RU2601396C1 - Electrostatic burner for burning liquid fuels in furnace of power boilers - Google Patents
Electrostatic burner for burning liquid fuels in furnace of power boilers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601396C1 RU2601396C1 RU2015119716/06A RU2015119716A RU2601396C1 RU 2601396 C1 RU2601396 C1 RU 2601396C1 RU 2015119716/06 A RU2015119716/06 A RU 2015119716/06A RU 2015119716 A RU2015119716 A RU 2015119716A RU 2601396 C1 RU2601396 C1 RU 2601396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrostatic
- burner
- fuel
- furnace
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/32—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by electrostatic means
Abstract
Description
Предложенное изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для сжигания жидкого топлива в топочных устройствах котельных агрегатов.The proposed invention relates to the field of power engineering and can be used for burning liquid fuel in the combustion devices of boiler units.
Изобретение относится к топочно-горелочным устройствам, обеспечивающим диспергирование жидкого топлива и его смесеобразование с воздухом, для последующего воспламенения и сжигания в топочной камере теплогенерирующих установок. В результате распыления многократно увеличивается поверхность частиц жидкого топлива, а значит, и скорость его сгорания в топочных устройствах теплогенерирующих установок.The invention relates to furnace-burner devices for dispersing liquid fuel and its mixture formation with air, for subsequent ignition and combustion of heat-generating plants in the combustion chamber. As a result of spraying, the surface of liquid fuel particles increases many times, which means the rate of its combustion in the combustion devices of heat-generating plants.
Известно горелочное устройство, включающее механическую форсунку, содержащую ствол для подачи жидкости, головку с выходным отверстием, примыкающую к выходному концу ствола, завихритель [А.И. Карабин и др. Сжигание жидкого топлива. М.: Металлургия, 1966. - С. 116, рис. 31].Known burner device comprising a mechanical nozzle containing a barrel for supplying fluid, a head with an outlet adjacent to the outlet end of the barrel, a swirl [A.I. Carabiner et al. Combustion of liquid fuels. M .: Metallurgy, 1966. - S. 116, Fig. 31].
Известно горелочное устройство, включающее механическую форсунку, содержащую ствол для подачи жидкости, распределительную шайбу с отверстиями и кольцевой проточкой для раздачи топлива по тангенциальным каналам камеры завихривания, шайбу распределительную, диск камеры завихривания, сопловой диск и накидную гайку головки форсунки [Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов. - Л.: Недра, 1989. - С. 115-117, рис. 4.33].A burner device is known that includes a mechanical nozzle containing a fluid supply barrel, a distribution washer with holes and an annular groove for distributing fuel through the tangential channels of the swirl chamber, a distribution washer, a swirl chamber disk, a nozzle disk and a union nut of the nozzle head [V. Adamov. Burning fuel oil in boiler furnaces. - L .: Nedra, 1989 .-- S. 115-117, Fig. 4.33].
Известно также горелочное устройство, включающее механическую форсунку, содержащую цилиндрический корпус с соплом, внутренняя поверхность которого выполнена в форме непрерывно сужающегося конуса, переходящего в цилиндр, размещенный внутри корпуса вкладыш с продольным каналом для подачи жидкости и соединенными с последним с сообщающимися через кольцевую полость во вкладыше с каналом подачи жидкости спиралевидными канавками на наружной поверхности выходного по ходу движения жидкости участка вкладыша [RU 2011428 С1, 30.04.1994, B05B 1/34].Also known is a burner device comprising a mechanical nozzle containing a cylindrical body with a nozzle, the inner surface of which is made in the form of a continuously tapering cone, passing into a cylinder, an insert placed inside the body with a longitudinal channel for supplying fluid and connected to the latter communicating through the annular cavity in the insert with a fluid supply channel in the form of spiral grooves on the outer surface of the downstream section of the fluid outlet [EN 2011428 C1, 04/30/1994, B05B 1/34].
