Способ организации подачи жидкого топлива в горелке и устройство для организации в горелке подачи жидкого топлива в топливный узел
METHOD TO SUPPLY LIQUID FUEL IN BURNER AND APPARATUS TO SUPPLY LIQUID FUEL IN BURNER TO FUEL ASSEMBLY

Изобретение относится к способам подачи жидкого топлива в горелке и к устройствам для организации подачи жидкого топлива в топливный узел горелки, в частности к способу и устройству, обеспечивающим подачу различных видов жидкого топлива в большом диапазоне их технических характеристик в топливный узел автоматических дутьевых блочных горелок, традиционно работающих на мазуте.
Для описания заявляемого технического решения используются следующие термины:
горелочное устройство - автоматическая моноблочная дутьевая горелка;
мазутная горелка - горелочное устройство, работающее на тяжелом жидком виде топлива;
организация (ново-лат., от organum - орган) - устройство чего-либо, соединение в стройное целое / Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. - Чудинов А.Н., 1910 http://dic.academic.ru/
Автоматические мазутные горелки применяются для нагрева теплоносителя в котельных и технологических установках путем сжигания топлива. В мире самыми распространенными марками горелок на жидком виде топлива являются Weishaupt, Oilon, Riello, Lamborghini. Разделяют такие горелки по виду топлива: на легком жидком виде топлива (дизель), на тяжелом жидком виде топлива (мазут, печное топливо, сырая нефть). Каждая из существующих горелок работает только на заявленном заводом-изготовителем виде топлива с присущими ему характеристиками.
Их общим недостатком является узкая специализация на определенный вид топлива в ограниченном диапазоне его характеристик и необходимость перенастройки работы горелки при переходе с одного вида топлива на другое, а также более узкий диапазон возможностей этих настроек. При необходимости работы горелки на различных видах жидкого топлива в широком диапазоне его характеристик управление такими горелками не обеспечивает возможность выбора необходимого режима для того или иного вида жидкого топлива без изменения устройства горелки.
Известен способ организации подачи жидкого топлива в горелке и устройство для организации подачи жидкого топлива в топливный узел, примененный в мазутной горелке марки Lamborghini типа PNZ100, URL: http://www.climatik.su/burn/mazut.html/nid/221107, или http://winderose.ru/index.php?productID=7886 (дата обращения 28.09.2015). Известное техническое решение основано на использовании блока топливного узла, блока управления, который выполнен обеспечивающим выбор режимов работы блока топливного узла и управление последним, блока подогрева топлива, который выполнен расположенным по ходу движения топлива непосредственно перед блоком топливного узла и обеспечивающим подогрев жидкого топлива перед подачей его на блок топливного узла, блока закачки топлива. При этом создают давление топлива в блоке топливного узла посредством блока закачки топлива и производят распыление жидкого топлива посредством блока топливного узла.
Недостатком известного технического решения является то, что оно не обеспечивает возможность использовать виды жидкого топлива, различаемые по вязкости, т.е. обеспечивает работу горелки в узком диапазоне характеристики вязкости 12-15 Е° при 50°С. В том числе и из-за большой инерции топливоподогревателя горелки.
При разработке заявляемого технического решения авторы ставили задачу разработать способ организации подачи жидкого топлива в горелке и устройство для организации в горелке подачи жидкого топлива в топливный узел, позволяющие использовать для работы горелки различные тяжелые и легкие виды топлива в большом диапазоне их технических характеристик и обеспечивающих стабильную работу горелки в сложных и постоянно меняющихся условиях эксплуатации.
