with the area of the windows located in the cylindrical part of the chamber. This provides access to the lower part of the air combustion chamber in an amount less than that required for complete combustion of fuel - not more than half of the total air flow. Thanks to this technical solution, in the lower part of the combustion chamber it is possible to reduce the specific heat fluxes and provide the required level of gasification of hydrocarbon fuels.

Нижняя часть камеры сгорания по диметру больше цилиндрической части стенки камеры сгорания в 1,25-1,5 раза. При работе устройства в нижней части камеры сгорания по центру создается «волчок», представляющий собой многофазную среду из паро-, газо-, капельно-жидкостных компонентов топливовоздушной смеси. Вышеуказанное соотношение диаметров нижней и цилиндрической части камеры сгорания позволяет локализовать «волчок» в нижней части камеры сгорания и создает оптимальные условия, препятствующие уносу капель жидкости газовым потоком из зоны газификации.The lower part of the combustion chamber is more than 1.25-1.5 times larger than the cylindrical part of the wall of the combustion chamber. When the device is operating, a “top” is created in the lower part of the combustion chamber in the center, which is a multiphase medium of vapor, gas, and drip-liquid components of the air-fuel mixture. The above ratio of the diameters of the lower and cylindrical parts of the combustion chamber allows you to localize the “top” in the lower part of the combustion chamber and creates optimal conditions that prevent the entrainment of liquid droplets by the gas stream from the gasification zone.

Патрубок ввода газов, ось которого сориентирована в центр нижней части камеры сгорания под углом 20-25° к оси камеры сгорания и 50-65° к ее радиусу, обеспечивает подвод дополнительного воздуха в нижнюю часть камеры сгорания, препятствующего нагарообразованию на нижней стенке камеры. Кроме того, в момент розжига этот патрубок позволяет направить на зеркало горючей жидкости высоконагретые газы, образующиеся при горении горючего газа. Направленностью патрубка в сторону днища камеры сгорания под углом 20-25° к оси камеры сгорания и 50-65° к ее радиусу достигается также поддержание полости патрубка в чистом от механических частиц виде.The gas inlet pipe, the axis of which is oriented to the center of the lower part of the combustion chamber at an angle of 20-25 ° to the axis of the combustion chamber and 50-65 ° to its radius, provides additional air to the lower part of the combustion chamber, which prevents carbon formation on the lower wall of the chamber. In addition, at the time of ignition, this pipe allows you to direct highly heated gases generated during the combustion of a combustible gas onto a mirror of a combustible liquid. By directing the nozzle towards the bottom of the combustion chamber at an angle of 20–25 ° to the axis of the combustion chamber and 50–65 ° to its radius, it is also possible to maintain the nozzle cavity in a form that is clean of mechanical particles.

Описываемое изобретение поясняется схемой, приведенной на фиг.1. Оно включает в себя: нижнюю часть камеры сгорания 1; «волчок» из паро-газо- капельно-жидкостных составляющих 2; радиально просверленные отверстия 3; внешний кожух 4; тангенциально просверленные отверстия 5; цилиндрическую часть камеры сгорания 6; выхлопную трубу 7; патрубок подачи воздуха 8; топливоподающий узел 9; раскручивающее устройство 10; патрубок ввода газов 11.The invention is illustrated by the circuit shown in figure 1. It includes: the lower part of the combustion chamber 1; “Spinning top” of vapor-gas-droplet-liquid components 2; radially drilled holes 3; outer casing 4; tangentially drilled holes 5; the cylindrical part of the combustion chamber 6; exhaust pipe 7; air supply pipe 8; fuel supply unit 9; unwinding device 10; gas inlet 11.

