UA139388U

UA139388U - ZORYA HEAT GENERATOR BURNER

Info

Publication number: UA139388U
Application number: UAU201903138U
Authority: UA
Inventors: В'Ячеслав Костянтинович Цебратенко; Олексій Іванович Колоколов
Original assignee: В'Ячеслав Костянтинович Цебратенко; Олексій Іванович Колоколов
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-01-10

Abstract

Тепловодогенераторний пальник виконаний з вкладених одна в одну з проміжком внутрішньої та зовнішньої труб, утворюючи технологічний циліндр, оснащений паливними ємкостями. Ємкість внутрішньої труби утворює вогневу камеру. Внутрішня та зовнішня труби технологічного циліндра заглушені фланцями, створюючи ізольовані кільцеві та технологічні ємкості, які примикають одна до одної, та розташовані у відповідності до стадій: технологічна ємкість нагріву палива, технологічна ємкість нагріву води, технологічна ємкість нагріву повітря, що опосередковано з'єднана трубопроводом з технологічною ємкістю нагріву палива. Лінійні розміри технологічних ємкостей відповідають характеру розподілу температури у вогневій камері.The heat-generating burner is made of nested inner and outer pipes, forming a process cylinder equipped with fuel tanks. The capacity of the inner tube forms a fire chamber. The inner and outer pipes of the process cylinder are muffled by flanges, creating insulated annular and process tanks, which are adjacent to each other, and are located in accordance with the stages: technological capacity of fuel heating, technological capacity of water heating, technological capacity of air heating indirectly connected by pipeline. with technological capacity of fuel heating. The linear dimensions of the technological tanks correspond to the nature of the temperature distribution in the fire chamber.

Description

Корисна модель належить до теплоенергетики, а саме - до пристроїв, в яких газоподібне паливо спалюється для одержання полум'я, та може бути використана в металургії при нагріванні футерівки сталерозливних ковшів, для попереднього розігріву металу в електропечах, для сушки матеріалів на будівництві, для нагрівання води та інших технологічних установках.The useful model belongs to thermal power engineering, namely to devices in which gaseous fuel is burned to produce a flame, and can be used in metallurgy for heating the lining of steel pouring ladles, for preheating metal in electric furnaces, for drying materials in construction, for heating water and other technological installations.

Загальновідомі пальники (АС СРСР Мо 213690, МПК Е26В 40/60 від 1968; патент РосійськоїWell-known burners (AS USSR Mo 213690, IPC E26B 40/60 from 1968; patent of the Russian

Федерації Мо2229656, МПК Б23С 11/00, публ. 27.05.2004; патент Російської ФедераціїFederation Mo2229656, IPC B23S 11/00, publ. 05/27/2004; patent of the Russian Federation

Мо2133411, МПК БГ23А 33/34, публ. 20.07.1999; патент Російської Федерації Мо 2249765, МПКMo2133411, IPC BG23A 33/34, publ. 20.07.1999; patent of the Russian Federation No. 2249765, IPC

Е230 14/76; г230 11/00, публ.2005 р.), конструктивне виконання яких не забезпечує достатню повноту спалювання палива, незгоріле паливо осідає на стінках камери згоряння, утворюється нагар в камерах згоряння, частина незгорілого палива з потоком повітря потрапляє в повітряне середовище.E230 14/76; g230 11/00, publ. 2005), the design of which does not ensure sufficient fuel combustion, unburned fuel settles on the walls of the combustion chamber, soot forms in the combustion chambers, part of the unburned fuel with the air flow enters the air environment.

Відомий газовий пальник (патент України Мо 32451, МПК Р230 14/00, публ. 2008 р.), який не забезпечує рівномірного підмішування повітря до факелу полум'я. Це призводить до розсіювання теплової енергії та повноти спалювання палива. Крім цього зменшується ефективність спалювання палива за рахунок того, що при великій витраті газоповітряної суміші факел полум'я віддаляється за межі необхідної зони контакту з поверхнею нагріву пальника.A well-known gas burner (patent of Ukraine Mo 32451, IPC P230 14/00, publ. 2008), which does not ensure uniform mixing of air to the flame torch. This leads to the dissipation of thermal energy and the complete combustion of fuel. In addition, the efficiency of fuel burning decreases due to the fact that with a large consumption of gas-air mixture, the flame torch moves beyond the necessary contact zone with the heating surface of the burner.

