RU2817611C1 - Стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива - Google Patents
Стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817611C1 RU2817611C1 RU2023118662A RU2023118662A RU2817611C1 RU 2817611 C1 RU2817611 C1 RU 2817611C1 RU 2023118662 A RU2023118662 A RU 2023118662A RU 2023118662 A RU2023118662 A RU 2023118662A RU 2817611 C1 RU2817611 C1 RU 2817611C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- tank
- pipeline
- level
- flow meter
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- 239000010913 used oil Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003250 coal slurry Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 description 1
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к технике исследования процессов горения топлива, а именно к средствам исследования процессов сжигания различных составов композиционных топлив. Стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива содержит шаровую мельницу, насос-диспергатор, смешивающую емкость, форсунку, насос, газоанализатор, расходомер, задвижки, датчики давления, измерители температур. Содержит щековую дробилку, через винтовой конвейер соединенную с шаровой мельницей мокрого помола, к которой трубопроводом последовательно подсоединены мембранный насос, первый датчик давления, первый манометр и первый расходомер, который соединен со смешивающей емкостью. Емкость, наполненная водой, снабжена первым датчиком уровня, первым сигнализатором уровня и поверхностным насосом, который трубопроводами через запорно-регулирующую арматуру и второй расходомер соединен с шаровой мельницей мокрого помола и через второй датчик давления, второй манометр и третий расходомер соединен со смешивающей емкостью, которая снабжена вторым датчиком уровня и вторым сигнализатором уровня и оборудована электроприводной лопастной мешалкой, греющим кабелем и насосом-диспергатором. К смешивающей емкости трубопроводом последовательно подсоединены четвертый расходомер, третий манометр, третий датчик давления и однофазный самовсасывающий насос, который соединен с емкостью, наполненной отработанным маслом, которая снабжена третьим датчиком уровня и третьим сигнализатором уровня. Нижняя часть смешивающей емкости снабжена дозировочным насосом, который трубопроводом через последовательно расположенные пятый расходомер, четвертый манометр и четвертый датчик давления соединен с форсункой, которая вмонтирована в муфельный предтопок водогрейного котла, который снабжен первой термопарой и прибором контроля пламени. В камере сгорания водогрейного котла расположена колосниковая решетка и установлены конвективный газоход, вторая и третья термопары, змеевиковый теплообменник, один конец которого трубопроводом через первую задвижку соединен с емкостью отопительной воды, оборудованной четвертой термопарой и четвертым датчиком уровня, которая трубопроводом через циркуляционный насос соединена с другим концом змеевикового теплообменника. В верхней части водогрейный котел снабжен дымовой трубой, в которой установлен газоанализатор. В нижней части водогрейного котла установлен зольный ящик. Дренажная емкость трубопроводом через вторую задвижку соединена с емкостью отопительной воды и трубопроводом через третью задвижку соединена с смешивающей емкостью, а также трубопроводом через четвертую задвижку соединена с емкостью, наполненной водой, и трубопроводом через пятую задвижку соединена с емкостью, наполненной маслом. Дренажная емкость оснащена пятой термопарой, пятым датчиком уровня и четвертым сигнализатором уровня. Все термопары, датчики уровня, сигнализаторы уровня, расходомеры, манометры, датчики давления, насосы, винтовой конвейер и щековая дробилка подключены к программируемому логическому контроллеру, который связан с персональным компьютером. Обеспечивается регистрация расхода топлива, коэффициента избытка воздуха, температуры сжигания, концентрации антропогенных выбросов в дымовых газах. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике исследования процессов горения топлива, а именно к средствам исследования процессов сжигания различных составов композиционных топлив и может быть использовано при измерении параметров процесса горения композиционного топлива, исследовании процессов их зажигания и горения, создании математических моделей процессов воспламенения и горения композиционного топлива в камерах сгорания котельных агрегатов и установлении необходимых и достаточных условий для инициирования их горения.