Устройство работает следующим образом. Жидкое топливо через топливоподающий узел 9 вводится в нижнюю часть камеры сгорания 1. Туда же по патрубку 11 подается часть воздуха, обеспечивающего возгорание горючей жидкости и поддержание коэффициента избытка воздуха у топливоподающего узла, близкого к единице. Горение топлива инициируется продуктами сгорания горючего газа, поступающими по тому же патрубку 11, что и воздух. Воздух для горения в камеру сгорания подается по частям: часть воздуха в виде раскрученной струи (раскрутка струи осуществляется раскручивающим устройством 10) по кольцевому зазору, образованному внешним кожухом и цилиндрической частью направляется в нижнюю часть камеры сгорания. Количество этой части воздуха составляет не более 50% от общего количества воздуха. Крутящаяся воздушная струя создает вдоль стенки плотный пристеночный слой, который уменьшает коэффициент теплоотдачи от горячих газов стенкам камеры. Кроме того, подогретый воздух активизирует окислительно-восстановительные процессы, происходящие в камере сгорания. Жидкое топливо в нижней части камеры сгорания сильно газифицируется. Продукты термического разложения направляются в цилиндрическую часть камеры сгорания, подмешиваются с другой частью воздуха, поступающей в цилиндрическую часть камеры сгорания через радиально и тангенциально направленные отверстия. Струи, направленные радиально проникают в газифицированное топливо и обогащают его кислородом воздуха, необходимым для окисления горючих элементов. Струи, которые направляются по касательной, создают пристеночный слой, защищающий стенки цилиндрической части камеры сгорания от перегрева, интенсифицируют крутку газового потока, способствующего турбулизации потока. Аналогичный эффект достигается, если заменить отверстия на продольно расположенные окна с чередованием углов наклона лопастей. Сильно наклоненные лопасти способствуют проникновению струи воздуха в газифицированное топливо, слабо наклоненные лопасти - образованию пристеночного защитного слоя воздуха. Оставшаяся часть воздуха в газифицированное топливо подается через верхнюю щель, образованную внешним кожухом и конической частью камеры сгорания. При этом обеспечивается охлаждение конической части камеры сгорания.The device operates as follows. Liquid fuel through the fuel supply unit 9 is introduced into the lower part of the combustion chamber 1. There, part of the air is supplied through the pipe 11, which provides ignition of a combustible liquid and maintains an excess air coefficient of the fuel supply unit close to unity. Combustion of fuel is initiated by the combustion products of combustible gas flowing through the same pipe 11 as air. The combustion air is supplied to the combustion chamber in parts: part of the air in the form of a untwisted jet (the untwisting of the jet is carried out by a spinning device 10) along the annular gap formed by the outer casing and the cylindrical part is directed to the lower part of the combustion chamber. The amount of this part of the air is not more than 50% of the total amount of air. A spinning air stream creates a dense wall layer along the wall, which reduces the coefficient of heat transfer from hot gases to the walls of the chamber. In addition, the heated air activates the redox processes occurring in the combustion chamber. Liquid fuel in the lower part of the combustion chamber is highly gasified. Thermal decomposition products are sent to the cylindrical part of the combustion chamber, mixed with another part of the air entering the cylindrical part of the combustion chamber through radially and tangentially directed openings. The jets directed radially penetrate the gasified fuel and enrich it with atmospheric oxygen necessary for the oxidation of combustible elements. The jets that are directed along the tangent create a wall layer that protects the walls of the cylindrical part of the combustion chamber from overheating, intensify the twist of the gas stream, which contributes to the turbulence of the stream. A similar effect is achieved if the holes are replaced with longitudinally arranged windows with alternating angles of inclination of the blades. Strongly inclined blades facilitate the penetration of an air stream into gasified fuel, slightly inclined blades contribute to the formation of a wall protective layer of air. The remainder of the air in the gasified fuel is supplied through the upper gap formed by the outer casing and the conical part of the combustion chamber. This ensures cooling of the conical part of the combustion chamber.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Описываемое горелочное устройство используется в парогенераторной установке. На фиг.2 схематично изображена данная установка. Она состоит из двух основных частей: теплообменного блока и горелочного устройства. Горелочное устройство включает в себя: цилиндрическую часть камеры сгорания с отверстиями 1; зольник 2; нижнюю часть камеры сгорания 12; топливоподающий узел 4; раскручивающее устройство 3; запальное газовое устройство 5; воздушный короб 6; наружный кожух теплообменника 7; внутренний кожух теплообменника 8; спиралевидный теплообменник 9; дымоход 10; вентилятор 11.The described burner device is used in a steam generator. Figure 2 schematically shows this installation. It consists of two main parts: a heat exchange unit and a burner device. The burner device includes: a cylindrical part of the combustion chamber with holes 1; ashpit 2; the lower part of the combustion chamber 12; fuel supply unit 4; unwinding device 3; firing gas device 5; air box 6; outer casing of the heat exchanger 7; inner casing of the heat exchanger 8; spiral heat exchanger 9; chimney 10; fan 11.