2
Задача решается тем, что в способе организации подачи жидкого топлива в горелке, включающем использование: блока топливного узла, первого блока управления, который выполнен обеспечивающим выбор режимов работы блока топливного узла и управление последним, блока подогрева топлива, который выполнен расположенным по ходу движения топлива непосредственно перед блоком топливного узла и обеспечивающим подогрев жидкого топлива перед подачей его на блок топливного узла, и блока закачки топлива; создание давления топлива в блоке топливного узла посредством блока закачки топлива; распыление жидкого топлива посредством блока топливного узла, дополнительно используют блок подготовки топлива, блок регулировки давления топлива, который располагают между блоком закачки топлива и блоком подогрева топлива и выполняют с возможностью регулирования давления и производительности, второй блок управления, который выполняют содержащим терморегулятор и с возможностью контроля и регулировки задаваемой температуры в блоке подготовки топлива, кроме того, блок закачки топлива выполняют с возможностью регулирования давления топлива на его выходе, первый блок управления выполняют дополнительно обеспечивающим управление блоком подогрева топлива, блоком подготовки топлива и выбор режимов работы в зависимости от типа используемого топлива, а блок топливного узла, блок подогрева топлива, блок регулировки давления топлива, блок закачки топлива и блок подготовки топлива выполняют с возможностью сброса излишка топлива. При этом давление регулируют посредством блока регулировки давления в пределах от 0 до 7,0 МПа, обеспечивают производительность блока регулировки давления в пределах от 0 до 800 л/ч. Также обеспечивают посредством блока закачки топлива давление топлива на его выходе в пределах от 0 до 160 кгс/см.
2
А устройство для организации в горелке подачи жидкого топлива в топливный узел, включающее расположенные по ходу подачи топлива блок закачки топлива, блок подогрева топлива и топливный узел, при этом блок подогрева топлива выполнен расположенным непосредственно перед блоком топливного узла и обеспечивающим подогрев жидкого топлива перед подачей его на блок топливного узла; первый блок управления, который выполнен обеспечивающим выбор режимов работы блока топливного узла и управление последним, дополнительно снабжено блоком предварительной подготовки топлива, который выполнен расположенным по ходу подачи топлива перед блоком закачки топлива, блоком регулировки давления топлива, который расположен по ходу подачи топлива между блоком закачки топлива и блоком подогрева топлива и выполнен с возможностью регулирования давления и производительности, вторым блоком управления, который выполнен содержащим терморегулятор и с возможностью контроля и регулировки задаваемой температуры в блоке подготовки топлива, кроме того, блок закачки топлива выполнен с возможностью регулирования давления топлива на его выходе, первый блок управления выполнен дополнительно обеспечивающим управление блоком подогрева топлива, блоком предварительной подготовки топлива и выбор режимов работы в зависимости от типа используемого топлива, а блок топливного узла, блок подогрева топлива, блок регулировки давления топлива, блок закачки топлива и блок предварительной подготовки топлива выполнены с возможностью сброса излишка топлива. При этом блок регулировки давления выполнен регулирующим давление в пределах от 0 до 7,0 МПа, обеспечивающим производительность в пределах от 0 до 800 л/ч, а блок закачки топлива выполнен обеспечивающим давление топлива на его выходе в пределах от 0 до 160 кгс/см.
Технический эффект достигаемый изобретением заключается в обеспечении возможности применения различных видов жидкого топлива в широком диапазоне характеристик по вязкости от 3 сСт при 20°С до 118 сСт при 80°С на одной горелке без дополнительных конструктивных изменений, в повышении стабильности работы горелки, в повышении адаптации к меняющимся задачам в течение очень короткого времени.
Заявляемое изобретение поясняется фиг. 1, на которой представлена блок-схема осуществления способа организации подачи жидкого топлива в горелке, где 1 - блок предварительной подготовки топлива, 2 - второй блок управления, 3 - блок закачки топлива, 4 - блок регулировки давления топлива, 5 - блок подогрева топлива, 6 - первый блок управления, 7 - блок топливного узла горелки.
Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.
Все блоки изобретения можно выполнить известными методами, все блоки соответствуют ГОСТ 117356-89 «Горелки на газообразном и жидком топливах» URL: http://vsegost.com/Catalog/21/2175.shtml (дата обращения 28.09.2015).