Відомий газовий пальник (патент України Мо 34812,МПК Р230 14/02, ЕБ230 14/22 публ. 2001 р.). При використанні даної конструкції пальника не забезпечується ефективне утворювання спалювання газу у широкому діапазоні зміни надлишків повітря, при низькому рівні емісії оксидів азоту та оксиду вуглецю, при мінімальних втратах повного тиску. При цьому не забезпечується підтримання якісних показників надійності, енергетичних та екологічних характеристик. Крім цього недоліками конструкції пальника є високі його масові та габаритні показники.Well-known gas burner (patent of Ukraine Mo 34812, MPK R230 14/02, EB230 14/22 publ. 2001). When using this burner design, effective formation of gas combustion is not ensured in a wide range of changes in excess air, at a low level of emission of nitrogen oxides and carbon monoxide, with minimal losses of total pressure. At the same time, maintenance of quality indicators of reliability, energy and environmental characteristics is not ensured. In addition, the disadvantages of the burner design are its high mass and overall dimensions.

Найбільш близьким аналогом за технічною суттю і сукупністю істотних ознак до запропонованої корисної моделі є теплогазогенераторна установка (патент РосійськоїThe closest analog in terms of technical essence and set of essential features to the proposed useful model is a heat and gas generator installation (patent of the Russian

Федерації Мо 2478688, МПК СтТ0Сс 47/00, публ. 2013 р.).Federation Mo 2478688, IPC StT0Ss 47/00, publ. 2013).

Представлена теплогазогенераторна установка має складний багатоланковий корпус, виконаний у вигляді двох вкладених із проміжком одна в одну циліндричних труб, утворюючих технологічний циліндр, розділений на ізольовані ступені за числом стадій процесу приготуванняThe presented heat and gas generator unit has a complex multi-link housing, made in the form of two cylindrical pipes nested with a gap in each other, forming a technological cylinder, divided into isolated stages according to the number of stages of the cooking process

Зо паливної суміші. Вогневу камеру утворює ємкість внутрішньої труби. Пристрій для змішування виконано у вигляді інжектора з окремим вводом води у вигляді пару і вводу вуглеводного компонента. Вихід останнього ступеня технологічного циліндра з'єднаний трубопроводом зі входом вогневої камери, де встановлена пальникова система з запальним пристроєм, робочим пальником, пальником запуску. Установка оснащена паливними ємкостями, виконаними у вигляді герметичних ємкостей для води і вуглеводного компонента.From the fuel mixture. The fire chamber is formed by the capacity of the inner pipe. The mixing device is made in the form of an injector with a separate input of water in the form of steam and input of a carbohydrate component. The output of the last stage of the technological cylinder is connected by a pipeline to the entrance of the fire chamber, where a burner system with an ignition device, a working burner, and a start-up burner is installed. The installation is equipped with fuel tanks made in the form of hermetic tanks for water and the hydrocarbon component.

Пристрій може бути виконано у вигляді триступінчатого технологічного циліндра, в якому перший ступінь реалізує стадію пароутворення, виконаний з незалежним індукційним джерелом тепла, другий ступінь реалізує стадії змішування компонентів та нагрівання парогазової суміші, третій ступінь забезпечує стадію розігріву для одержання паливної суміші, при цьому в пристрої витратна ємкість для води з'єднана трубопроводом зі входом першого ступеня технологічного циліндра, вихід якого з'єднано трубопроводом з першим входом інжектора, другий вхід інжектора з'єднаний трубопроводом з витратною ємкістю вуглеводного компонента, вихід інжектора з'єднаний трубопроводом з другим ступенем технологічного циліндра, з'єднаного трубопроводом з третім ступенем технологічного циліндра. А на вході турбінної пальникової системи може бути встановлено пристрій турбонаддуву.The device can be made in the form of a three-stage technological cylinder, in which the first stage implements the stage of vaporization, made with an independent induction heat source, the second stage implements the stages of mixing components and heating the steam-gas mixture, the third stage provides the stage of heating to obtain the fuel mixture, while in the device the consumption capacity for water is connected by a pipeline to the input of the first stage of the technological cylinder, the output of which is connected by a pipeline to the first inlet of the injector, the second inlet of the injector is connected by a pipeline to the consumption capacity of the hydrocarbon component, the output of the injector is connected by a pipeline to the second stage of the technological cylinder , connected by a pipeline to the third stage of the technological cylinder. A turbocharging device can be installed at the inlet of the turbine burner system.