Горелочное устройство присоединяется к нижней части теплообменного блока при помощи болтов. Внутри горелочного устройства расположена цилиндрическая часть камеры сгорания 1, на которой имеются окна для подвода воздуха в газифицированное топливо. Раскручивающее устройство выполнено в виде наклонных лопаток, приваренных к цилиндрической части камеры сгорания точечной сваркой. Концы лопаток загнуты на 90° по отношению к оси камеры сгорания. Сбоку к нижней части камеры сгорания приварено запальное газовое устройство. Запальное газовое устройство работает на природном газе-пропане. Для подачи воздуха в запальное устройство 5 служит воздушный короб 6. К нижней части камеры сгорания также крепится зольник 2, предназначенный для улавливания механических частиц, образующихся при сжигании загрязненных жидких горючих веществ. В качестве топливоподающего устройства служит трубка, прикрепленная к дну камеры сгорания.The burner is attached to the bottom of the heat exchanger unit using bolts. Inside the burner device there is a cylindrical part of the combustion chamber 1, on which there are windows for supplying air to gasified fuel. The unwinding device is made in the form of inclined blades welded to the cylindrical part of the combustion chamber by spot welding. The ends of the blades are bent 90 ° with respect to the axis of the combustion chamber. A gas firing device is welded to the bottom of the combustion chamber. The firing gas device runs on natural propane gas. An air box 6 is used to supply air to the ignition device 5. An ash pan 2 is also attached to the lower part of the combustion chamber, designed to trap mechanical particles generated during the combustion of contaminated liquid combustible substances. A tube attached to the bottom of the combustion chamber serves as a fuel supply device.

Парогенераторная установка работает следующим образом. Первоначально через топливоподающий узел в нижнюю часть камеры сгорания подается небольшое количество жидкого топлива (1-2 литра) или жидкого горючего отхода, например, отработанного масла. В запальное устройство подается горючий газ и воздух в соотношении, близким к стехиометрии. Горючая смесь воспламеняется от свечи зажигания. Продукты сгорания направляются на жидкое топливо, находящееся на дне камеры сгорания. Под воздействием высоконагретых газов накопленный на дне камеры сгорания жидкий горючий отход быстро воспламеняется и начинает газифицироваться. После воспламенения горючего отхода, подача горючего газа прекращается. Подача воздуха в запальное устройство продолжается. Из запального устройства этот воздух истекает в виде струи, направленной в центр дна камеры сгорания. Газифицированный горючий отход из нижней части камеры сгорания поступает в цилиндрическую часть камеры сгорания, где подмешивается с вторичным воздухом, подводимым через окна. В результате этого интенсивность горения газифицированного горючего отхода резко возрастает. Раскаленные продукты сгорания поступают в спиралевидный теплообменник 9. Температура продуктов газификации в нижней части камеры сгорания не превышают 800°C, на входе в спиралевидный теплообменник она достигает 1800-1900°C. При этом наружная стенка нижней части камеры сгорания не превышает 100-120°C, что существенно ниже предельных значений температуры стенки камеры сгорания. После воспламенения отработанного масла и начала процесса его газификации, жидкий горючий отход в камеру сгорания подается постоянно. Максимальный расход топлива при работе на отработанном масле равняется 85-90 л/ч, на дизельном топливе - 120-130 л/ч. Объемный расход воздуха, вырабатываемый вентилятором, составляет 3000 м /ч. В опытах на вышеуказанных расходах не был замечен ни один случай выброса не испаренных капель жидкого топлива в спиралевидный теплообменник. Дальнейшее увеличение расхода жидкого горючего вещества приводило к его накоплению в нижней части камеры сгорания. Движущаяся по спиралевидному теплообменнику вода нагревалась, и в виде насыщенного пара подавалась потребителю. Следует отметить, что благодаря применяемому способу сжигания топлива и конструктивным особенностям, в данном горелочном устройстве одинаково эффективно сжигаются различные горючие жидкости: товарное топливо, отходы ГСМ, низкосортный мазут, органические смолы.Steam generator works as follows. Initially, a small amount of liquid fuel (1-2 liters) or liquid combustible waste, for example, waste oil, is supplied through the fuel supply unit to the lower part of the combustion chamber. Combustible gas and air are supplied to the ignition device in a ratio close to stoichiometry. The combustible mixture is ignited by the spark plug. The combustion products are directed to liquid fuel located at the bottom of the combustion chamber. Under the influence of highly heated gases, the liquid combustible waste accumulated at the bottom of the combustion chamber quickly ignites and begins to gasify. After ignition of the combustible waste, the supply of combustible gas is interrupted. The air supply to the ignition device continues. From the ignition device, this air flows in the form of a jet directed to the center of the bottom of the combustion chamber. Gasified combustible waste from the lower part of the combustion chamber enters the cylindrical part of the combustion chamber, where it is mixed with secondary air supplied through the windows. As a result of this, the burning rate of gasified combustible waste increases sharply. The hot products of combustion enter the spiral heat exchanger 9. The temperature of the gasification products in the lower part of the combustion chamber does not exceed 800 ° C; at the inlet to the spiral heat exchanger, it reaches 1800-1900 ° C. In this case, the outer wall of the lower part of the combustion chamber does not exceed 100-120 ° C, which is significantly lower than the limit values of the temperature of the wall of the combustion chamber. After ignition of the used oil and the start of the process of gasification, liquid combustible waste is constantly supplied to the combustion chamber. The maximum fuel consumption when working on waste oil is 85-90 l / h, on diesel fuel - 120-130 l / h. The volumetric air flow generated by the fan is 3000 m / h. In the experiments at the above costs, not a single case of ejection of non-vaporized droplets of liquid fuel into a spiral heat exchanger was observed. A further increase in the consumption of liquid combustible material led to its accumulation in the lower part of the combustion chamber. Water moving through a spiral heat exchanger was heated, and in the form of saturated steam was supplied to the consumer. It should be noted that due to the used method of burning fuel and design features, various combustible liquids are burned equally efficiently in this burner device: commercial fuel, fuel and lubricants waste, low-grade fuel oil, organic resins.

