УСТРОЙСТВО ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ МАЗУТА И ВОДЫ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности может быть использована на тепловых электростанциях с паросиловыми установками для подготовки к сжиганию топливной смеси из мазута и воды.
Известно устройство для подготовки к сжиганию обводненного мазута (патент на изобретение RU 2044960 C1, приоритет от 27.09.1995), содержащее трубопровод подачи мазута, трубопровод подачи водяного пара, трубопровод подачи воды, а также диспергатор, выполненный в виде изогнутого трубопровода, содержащего линейные участки и гибы.
Диспергатор содержит штуцеры для ввода мазута, воды и водяного пара, а также устройства, вызывающие кавитацию при обтекании их топливной смесью.
Недостатком этого устройства являются громоздкость конструкции, сложность в управлении и настройке при изменении входных параметров.
Известна установка для подготовки к сжиганию водомазутной эмульсии (патент на изобретение RU 2105930 С1, приоритет от 01.11.1995 г.), содержащая расходную емкость с мазутом, к которой последовательно подсоединены фильтр грубой очистки, подогреватель, фильтр тонкой очистки, по меньшей мере один шестеренчатый нагнетательный насос, по меньшей мере одну форсунку, снабженную трубопроводом рециркуляции мазута, выход которого подсоединен к снабженному сопловыми наконечниками коллектору, размещенному в расходной емкости. Указанное техническое решение имеет следующие недостатки:
1. Установка оснащена нагнетательными шестеренчатыми насосами, которые не в состоянии обеспечить высокую степень диспергирования воды в мазуте и ее стабильность.
2. Установка сложна в управлении и настройке при изменении входных параметров.
Наиболее близкой по своей технической сущности к заявленной полезной модели является устройство для подготовки к сжиганию топливной смеси (патент на изобретение RU 2258868 С2, приоритет от 03.07.2003 г.), предназначенное для подготовки к сжиганию топливной смеси мазута и воды, содержащее трубопроводы подачи воды и мазута, статический смеситель в виде емкости, трубопроводную арматуру, насос и диспергатор, шунтированный трубопроводом с крапом.
Недостатком этого устройства является ручное (неавтоматическое) регулирование качества подготовки топливной смеси.
Технический результат - автоматизация процесса выработки качественной и стабильной топливной смеси мазут-вода.
Технический результат в предлагаемой полезной модели установки подготовки топливной смеси мазута и воды, содержащей выходной кран смеси, входные краны мазута и воды, соединенные со статическим смесителем, насосом и смесителем-диспергатором, шунтированные трубопроводом с краном, и два датчика давления, достигается тем, что установка снабжена датчиками температуры воды, мазута и смеси, влагомером, пробозаборным устройством, вторыми насосом и смесителем-диспергатором, тремя электроприводными задвижками, расходомером и контроллером управления, при этом влагомер и пробозаборное устройство установлены последовательно в разрыв гидравлической связи между статическим смесителем и первым насосом, выход первого смесителя-диспергатора соединен с входом второго насоса, выход которого соединен с входом второго смесителя-диспергатора, выход второго смесителя-диспергатора соединен через первую электроприводную задвижку с входом расходомера, выход которого соединен с выходным краном смеси, вторая электроприводная задвижка установлена в разрыв гидравлической связи между входным краном для воды и статическим смесителем, шунтирующий трубопровод с краном снабжен третьей электроприводной задвижкой, которая подключена к выходу второго смесителя-диспергатора, а контроллер управления электрически соединен с датчиками температуры и давления, влагомером, расходомером, электроуправляемыми задвижками и электроприводами насосов.
На чертеже изображена схема установки подготовки топливной смеси мазута и воды.
Установка содержит входные краны 1 и 2 для мазута и воды, выходной кран 17 топливной смеси, статический смеситель 5, влагомер 6, пробозаборное устройство 7, первый и второй электроприводные насосы 8 и 12, первый и второй смесители-диспергаторы 10 и 13, расходомер 15, датчики давления 9 и 11, датчики температуры воды 4, мазута 20 и смеси 16, электроприводные задвижки 3,14 и 18, кран 19, контроллер управления 21.
В контроллер управления 21 поступают сигналы с датчиков температуры 4,20,16 и давления 9 и 11, влагомера 6, расходомера 15. Блок управления 21 осуществляет управление задвижками 3, 14 и 18 и подачей насосов 8 и 12, используя частотнорегулируемые приводы.
Электроприводной насос 12 имеет большую подачу, чем электроприводной насос 8, за счет чего на входе в электроприводной насос 12 понижается давление до давления насыщенного пара, ч то приводит к вскипанию смеси и возникновению кавитационного процесса, а это обеспечивает стабильность формирования гомогенной мелкодисперсной топливной смеси.
Кран 19 предназначен для предварительной регулировки количества смеси перед запуском в работу установки.
Пробозаборное устройство 7 предназначено для отбора смеси с целью периодического контроля работы влагомера 6.
Установка подготовки топливной смеси мазута и воды работает следующим образом.
Вода, через кран 2 и электроприводную задвижку 3, и мазут, через кран 1, подаются в смеситель 5, а затем во влагомер 6, который измеряет обводненность сформированной смеси и передает данные в контроллер 21 для контроля степени прикрытия электроприводной задвижки 3. Затем смесь поступает на вход первого насоса 8 и далее в первый смеситель-диспергатор 10, где происходит первый этап формирования гомогенной мелкодисперсной топливной смеси. Далее смесь поступает на вход второго насоса 12, в котором величина подачи отрегулирована большей, чем у первого насоса 8, и затем во второй смеситель-диспергатор 13. В этом смесителе-диспергаторе происходит формирования стабильной гомогенной мелкодисперсной топливной смеси. Далее подготовленная смесь поступает через электроприводную задвижку 14 в расходомер 15 и затем на выход устройства через кран 17. Данные о количестве выработанной топливной смеси с расходомера 15 поступают в контроллер управления 21.
Автоматическое поддержание работы установки подготовки топливной смеси обеспечивается с помощью электроприводных задвижек 3, 14, 18 и электроприводов насосов 8 и 12 контроллером управления 21, в который кроме данных с влагомера 6 и расходомера 15 поступают данные о температуре воды, мазута, смеси и давлении до и после первого смесителя-диспергатора 10.
Минимальное и максимальное количество воды ограничено условиями процессов, происходящих в смесителях-диспергаторах 10 и 13.
Поскольку могут существовать условия, для которых количество необходимого топлива должно быть меньше, чем необходимо для обеспечения работы смесителя-диспергатора 10, то в установке подготовки смеси предусмотрена байпасная линия, содержащая кран предварительной настройки 19 и регулирующую электроприводную задвижку 18. Через эту байпасную линию избыток топлива возвращается на вход насоса 8.