До недоліків найближчого аналога належить використання додаткового обладнання для попереднього підігрівання компонентів, утворюючих полум'я, що ускладнює конструкцію пальника, збільшує собівартість та призводить до значного зменшення надійності.The disadvantages of the closest analogue include the use of additional equipment for preheating the flame-forming components, which complicates the design of the burner, increases the cost and leads to a significant decrease in reliability.

Крім цього введення окислювача в зону горіння при знижених температурах призводить до інтенсивного її охолодження, що знижує ефективність пальника.In addition, the introduction of an oxidizer into the combustion zone at low temperatures leads to its intense cooling, which reduces the efficiency of the burner.

Підігрівання компонентів вище заданої температури сприяє термічному розкладанню з утворенням коксу, що також є суттєвим недоліком.Heating the components above the specified temperature promotes thermal decomposition with the formation of coke, which is also a significant disadvantage.

В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача шляхом удосконалення конструкції теплогазогенераторного пальника забезпечити компактність, зменшення собівартості його виготовлення, підвищити ефективність процесу сгоріння за рахунок попереднього підігрівання компонентів, утворюючих полум'я.The proposed useful model is based on the task of improving the design of the heat and gas generator burner to ensure compactness, reduce the cost of its manufacture, and increase the efficiency of the combustion process due to the preheating of the flame-forming components.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в тепловодогенераторному пальнику, виконаному з вкладених одна в одну з проміжком внутрішньої та зовнішньої труб, утворюючи технологічний циліндр, оснащений паливними ємкостями, а ємкість внутрішньої труби утворює бо вогневу камеру, згідно з корисною моделлю, внутрішня та зовнішня труби технологічного циліндра заглушені фланцями, створюючи ізольовані кільцеві та технологічні ємкості, які примикають одна до одної, та розташовані у відповідності до стадій процесу приготування паливної суміші, а саме - технологічна ємкість нагріву палива, технологічна ємкість нагріву води, технологічна ємкість нагріву повітря, що опосередковано з'єднана трубопроводом з технологічною ємкістю нагріву палива, причому лінійні розміри технологічних ємкостей відповідають характеру розподілу температури у вогневій камері.The task is solved due to the fact that in a heat-water generator burner made of inner and outer pipes nested inside each other with a gap, forming a technological cylinder equipped with fuel tanks, and the capacity of the inner pipe forms a fire chamber, according to a useful model, the inner and outer the pipes of the technological cylinder are closed with flanges, creating isolated annular and technological capacities that are adjacent to each other and are located in accordance with the stages of the fuel mixture preparation process, namely - technological fuel heating capacity, technological water heating capacity, technological air heating capacity that is indirectly connected by a pipeline to the fuel heating process tank, and the linear dimensions of the process tanks correspond to the nature of the temperature distribution in the fire chamber.

Основна відмінність запропонованої корисної моделі від вищезгаданих і найближчого аналога зокрема полягає у створенні простої та надійної конструкції пальника з невисокою собівартістю.The main difference of the proposed useful model from the above-mentioned and the closest analog, in particular, lies in the creation of a simple and reliable design of the burner with a low cost.

Наявність ізольованих кільцевих ємкостей дає можливість здійснювати попереднє підігрівання компонентів, утворюючих полум'я, а їх розташування у відповідних температурних зонах вогневої камери - підвищити ефективність процесу горіння. Подача перегрітої пари в зону високих температур пальника сприяє значному зменшенню витрати газоподібного та рідкого палива, а також підвищенню ефективності процесу горіння.The presence of insulated ring containers makes it possible to preheat the flame-forming components, and their location in the appropriate temperature zones of the fire chamber - to increase the efficiency of the combustion process. The supply of superheated steam to the zone of high temperature of the burner helps to significantly reduce the consumption of gaseous and liquid fuel, as well as to increase the efficiency of the combustion process.