2
2
Блок 1 предварительной подготовки топлива выполняют обеспечивающим диапазон нагрева топлива от 0 до 80°С. Кроме того, блок предварительной подготовки топлива выполняют либо включающим, либо не включающим фильтрацию топлива. Предназначен блок 1 предварительной подготовки топлива обеспечить вязкость топлива заданного параметра, перед тем, как подать его на блок 3 закачки топлива. Управление блоком 1 предварительной подготовки топлива производится с помощью второго 2 блока управления, который выполняют включающим, в том числе, терморегулятор, позволяющий регулировать температуру нагрева топлива в заданном диапазоне. Далее по ходу подачи топлива устанавливают блок 3 закачки топлива, который выполняют включающим топливный шестеренчатый насос с электродвигателем, обеспечивающим давление топлива за насосом от 0 до 160 bar (кгс/см). Посредством блока 3 закачки топлива обеспечивают подачу топлива от блока 1 предварительной подготовки топлива до блока 4 регулировки давления топлива с увеличением величины давления. Блок 4 регулировки давления топлива выполняют включающим гидроклапан предохранительный настраиваемый, обеспечивающим диапазон производительности от 0 до 960 л/ч, диапазон регулирования давления от 0 до 7,0 МПа. Посредством блока закачки топлива ограничивают давление подаваемого топлива в топливный узел до заданного значения для обеспечения ступенчатой и модуляционной работы горелки, в регулируемом диапазоне. Блок 5 подогрева топлива выполняют включающим цилиндрический сосуд, работающим под давлением до 60 кгс/см, обеспечивающим нагрев топлива в диапазоне от 0 до 160°С. Посредством блока 5 подогрева топлива обеспечивают необходимую/заданную температуру подаваемого топлива на топливный узел горелки. Блок 7 топливного узла горелки выполняют включающим электромагнитные клапаны, электроды поджига и форсуночный узел с форсункой. Посредством блока 7 топливного узла горелки обеспечивают процесс горения в горелке. Управление вышеуказанными блоками (кроме блока предварительной подготовки топлива и блока регулировки давления) и работой самой горелки осуществляют посредством первого блока 6 управления. Первый блок 6 управления выполняют содержащим автомат горения, измеритель-регулятор двухканальный, обеспечивающий управление регулировкой подачи воздуха, включение электромагнитных клапанов, включение трансформатора розжига, включение двигателя вентилятора, блока закачки топлива, датчика контроля пламени:
- измеритель-регулятор двухканальный, обеспечивающий измерения и автоматическое регулирование температуры блока подогрева топлива или блока предварительного подогрева топлива;
- переключатель кулачковый, обеспечивает выбор режима работы горелки механическим способом;
- дополнительные устройства, обеспечивающие включение и выключение ограниченных функций горелки механическим способом; а именно продувка, отдельное включение второй ступени, закачка топлива в топливоподогреватель горелки.
Первый блок 6 управления выполняют обеспечивающим возможность выбора оператором различных режимов работы горелки в зависимости от применяемого вида топлива с различными характеристиками.
Перед началом работы оператор выбирает режим работы горелки в зависимости от того, какой вид жидкого топлива будет применяться. В случае применения топлива с исходным показателем вязкости до 10 сСт при 20°С на первом блоке управления оператор выбирает положение переключателя «дизель» и автоматически подается сигнал на отключение блока подогрева топлива и блока предварительной подготовки топлива. В данном случае нагрев топлива в системе не происходит. В случае применения топлива с исходным показателем вязкости от 20 до 50 сСт при 80°С на первом блоке управления оператор выбирает положение переключателя «дизель», на втором блоке управления оператор устанавливает необходимую температуру нагрева топлива в заданном диапазоне, обеспечивая требуемую вязкость топлива перед блоком закачки топлива. В случае применения топлива с исходным показателем вязкости от 50 до 118 сСт при 80°С на втором блоке управления оператор устанавливает необходимую температуру нагрева топлива в заданном диапазоне, обеспечивая требуемую вязкость топлива перед подачей его на блок закачки топлива. На первом блоке управления оператор выбирает положение переключателя «нагрев» и устанавливает на терморегуляторе необходимую температуру нагрева топлива в заданном диапазоне.