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является горелочное устройство, включающее механическую форсунку, содержащую полую трубку для подвода топлива под давлением и сопло (Большой энциклопедический словарь. М., 1991 г., т. 2, с. 568).The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a burner device comprising a mechanical nozzle containing a hollow tube for supplying fuel under pressure and a nozzle (Big Encyclopedic Dictionary. M., 1991, v. 2, p. 568) .
Основными недостатками вышеперечисленных устройств является сравнительно большие затраты энергии на работу топливного насоса, а также то, что они не могут обеспечить высокую степень однородности частиц распыляемого топлива в заданном диапазоне дисперсности и высокую эффективность процесса смесеобразования с воздухом. Неоднородность образовавшихся частиц по размерам обуславливает неполноту сгорания топлива от механического недожога вследствие того, что частицы больших размеров не успевают сгореть вследствие ограниченного времени нахождения их в топочном пространстве.The main disadvantages of the above devices is the relatively large energy costs for the operation of the fuel pump, as well as the fact that they cannot provide a high degree of homogeneity of the sprayed fuel particles in a given dispersion range and high efficiency of the process of mixture formation with air. The heterogeneity of the formed particles in size causes the incompleteness of fuel combustion from mechanical underburning due to the fact that large particles do not have time to burn out due to the limited time spent in the furnace space.
Высокая концентрация частиц в струе, поступающей из горелки в топочный объем с большой скоростью, в условиях начавшегося процесса горения, затрудняет доступ воздуха к поверхности частиц: горение в условиях недостатка окислителя (кислорода воздуха), связанное с недостатками процесса смесеобразования известным устройством, обусловливает повышенные потери тепла от химического недожога.The high concentration of particles in the jet entering the furnace volume at a high speed, under the conditions of the combustion process that has begun, makes it difficult for air to reach the surface of the particles: combustion in the absence of an oxidizing agent (air oxygen), due to the disadvantages of the mixture formation process by the known device, leads to increased losses heat from chemical burnout.
К недостаткам существующих горелочных устройств с механическими форсунками относится также и высокая дальнобойность струи распыливаемого топлива (на котлах большой мощности до 5 метров), что является причиной отложений не сгоревших частиц топлива на экранах топочной камеры и на хвостовых поверхностях нагрева теплогенерирующих установок, приводящей, соответственно, к их прогоранию и взрывам.The disadvantages of existing burner devices with mechanical nozzles also include the high range of the sprayed fuel jet (on boilers of high power up to 5 meters), which is the cause of deposits of unburned fuel particles on the combustion chamber screens and on the tail surfaces of the heating of heat generating units, resulting, respectively, to their burning and explosions.
Целью изобретения является повышение качества распыливания и смесеобразования жидкого топлива с воздухом путем конструктивного усовершенствования горелочных устройств с топливными форсунками для сжигания жидкого топлива.The aim of the invention is to improve the quality of atomization and mixture formation of liquid fuel with air by constructive improvement of burner devices with fuel nozzles for burning liquid fuel.
Техническая задача - создание горелки для сжигания жидкого топлива, обеспечивающей устранение отмеченных выше недостатков.The technical problem is the creation of a burner for burning liquid fuel, which eliminates the above disadvantages.
Технический результат данного изобретения состоит в разработке горелочного устройства на основе электростатического способа диспергирования, обеспечивающего получение однородных по размеру частиц распыленного жидкого топлива в заданном диапазоне дисперсности с оптимизацией процесса их смесеобразования с воздухом.The technical result of this invention consists in the development of a burner device based on an electrostatic dispersion method, which ensures the production of atomized liquid fuel particles uniform in size in a given dispersion range with optimization of their mixture formation with air.
