УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПОДАЧИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА В ТОПЛИВНЫЙ УЗЕЛ ГОРЕЛКИ

Заявляемое техническое решение относиться к средствам для организации подачи жидкого топлива в топливный узел горелки, в частности, к устройству, обеспечивающему 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.
Известено устройство для организации подачи жидкого топлива в топливный узел примененное 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°C. В том числе и из-за большой инерции топливоподогревателя горелки.
При разработке заявляемого технического решения авторы ставили задачу разработать устройство для организации подачи жидкого топлива в топливный узел горелки, позволяющее подавать в топливный узел горелки и использовать для ее работы различные тяжелые и легкие виды жидкого топлива в большом диапазоне их технических характеристик и обеспечивающих стабильную работу горелки в сложных и постоянно меняющихся условиях эксплуатации.
Задача решается тем, что устройство для организации подачи жидкого топлива в топливный узел горелки, включающее расположенные по ходу подачи топлива блок предварительной подготовки топлива, который выполнен обеспечивающим фильтрацию и предварительный подогрев топлива, блок закачки топлива, блок регулировки давления топлива, блок топливного узла горелки, первый блок управления, выполненный обеспечивающим выбор режимов блока топливного узла горелки и обеспечивающим управление вторым блоком управления и блоком закачки топлива, второй блок управления, который выполнен содержащим терморегулятор и с возможностью контроля и регулировки задаваемой температуры блока предварительной подготовки топлива, отличающийся тем, что оно дополнительно снабжено блоком подогрева топлива, который расположен после бока регулировки давления и перед блоком топливного узла горелки, а первый блок управления выполнен дополнительно обеспечивающим управление блоком подогрева топлива и обеспечивающим выбор режимов работы в зависимости от типа топлива.
2
При этом блок предварительной подготовки топлива выполнен обеспечивающим предварительный подогрев топлива в диапазоне от 0 до 80°С; блок закачки топлива, выполнен с возможностью регулировки давления топлива на его выходе в пределах от 0 до 160 кгс/см с помощью блока регулировки давления; блок закачки топлива, выполнен содержащим топливный насос шестеренчатый с электродвигателем; блок подогрева топлива, выполнен обеспечивающим нагрев топлива от 0 до 160°С. Кроме того, блок топливного узла, блок подогрева топлива, блок регулировки давления топлива, блок закачки топлива и блок предварительной подготовки топлива выполнены с возможностью сброса излишка топлива, а блок регулировки давления топлива, выполнен с возможностью регулирования давления в пределах от 0 до 7,0 МП и обеспечивающим производительность в пределах от 0 до 800 л/час.
Технический эффект достигаемый заявляемым техническим решением заключается в расширении средств данного назначения. Кроме того, 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, в повышении стабильности работы горелки, в повышении адаптации к меняющимся задачам в течении очень короткого времени.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для организации подачи жидкого топлива в топливный узел горелки, где 1 - блок предварительной подготовки топлива, 2 - второй блок управления, 3 - блок закачки топлива, 4 - блок регулировки давления топлива, 5 - блок подогрева топлива, 6 - второй блок управления, 7 - блок топливного узла горелки.
Заявляемая полезная модель представляет собой устройство, которое предназначено для организации в горелке подачи жидкого топлива в топливный узел горелки, то есть предназначена организовать подачу жидкого топлива в топливный узел горелки таким образом, чтобы обеспечить возможность работы горелки на различных видах топлива в условиях ограниченных давлениях на форсунку топливного узла горелки.
Устройство для организации подачи жидкого топлива в топливный узел горелки содержит расположенные по ходу подачи топлива блок предварительной подготовки топлива 1, второй блок управления 2, блок закачки топлива 3, блок регулировки давления топлива 4, блок подогрева топлива 5, второй блок управления 6. Блок топливного узла горелки в состав заявляемой полезной модели не входит, на рисунке показан под номером 7 для удобства объяснения сути полезной модели.
