RU2652697C1 - Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания - Google Patents

Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания Download PDF

Info

Publication number
RU2652697C1
RU2652697C1 RU2017119746A RU2017119746A RU2652697C1 RU 2652697 C1 RU2652697 C1 RU 2652697C1 RU 2017119746 A RU2017119746 A RU 2017119746A RU 2017119746 A RU2017119746 A RU 2017119746A RU 2652697 C1 RU2652697 C1 RU 2652697C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
gaseous fuel
ionizer
ozonizer
fuel
Prior art date
Application number
RU2017119746A
Other languages
English (en)
Inventor
Станислав Васильевич Михайлин
Алексей Валериевич Зеленов
Владимир Альбертович Гринев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Магнитные материалы"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Магнитные материалы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Магнитные материалы"
Priority to RU2017119746A priority Critical patent/RU2652697C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2652697C1 publication Critical patent/RU2652697C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/68Treating the combustion air or gas, e.g. by filtering, or moistening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области энергетики. Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания заключается в том, что осуществляют обработку газообразного топлива в электрическом ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в камеру сгорания, осуществляют обработку воздуха в электрическом озонаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в устройство сжигания, причем обработку газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, создаваемым между электродами, расположенными в камерах обработки указанных ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха, подачу напряжения на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключен к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов озонатора воздуха, при этом на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха подают различное напряжение, которое регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, из условия получения максимальной температуры в устройстве сжигания. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс горения. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к способам подготовки топлива и воздуха с использованием электрических разрядов путем, соответственно, ионизации и озонирования топлива, в частности углеводородного топлива или газообразного топлива, используемых в различного рода энергетических установках, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания, и может быть использовано в энергетическом комплексе, нефтеперерабатывающей промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и других областях народного хозяйства.
Известен способ сжигания газообразного топлива путем подачи газообразного топливовоздушной смеси в топливную форсунку и ее воспламенение электроискровым разрядом, причем в горелке установлено устройство ионизации, подключенное к устройству контроля для поддерживания максимальной пламенной ионизации и подачи в устройство сжигания дополнительного воздуха для увеличения полноты сгорания топлива (см., патент US №4588372, кл. F24N 5/12, опубл. 13.05.1986).
Однако данный способ сжигания газообразного топлива не позволяет существенно интенсифицировать процесс горения при одновременном снижении расхода окислителя, а именно воздуха и топлива, что приводит к увеличению объема подаваемого воздуха в зону горения, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема отходящих токсичных газов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания, заключающийся в том, что осуществляют взаимосвязанную подачу топлива и окислителя, их перемешивание и воспламенение смеси электроискровым способом, причем производят интенсификацию горения факела пламени электрическим полем путем подачи потенциала этого поля, регулируют напряженность электрического поля в устройстве сжигания, в данном случае камере сгорания по минимуму тока, потребляемого источником поля, а также пространственные и электрические параметры электрического поля в камере сгорания топливной смеси при изменении режима горения и вида топлива путем введения дополнительного ускоряющего потенциала посредством управляющего электрода, размещенного между форсункой и рабочим электродом, а также путём взаимосвязанного изменения положения управляющего и рабочего электродов относительно факела пламени и величины электрических потенциалов поля на электродах и форсунке (см. патент RU №2160414, кл. F23D 14/24, F23N 5/12, опубл. 10.12.2000).
Однако и данный способ подготовки газообразного топлива и воздуха не позволяют интенсифицировать процесс горения при одновременном снижении расхода окислителя, в частности воздуха и топлива.
Решаемая техническая проблема заключается в преодолении отмеченных выше недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность уменьшить расход топлива при одновременном сокращении вредных выбросов продуктов горения из энергетических установок, в частности двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок, за счет повышения эффективности топливоподготовки электрической ионизацией углеводородных и других, в частности смесевых, альтернативных топлив и озонированием окислителя, в данном случае воздуха.
Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в камеру сгорания заключается в том, что осуществляют обработку газообразного топлива в электрическом ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в устройстве сжигания, осуществляют обработку воздуха в электрическом озонаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в устройство сжигания, причем обработку газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, создаваемым между электродами, расположенными в камерах обработки указанных ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха, подачу напряжения на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключен к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов озонатора воздуха, при этом на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха подают различное напряжение, которое регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, из условия получения максимальной температуры в устройстве сжигания.