Известен стенд для исследования процесса зажигания и горения капли органоводоугольного топлива [RU 2596797 C1, МПК G01N 33/22 (2006.01), опубл. 10.09.2016] который содержит полый цилиндр из кварцевого стекла, который с одной стороны соединен с нагнетательной системой для подачи воздуха, отверстие для подачи капли топлива, две термопары, которые через измеритель температуры связаны с персональным компьютером, вытяжную вентиляцию. Цилиндр из кварцевого стекла размещен на нижней полке опорной металлической рамы в виде стеллажа с двумя расположенными друг над другом горизонтальными полками. Один конец полого цилиндра соединен с выходом воздухонагревателя, соединенного с вентилятором высокого давления. Другой конец полого цилиндра металлической гофрированной трубой соединен с вытяжной вентиляцией, в верхней части полого цилиндра выполнено два отверстия. На верхней полке опорной рамы над первым отверстием полого цилиндра расположено координатное устройство, на подвижной части которого закреплена первая термопара с возможностью помещения конца спая термопары с закрепленной на ней каплей органоводоугольного топлива внутрь полого цилиндра. Во второе отверстие полого цилиндра вставлена вторая термопара, обе термопары соединены с измерителем температуры, расположенным на верхней полке опорной рамы. С внешней стороны полого цилиндра установлены высокоскоростная и кросскорреляционная видеокамеры, двойной импульсный лазер. Кросскорреляционная видеокамера и двойной импульсный лазер соединены с синхронизатором сигналов. Воздухонагреватель, вентилятор высокого давления, вытяжная вентиляция, координатное устройство, измеритель температуры, высокоскоростная видеокамера, кросскорреляционная видеокамера, синхронизатор сигналов и аналитические весы соединены с персональным компьютером.
Данный стенд используют для исследования процессов тепломассопереноса, фазовых превращений и химического реагирования при зажигании одиночных капель различных по компонентному составу органоводоугольных топлив.
Недостатком стенда является невозможность достижения реальных условий, характерных для камер сгораний котлов: отсутствует возможность распылять топлива и исследовать процесс зажигания группы капель.
Известен огневой стенд для испытания различных видов топлива [RU 2749625 C1, МПК G01N 33/22 (2006.01), опубл. 16.06.2021], содержащий топливную систему, газовоздушную систему и комплекты змеевиков. Топливная система состоит из корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда с жестко присоединенной внутренней футеровкой. С торца, в верхней части корпуса выполнен узел крепления горелочных устройств цилиндрической формы. На боковой стенке корпуса установлено с возможностью съема крепление пяти термопар. На стенке в центре корпуса выполнено прямоугольное отверстие, в которое установлена загрузочная дверь. Газовоздушная система включает дутьевой вентилятор, который крепится с возможностью съема к нижней части стенки и соединен шлангами последовательно с дросселями, штуцерами и воздухоподогревателями. Под дутьевым вентилятором снаружи корпуса установлен газоанализатор, который соединен с дымовой трубой, которая жестко закреплена в отверстии, которое выполнено в корпусе. Воздухоподогреватели выполнены в виде комплектов змеевиков, между ними и камерой сгорания установлена внутренняя стенка, которая жестко закреплена на основании корпуса и ее высота составляет 3/4 высоты боковой стенки корпуса. Внутри корпуса к его нижней части жестко прикреплены две перфорированные трубы, над ними установлена колосниковая решетка. К верхней части корпуса жестко закреплены две трубы для подачи воздуха. Первая труба соединена через воздухоподогреватель с форсункой, которая жестко закреплена в нижней части стенки стенда. Вторая труба для подачи воздуха соединена через воздухоподогреватель с перфорированными трубами.
Данный стенд позволяет моделировать процессы сжигания твердого, жидкого топлива и их комбинаций, но его недостатком является отсутствие системы топливоприготовления, позволяющей моделировать полный цикл сжигания топлива.
Известно устройство для определения параметров воспламенения и горения твердых материалов [RU 2274851 C2, МПК G01N 25/50 (2006.01), опубл. 20.04.2006], которое содержит камеру сгорания с окнами, источник излучения, держателя образца, регулятор мощности, термопары, блок определения кинетических параметров горения, компьютер и систему очистки дымовых газов. Камера сгорания с окнами, расположенными в верхней и боковой частях, выполнена в виде вертикального цилиндра. Держатель образца выполнен в виде съемной горизонтальной колосниковой решетки. Термопары установлены непосредственно в зоне горения, на входе и выходе из камеры. Источник излучения выполнен в виде двух нагревательных элементов, расположенных, соответственно, в цилиндрической стенке камеры сгорания и под горизонтальной колосниковой решеткой. Блок определения кинетических параметров горения содержит две расположенные у наблюдательных окон видеокамеры, подключенные к компьютеру, термопары, регулятор мощности и датчик давления, которые соединены с компьютером через аналогово-цифровой преобразователь. Система очистки дымовых газов содержит последовательно соединенные барботер, насадочный абсорбер и сепаратор, снабжена блоком отбора проб, линией циркуляции абсорбента, включающей в себя приемную ванну, вентиль, расходомер, форсунку, перекачивающий насос, и системой откачки дымовых газов, состоящей из вентиля, ротаметра и вентилятора.
