RU46949U1 - Установка для получения водотопливной эмульсии - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области подготовки топлива, предназначенного для использования в энерго- и тепло генерирующих установках и агрегатах, а именно: к средствам для получения водотопливных эмульсий. При использовании предлагаемой полезной модели размеры дисперсной фазы (воды) уменьшаются до 1,0 микрона, повышается равномерность распределения дисперсной фазы в дисперсной среде (топливе), увеличивается стойкость топлива, снижается количество выделяющихся при горении топлива вредных окислов, увеличивается производительность и упрощается конструкция установки. Указанные технические результаты достигаются тем, что на всасывающем участке топливопровода установки врезан трубопровод подачи воды, оканчивающийся внутри топливопровода перфорированным цилиндрическим наконечником, расположенным коаксиально топливопроводу, а смеситель установлен на напорной части топливопровода. Отверстие для выхода топлива из топливного фильтра расположено ниже топливопровода, при этом трубопровод подачи воды врезан в верхней части участка топливопровода, идущего от топливного фильтра, коаксиально горизонтальному участку топливопровода. Насос имеет байпасную линию с регулирующим клапаном, соединяющую всасывающий и напорный участки топливопровода. На трубопроводе подачи воды установлены обратный клапан и/или фильтр тонкой очистки и/или электромагнитный счетчик расхода воды. На напорной части топливопровода перед и за гидродинамическим смесителем установлены манометры давления, и к нижней части топливного фильтра подключен паропровод низкого давления. В установке использован трехвинтовой насос.

Description

Полезная модель относится к области подготовки топлива, предназначенного для использования в энерго- и теплогенерирующих установках и агрегатах, а именно: к средствам для получения водотопливных эмульсий.

Известна установка для получения водотопливной эмульсии, содержащая трубопровод подачи воды, топливопровод, на котором установлены насос, разделяющий его на всасывающий и напорный участки, и смеситель (см. Авторское свидетельство СССР №731019, кл. F 02 М 25/02, опублик. 30.04.80).

Указанная установка обладает низкой производительностью, громоздка, не обеспечивает качество и стойкость приготовляемого топлива.

Наиболее близкой по своей технической сущности и достигаемому результату к предложенной является установка для получения водотопливной эмульсии, содержащая трубопровод подачи воды, топливопровод, на котором установлены насос, разделяющий его на всасывающий и напорный участки, и смеситель, выполненный в виде гидродинамического диспергатора (см. Авторское свидетельство СССР №1172585, кл. F 02 М 13/10, опублик. 15.08.85).

Данная установка обеспечивает увеличение степени дисперсности водотопливной эмульсии и оптимизирует концентрацию воды в топливе в зависимости от мощности двигателя.

Однако эта установка еще более громоздкая и такая же мало производительная, как установка - аналог. Кроме того, производимое с ее помощью топливо по-прежнему нестойкое, а его качество - невысокое.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества, сроков хранения и экологичности водотопливных эмульсий, а также - повышение экономичности, надежности и уменьшение массо-габаритных характеристик установок для получения водотопливной эмульсии.

При осуществлении предлагаемой полезной модели будут получены следующие технические результаты: уменьшены размеры дисперсной фазы (воды) до 1,0 микрона, повышена равномерность распределения дисперсной фазы в дисперсной среде (топливе),

увеличена стойкость топлива, снижено количество выделяющихся при горении топлива вредных окислов, увеличена производительность и упрощена конструкция установки.

Для достижения вышеуказанных технических результатов в установке для получения водотопливной эмульсии, содержащей трубопровод подачи воды, топливопровод, на котором установлен насос, разделяющий его на всасывающий и напорный участки, и смеситель, выполненный в виде гидродинамического диспергатора, на всасывающем участке топливопровода в него врезан трубопровод подачи воды, оканчивающийся внутри топливопровода перфорированным цилиндрическим наконечником, расположенным коаксиально топливопроводу, а смеситель установлен на напорной части топливопровода.

Кроме того, для достижения этих технических результатов отверстие для выхода топлива из топливного фильтра расположено ниже топливопровода, при этом трубопровод подачи воды врезан в верхней части участка топливопровода, идущего от топливного фильтра, коаксиально горизонтальному участку топливопровода.

