Пальник

Пальник для спалювання палива, який містить корпус, СПІВВІСНО розміщені в ньому з зазором цен тральну і проміжну газову труби, а також радіальні лопатки для закручення повітря, який відрізняється тим, що на вихідному торці центральної труби розташована соплова головка, виконана у вигляді порожнистого зрізаного конуса з боковими отворами в ньому і його кільцевій основі, а у вихідному торці проміжної газової труби встановлена кільцева перегородка з отворами, причому радіальні лопатки прикріплені до внутрішньої вихідної частини корпусу при допомозі кільцевого наконечника Винахід належить до пальників для сумісного опалювання деревинного пилу і природного газу Пальниг може бути використаний в системі опалення котлів, печей, теплових агрегатів Для ефективного опалювання палива необхідно розробити конструкції пальників які можуть виконувати багаточисельні вимоги надійної і економічної роботи енергетичних агрегатів Пальники повинні забезпечити повноту згоряння горючих і супутніх їм шкідливих речовин в деревинному пилу Деревинний пил утворюється при розпилі деревинно-стружкових плит, широко використованих в дерево оброблювальній промисловості Складовою частиною деревино-стружкових плит є кам'яна смола /до Зкг смоли на 1м деревинно-стружкових плит/ При нагріванні смоли виділяються летючі гази - антрацен, флуорен, флуорентен, нафталін, пірнен, фенатрен, бензопірен та ш Повноту згоряння енергетичне цінного палива-деревинного пилу і екологічно шкідливих супутніх летючих газів кам'яної смоли забезпечать пальники, які створюватимуть стійкий факел з рівномірною температурою по довжин і, об'єму на всьому діапазоні регулювання теплової потужності пальника на різних стадіях процесу Ця задача - по даним, що ми маємо - не вирішена в достатній мірі до цього часу виході із патрубка розділяється на первинний і вторинний потоки В середині корпусу розміщена газова труба з радіальними отворами для випуску газу в потік первинного повітря перед завихрювачем В середині газової труби аксіальне розмірена труба для подачі вторинного повітря Вихідний патрубок мав відкритий кінець, який сходить и повітряний патрубок На вхідному КІНЦІ труби установлено регулюючий дросель через який подають вторинне повітря В камері здійснюють згоряння суміші газу і первинного повітря та допалювання продуктів неповного згоряння при подачі додатково вторинного повітря Коли через трубу вторинного повітря подають суміш деревинного пилу і повітряне відбувається спалювання цієї суміші в камері згоряння Відомий пальник /ас №1626041А1, МКл5 F23C11/00, 1991 р/, який вміщує корпус і СПІВВІСНО примкнену до нього камеру згоряння Корпус пальника має патрубок для підводу повітря, яке на Відомий пальний не вирішує задачу повноти згоряння деревинного пилу при регулюванні теплової потужності пальника Однією із причин неповного згоряння деревинного пилу є не стабільність згоряння палива в корені факела внаслідок відсутності стабілізатора пальника Відомий пиловугільний пальник/а с №779736 МКл3 F231/02, 1980р, який вміщує короб з центральною трубою для подачі аеросуміші /може бути деревинний пил з повітрям/, які утворюють кільцевий канал вторинного повітряна вході в який розміщено лопатковий завихрювач На вході в центральну трубу встановлено завитковий завихрювач з подаючим патрубком ВИХІДНІ торець центральної труби виведено за межі короба на О со Ю 53791 величину /0,1 - 1,5/Д, довжина центральної труби складав /1,04 - 2,7/Д, відстань від осі короба до точки перетину завиткового завихрювала з внутрішньою твірною його подаючого патрубка дорівнює /0,55 - 1,0/Д, де діаметр центральної труби В результаті крутіння потоку вторинного повітря на виході із пальника утворюється пиловугільний факел, із якого по центральній трубі, внаслідок наявності осьового зворотного потоку, частина гарячих газів поступав до завиткового завихрювача, на виході із якого здійснюється змішування гарячих газів і пилоповітряної суміші, що забезпечує прогрів суміші і її наступне згоряння Відомий пальник не вирішує задачу повноти згоряння деревинного пилу в факелі при регулюванні теплової потужності пальника Однією З причин неповноти згоряння деревинного пилу є нестабільність горіння палива в корені факела Відомий пальник-прототип /ас №879148, М Кп 3 F231/02, 1981 р/, який вміщує корпусів якому СПІВВІСНО установлена обичайка, яка розділяв корпус на дві частини По осі корпуса, в середині обичайки /проміжної газової труби/, розміщена центральна труба для подачі висококалорійного палива - природного газу На центральній трубі закріплені радіальні лопатки