Таким образом, предлагаемый способ сжигания топлива и устройство для его осуществления обеспечивают полноту сжигания жидких горючих веществ, в том числе и жидких горючих отходов на больших расходах, нагрев стенок камеры сгорания горелочного устройства в допустимых пределах и, в целом, надежность конструкции горелочного устройства.Thus, the proposed method of burning fuel and a device for its implementation ensure the completeness of burning liquid combustible substances, including liquid combustible waste at high costs, heating the walls of the combustion chamber of the burner device within acceptable limits and, in general, the reliability of the design of the burner device.

Claims (2)

1. Способ сжигания топлива путем его газификации, смешения с частью воздуха, подаваемого в камеру сгорания в виде симметричных относительно оси факела радиально-направленных и тангенциально-направленных струй, чередующихся между собой по горизонту относительно поверхности жидкого топлива, отличающийся тем, что другая часть воздуха подается непосредственно в зону газификации в виде закрученной струи, направленной в сторону поверхности жидкости в количестве не более половины от общего расхода воздуха.1. A method of burning fuel by gasifying it, mixing it with part of the air supplied to the combustion chamber in the form of radially directed and tangentially directed jets symmetrical about the torch axis, alternating horizontally with each other relative to the surface of the liquid fuel, characterized in that the other part of air fed directly into the gasification zone in the form of a swirling jet directed towards the surface of the liquid in an amount of not more than half of the total air flow. 2. Устройство для сжигания топлива, содержащее цилиндрическую камеру с боковыми горизонтально и равномерно расположенными по окружности окнами, патрубок для подачи воздуха, топливоподающий узел, установленный в нижней части камеры сгорания, внешний кожух, образующий с цилиндрической частью камеры кольцевой зазор, отличающееся тем, что в кольцевом зазоре расположено раскручивающее устройство, причем концы лопаток раскручивающегося устройства плавно изогнуты на 90° в сторону стенок камеры сгорания, площадь кольцевого зазора сопоставима с площадью окон, расположенных в цилиндрической части камеры, нижняя часть камеры сгорания по диаметру больше цилиндрической части камеры сгорания в 1,25-1,5 раза и содержит патрубок ввода газов, ось которого сориентирована в центральную часть дна внешнего кожуха под углом 20-25° к его оси и 60-65° к его радиусу. 2. A device for burning fuel, comprising a cylindrical chamber with side windows horizontally and evenly spaced around the circumference, a pipe for supplying air, a fuel supply unit installed in the lower part of the combustion chamber, an outer casing forming an annular gap with the cylindrical part of the chamber, characterized in that a spinning device is located in the annular gap, and the ends of the blades of the spinning device are smoothly bent 90 ° towards the walls of the combustion chamber, the area of the annular gap is comparable with the area of windows located in the cylindrical part of the chamber, the lower part of the combustion chamber is 1.25-1.5 times larger in diameter than the cylindrical part of the combustion chamber and contains a gas inlet pipe whose axis is oriented to the central part of the bottom of the outer casing at an angle of 20-25 ° to its axis and 60-65 ° to its radius.
RU2011129125/06A 2011-07-13 2011-07-13 Fuel combustion method, and device for its implementation RU2508501C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129125/06A RU2508501C2 (en) 2011-07-13 2011-07-13 Fuel combustion method, and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129125/06A RU2508501C2 (en) 2011-07-13 2011-07-13 Fuel combustion method, and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011129125A RU2011129125A (en) 2013-01-20
RU2508501C2 true RU2508501C2 (en) 2014-02-27