Для достижения технического результата предложено устройство электростатической топливной горелки, включающей электростатическую форсунку, отрицательный электрод которой представляет собой систему металлических распылительных сопел, выходные сечения которых расположены по концентрическим окружностям в одной плоскости с внешней поверхностью положительного электрода и отделены от него диэлектрическими шайбами, а также систему воздушных цилиндрических щелевых каналов, расположенных по концентрическим окружностям между рядами распылительных сопел, причем диаметры круговых отверстий положительного электрода составляют от 10 до 15 наружных диаметров распылительных сопел.To achieve a technical result, an electrostatic fuel burner device including an electrostatic nozzle is proposed, the negative electrode of which is a system of metal spray nozzles, the output sections of which are located on concentric circles in the same plane as the outer surface of the positive electrode and are separated from it by dielectric washers, as well as an air system cylindrical slotted channels located in concentric circles between the rows of ra spray nozzles, and the diameters of the circular holes of the positive electrode are from 10 to 15 outer diameters of the spray nozzles.
Положительный эффект от использования электростатической горелки заключается в следующем.The positive effect of using an electrostatic burner is as follows.
Электростатическая форсунка, с приведенной в формуле конструкцией электродной системы, основанная на электростатическом методе диспергирования позволит обеспечить высокую степень однородности частиц распыляемого топлива в заданном диапазоне дисперсности, что является одним из условий полного сжигания всех частиц в топочной камере и сокращения тем самым неполноты сгорания топлива от механического недожога, обусловленного дефицитом времени их пребывания в камерной топке при факельном процессе горения.An electrostatic nozzle with the design of the electrode system given in the formula, based on the electrostatic dispersion method, will ensure a high degree of uniformity of atomized fuel particles in a given dispersion range, which is one of the conditions for complete combustion of all particles in the combustion chamber and thereby reducing incomplete combustion of fuel from mechanical underburning due to the shortage of time spent in the chamber during the flare combustion process.
Использование приведенной выше конструкции электростатической горелки позволит также уменьшить дальнобойность струи топлива, что объясняется увеличением числа сопел в форсунке, которое обусловливает сокращение тем самым расхода топлива через каждое такое мини-сопло. А так как дальнобойность струи жидкого топлива зависит от расхода, то его уменьшение приведет и к уменьшению дальнобойности форсунки и исключению отложений несгоревших частиц топлива на экранах топочной камеры и на хвостовых поверхностях нагрева теплогенерирующих установок и, соответственно, к исключению их прогорания и взрывам.Using the above construction of an electrostatic burner will also reduce the range of the fuel jet, which is explained by an increase in the number of nozzles in the nozzle, which thereby reduces fuel consumption through each such mini-nozzle. And since the range of the liquid fuel jet depends on the flow rate, its reduction will lead to a decrease in the range of the nozzle and to the elimination of deposits of unburned fuel particles on the screens of the combustion chamber and on the tail surfaces of the heating of heat-generating plants and, accordingly, to the exclusion of burnout and explosions.
Предлагаемая электростатическая горелка позволит уменьшить и потерю теплоты от химического недожога вследствие улучшения условия смесеобразования топлива с воздухом, которое обусловлено распределенной подачей потоком воздуха ко всем образующимся при истечении из системы сопел микроструям распыляемого топлива.The proposed electrostatic burner will also reduce the loss of heat from chemical underburning due to an improvement in the conditions of mixture formation of fuel with air, which is due to the distributed flow of air to all the micro-jets of the sprayed fuel formed when the nozzle system expires.
Кроме этого, использование электростатической форсунки позволит значительно сократить расход энергии на протекание процесса диспергирования, поскольку расход электрической энергии при отсутствии или ничтожно малом токе в десятки раз меньше по сравнению с расходом энергии на механическую форсунку, эффективность которой определяется мощностью топливного насоса.In addition, the use of an electrostatic nozzle will significantly reduce the energy consumption for the dispersion process, since the energy consumption in the absence or negligible current is tens of times less than the energy consumption for a mechanical nozzle, the efficiency of which is determined by the power of the fuel pump.