Пальник відрізняється простотою конструкції і технологічністю у виготовленні, надійністю у роботі, високою енергетичною ефективністю.The burner is distinguished by its simple design and manufacturing processability, reliability in operation, and high energy efficiency.

Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 представлений загальний вигляд тепловодогенераторного пальника; на фіг. 2 - графік розподілу температури.The essence of the proposed useful model is explained by the drawing, where in fig. 1 shows the general view of the heat and water generator burner; in fig. 2 - graph of temperature distribution.

Тепловодогенераторний пальник складається з вкладених одна в одну з проміжком внутрішньої та зовнішньої труб 16, 17, відповідно, утворюючи технологічний циліндр, заглушений фланцями 18, та має ізольовані кільцеві 1, 4, 8 і технологічні ємкості, які примикають одна до одної. Ємкість внутрішньої труби 16 утворює вогневу камеру 5.The hot-water generator burner consists of inner and outer pipes 16, 17 nested in each other with a gap, respectively, forming a process cylinder, blocked by flanges 18, and has insulated ring 1, 4, 8 and process tanks that are adjacent to each other. The capacity of the inner pipe 16 forms the fire chamber 5.

Технологічна ємкість 1 поєднана з паливною ємкістю З, заповненою мастилом, ємкість 4 - з паливною ємкістю 6, в якій знаходиться вода, а ємкість 8 - з паливною ємкістю 9 (ресивер), заповненою повітрям під тиском 3-5 атмосфер. 2, 7, 10, 11,13 - з'єднувальні труби, 12 - форсунка, 14 - отвір до вогневої камери 5.Technological capacity 1 is connected to fuel capacity C, filled with lubricant, capacity 4 - to fuel capacity 6, which contains water, and capacity 8 - to fuel capacity 9 (receiver), filled with air under a pressure of 3-5 atmospheres. 2, 7, 10, 11, 13 - connecting pipes, 12 - nozzle, 14 - opening to fire chamber 5.

Тепловодогенераторний пальник працює наступним чином.The hot water generator burner works as follows.

Розігрів вогневої камери 5 здійснюють газовим полум'ям через вентиль 15 та форсунку 12.The fire chamber 5 is heated with a gas flame through the valve 15 and the nozzle 12.

Після цього газ перекривають і через трубу 13 подають нагріте мастило, а через трубу 11 -After that, the gas is shut off and heated lubricant is fed through pipe 13, and through pipe 11 -

Зо нагріте повітря. При цьому стабілізують полум'я та через трубу 7 подають воду, яка переходить у пару і через отвір 14 надходить в максимально перегріту вогневу камеру 5.From heated air. At the same time, the flame is stabilized and water is fed through the pipe 7, which turns into steam and enters the maximally overheated fire chamber 5 through the opening 14.

Попереднє підігрівання мастила здійснюють до 80-120 "С, нагрівання води до початку процесу її розкладання на водень та кисень - 600-800 "С, а попереднє розігрівання повітря - 300-500 76.Lubricant is preheated to 80-120 °C, water is heated to 600-800 °C before the process of its decomposition into hydrogen and oxygen begins, and air is pre-heated to 300-500 76.

Розподіл температур (фіг. 2) вздовж вогневої камери 5 І, І, Із. Відповідно технологічні ємкості 1, 4, 8 мають таку саму довжину.Temperature distribution (Fig. 2) along the fire chamber 5 I, I, Iz. Accordingly, technological capacities 1, 4, 8 have the same length.

За запропонованим технічним рішенням розроблені робочі креслення, виготовлено дослідний зразок.According to the proposed technical solution, working drawings were developed, and a prototype was made.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A heat water generator burner, which is made of inner and outer tubes nested in each other with a gap, forming a process cylinder, equipped with fuel tanks, and the capacity of the inner tube forms a fire chamber, which is characterized by the fact that the inner and outer tubes of the process cylinder are blocked by flanges, creating isolated annular and technological capacities that are adjacent to each other and located in accordance with the stages of the fuel mixture preparation process, namely - technological fuel heating capacity, technological water heating capacity, technological air heating capacity, which is indirectly connected by a pipeline to the technological fuel heating capacity, and the linear dimensions of the technological capacities correspond to the nature of the temperature distribution in the fire chamber.