2
2
Жидкое топливо подается на блок предварительной подготовки топлива. Для организации подачи топлива на топливный узел горелки 7 в условиях использования различных видов топлива блок предварительной подготовки топлива 1, выполнен обеспечивающим диапазон нагрева топлива от 0 до 80°С и его фильтрацию, позволяя тем самым достичь вязкости топлива заданного параметра перед тем как подать его на блок закачки топлива 3. Управление блоком предварительной подготовки топлива 1 производится с помощью второго блока управления 6. Второй блок управления 2 выполнен включающим терморегулятор, позволяющий регулировать температуру нагрева топлива в блоке предварительной подготовки топлива 1 в заданном диапазоне. Далее по ходу подачи топлива расположен блок закачки топлива 3. Блок закачки топлива 3 выполнен обеспечивающим подачу топлива от блока предварительной подготовки топлива 1 до блока регулировки давления топлива 4 с увеличением величины давления, для этих целей он выполнен содержащим топливный шестеренчатый насос с электродвигателем. Блок закачки топлива 3 обеспечивает давление топлива от 0 до 160 bar (кгс/см). Блок регулировки давления топлива 4 выполнен включающим гидроклапан предохранительный настраиваемый, обеспечивающим диапазон производительности от 0 до 960 л/ч, диапазон регулирования давления от 0 до 7,0 МПа. Посредством блока регулировки давления 4 ограничивается давление топлива подаваемого через блок подогрева топлива 5 в топливный узел горелки 7 до заданного значения для обеспечения ступенчатой и модуляционной работы горелки, в регулируемом диапазоне на различных видах топлива. Блок подогрева топлива 5 выполнен включающим цилиндрический сосуд, и работающим под давлением до 60 кгс/см, обеспечивающим нагрев топлива в диапазоне от 0 до 160°С. Посредством блока подогрева топлива 5 обеспечивается необходимая/заданная температура топлива подаваемого на блок топливного узла горелки 7. Посредством блока топливного узла горелки 7, содержащего, как правило, электромагнитные клапана, электроды поджига и форсуночный узел с форсункой обеспечивается процесс горения в горелке различных видов топлива. Первый блок управления 6 выполнен обеспечивающим возможность выбора оператором различных режимов работы горелки в зависимости от применяемого вида топлива с различными характеристиками Первый блока управления 6 выполнен обеспечивающим управление блоком подогрева топлива 5, блоком закачки топлива 3. Первый блок управления 6 выполнен содержащим: автомат горения, измеритель-регулятор двухканальный обеспечивающий управление регулировкой подачи воздуха, включение электромагнитных клапанов, включением трансформатора розжига, включением двигателя вентилятора, блока закачки топлива, датчика контроля пламени; измеритель-регулятор двухканальный, обеспечивающий измерения и автоматическое регулирование температуры блока подогрева топлива 5 или блока предварительной подготовки топлива 1; переключатель кулачковый, обеспечивающий выбор режима работы горелки механическим способом; дополнительные устройства, обеспечивающие включение и выключение ограниченных функций горелки механическим способом. Перед началом работы, оператор выбирает режим работы горелки, в зависимости от того какой вид жидкого топлива будет применяться.
Пример 1. Использование заявляемого технического решения для организация подачи жидкого топлива с показателем вязкости до 20 cSt при 50°С в топливный узел горелки.