Величину напряжения создаваемого источниками высокого напряжения на клеммах электродов в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха осуществляют с помощью процессора управления, подключенного к датчику температуры пламени.
Параметры коронных разрядов, создаваемых в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, регулируют, причём напряжение на клеммах электродов для получения максимальной температуры в устройстве сжигания изменяют пропорционально уменьшению или увеличению расхода топлива и воздуха при изменении мощности устройства сжигания.
На трубопроводе подачи газообразного топлива после ионизатора газообразного топлива и на трубопроводе подачи воздуха после озонатора воздуха по ходу подачи, соответственно, топлива и воздуха установлены регуляторы расхода, соответственно, топлива и воздуха.
Подачу ионизированного топлива и озонированного воздуха в устройство сжигания осуществляют посредством регуляторов расхода, соответственно, топлива и воздуха с целью изменения мощности устройства сжигания.
На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации способа подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания.
Устройство подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания содержит:
- ионизатор газообразного топлива 1, выполненный в виде проточного цилиндрического корпуса, вход которого подсоединён к трубопроводу подачи газообразного топлива, а выход - к трубопроводу подачи топлива к горелке 2. Ионизатор газообразного топлива 1 выполнен с камерой обработки газообразного топлива, в которой размещены электроды для создания коронного электрического разряда, а клеммы электродов подсоединены к источникам высокого напряжения - высоковольтному генератору тока 10, создающему напряжения (не менее 20 киловольт) переменной частоты;
- озонатор воздуха 4 выполнен в виде проточного цилиндрического корпуса, вход которого подсоединён к компрессору воздуха 5, а выход - к трубопроводу подачи воздуха к горелкам 2. Озонатор воздуха 4 выполнен с камерой обработки, в которой размещены электроды для создания коронного электрического разряда, а клеммы электродов подсоединены источнику высокого напряжения - высоковольтному генератору тока 3;
- высоковольтные генераторы тока 3 и 10, подсоединены к источнику питания, например к сети переменного тока или аккумуляторной батарее низковольтными проводами, а к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4 - высоковольтными проводами;
- на трубопроводе подачи газообразного топлива к горелке 2 установлен регулятор расхода газообразного топлива 6, выполненный с электрическим приводом и подключенный к процессору управления 7;
- на трубопроводе подачи воздуха к горелке 2 установлен регулятор расхода воздуха 8, выполненный с электрическим приводом и подключенный к процессору управления 7;
- на горелке 2 установлен датчик температуры пламени 9, который подключен к процессору управления 7 напряжением на высоковольтных генераторах тока 10 и 3, соответственно газообразного топлива и воздуха.
Устройство подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания выполнено в виде блочно-модульной установки топливоподготовки.
Монтаж устройства подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания осуществляется в следующей последовательности.
1. Осуществляют подсоединение входного канала ионизатора газообразного топлива 1 к трубопроводу подачи газообразного топлива и выходного канала - к горелке 2 через регулятор расхода газообразного топлива 6.
2. Осуществляют подсоединение входного канала озонатора воздуха 4 к воздушному компрессору 5 и выходного канала - к горелке 2 через регулятор расхода воздуха 8.
3. Монтируют электрическую схему подключения высоковольтных генераторов тока 3 и 10 низковольтными проводами к сети переменного тока или аккумуляторной батарее, а высоковольтными проводами к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4.
4. Монтируют датчик температуры пламени 9 на горелке 2.
5. Монтируют электрическую схему подключения процессора управления 7 к высоковольтным генераторам тока 3 и 10, регуляторам расхода топлива 6 и воздуха 8, а также к датчику температуры пламени 9.
Запуск устройства подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания осуществляется в следующей последовательности:
1. Запускают воздушный компрессор 5.
После запуска в работу воздушного компрессора 5 создается избыточное давление воздуха в его воздушном тракте и атмосферный воздух начинает поступать в озонатор воздуха 4 и далее к регулятору расхода воздуха 8.
2. Запускают процессор управления 7 для управления высоковольтными генераторам тока 3 и 10 и регуляторами расхода топлива и воздуха 6 и 8.
После запуска процессора управления 7 через регуляторы 6 и 8 газообразное топливо одновременно с воздухом начинает поступать к горелке 2 устройства сжигания.
3. Посредством процессора управления 7 устанавливают оптимальное для полного сгорания топлива соотношение подаваемого топлива и воздуха.
4. Запускают источники высокого напряжения - высоковольтные генераторы тока 3, 10 и подают с его выхода по высоковольтным проводам высоковольтные электрические потенциалы к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4 соответственно.
В результате запуска высоковольтных генераторов тока 3, 10 достигается устойчивый коронный электрический разряд в зоне между электродами ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4, возникает ионизация газообразного топлива и озонирование воздуха.
Наличие ионизированного газообразного топлива и озонированного воздуха, подаваемых из камер ионизации газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4 к горелке 2, способствует увеличению полноты сгорания топлива.
В результате достигается изменение физико-химического состава топливовоздушной смеси коронным электрическим разрядом, что позволило повысить эффективность топливоподготовки газообразного топлива и добиться экономии топлива при одновременном сокращении вредных выбросов продуктов горения газообразного топлива (продуктов неполного сгорания и окислов азота) из различного рода энергетических устройств, в частности двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, в окружающее их пространство.

