УСТРОЙСТВО ПОДГОТОВКИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА К СЖИГАНИЮ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, к устройствам, работающим на жидком топливе.
Известно, что правильно проведенная подготовка топлива к сжиганию может привести к уменьшению его расхода, увеличению к.п.д. топки или к уменьшению вредных примесей и т.д.
Известно устройство подготовки жидкого топлива к сжиганию, которое описано в авторском свидетельстве SU №1273688, состоящее из топливного резервуара, устройства подачи воды, двух смесителей, эмульгатора и форсунок. В известном решении в топочную камеру из форсунок поступает эмульгированная смесь топлива и воды в соотношении, позволяющим уменьшить расход жидкого топлива. Недостатком известного устройства является невозможность точного установления соотношения воды и жидкого топлива, которое может привести к понижению к.п.д. топочной камеры или к появлению вредных веществ в продуктах сгорания топлива.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является устройство подготовки жидкого топлива к сжиганию (Патент РФ №2134840).
Известное устройство содержит топливный резервуар, устройство подачи воды, насос, обеспечивающий перемещение жидкости в устройстве, смеситель, в котором происходит смешивание воды и топлива, эмульгатор, в который поступает смесь топлива и воды, форсунки. Перед форсунками установлен нагреватель для уменьшения вязкости водотопливной эмульсии.
Недостатком известного устройства является невозможность точного установления и регулирования соотношения воды и жидкого топлива, которое возникает, например, при изменении содержания влаги в исходном топливе. Такое ограничение приводит к понижению к.п.д. топочной камеры или к появлению вредных выбросов при сжигании.
Задачей, решаемой полезной моделью, является поддержания точного соотношения воды в эмульгированном топливе, направляемом на сжигание в топочную камеру. Решение этой задачи позволит поддерживать к.п.д. на постоянном, максимально возможном уровне и предотвратить появления избыточного количества вредных веществ в продуктах сгорания топлива.
Поставленная задача решается за счет того, что, как и известное, предлагаемое устройство подготовки жидкого топлива к сжиганию содержит топливный резервуар, устройство подачи воды, смеситель, установленный за ним по ходу движения жидкости эмульгатор, форсунки, установленный перед ними нагреватель и насос, обеспечивающий подачу топлива к форсункам. В отличие от известного, в предлагаемом устройстве смеситель соединен с топливным резервуаром топливопроводом, с устройством подачи воды соединен через запорно-регулирующий орган, а за эмульгатором в топливопроводе установлен датчик влагомера, соединенного с упомянутым запорно-регулирующим органом.
Задача решена за счет того, что влагомер, установленный за эмульгатором, постоянно измеряет количественное содержание воды в эмульсии. При выходе этого параметра за заранее заданные пределы сигнал от влагомера, переданный на запорно-регулирующий орган, вызывает изменение количества подаваемой на смеситель воды. За счет этого количество воды в смеси возвращается к требуемому значению.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 2 формулы полезной модели, характеризует устройство подготовки жидкого топлива к сжиганию, в котором топливный резервуар снабжен нагревателем.
Нагрев топлива уменьшает его вязкость и за счет этого улучшает качество смешивания его с водой и снижает затраты энергии на последующее эмульгирование смеси.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 2 формулы полезной модели, характеризует устройство подготовки жидкого топлива к сжиганию, в котором топливный резервуар снабжен фильтром.
Фильтрация жидкого топлива необходима, в частности, для предотвращения засорения форсунок, которое приводит к прекращению подачи топлива.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 3 формулы полезной модели, характеризует устройство подготовки жидкого топлива к сжиганию, в котором устройство подачи воды снабжено нагревателем.
Нагрев воды так же, как и нагрев топлива приводит к уменьшению его вязкости и к снижению затрат энергии на эмульгирование смеси.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 4 формулы полезной модели, характеризует устройство подготовки жидкого топлива к сжиганию, в котором устройство подачи воды снабжено фильтром.
Фильтр для воды необходим в том случае, когда используется техническая, вода, загрязненная механическими примесями, которые могут вызвать засорение форсунок.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором приведена схема устройства подготовки жидкого топлива к сжиганию.
Предлагаемое устройство содержит топливный резервуар 1. В примере, который приведен на чертеже, топливный резервуар снабжен нагревателем 2 и фильтром 3. Топливный резервуар соединен со смесителем 4 посредством топливопровода. Смеситель 4 соединен также с устройством подачи воды 5, но между ними установлен запорно-регулирующий орган 6. Он может быть выполнен в виде запорно-регулирующего клапана с исполнительным механизмом. Устройство подачи воды может быть снабжено нагревателем 7 и фильтром 8. После смесителя 4 по ходу движения топлива установлен эмульгатор 9. За эмульгатором в топливопроводе установлен датчик влагомера 10. Движение жидкости в устройстве обеспечивает насос 11. Форсунки 12 подают топливную эмульсию, дополнительно нагретую нагревателем 13, в топочную камеру.
Устройство работает следующим образом.
Нагретое до 50-60°С в топливном резервуаре 1 топливо очищается в фильтре 3 и поступает в смеситель 4. Туда же поступает нагретая до такой же температуры очищенная вода. Полученная смесь жидкого топлива и воды поступает в эмульгатор 9, затем водотопливная эмульсия нагревается нагревателем 13 до температуры приблизительно 120°С и подается к форсункам 12 на сжигание. При этом заранее устанавливается значение процентного соотношения воды в топливной эмульсии. Обычно оно выбирается в пределах 5-15% в зависимости от технологического режима и тепловой нагрузки топливосжигающей установки. Для того, чтобы оно не выходило за установленную величину, постоянно измеряется количество воды в эмульсии с помощью влагомера 10. В процессе работы устройства может измениться влажность исходного топлива в топливном резервуаре и, соответственно, изменится количество воды в эмульсии. Сигнал от влагомера, несущий информацию об изменении содержания воды поступает на исполнительный механизм запорно-регулирующего органа б, который меняет количество поступающей в смеситель 4 воды.
Испытания показали, что постоянное поддержание определенной влажности в процессе подготовки топлива к сжиганию позволяет повысить эффективность работы котельного агрегата на 1-7% при одновременном снижении концентрации сажистых частиц, оксида углерода, оксидов азота, диоксида серы в продуктах сгорания.