После настройки горелки на первом блоке управления 6 устанавливается положение переключателя «нефть». При этом подаются соответствующие управляющие сигналы на второй блок управления 2, управляющий блоком предварительной подготовки топлива 1, блок закачки топлива 3, блок подогрева топлива 5. Топливо из расходной емкости поступает на блок предварительной подготовки топлива 1, происходит подогрев топлива до заданной температуры, например 30°С (при показатели вязкости топлива 5-6 cSt). Температура подогрева топлива в блоке предварительной подготовки топлива 1 задается и поддерживается в автоматическом режиме при помощи регулирующего термостата второго блока управления 2. После подогрева, топливо через встроенный в блок предварительной подготовки топлива 1 самовсасывающий фильтр тонкой очистки по топливоподающему шлангу подается на блок закачки топлива 3. В процессе работы горелки лишнее топливо из блока предварительной подготовки топлива 1 отводится в шланг обратной линии и поступает через тройник в станцию. Происходит сброс излишка топлива. Далее по линии подачи топлива происходит подача топлива через блок закачки топлива 3 посредством топливного насоса шестеренчатого с электродвигателем в блок регулировки давления топлива 4. Далее топливо через блок регулировки давления 4 и блок подогрева топлива 5 подается в блок топливного узла горелки 7, а именно в узел форсунки, при этом излишки топлива сбрасывается через электроклапан. В связи с тем, что электроклапан открыт - поршень плотно прижат пружиной к форсунке (истечение топлива через сопло не происходит). По окончанию прокачки топлива по команде системы управления первого блока управления 6 электроклапан закрывается, давление в системе возрастает, это вызывает отжим поршня от форсунки. Часть топлива отводится за поршнем тем самым препятствуя выравниванию давления и предотвращая закрытие клапана, оставшаяся часть топлива проходит через форсунку блока топливного узла горелки 7, распыляясь автоматически поджигается дугой, проходящей между электродами установленными внутри горелки.
При внезапном погасании факела, который отслеживается фотодатчиком происходит автоматическая остановка горелки первым блоком управления 6, повторный пуск выполняется в автоматическом режиме однократно. В случае если автоматический запуск оказался неудачным система останавливает горелку и загорается индикатор «авария» на пульте управления первого блока управления 6.
Пример 2 Использование заявляемого технического решения для организация подачи жидкого топлива с показателем вязкости от 20 до 120 cSt при 80°С в топливный узел горелки.
После настройки горелки на первом блоке управления 6 устанавливается положение переключателя «мазут». При этом подаются соответствующие управляющие сигналы на второй блок управления 2, управляющий блоком предварительной подготовки топлива 1, блоком закачки топлива 2, блоком подогрева топлива 5. Топливо из расходной емкости подается на блок подготовки топлива 1, происходит подогрев топлива до заданной температуры, например, 80°С (при показатели вязкости топлива 118 cSt). Температура подогрева топлива в блоке предварительной подготовки топлива 1 задается и поддерживается в автоматическом режиме при помощи регулирующего термостата второго блока управления 2. После подогрева, топливо через встроенный в блок предварительной подготовки топлива 1 самовсасывающий фильтр тонкой очистки по топливоподающему шлангу подается на блок закачки топлива 3. В процессе работы горелки лишнее топливо из блока предварительной подготовки топлива 3 отводится в шланг обратной линии и поступает через тройник в станцию. Происходит сброс излишка топлива. Далее происходит подача топлива через блок закачки топлива 3 посредством топливного насоса шестеренчатого с электродвигателем в блок регулировки давления топлива 4. Топливо через блок регулировки давления 4 подается в блок подогрева топлива 5, где подогревается до 150°С. Далее подается в блок топливного узла горелки 7, а именно в узел форсунки, при этом излишки топлива сбрасывается через электроклапан. В связи с тем, что электроклапан открыт - поршень плотно прижат пружиной к форсунке (истечение топлива через сопло не происходит). По окончанию прокачки топлива по команде системы управления первого блока управления 6 электроклапан закрывается, давление в системе возрастает, это вызывает отжим поршня от форсунки. Часть топлива отводится за поршнем тем самым препятствуя выравниванию давления и предотвращая закрытие клапана, оставшаяся часть топлива проходит через форсунку блока топливного узла горелки, распыляясь автоматически поджигается дугой, проходящей между электродами установленными внутри горелки.
При внезапном погасании факела, который отслеживается фотодатчиком происходит автоматическая остановка горелки первым блоком управления 6, повторный пуск выполняется в автоматическом режиме однократно. В случае если автоматический запуск оказался неудачным система останавливает горелку и загорается индикатор «авария» на пульте управления первого блока управления.