Claims (6)

1. Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания, заключающийся в том, что осуществляют обработку газообразного топлива в электрическом ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в камеру сгорания, осуществляют обработку воздуха в электрическом озонаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в устройство сжигания, причем обработку газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, создаваемым между электродами, расположенными в камерах обработки указанных ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха, подачу напряжения на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключен к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов озонатора воздуха, при этом на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха подают различное напряжение, которое регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, из условия получения максимальной температуры в устройстве сжигания.
2. Способ по 1, отличающийся тем, что величину напряжения создаваемого источниками высокого напряжения на клеммах электродов в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха осуществляют с помощью процессора управления, подключенного к датчику температуры пламени.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что параметры коронных разрядов, создаваемых в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха регулируют, причем напряжение на клеммах электродов для получения максимальной температуры в устройстве сжигания изменяют пропорционально уменьшению или увеличению расхода топлива и воздуха при изменении мощности устройства сжигания.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на трубопроводе подачи газообразного топлива после ионизатора газообразного топлива и на трубопроводе подачи воздуха после озонатора воздуха по ходу подачи, соответственно, топлива и воздуха установлены регуляторы расхода, соответственно, топлива и воздуха.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу ионизированного топлива и озонированного воздуха в устройство сжигания осуществляют посредством регуляторов расхода подачи газообразного топлива и воздуха, соответственно для изменения мощности устройства сжигания.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сжигание ионизированного топлива и озонированного воздуха в устройстве сжигания осуществляют посредством горелки.
RU2017119746A 2017-06-06 2017-06-06 Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания RU2652697C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119746A RU2652697C1 (ru) 2017-06-06 2017-06-06 Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119746A RU2652697C1 (ru) 2017-06-06 2017-06-06 Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2652697C1 true RU2652697C1 (ru) 2018-04-28

Family

ID=62105319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119746A RU2652697C1 (ru) 2017-06-06 2017-06-06 Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2652697C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731462C1 (ru) * 2019-09-06 2020-09-03 Станислав Васильевич Михайлин Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU868258A2 (ru) * 1979-12-05 1981-09-30 Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Топочна камера
SU1281817A1 (ru) * 1985-05-29 1987-01-07 Purmal Modris Ya Способ сжигани топлива
SU1710942A1 (ru) * 1990-01-19 1992-02-07 Алма-Атинский Энергетический Институт Горелка
MD3520G2 (ru) * 2006-06-14 2008-09-30 Государственный Университет Молд0 Установка для сжигания углеводородного топлива

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU868258A2 (ru) * 1979-12-05 1981-09-30 Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Топочна камера
SU1281817A1 (ru) * 1985-05-29 1987-01-07 Purmal Modris Ya Способ сжигани топлива
SU1710942A1 (ru) * 1990-01-19 1992-02-07 Алма-Атинский Энергетический Институт Горелка
MD3520G2 (ru) * 2006-06-14 2008-09-30 Государственный Университет Молд0 Установка для сжигания углеводородного топлива

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731462C1 (ru) * 2019-09-06 2020-09-03 Станислав Васильевич Михайлин Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60127672D1 (de) Verbrennungsverbesserungssystem und methode
RU2410603C1 (ru) Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива
EP1588048A4 (en) SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING AND SERVICING A CROWN ELECTRICAL DISCHARGE FOR IGNITING A GASEOUS COMBUSTIBLE MIXTURE
US10487784B2 (en) Device and method for improving combustion
Galley et al. Plasma-enhanced combustion of a lean premixed air-propane turbulent flame using a nanosecond repetitively pulsed plasma
RU2652697C1 (ru) Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания
RU2731462C1 (ru) Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство
RU2210700C2 (ru) Способ плазменного воспламенения пылеугольного топлива
RU180757U1 (ru) Устройство для обработки топлива
RU2694268C1 (ru) Способ интенсификации и управления пламенем
RU2687544C1 (ru) Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха
RU2656341C1 (ru) Способ возбуждения газового разряда
RU2726023C1 (ru) Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа
RU187848U1 (ru) Трехфазный генератор плазмы переменного тока
GB862148A (en) Igniter and ignition system
SU918676A1 (ru) Способ подготовки топлива к сжиганию
RU2448300C2 (ru) Способ эффективного сжигания топлива и устройство для его осуществления
RU2679071C1 (ru) Способ воспламенения водоугольного топлива
RU2269721C1 (ru) Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления
UA153012U (uk) Спосіб спалювання водовугільного палива в воднево-кисневому плазмовому струмені
SU1017877A1 (ru) Горелочное устройство
SU1710942A1 (ru) Горелка
SU1334853A1 (ru) Способ сжигани топлива
RU2132515C1 (ru) Способ плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела
MD20010194A (en) Process for burning of gaseous hydrocarbonic combustible and installation for realization thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190607