Недостатком данного устройства является невозможность сжигания жидкого топлива, имеющего лучшие показатели экологических характеристик по сравнению с твердым топливом. Малое количество измерителей температуры внутри топочной камеры уменьшает точность полученных данных о температуре горения. Отсутствие системы анализа состава дымовых газов не позволяет получать оперативную информацию об экологических характеристиках процесса горения.
Известен комплекс для проведения исследований процессов производства, подготовки и сжигания новых видов композиционных топлив [Кравченко О.В., Суворова И.Г., Гоман В.А., Мусиенко Е.Ю., Даниленко А.М. «Комплекс для проведения исследований процессов производства, подготовки и сжигания новых видов композиционных топлив» // Технiчна теплофiзика та промислова теплоенергетика. 2013. Выпуск 5, С. 150-160.], выбранный в качестве прототипа, который содержит шаровую мельницу или аттритор, насос-диспергатор, смешивающую емкость, форсунку, насос, газоанализатор, расходомер, краны, задвижки, дроссели, измерители температур и давления, дезинтегратор грубого помола, кавитатор, прямоточное горелочное устройство, установку плазменной активации топлива (СВЧ-плазмотрон) и многофункциональное устройство определения энергозатрат в процессе приготовления композиционного топлива. Основное назначение комплекса - исследование влияния размера и формы частиц твердой фракции топлива, размера капель водной фазы, качества распыла при сжигании, интенсивности гидрокавитационной обработки, количественного соотношения компонентов на физико-химические свойства топлива, его седиментационную устойчивость и энергоэкологические показатели процесса сжигания.
Недостатком данного комплекса является малое количество измерителей температуры внутри горелочного устройства, что уменьшает точность полученных данных о температуре горения. Отсутствует средство регистрации коэффициента избытка воздуха, что необходимо для оценки полноты сгорания топлива в условиях реальных топок котлов. Отсутствует программируемый логический контроллер и персональный компьютер для сбора, обработки и хранения данных измерений и автоматизации процесса приготовления и сжигания топлива. Отсутствует камера сгорания для утилизации производимой тепловой энергии посредством нагрева отопительной воды, регистрация температуры которой необходима для моделирования полного цикла работы теплоэнергетической установки.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в создании стенда для исследования процессов сжигания композиционного топлива, позволяющего изучать протекающие в камере сгорания водогрейного котла процессы с непрерывной регистрацией расхода топлива, коэффициента избытка воздуха, температуры сжигания, концентрации антропогенных выбросов в дымовых газах.
Предложенный стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива, так же как в прототипе, содержит шаровую мельницу, смешивающую емкость, форсунку, насос, газоанализатор, расходомер, задвижки, датчики давления, измерители температур.