На фиг. 1 изображена электростатическая горелка для распыления жидкого топлива, общий вид;In FIG. 1 shows an electrostatic burner for spraying liquid fuel, a general view;
на фиг.2 - вид А на фиг.1;figure 2 is a view of figure 1;
на фиг.3 - узел 1 на фиг 1;figure 3 -
на фиг.4 - узел 2 на фиг 1.figure 4 -
Электростатическая горелка содержит:The electrostatic burner contains:
1 - металлические распылительные сопла (электроды), расположенные группами по концентрическим окружностям в несколько рядов;1 - metal spray nozzles (electrodes) arranged in groups along concentric circles in several rows;
2 - цилиндрические воздушные щелевые каналы, расположенные по концентрическим окружностям между рядами распылительных сопел;2 - cylindrical air slotted channels located in concentric circles between the rows of spray nozzles;
3 - корпус электростатической горелки;3 - housing electrostatic burner;
4 - диэлектрическое изоляционное кольцо;4 - dielectric insulating ring;
5 - штуцер для подвода воздуха;5 - fitting for air supply;
6 - диэлектрические изоляционные шайбы;6 - dielectric insulating washers;
7 - накопительная емкость для топлива;7 - storage tank for fuel;
8 - металлическая пластина №1, в которую запрессованы металлические распылительные сопла;8 - metal plate No. 1, in which metal spray nozzles are pressed;
9 - металлическая пластина №2 (электрод);9 - metal plate No. 2 (electrode);
10 - штуцер для подвода топлива (полая трубка);10 - fitting for fuel supply (hollow tube);
11 - высоковольтный блок питания;11 - high voltage power supply;
12 - внутренняя распределительная полость;12 - internal distribution cavity;
13 - соединительный провод;13 - connecting wire;
14 - соединительный провод.14 - connecting wire.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Жидкое топливо по штуцеру 10 подачи топлива подается в накопительную емкость 7 для топлива, из которой поступает в металлические распылительные сопла 1 (электроды) и далее - в межэлектродное пространство, образованное системой электродов 1 (металлические распылительные сопла, запрессованные в металлическую пластину №1 и подключенные к отрицательному полюсу высоковольтного блока питания 11) и 9 (металлическая пластина №2, подключенная к положительному полюсу высоковольтного блока питания 11). В результате воздействия электростатического поля на топливо, поступающее из сопел, происходит образование дисперсной системы из однородных по размеру частиц топлива. За счет наложения факелов распыла, возникающих от каждой струи, образуется один большой факел распыла, состоящий из монодисперсных частиц распыливаемого материала. Под воздействием высокой температуры топочного объема происходят процессы испарения и образование паровой фазы топлива.Liquid fuel through the
Воздух, необходимый для горения топлива, подается по штуцеру 5 во внутреннюю распределительную полость 12, из которой по щелевым цилиндрическим воздушным каналам 2 поступает в зону сгорания жидкого топлива топочного объема. Поступающий в зону горения воздух смешивается с парами топлива и сгорает в топке.The air necessary for burning fuel is supplied through a nozzle 5 to the
Источники информацииInformation sources
1. А.И. Карабин и др. Сжигание жидкого топлива. - М.: Металлургия, 1966. - С. 116, рис. 31.1. A.I. Carabiner et al. Combustion of liquid fuels. - M.: Metallurgy, 1966. - S. 116, Fig. 31.
2. Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов. - Л.: Недра, 1989. - С. 115-117, рис. 4.33.2. Adamov V.A. Burning fuel oil in boiler furnaces. - L .: Nedra, 1989 .-- S. 115-117, Fig. 4.33.
