Пальник каплінського і золотухіна

1 Пальник, що має корпус з двома завитковими коробами, які зустрічно розташовані і відносно зміщені по осі та з'єднані з джерелами газу і повіт-" ря, на вході яких розташовані забірні камери газу з перфорованими трубами, тангенційні лопатки для змішування газу з повітрям, центральну трубу і укомплектований системою автоматики, який відрізняється тим,'Що він подає охолоджувач в ядро факела горіння, має додатково дві труби, коаксіальні центральній трубі, які створюють з центральною трубою додаткову кільцеву газову камеру, та між собою кільцевий канал, який з' єднаний з насосом подачі охолоджувача в ядро факела горіння через розбризкувач, який з'єднаний з додатковою зовнішньою трубою, а в отворі додаткової внутрішньої труби розташована волоконно-оптична система з спектральним приладом для нагляду за полум'ям, він оснащений виконавчими механізмами для керування режимом роботи пальника. 2.Пальник по п 1, який відрізняється тим, що він обладнаний волоконно-оптичною системою, відповідними електронними пристроями та керуючою ЕОМ, яка керує ним згідно заданої програми за допомогою виконавчих пристроїв. Винахід відноситься до пристроїв для запалення палива, наприклад, в топках парових котлів Призначенням винаходу являється підвищення економічності парових котлів, та значного зменшення викиду окислів азоту в топках котлів та деяких генераторів пару Відомі пальники вміщують в собі короби завиткової форми з тангенційно розташованими лопастями, з тангенційними лопаточними завихрювачами та без них, з соплами для подачі палива [1] та, наприклад, за авторськими свідоцтвами SU 1066295 А, кл 4F 23 D 13/00, 1982 p.; SU 1362183 А1, кл. F23 D 14/00, 1985 р. Прототипом винаходу прийнято винахід SU 1274421 А кл 4F D 14/00, 1982. Перераховані пальники допускають значні викиди окислів азоту, чим забруднюють навколишнє середовище [2]. Під окислами азоту (NOX) розуміють суму окислів NO та N02 Вони найбільш отруйні серед основних трьох забруднювачів (NO*, SO2 та CO) атмосфери Ці окисли (NOX) складають реальну загрозу усьому живому на Землі. Вага викидів, наприклад, у 1988р. за даними ЦСУ СРСР, над територією м. Києва від стаціонарних джерел становила 220 тонн [3] З цього випливає, що боротьба за зниження рівня викидів окислів азоту при спаленні палива невідкладна і важлива задача науки і практики цього часу. Відомий такбж газомазутний пальник парогенератора ТГМП-314А [4], який має зовнішній короб для підводу охолоджувача, (рециркуляційних димових газів), внутрішній короб для подачі повітря, в середині якого розташовано три аксіальних труби, котрі утворюють два кільцевих канали, один з яких зовнішній для подачі газу, а другий для подачі повітря. Центральна труба з форсункою на кінці служить для подачі мазуту в топку Цей пальник найбільш близький до винаходу за технічною суттю та досягаємим ефектом Недоліки цього пальника у тому, що він не дозволяє ефективно використати охолоджуючий потенціал поданих у топку рециркуляційних димових газів для зниження окислів азоту, а також перевитрачає охолоджувач. В розглянутий пальнику повітря і паливо, та охолоджувач (рециркуляційні димові гази) подаються в горло пальника і спалюються в топці у суміші з охолоджувачем. При цьому в зону ядра полум'я попадає незначна частина охолоджувача, що знаходиться в цій суміші, при тому з більш високою температурою у порівнянні з його первинною температурою. Значно більша частина охолоджувача є баластом і негативно впливає на ККД системи. В основу винаходу поставлена задача зменшити на один порядок утворення окислів азоту СО in о ю со < 35053 при спаленні палива у топках зменшити затрати охолоджувача, покращати стабільність процесу горіння Покращання параметрів пальника передбачається за рахунок а) подачі охолоджувача, наприклад, води, в зону максимальних температур так би мовити в зону ядра факела, де утворюється основна кількість окислів (2], б) регулювання тиску охолоджувача, так би мовити, за рахунок дальнобійності струї охолоджувача за допомогою регулюючого насосу (вентилятора), в) за рахунок безпосереднього нагляду та регулювання режиму горіння за допомогою оптичної системи та відповідного механізму вручну або в автоматичному режимі за допомогою волоконнооптично-оптоелектронної системи, керуючою ЕОМ згідно задано* програми. Заявлений пальник наведений на рис.1 - загальний вид, рис 2 - поздовжний розріз його; рис. З - принципова схема волоконно-оптично-оптоелектронної системи керуючою ЕОМ. Пальник налічує корпус 1, що складається з двох коробів 2 і 3; газові камери 4 і 5; додаткову газовукамеру 6; вогневу насадку 7; камери 8 і 9, камеру 10; трубопроводи 11 та 12, виконавчий механізм 13; центральну трубу 14, сопла 16 та 17; фланці газових камер 18, перфоровані трубки 19; центральні труби 20 і 21. між ними канап 22, волоконно-оптична система 23. спектральний прилад 24 з зоровою трубою, монохроматором (не показані); екран 25, розбризкувач 26 з отворами 27 і 27а, "зонт" 28, оптоелектронний прилад 29, управляючу ЕОМ, мірну лінійку 31, яку підтримує кронштейн 32, фланець 33, що з'єднує центральний вузол з корпусом, фланці 34 і 34а, що з'єднують між собою рухомо центральні труби між собою, водяний патрубок 35 (рис 3); направляючу коротку рухому втулку 36; направляючу довгу нерухому втулку 