Согласно изобретению, стенд содержит щековую дробилку через винтовой конвейер соединенную с шаровой мельницей мокрого помола, к которой трубопроводом последовательно подсоединены мембранный насос, первый датчик давления, первый манометр и первый расходомер, который соединен со смешивающей емкостью. Емкость, наполненная водой, снабжена первым датчиком уровня, первым сигнализатором уровня и поверхностным насосом, который трубопроводами через запорно-регулирующую арматуру и второй расходомер соединен с шаровой мельницей мокрого помола и через второй датчик давления, второй манометр и третий расходомер соединен со смешивающей емкостью, которая снабжена вторым датчиком уровня и вторым сигнализатором уровня и оборудована электроприводной лопастной мешалкой, греющим кабелем и насосом-диспергатором. К смешивающей емкости трубопроводом последовательно подсоединены четвертый расходомер, третий манометр, третий датчик давления и однофазный самовсасывающий насос, который соединен с емкостью, наполненной отработанным маслом, которая снабжена третьим датчиком уровня и третьим сигнализатором уровня. Нижняя часть смешивающей емкости снабжена дозировочным насосом, который трубопроводом через последовательно расположенные пятый расходомер, четвертый манометр и четвертый датчик давления соединен с форсункой, которая вмонтирована в муфельный предтопок водогрейного котла, который снабжен первой термопарой и прибором контроля пламени. В камере сгорания водогрейного котла расположена колосниковая решетка и установлены конвективный газоход, вторая и третья термопары, змеевиковый теплообменник, один конец которого трубопроводом через первую задвижку соединен с емкостью отопительной воды, оборудованной четвертой термопарой и четвертым датчиком уровня, которая трубопроводом через циркуляционный насос соединена с другим концом змеевикового теплообменника. В верхней части водогрейный котел снабжен дымовой трубой, в которой установлен газоанализатор. В нижней части водогрейного котла установлен зольный ящик. Дренажная емкость трубопроводом через вторую задвижку соединена с емкостью отопительной воды и трубопроводом через третью задвижку соединена с смешивающей емкостью, а также трубопроводом через четвертую задвижку соединена с емкостью, наполненной водой, и трубопроводом через пятую задвижку соединена с емкостью, наполненной маслом. Дренажная емкость оснащена пятой термопарой, пятым датчиком уровня и четвертым сигнализатором уровня. Все термопары, датчики уровня, сигнализаторы уровня, расходомеры, манометры, датчики давления, насосы, винтовой конвейер, и щековая дробилка подключены к программируемому логическому контроллеру, который связан с персональным компьютером.
Предложенный стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива позволяет проводить с повышенной точностью исследования процессов сжигания различных составов композиционных топлив, экспериментально изучать протекающие в водогрейном котле процессы и непрерывно регистрировать технические характеристики, такие как расход топлива, коэффициент избытка воздуха, температура сжигания, концентрации антропогенных выбросов в дымовых газах.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого стенда.
Стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива содержит платформенные весы 1 (ПВ) соединенные с персональным компьютером, щековую дробилку 2 (ЩД), которая через винтовой конвейер 3 (ВК) соединена с шаровой мельницей мокрого помола 4 (ШМ). К шаровой мельнице мокрого помола 4 (ШМ) трубопроводом последовательно подсоединены мембранный насос 5, первый датчик давления 6, первый манометр 7 и первый расходомер 8, который соединен со смешивающей емкостью 9 (СЕ).
Емкость 10 (ЕВ), наполненная водой, снабжена первым датчиком уровня 11 и первым сигнализатором уровня 12 и поверхностным насосом 13, который трубопроводами через запорно-регулирующую арматуру 14 и второй расходомер 15 соединен с шаровой мельницей мокрого помола 4 (ШМ) и через второй датчик давления 16, второй манометр 17 и третий расходомер 18 соединен со смешивающей емкостью 9 (СЕ), которая снабжена вторым датчиком уровня 19 и вторым сигнализатором уровня 20.
Смешивающая емкость 9 (СЕ) оборудована электроприводной лопастной мешалкой 21 (ЭЛМ), греющим кабелем 22 и насосом-диспергатором 23. К смешивающей емкости 9 (СЕ) трубопроводом последовательно подсоединены четвертый расходомер 24, третий манометр 25, третий датчик давления 26 и однофазный самовсасывающий насос 27, который соединен с емкостью 28 (ЕМ), наполненной отработанным маслом, которая снабжена третьим датчиком уровня 29 и третьим сигнализатором уровня 30.
Нижняя часть смешивающей емкости 9 (СЕ) снабжена дозировочным насосом 31, который трубопроводом через последовательно расположенные пятый расходомер 32, четвертый манометр 33 и четвертый датчик давления 34 соединен с форсункой 35, которая вмонтирована в муфельный предтопок 36 (МП) водогрейного котла 37.
Муфельный предтопок 36 (МП) снабжен первой термопарой 38 и прибором контроля пламени 39. В камере сгорания водогрейного котла 37 установлены колосниковая решетка, конвективный газоход, вторая и третья термопары 40, 41, змеевиковый теплообменник, один конец которого трубопроводом через первую задвижку 42 соединен с емкостью отопительной воды 43 (ЕОВ) оборудованной четвертой термопарой 44 и четвертым датчиком уровня 45, которая трубопроводом через циркуляционный насос 46 соединена с другим концом змеевикового теплообменника.