3. RU 2011428 С1, 30.04.1994, B05B 1/34.3. RU 2011428 C1, 04/30/1994,
4. Большой энциклопедический словарь. М., 1991 г., т. 2, с. 568.4. A large encyclopedic dictionary. M., 1991, v. 2, p. 568.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119716/06A RU2601396C1 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Electrostatic burner for burning liquid fuels in furnace of power boilers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119716/06A RU2601396C1 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Electrostatic burner for burning liquid fuels in furnace of power boilers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2601396C1 true RU2601396C1 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57277988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119716/06A RU2601396C1 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Electrostatic burner for burning liquid fuels in furnace of power boilers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2601396C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6206307B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-03-27 | Charged Injection Corporation, By Said Arnold J. Kelly | Electrostatic atomizer with controller |
US6474573B1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-11-05 | Charge Injection Technologies, Inc. | Electrostatic atomizers |
RU71080U1 (en) * | 2007-07-27 | 2008-02-27 | Сергей Алексеевич Никитин | DEVICE FOR PROCESSING FUEL BEFORE ITS SPRAYING AND BURNING (OPTIONS) |
US8245951B2 (en) * | 2008-04-22 | 2012-08-21 | Applied Nanotech Holdings, Inc. | Electrostatic atomizing fuel injector using carbon nanotubes |
-
2015
- 2015-05-25 RU RU2015119716/06A patent/RU2601396C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6206307B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-03-27 | Charged Injection Corporation, By Said Arnold J. Kelly | Electrostatic atomizer with controller |
US6474573B1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-11-05 | Charge Injection Technologies, Inc. | Electrostatic atomizers |
RU71080U1 (en) * | 2007-07-27 | 2008-02-27 | Сергей Алексеевич Никитин | DEVICE FOR PROCESSING FUEL BEFORE ITS SPRAYING AND BURNING (OPTIONS) |
US8245951B2 (en) * | 2008-04-22 | 2012-08-21 | Applied Nanotech Holdings, Inc. | Electrostatic atomizing fuel injector using carbon nanotubes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3358731A (en) | Liquid fuel surface combustion process and apparatus | |
CN106996561B (en) | Fuel atomizer | |
CN102980209B (en) | Plasma catalysis ignition integrated nozzle | |
RU2494311C1 (en) | Industrial wastes combustion method | |
CN104266189A (en) | Low-calorific-value gas radiating tube burner and control method thereof | |
CN104848209B (en) | A kind of Electrostatic Spraying Combustion method and device of liquid fuel | |
RU2601396C1 (en) | Electrostatic burner for burning liquid fuels in furnace of power boilers | |
RU2724069C1 (en) | Low-thrust rocket engine on non-self-inflammable liquid fuel and gaseous oxidant | |
KR101810831B1 (en) | an eletric heating element for nozzled spray droplet and the liquid fuel spraying and mixing device uisng both multistage-perforated heating plate and an eletric heating element | |
UA119391C2 (en) | Micro-gas combustion gun body, ignition burner, coal powder combustion system, and coal-fired boiler | |
CN103115359B (en) | Gas-assisted atomizing nozzle of atomization hyperviscous fluid | |
CN103791498A (en) | Charged spray catalytic micro burner | |
CN203718772U (en) | Electrically-charged spraying and catalyzing type micro combustor | |
CN204084368U (en) | Fuel gas with low heat value radiation pipe burner tip | |
CN209524509U (en) | It is a kind of using coal tar as the spray granulation plant of fuel | |
CN209722061U (en) | Integrated startup burner | |
CN207648853U (en) | A kind of miniature gas turbine and its fuel nozzle and combustion chamber | |
CN111998343A (en) | Single-nozzle multi-beam flame nozzle | |
CN206755165U (en) | A kind of burner with blossom type nozzle | |
RU2564365C1 (en) | Electrostatic nozzle for fluid combustion at fireboxes of heat producing plants | |
US3070150A (en) | Liquid fuel heater | |
RU2623610C1 (en) | Hydrogen-oxygen low thrust engine | |
CN104266185A (en) | Fuel oil atomization ejector | |
CN205447817U (en) | Ignition combustor | |
CN203810404U (en) | Liquid fuel atomizing nozzle with auxiliary ignition function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170526 |