для закрутки повітря Скидне повітря /деревинний пил і повітря/ подають двома потоками, один із яких подають в середину обичайки і закручують радіальними лопатками, а другий потік - кільцевий проходить між корпусом і обичайкою По осі закрученого потоку палива подають природний газ в КІЛЬКОСТІ, яка забезпечує використання надлишкового повітря в суміші деревинного пилу і повітря /скидне повітря/ Створюють умови для утворення високотемпературного ядра горіння і якісного спалювання палива Коли подають паливо в топку котла, пальник забезпечує повноту згоряння при виході котла на номінальні параметри, тоді як в початковий період розігріву котла, через відсутність конструктивних елементів які забезпечують рівномірну температуру факела по його довжині, повноту згоряння палива не можливо забезпечити В основу винаходу поставлена задача удосконалення пальника, в якому в результаті введення додаткових деталей і їх виконання, а також розміщення радіальних лопато, забезпечується підвищення СТІЙКОСТІ і повноти горіння палива в факелі і внаслідок цього покращення енергетичних і екологічних показників процесу спалювання палива Поставлена задача вирішена тим, що в пальнику для спалювання палива, який вміщує корпус, СПІВВІСНО розміщені в ньому з зазором центральну і проміжну газові труби, а також радіальні лопатки для закрутки повітря, згідно з винаходом, на вихідному торці центральної труби укріплена соплова головка, виконана у вигляді порожнистого зрізаного конуса з боковими отворами в ньому і його кільцевій основі, а в вихідному торці проміжної газової труби встановлена кільцева перегородка з отворами, причому радіальні лопатки прикріплені до внутрішньої вихідної частини корпусу при допомозі кільцевого наконечника Установка і вихідному торці проміжної газової труби кільцевої перегородки з отворами забезпечує якісне змішування природного газу і вторинного повітря, в ВИХІДНІЙ частині пальника, що є передумовою повного згоряння природного газу на короткому відрізку факела Виконання соплової головки забезпечує дроселювання початкової швидкості газоповітряної суміші до швидкості поширення полум'я в суміші повітря і природного газу, яка дорівнює 3 - 5м/сек, і тим самим отримання кільця стійких чергових пламен, підпалюючих і забезпечуючих повноту згоряння суміші деревинного пилу і первинного повітря в корені факела Розміщення радіальних лопаток на внутрішній ВИХІДНІЙ частині корпусу, забезпечує закручування і інтенсивне згоряння природного газу і повітря, і тим самим забезпечує підпалювання і повне згоряння суміші деревинного пилу і первинного повітря в середній частині факелу На кресленні (Фіг) показано подовжній переріз запропонованого пальника Пальник вміщує корпус 1, в якому СПІВВІСНО розміщені з зазором газова проміжна 2 центральна 3 труби До верхньої частини корпусу приєднано патрубок 4 для подачі вторинного повітря, до верхньої частини проміжної газової труби приєднано патрубок 5 для подачі природного газу, до вихідної частини центральної труби приєднано патрубок 6 для подачі суміші горючого деревинного пилу і герметично закріплено кільцеву перегородку 7 з отворами 8 для подачі газу в вихідну частину корпуса 1 На вихідному КІНЦІ центральної труби 3, на ЗОВНІШНІЙ ІІ поверхні, розміщена соплова головка 9, виконана у вигляді порожнистого зрізаного конуса з розміщеннями на його боковій поверхні вхідними отворами 10 і на кільцевій основі конуса вихідними отворами 11 Сумарна площа поперечного перерізу вихідних отворів 11 в 12 - 17 разів більше сумарної площі поперечного перерізу вхідних отворів 10 На ВИХІДНІЙ частині соплової головки 9 до кільцевої основи конуса, СПІВВІСНО корпусу, приєднано кільцевий патрубок 12 До внутрішньої поверхні вихідної частини корпусу 1 прикріплено наконечник 13 s радіальними лопатками 14 Пальник працює наступним чином В пальник спочатку подають горючий газ через патрубок 5 в проміжну газову трубу 2 і повітря вторинне, в КІЛЬКОСТІ 70% від теоретично необхідного для повного спалювання газу, через патрубок 4 в корпус 1 Далі газ через отвори 8 поступає в корпус 1 і, змішуючись з повітрям, утворює газоповітряну суміш, яка в ВИХІДНІЙ частині корпусу розділяється на два потоки Перший потік газоповітряної суміші в КІЛЬКОСТІ 20 - 30% від загальної КІЛЬКОСТІ газу і вторинного повітря через ВХІДНІ отвори 10, соплову головку 9 і ВИХІДНІ отвори 11, виходить із пальника в камеру згоряння топки, утворюючи чергове кільце пламен і забезпечуючи в подальшому повноту згоряння деревинного пилу і первинного повітря в корені факелу Другий потік в КІЛЬКОСТІ 80 - 70% від