В верхней части водогрейный котел 37 снабжен дымовой трубой, в которой установлен газоанализатор 47. В нижней части водогрейного котла 37 установлен зольный ящик.
Дренажная емкость 48 (ДЕ) трубопроводом через вторую задвижку 49 соединена с емкостью отопительной воды 43 (ЕОВ), трубопроводом через третью задвижку 50 соединена с смешивающей емкостью 9 (СЕ), трубопроводом через четвертую задвижку 51 соединена с емкостью 10 (ЕМ), наполненной водой, и трубопроводом через пятую задвижку 52 соединена с емкостью 28 (ЕМ), наполненной маслом. Дренажная емкость 48 (ДЕ), оснащена пятой термопарой 53, пятым датчиком уровня 54 и четвертым сигнализатором уровня 55.
Все термопары 38, 40, 41, 44, 53, датчики уровня 11, 19, 29, 45, 54, сигнализаторы уровня 12, 20, 30, 55, расходомеры 8, 15, 18, 24, 32, манометры 7, 17, 25, 33, датчики давления 6, 16, 26, 34, насосы 5, 13, 23, 27, 31, 46, винтовой конвейер 3 (ВК), и щековая дробилка 2 (ЩД) подключены к программируемому логическому контроллеру, который связан с персональным компьютером (на фиг. 1 не показано).
Используют твердотопливное сырье: или уголь, или фильтр-кек, или угольный шлам, с размером кусков не более 5 см, которое взвешивают при помощи платформенных весов 1 (ПВ) соединенных с персональным компьютером, после чего измельчают в щековой дробилке 2 (ЩД) до размера частиц не более 1 см. Измельченные твердые частицы с помощью винтового конвейера 3 (ВК) подают в шаровую мельницу мокрого помола 4 (ШМ). Для получения суспензии в шаровую мельницу мокрого помола 4 (ШМ) с помощью поверхностного насоса 13 подают воду из емкости 10 (ЕВ). Полученную суспензию с размером частиц твердой фазы не более 150 мкм подают в смешивающую емкость 9 (СЕ) при помощи мембранного насоса 5. Затем в смешивающую емкость 9 (СЕ) при помощи однофазного самовсасывающего насоса 27 подают отработанное масло из емкости 28 (ЕМ) и дополнительно воду из емкости 10 (ЕВ) для достижения требуемой влажности топливного состава. Запорно-регулирующая арматура 14 разделяет водяной поток на два тракта, обеспечивающих параллельную подачу воды как в смешивающую емкость 9 (СЕ), так и в шаровую мельницу мокрого помола 4 (ШМ). Для гомогенизации и стабилизации суспензии, полученной в смешивающей емкости 9 (СЕ), кроме перемешивания электроприводной лопастной мешалкой 21 (ЭЛМ) выполняют циркуляцию топлива через насос-диспергатор 23.
Полученное композиционное топливо от смешивающей емкости 9 (СЕ) при помощи дозировочного насоса 31 подают в муфельный предтопок 36 (МП) через форсунку 35 для распыления и факельного сжигания в камере сгорания водогрейного котла 37. С помощью прибора контроля пламени 39, расположенного в муфельном предтопке 36 (МП), обеспечивают безопасность работы водогрейного котла 37 посредством отключения подачи топлива при погасании факела. Процесс зажигания и выгорания исследуемого композиционного топлива контролируют тремя термопарами: первой термопарой 38, расположенной в муфельном предтопке 36 (МП), второй 40 и третьей 41 термопарами, расположенными в камере сгорания водогрейного котла 37. С помощью газоанализатора 47, установленного в дымовой трубе водогрейного котла 37, регистрируют содержание основных антропогенных выбросов (NOx, SOx, CO2, CO) в дымовых газах.
Утилизацию производимой тепловой энергии водогрейным котлом 37 производят посредством нагрева отопительной воды, поступающей из емкости отопительной воды 43 (ЕОВ) в змеевиковый теплообменник и возвращения нагретой воды обратно в емкость отопительной воды 43 (ЕОВ), в которой температуру воды регистрируют с помощью четвертой термопары 44. При возникновении аварийной ситуации или при плановом останове стенда предусмотрен по подключенным ко всем емкостям трубопроводам с задвижками 49, 50, 51, 52 экстренный слив жидкостей из емкостей в дренажную емкость 48 (ДЕ), в которой температуру воды регистрируют пятой термопарой 53.