36а, канал проточного охолоджувача 37, радіальні отвори 38, стекло-волоконний жгут 39, кронштейн 40, засоби автоматики, повітряний компресор (не показано) Умовно на рис. 2 зображено ядро полум'я 15 Пальник комплектується водяним насосом з регулюючою частотою обертів, автоматичною запальною головкою та командним регулятором співвідношення газ /повітря з дросельною заслінкою (не показано) Li - відстань від торця розбризкувача 26 до торця вогневої' насадки 17 в момент зникнення ознак окислів азоту при мінімальній затраті охолоджувача, що подається насосом в зону ядра полум'я через розбризкувач 26. Це відповідає положенню, коли центр отвору 27 знаходиться в центрі зони ядра полум'я (уточнюється пошуково) де Із - відстань від осі отвору 27а до торця вогневої насадки 17 в момент запуску пальника (мм); d - діаметр отвору (калібру) пальника (мм); di - діаметр отвору 27а (мм) в корні факелу горіння. Нульове ("0") положення розбризкувача 26 відповідає розміщенню його переднього торця в одній площині з переднім торцем вогневої насадки 17 Розміри Li, Lz та "0" наносяться на мірній лінійці 31 з указником 32. Розміри L? і "0" наносяться при виготовленні пальника, а розмір Li та L2 при перевірці пальника в реальних умовах. Пальник працює наступним чином. В момент запуску вмикають засоби автоматики, подають в короби 2 і 3 повітря під тиском повітряного компресора, а також газ, який поступає через патрубки 18, камери 4 і 5 та перфорованої трубки 19, де вони змішуються і після цього їх суміш поступає в камери 8 і 9. Із загальної кількості суміші 95% поступає крізь вогневу насадку 17 на спалювання в топці. Крім того, 5% суміші поступає із камери 8 крізь трубовід 12, камеру 10 та трубовід 11 в додаткову камеру 6, звідки через сопло 16 та сопло 7 вона також поступає на спалювання в топку котла При цьому запобігаються проскоки полум'я в середину вогневої насадки 17 "Зонт" 28 відвертає пряме попадання охолоджувача в поле зору волоконно-оптичної системи. Волоконно-оптично-оптоелектронна система 23 [6, 7, 8] використовується для нагляду за спектром полум'я горіння в ядрі горіння 15 за допомогою візуального пристрою 24 з відповідним світлофільтром та зоровою трубою (не показані) та екрана 25 при величині коефіцієнта зайвості повітря (а) близькому до одиниці [3] При появі в спектрі полум'я ознак наявності окислів азоту (спектральні лінії у відповідному діапазоні довжини хвиль, жовто-зелені або коричневі кольори) (5] подають охолоджувач, наприклад, воду в ядро факелу полум'я, через фланець 35. канал 22 розбризкувачем 26 через отвори 27 та 27а, поступово пересуваючи розбризкувач 26 в глибину полум'я Маневруючи розміщенням розбризкувача 26 та тиском води при мінімальній затраті її до зникнення ознак окислів азоту в полумї. Переміщення розбризкувача 26 та керування водяним насосом здійснюється вручну за допомогою механізму 13 при безперервному нагляді при цьому за полум'ям на екрані 25 Холодна вода (охолоджувач), що подається в зону ядра полум'я по канапу 22 одночасно проточно через отвори 36 та 36а, охолоджує стекловолоконний жгут 41 При автоматичному керуванні пальником оптичні промені з приладу 24 поступають в оптоелектронний прилад 29, де вони перетворюються в електричні сигнали і поступають в управляючу ЕОМ ЗО, яка керує пальником згідно заданої' програми за допомогою відповідних виконавчих пристроїв 13 Стекло-волоконний жгут 41 може переміщатися уздовж осі автономно для наведення системи на різке зображення спектру окислів азоту, разом з рухомою направляючою втулкою 36 в нерухомій втулці 36а в трубці 21 та кронштейни 40 з допомогою механізму 13. Фланець 33 служить для приєднання центрального вузла до корпусу 1 з допомогою болтів (не показано). 35053 Труби 20, 21, розбризкувач 26 та «зонт» 28 повинні виконуватись із теплостійких матеріалів [7]. Досягнення в металургії, виробництві високотеплостійких сталей та сплавів, хімічній технології в галузі виробництва високотеплостійких матеріалів та виробів, наприклад, кварцового скпа та скло-волоконних жгутів дозволяють (10] успішно виготовити пальники запропонованої конструкції Література 1. Ахмедов Р Б Дутьевые тарелочные устройства. М , "Недра", 1977. 2. И.Я Сигал «Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. Л. «Недра», 1977,с.5-16,92106. 3. Основные показатели социально-экономического развития СССР. М. Информационно-издательский центр, 1989. 4. О.И. Косимов, В.П. Вещиков Влияние схемы рециркуляции дымовых газов на выброс окис лов азота парагенератором ТГМП-314А. В кн : Образование окислов азота в процессах горения и пути снижения выбросов в атмосферу : Сб. науч. тр, Киев,. Наукова думка, 1979, с. 78-91. 5. А. Гейдон «Спектроскопия пламени» , М., Ин. литер., 1959, с. 99-119. 6. Г.С. Свечніков "Інтегральна оптика". К; Наукова думка, 1988. 7. Ю.Р. Носов "Опто-електроника. М: "Советское радио", 1977, с.230. 8. Журнали «Наука и жизнь» №1, 1986, с. 158 «№7, 1986, с 9. 9. Я. П. Сторожук. Камери згорання стаціонарних газотурбінних і парогазових установок. Л.: "Машиностроение", 1978. с 230. 10 Химический энциклопедический справочник "Стекло кварцевое". 11 А.А Акаев, С.А. Майоров, «Механические методы обработки информации», М.: Высшая школа, 1988. ФІГ. 1 35053 ПоА-А Фіг. 2 Фіг. З Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 -- 57 - 03