Перечисленные выше технические результаты достигаются также тем, что насос имеет байпасную линию с регулирующим клапаном, соединяющую всасывающий и напорный участки топливопровода, и тем, что на трубопроводе подачи воды установлены обратный клапан и/или фильтр тонкой очистки и/или электромагнитный счетчик расхода воды.

Также вышеотмеченные результаты достигаются с помощью того, что на напорной части топливопровода перед и за гидродинамическим смесителем установлены манометры давления, и к нижней части топливного фильтра подключен паропровод низкого давления, а, кроме того, потому что в установке использован трехвинтовой насос.

На чертеже представлена схема установки для получения водотопливной эмульсии.

Установка для получения водотопливной эмульсии состоит из топливопровода 1, топливного фильтра 2, трубопровода подачи воды 3, насоса 4, смесителя 5, выполненного в виде гидродинамического диспергатора, вентилей 6, байпасной линии 7, обратного клапана 8, паропровода 9.

Установка для получения водотопливной эмульсии работает следующим образом.

Подключают топливопровод 1 установки для получения водотопливной эмульсии (далее установка) к, например, железнодорожной цистерне (на черт. не показана), открывают вентили 6 и подают напряжение на электродвигатель насоса 4, после чего топливо начинает поступать в установку. Для повышения надежности установки поступающее в топливопровод 1 топливо вначале может очищаться от механических примесей с помощью топливного фильтра 2. Для образования водотопливной эмульсии на всасывающий участок топливопровода 1 по трубопроводу подачи воды 3 через перфорированный цилиндрический наконечник (на черт не показан), расположенному

коаксиально топливопроводу 1, подают воду, которая дробится на мельчайшие частицы и равномерно распределяется в топливе. Топливный фильтр 2, предпочтительно, устанавливают таким образом, чтобы отверстие для выхода топлива из топливного фильтра 2, оказалось ниже уровня топливопровода 1, при этом трубопровод подачи воды 3 врезают в верхней части участка топливопровода 1, идущего от топливного фильтра 2, коаксиально горизонтальному участку топливопровода 1, что позволяет за счет увеличения турбулентности потока топлива на данном участке топливопровода 1 улучшить его перемешивание с поступающей в топливопровод 1 водой. На трубопроводе подачи воды 3 установлен обратный клапан 8, исключающий опасность попадания топлива в емкости с водой. Кроме того, на трубопроводе 3 могут быть установлен фильтр тонкой очистки (на черт не показан), что позволяет направлять на установку техническую воду, а также - электромагнитный счетчик расхода воды. Образующаяся после смешения топлива и воды грубодисперсная водотопливная смесь далее поступает на всас насоса 4, который выполнен, например, трехвинтовым, и обеспечивает эффективную смазку и охлаждение его узлов трения. В насосе 4 происходит дальнейшее улучшение дисперсности водотопливной эмульсии. Кроме этого, применение именно трехвинтового насоса позволяет улучшить экологическую обстановку в месте расположения установки, обеспечить дополнительный подогрев и постоянный расход водотопливной эмульсии, т.е. данный насос является, по существу, дозатором, а также - увеличить производительность установки. На всасывающем участке топливопровода 1 от топливного фильтра 2 до насоса 4 установлены приборы (на черт. не показаны), контролирующие давление и температуру водотопливной эмульсии, что позволяет поддерживать заданный технологический регламент. Насос 4 может быть снабжен байпасной линией 7 с регулирующим клапаном (на черт. не показан), соединяющей всасывающую и напорную части топливопровода 1. Это сделано для того, чтобы обеспечить регулировку потока водотопливной эмульсии, подающийся на гидродинамический смеситель 5, а также повышение температуры и снижение вязкости эмульсии на всасе насоса 4 и/или выходе из него, если ее температура не удовлетворяет тем или иным требованиям. Кроме того, байпасная линия 7 позволяет облегчить условия пуска установки за счет снижения нагрузки на электрические пусковые устройства, т.к. позволяет водотопливной эмульсии циркулировать "в обход" насоса 4 до тех пор, пока температура и, следовательно, вязкость водотопливной эмульсии не достигнут рабочих значений. Таким образом, конструктивные особенности установки создают такой режим работы гидродинамического смесителя 5, при котором становиться возможным использовать и перерабатывать в эмульсии обводненные вязкие тяжелые мазуты и отдельные нефтяные шламы. Как уже отмечалось выше, из насоса 4 грубодисперсная эмульсия по топливопроводу 1 поступает на гидродинамический