Family

ID=48805108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011129125/06A RU2508501C2 (en) 2011-07-13 2011-07-13 Fuel combustion method, and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2508501C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670641C1 (en) * 2017-08-21 2018-10-24 Григорий Иванович Павлов Fuel combustion device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1016626A1 (en) * 1981-12-22 1983-05-07 Предприятие П/Я М-5332 Swirler
EP0233680B1 (en) * 1986-01-08 1990-11-28 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for combusting coal-water mixture
RU2100698C1 (en) * 1995-07-11 1997-12-27 Институт технической механики НАН Украины Method of burning fuel device for realization of this method
RU2301942C2 (en) * 2005-05-11 2007-06-27 Сергей Михайлович Кириченко Method of the fluid fuel combustion and the device for the fluid fuel combustion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1016626A1 (en) * 1981-12-22 1983-05-07 Предприятие П/Я М-5332 Swirler
EP0233680B1 (en) * 1986-01-08 1990-11-28 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for combusting coal-water mixture
RU2100698C1 (en) * 1995-07-11 1997-12-27 Институт технической механики НАН Украины Method of burning fuel device for realization of this method
RU2301942C2 (en) * 2005-05-11 2007-06-27 Сергей Михайлович Кириченко Method of the fluid fuel combustion and the device for the fluid fuel combustion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670641C1 (en) * 2017-08-21 2018-10-24 Григорий Иванович Павлов Fuel combustion device
RU2670641C9 (en) * 2017-08-21 2018-12-04 Григорий Иванович Павлов Fuel combustion device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011129125A (en) 2013-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2221737C2 (en) Method of partial oxidation of hydrocarbons and a burner intended for its implementation
RU2508501C2 (en) Fuel combustion method, and device for its implementation
RU2301942C2 (en) Method of the fluid fuel combustion and the device for the fluid fuel combustion
US20150159862A1 (en) Burner for combustion of heavy fuel oils
RU2040731C1 (en) Fuel gasification burner
RU36135U1 (en) MULTI-FUEL BURNER
RU2543648C1 (en) Plasma pulverised coal burner
RU2350844C1 (en) Combustion chamber of heat generator for firing liquid fuel
RU2324117C1 (en) System for combustion of liquid and/or aeriform fuel in gas turbine
RU2788804C1 (en) Turbulent nozzle
RU2639823C1 (en) Two-flow gas burner
RU2643223C1 (en) Device for thermal neutralization of industrial effluents
RU2246071C2 (en) Gas burner
SU1746134A2 (en) Jumbo burner
RU2002163C1 (en) Burner device for surface torch unit
RU215785U1 (en) DOUBLE FLOW GAS BURNER
RU2480673C1 (en) Device for fuel burning
RU2005957C1 (en) Burner device of preliminary mixing
RU2799260C1 (en) Vertical liquid oil boiler
CN106594760A (en) Combustor suitable for waste liquid treatment
RU215037U1 (en) Oil-gas burner with threaded channels for enhanced mixing
RU2795361C1 (en) Steam gas generator
RU2594905C1 (en) Flare facility for burning liquefied hydrocarbon gases
RU2670641C9 (en) Fuel combustion device
RU2564482C1 (en) Burner nozzle

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131104

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150327

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

Effective date: 20180714