Безопасную и бесперебойную работу стенда обеспечивают при помощи датчиков уровня 11, 19, 29, 45, 54, которые осуществляют постоянное измерение уровня в емкостях, и сигнализаторов уровня 12, 20, 30, 55, которые подают сигнал, когда уровень в емкостях достигает заданного значения или опускается ниже заданного положения. При помощи расходомеров 8, 15, 18, 24, 32, манометров 7, 17, 25, 33 и датчиков давления 6, 16, 26, 34 осуществляют контроль достижения требуемых концентраций каждого компонента композиционного топлива, и обеспечение необходимого расхода композиционного топлива.
От всех термопар 38, 40, 41, 44, 53, датчиков уровня 11, 19, 29, 45, 54, сигнализаторов уровня 12, 20, 30, 55, расходомеров 8, 15, 18, 24, 32, манометров 7, 17, 25, 33, датчиков давления 6, 16, 26, 34, насосов 5, 13, 23, 27, 31, 46, винтового конвейера 3 (ВК), и щековой дробилки 2 (ЩД) информация поступает на программируемый логический контроллер, с помощью которого выполняют обработку входных сигналов и выдачу управляющих воздействий, контролируют работу стенда в режиме реального времени и регистрируют полученные данные на персональном компьютере.
Таким образом, осуществляют исследование процессов сжигания различных составов композиционного топлива, изучая протекающие в топке водогрейного котла 37 процессы с непрерывной регистрацией технических характеристик, таких как расход топлива, коэффициент избытка воздуха, температура сжигания, концентрации антропогенных выбросов в дымовых газах.
Claims (1)
- Стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива, содержащий шаровую мельницу, насос-диспергатор, смешивающую емкость, форсунку, насос, газоанализатор, расходомер, задвижки, датчики давления, измерители температур, отличающийся тем, что содержит щековую дробилку, через винтовой конвейер соединенную с шаровой мельницей мокрого помола, к которой трубопроводом последовательно подсоединены мембранный насос, первый датчик давления, первый манометр и первый расходомер, который соединен со смешивающей емкостью, при этом емкость, наполненная водой, снабжена первым датчиком уровня, первым сигнализатором уровня и поверхностным насосом, который трубопроводами через запорно-регулирующую арматуру и второй расходомер соединен с шаровой мельницей мокрого помола и через второй датчик давления, второй манометр и третий расходомер соединен со смешивающей емкостью, которая снабжена вторым датчиком уровня и вторым сигнализатором уровня и оборудована электроприводной лопастной мешалкой, греющим кабелем и насосом-диспергатором, причем к смешивающей емкости трубопроводом последовательно подсоединены четвертый расходомер, третий манометр, третий датчик давления и однофазный самовсасывающий насос, который соединен с емкостью, наполненной отработанным маслом, которая снабжена третьим датчиком уровня и третьим сигнализатором уровня, при этом нижняя часть смешивающей емкости снабжена дозировочным насосом, который трубопроводом через последовательно расположенные пятый расходомер, четвертый манометр и четвертый датчик давления соединен с форсункой, которая вмонтирована в муфельный предтопок водогрейного котла, который снабжен первой термопарой и прибором контроля пламени, в камере сгорания водогрейного котла расположена колосниковая решетка и установлены конвективный газоход, вторая и третья термопары, змеевиковый теплообменник, один конец которого трубопроводом через первую задвижку соединен с емкостью отопительной воды, оборудованной четвертой термопарой и четвертым датчиком уровня, которая трубопроводом через циркуляционный насос соединена с другим концом змеевикового теплообменника, в верхней части водогрейный котел снабжен дымовой трубой, в которой установлен газоанализатор, в нижней части водогрейного котла установлен зольный ящик, дренажная емкость трубопроводом через вторую задвижку соединена с емкостью отопительной воды и трубопроводом через третью задвижку соединена с смешивающей емкостью, а также трубопроводом через четвертую задвижку соединена с емкостью, наполненной водой, и трубопроводом через пятую задвижку соединена с емкостью, наполненной маслом, причем дренажная емкость оснащена пятой термопарой, пятым датчиком уровня и четвертым сигнализатором уровня, все термопары, датчики уровня, сигнализаторы уровня, расходомеры, манометры, датчики давления, насосы, винтовой конвейер, и щековая дробилка подключены к программируемому логическому контроллеру, который связан с персональным компьютером.