Спосіб спалювання палива

Пропозиція належить до способів спалювання палива з подачею в топку негорючих рідин або газів, окрім повітря, наприклад води. Спосіб може бути використаний в котельних агрегатах. Відомий спосіб спалювання палива в топках котлів, при якому паливо змішують з повітрям та отриману паливно-повітряну суміш спалюють в топковій камері котла. Димові гази, що утворюються внаслідок спалення паливо-повітряної суміші, охолоджують теплообмінними поверхнями хвостової частини котла. Після цього димові гази відбирають з хвостової частини котла та по газоходах рециркуляції, димососом рециркуляції, подають в зону горіння. [І.Я. Сігал, Захист повітряного басейну при спалюванні палива - Л : Надра, 1977, с.152-154]. Подача охолоджених рециркуляційних димових газів в зону горіння знижує температуру факелу, що негативно впливає на економічність роботи котла. Даний спосіб характеризується зниженням ККД котельних установок, що пов'язано з підвищенням температури продуктів згоряння. Відомий спосіб спалювання палива [А.С. №1076700, М.кл.3 F23С11/00, 1982р.] шляхом змішування палива з повітрям у пальнику та з утворенням по ширині факелу подовжніх зон стійкого запалення з локальними значеннями коефіцієнту надлишку повітря a=0,4-2,5, в які, з метою зниження утворення оксидів азоту в продуктах згоряння, подають воду в кількості близько 10% від витрати палива, а в зону факелу з локальним значенням коефіцієнту надлишку повітря, a=1,1-1,4 по всій її довжині. Проте відомий спосіб характеризується низькою ефективністю спалювання палива через збільшення об'єму продуктів згоряння і, як наслідок, втратою тепла з димовими газами. Крім того, у відомому способі вода, що вприскується в зону факелу, безповоротно викидається в атмосферу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу спалювання палива, в якому, в результаті повторного використання вологи, що міститься в продуктах згоряння, забезпечується збільшення ККД, і за рахунок цього, зменшується витрата палива та покращуються економічні показники роботи котла. Поставлена задача вирішена завдяки тому, що в способі спалювання палива шляхом змішування його з повітрям в пальнику котла та подачі води в зону горіння, згідно з пропозицією, водяні пари, які утворюються з води та виділяються з продуктів згоряння, конденсують, а потім у вигляді води повертають в зону згоряння. Тим самим вологу продуктів згоряння не викидають в атмосферу з димовими газами, а утворюють замкнений цикл : вода - водяні пари з води та продуктів згоряння - конденсат - вода. Це дає змогу збільшити ККД установки за рахунок зменшення витрат тепла, на ту частину, яка потрібна для випарювання води, що вприскується в зону згоряння. Схема здійснення способу представлена на кресленні. Паливо 1 змішують з повітрям 2 в пальнику 3, одержану суміш спалюють в топковій камері 4. В зону згоряння паливо-повітряної суміші подають воду по трубопроводу подачі води 5. Отримані продукти згоряння 6 подають в конденсаційну установку контактного типу 7, де конденсують водяні пари, отримані в продуктах згоряння. Отриманий конденсат 8 подають в зону горіння насосом 9, через трубопровід повернення води 10. Додаткову кількість води для подачі в зону згоряння беруть з теплової мережі 11. Конденсацію водяних парів в конденсаційній установці контактного типу здійснюють шляхом охолодження продуктів згоряння до температури нижче температури утворення роси в поверхневих або контактних теплообмінниках. Приклад 1 (за найближчим аналогом) Природний газ з витратою 170м3/год та повітря з витратою 2000м3/год змішують в пальнику водонагрівальної установки з метою подальшого спалювання в топці. Подачу води здійснюють від стороннього джерела в факел пальника в кількості 20,4кг/год. Після проведення газового аналізу продуктів згоряння та розрахунку економічних показників роботи, ККД водонагрівальної установки склав - 92%. Приклад 2 та 3 (за найближчим аналогом) Як в прикладі 1, тільки витрата води на вприскування в топкову камеру становить відповідно 27,7кг/год та 38,6кг/год. Приклад 4 (за пропонованим способом) Природний газ з витратою 170м3/год та повітря з витратою 2000м3/год змішують в пальнику водонагрівальної установки, з метою подальшого спалювання в топці. Подачу води одноразово здійснюють в факел пальника в кількості 20,4кг/год, де вона випаровується. Водяні пари, що утворюються в процесі спалювання палива змішують з водяними парами що утворились з води від стороннього джерела. Після їх конденсації в конденсаційній установці контактного типу всю конденсовануводу знову подають в пальник. Таким чином вода, здійснює замкнений цикл: вода - водяні пари з води та продуктів згоряння -конденсат - вода. ККД водонагрівальної установки склав 94,5%. Втрату води, що виникла в результаті механічних нещільностей з'єднань, поповнювали з теплової мережі 11. Приклад 5 та 6 (за пропонованим способом). Як в прикладі 4, але витрата води, дорівнює відповідно 27,7кг/год та 38,6кг/год. Результати представлені в таблиці. Таблиця Порівняльні дані за способом-прототипом та за пропонованим способом Прототип Параметр Пропонований спосіб Номери дослідів 3 4 5 1 Витрата води на вприскування, кг/год. ККД котла, % 2 6 20,4 27,7 38,6 20,4 27,7 38,6 92 91 90 94,5 93 92,5 На водогрійній установці контактно - поверхневого типу УВ 1.0 при спалюванні природного газу проведені досліди по впливу кількості води, що подають в топкову камеру, на економічність установки за пропонованим способом та способом найближчим аналогом. В залежності від витрати води, що подають в зону горіння, підвищення ККД котла по заявленому способу по відношенню до прототипу складає 1-2,5%.