смеситель 5, который генерирует акустические и кавитационные поля. Под воздействием этих полей происходит активация и деструкция длинных и непрочных молекул компонентов топлива. В результате из гидродинамического смесителя 5 в топливопровод 1 поступает стойкая водотопливная эмульсия с содержанием водной фазы до 70% и размерами дисперсной фазы (воды) до 1,0 микрона, равномерно распределенной в дисперсной фазе (топливе), с низкими значениями динамической вязкости и, соответственно, с высокой текучестью. Далее по топливо про воду 1 тонко дисперсная водотопливная эмульсия направляется, например, в емкости для ее хранения (на черт. не показаны).

Параметры работы гидродинамического смесителя 5 контролируются измерительными приборами - манометрами давления, установленными на входе и выходе из него (на черт. не показаны). В частности, при изменении давления выше допустимого по сигналу манометра давления будет отключен электродвигатель насоса 4, и он остановится. Это позволяет предотвратить поломки и насоса 4 и всех остальных узлов установки. Дополнительно установка может быть оснащена паропроводом низкого давления 9, который подключают к вентилю 6 в нижней части топливного фильтра 2. Указанное решение позволяет перед пуском прогревать установку и подключенные к ней коммуникации, что благоприятно сказывается на условиях работы электрических пусковых устройств и, следовательно, на их надежности, а также уменьшает вязкость шламов на внутренних поверхностях узлов установки и облегчает их удаление.

Кроме того, на топливопроводе 1 имеются пробоотборные точки (на черт. не показаны) для аналитического контроля качества исходного топлива и водотопливной эмульсии на различных этапах ее подготовки. Также на установке контролируют влагосодержание получаемой водотопливной эмульсии с помощью прибора (на черт. не показан), соотносящего количество поданных на установку воды и топлива с контрольными показателями влагосодержания. Поскольку установку для получения водотопливной эмульсии - компактная и смонтирована на сварной раме из швеллера (на черт. не показана), ее можно достаточно легко перевозить и подключать, по мере необходимости, к сетям и коммуникациям различных мазутных хозяйств.

Таким образом, использование заявленной полезной модели позволяет повысить производительность, экономичность, надежность установки для получения водотопливной эмульсии, уменьшить ее массо-габаритные характеристики, а также получить с помощью этой установки водотопливную эмульсию высокого качества, экологичную, с большим сроком хранения.

Claims (11)

1. Установка для получения водотопливной эмульсии, содержащая трубопровод подачи воды, топливопровод, на котором установлен насос, разделяющий его на всасывающий и напорный участки, и смеситель, выполненный в виде гидродинамического диспергатора, отличающаяся тем, что на всасывающем участке топливопровода в него врезан трубопровод подачи воды, оканчивающийся внутри топливопровода перфорированным цилиндрическим наконечником, расположенным коаксиально топливопроводу, а смеситель установлен на напорной части топливопровода.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на всасывающем участке топливопровода, до места врезки в него трубопровода подачи воды, установлен топливный фильтр.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что отверстие для выхода топлива из топливного фильтра расположено ниже топливопровода, при этом трубопровод подачи воды врезан в верхней части участка топливопровода, идущего от топливного фильтра, коаксиально горизонтальному участку топливопровода.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что насос имеет байпасную линию, соединяющую всасывающий и напорный участки топливопровода.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что на байпасной линии установлен регулирующий клапан.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на трубопроводе подачи воды установлен обратный клапан.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на трубопроводе подачи воды установлен фильтр тонкой очистки.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на трубопроводе подачи воды установлен электромагнитный счетчик расхода воды.

9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на напорной части топливопровода перед и за гидродинамическим смесителем установлены манометры давления.

10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в установке использован трехвинтовой насос.

11. Установка по п.2, отличающийся тем, что к нижней части топливного фильтра подключен паропровод низкого давления.