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2817611C1 true RU2817611C1 (ru) | 2024-04-16 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2829043C1 (ru) * | 2024-05-15 | 2024-10-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Стенд для исследования процессов сжигания и пиролиза композиционного жидкого топлива |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2274851C2 (ru) * | 2004-04-12 | 2006-04-20 | Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования (НТЦ РПО) | Устройство для определения параметров воспламенения и горения твердых материалов |
RU2596797C1 (ru) * | 2015-09-28 | 2016-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Стенд для исследования процесса зажигания и горения капли органоводоугольного топлива |
JP2020046280A (ja) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | 三菱重工業株式会社 | 灰溶融温度推定装置および灰溶融温度推定方法 |
RU2749625C1 (ru) * | 2020-05-25 | 2021-06-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Огневой стенд для испытания различных видов топлива |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2274851C2 (ru) * | 2004-04-12 | 2006-04-20 | Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования (НТЦ РПО) | Устройство для определения параметров воспламенения и горения твердых материалов |
RU2596797C1 (ru) * | 2015-09-28 | 2016-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Стенд для исследования процесса зажигания и горения капли органоводоугольного топлива |
JP2020046280A (ja) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | 三菱重工業株式会社 | 灰溶融温度推定装置および灰溶融温度推定方法 |
RU2749625C1 (ru) * | 2020-05-25 | 2021-06-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Огневой стенд для испытания различных видов топлива |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КРАВЧЕНКО О.В и др., "Комплекс для проведения исследований процессов производства, подготовки и сжигания новых видов композиционных топлив", "Технiчна теплофiзика та промислова теплоенергетика", выпуск 5, 2013. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2829043C1 (ru) * | 2024-05-15 | 2024-10-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Стенд для исследования процессов сжигания и пиролиза композиционного жидкого топлива |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102353763A (zh) | 一种测试煤炭自燃发火期小型模拟装置 | |
Dias et al. | Test of a small domestic boiler using different pellets | |
CN102393403B (zh) | 一种含高浓度co尾气燃烧特性检测装置及其方法 | |
CN108982683B (zh) | 一种煤矿乏风通入燃煤锅炉混烧氧化的分析装置及方法 | |
CN114217007B (zh) | 一种基于锥形量热仪的外焰点火平台 | |
CN109557242A (zh) | 一种沥青材料阻燃性能测试仪器及方法 | |
RU2817611C1 (ru) | Стенд для исследования процессов сжигания композиционного топлива | |
CN104949123B (zh) | 一种用于天然气掺烧醇基燃料的装置和方法 | |
Valente et al. | Emissions mitigation by control of biomass feeding in an industrial biomass boiler | |
CN107545810A (zh) | 一种研究不同液位深度池火燃烧特性的实验装置 | |
RU2274851C2 (ru) | Устройство для определения параметров воспламенения и горения твердых материалов | |
CN106053531A (zh) | 一种生物质打捆燃料燃烧实验台 | |
CN205844234U (zh) | 一种生物质打捆燃料燃烧实验台 | |
CN204853482U (zh) | 一种用于天然气掺烧醇基燃料的装置 | |
CN205826586U (zh) | 一种连续法测定活性焦二氧化硫容量的自动化装置 | |
CN101666794A (zh) | 生物质致密成型燃料燃烧试验台 | |
Zima et al. | Combustion of wood pellets in a low-power multi-fuel automatically stoked heating boiler | |
US4565788A (en) | Method of determining heat losses due to incomplete fuel combustion | |
Szubel et al. | Impact of the air supply system configuration on the straw combustion in small scale batch-boiler-experimental and numerical studies | |
RU2749625C1 (ru) | Огневой стенд для испытания различных видов топлива | |
RU2252364C1 (ru) | Способ и устройство регулирования режима горения паропроизводительной установки | |
RU174688U1 (ru) | Установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении | |
RU90567U1 (ru) | Установка для определения склонности судовых дизельных и остаточных топлив к образованию высокотемпературных отложений | |
RU2829043C1 (ru) | Стенд для исследования процессов сжигания и пиролиза композиционного жидкого топлива | |
CN212228894U (zh) | 一种煤自燃过程中氧气浓度的实时监测装置 |