загальної КІЛЬКОСТІ газу і вторинного повітря, через радіальні лопатки 14 наконечника 13 витікає в камеру згоряння топки, згоряючи в початковій і середній частині Факелу По центральній трубі З через патрубок 6 подають суміш деревинного пилу і первинного повітря Первинне повітря подають в 53791 КІЛЬКОСТІ необхідній для повного спалювання деревинного пилу і ще 20 - 30% від КІЛЬКОСТІ повітря теоретичного необхідного для спалювання природного газу На виході із центральної газової труби З суміш деревинного пилу і первинного повітря підпалюють у корені факела кільцевим черговім полум'ям першого потоку природного газу і повітря, в середній частині факела полум'ям від згоряння другого потоку природного газу і вторинного повітря Частина суміші деревинного пилу і повітря, що залишилася, одержавши значну КІЛЬКІСТЬ теплоти в початковій і середній частині факела пальника, повністю спалюється в кінцевій частині факела Порівняльне випробовування пальника - прототипу і запропонованого пальника здійснювали на заводі деревинно стругових плит при роботі сушильною агрегату АКС-8 Пальники встановлювали в торці циліндричної футерованної топки довжиною 4м і внутрішнім діаметром 1,5м Продукти згоряння після топки подавали в обертову сушильну піч, куди подавали також деревинну стружку Після підсушування стружку подавали в технологічну ЛІНІЮ заводу, а продукти згоряння в вентиляційну систему заводу Коли до пальників подавали природний газ, повітря та деревинній пил, проводили заміри витрат і тиску На виході продуктів згоряння із топки проводили заміри вмісту пилу, окислів вуглецю CO, альдегідів /в перерахунку на формальдегід/ Випробовування по прототипу В торці циліндричної топки встановлювали пальник Деревинний пил і повітря подавали в корпус, де суміш розділяли на два потоки, один з яких проходив всередині обичайки з закруткою радіальними лопатками, а другий потік подавали по кільцю між корпусом і обичайкою По центральній газовій трубі подавали природний газ Витрати природного газу 260м3/ч Витрати деревинного пилу 1100кг/ч Витрати повітря забезпечували спалювання палива з коефіцієнтом надлишку повітря І_£ = 1,05 На виході із топки проводили заміри вмісту СО, альдегідів, концентрації пилу Проводили також випробовування пальника при витратах природного газу 200м3/ч, 140м3/ч, витратах деревинного пилу 800, 500кг/ч Показники випробовувана в таблиці Випробовування запропонованого пальним Пальник встановлювали в торці циліндричної топки В пальник спочатку подавали природний газ і вторинне повітря в КІЛЬКОСТІ 70% від теоретично необхідного для повного опалювання природного газу Частину суміші природного газу і вторинного повітря /20 - 30%/ подавали в соплову головку, а іншу частину /80 - 70%/ подавали в вихідну частину корпуса через радіальні лопатки По центральній трубі подавали суміш деревинного пилу і первинного повітря Витрати природного газу 260м3/ч Витрати деревинного пилу 1100кг/ч Коефіцієнт надлишку повітря l_s = 1,05 На виході з топки проводили заміри вмісту окислу вуглецю, альдегідів, концентрації пилу Проводили випробовування пальника з витратами природного газу 200, 140м3/ч, витратами деревинного пилу 800, 500кг/ч, коефіцієнтом надлишку повітря Ц = 1,05 Показники випробовувань представлені в таблиці Таблиця Показники повноти вигорання палива при роботі запропонованого і відомого пальника Показники процесу спалювання палива Витрати природного газу, м^/ч Вміст окислу вуглецю, мг/м'5 Концентрація пилу, мг/м'5 Вміст альдегідів, г/м'5 260 937 530 0,04 З приведених в таблиці показників видно, що запропонований пальник в порівнянні з відомим пальником забезпечує більш повне згоряння деревинного пилу При ідентичних витратах природного газу концентрація пилу в продуктах згоряння зменшується в 11 - 12 разів, вміст окислів вуглецю зменшується в 12 - 13 разів, а альдегіди зникають повністю Кінцевий вміст окислу вуглецю, концентрації пилу менше максимально допустимих шкідливих По прототипу 200 140 920 910 510 490 0,038 0,037 По запропонованому пальнику 260 200 140 80 80 80 50 45 40 викидів, передбачених санітарними нормами Європейських країн Для теплових агрегатів, які використовували в випробовуваннях допустима норма вмісту окислу вуглецю СО = 100мг/м3 концентрації пилу60мг/м3 Таким чином, запропонований винахід підвищує ефективність спалювання деревинного пилу в теплових агрегатах Використання винаходу дозволяв підтримувати економічні і екологічні показники в прийнятній нормі 53791 Го ? 6г "°/іиҐ"е ** 1 7 IB 13 Пальник Фіг. TOB "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24