Пальник для спалювання альтернативних видів палива

Реферат: Пальник для спалювання альтернативних видів палива містить корпус та трубопровід для підводу суміші палива та окислювача, оснащений встановленим співвісно з корпусом трійником та додатковим корпусом, в якому співвісно розташований центральний вал з можливістю переміщення вперед-назад по осі, вхідний кінець якого розміщено поза додатковим корпусом, а до вихідного кінця приєднано передавальний вал. Пальник він оснащений розміщеною на вихідному кінці корпуса сопловою насадкою у вигляді зрізаного конуса, співвісно з якою розміщено робочий елемент, виконаний у вигляді циліндричної центральної частини, вхідний і вихідний кінці якого виконані у вигляді конуса, причому посередині на циліндричній частині робочого елемента встановлені нахилені лопатки з кутом нахилу відносно осі робочого елемента 5-45°. UA 107901 U (54) ПАЛЬНИК ДЛЯ СПАЛЮВАННЯ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ВИДІВ ПАЛИВА UA 107901 U UA 107901 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується спалювання альтернативних видів палив. Пальник може бути використаний в теплотехнічних установках енергетики, металургії та хімічній галузі промисловості. Відомий пилогазовий пальник (Патент України № 14692 МПК(2006) F23D 17/00, 2006 р.), що містить центральну трубу (корпус), в якій співвісно встановлена труба первинного повітря, жорстко з'єднана із трубопроводом для подачі первинного повітря. В трубі первинного повітря співвісно встановлена труба вторинного повітря. До трубопроводу вторинного повітря і труби первинного повітря приєднані газові колектори додаткової витрати палива з газовими патрубками та патрубком основної витрати палива. На виході з труби вторинного повітря та центральної труби розташовані лопатки завихрювача, причому газові патрубки розташовані між трубопроводами первинного та вторинного повітря у шаховому порядку. Відома конструкція пальника є недосконалою тому, що призводить до неповного згорання паливної суміші і можна регулювати довжину факела спалюваної суміші. Пальник може працювати лише в визначеному діапазоні довжин факела і не може забезпечити робочу температуру на всій довжині зони випалу матеріалу. Найбільш близьким до корисної моделі є пальник для спалювання органічних видів палива (Патент України № 56498 МПК (2011.01) F23D 21/00, 2011 р.), що містить корпус, виконаний у вигляді труби, та приєднаний до нього співвісно трійник, в свою чергу, до якого приєднано додатковий корпус. В додатковому корпусі співвісно розташований центральний вал з можливістю переміщення вперед-назад по осі, один з кінців якого розташований поза додатковим корпусом і на якому встановлено рукоятку, що виконана у вигляді колеса. З іншого боку до центрального вала жорстко приєднаний передавальний вал, що співвісно встановлений в корпусі та трійнику з можливістю переміщення вперед-назад по осі. З іншого боку до передавального вала жорстко приєднаний робочий елемент у вигляді циліндра, встановлений співвісно до корпусу пальника. На поверхні робочого елемента встановлені центруючі болти. Відома конструкція пальника є недосконалою тому, що не забезпечує необхідний час перебування частинок альтернативного палива в зоні горіння, що призводить до неповного згорання частинок альтернативного біопалива і знижує коефіцієнт використання палива. Пальник може працювати лише в вузькому діапазоні температур. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення конструкції пальника, в якому в результаті виконання центральної частини - у вигляді циліндра, вхідний і вихідний кінці якого виконані у вигляді конусів, причому посередині циліндричної частини встановлені нахилені лопатки відносно осі робочого елемента для закручування паливної суміші, забезпечується збільшення часу перебування частинок альтернативного палива в зоні горіння, що приводить до повного згорання альтернативного палива та підвищення тепловиділення в факелі пальника, покращення змішування альтернативного палива та окислювача на лопатках робочого елемента призводить до стабілізації процесу горіння та виникає можливість застосовування пальника при більш високих робочих температурах теплових агрегатів. Поставлену задачу вирішено завдяки тому, що пальник для спалювання альтернативних видів палива, що містить корпус та трубопровід для підводу суміші палива та окислювача, оснащений встановленим співвісно з корпусом трійником та додатковим корпусом, в якому співвісно розташований центральний вал з можливістю переміщення вперед-назад по осі, вхідний кінець якого розміщено поза додатковим корпусом, а до вихідного кінця приєднано передавальний вал, згідно з корисною моделлю, оснащений розміщеною на вихідному кінці корпуса сопловою насадкою у вигляді зрізаного конуса, співвісно з якою розміщено робочий елемент, виконаний у вигляді циліндричної центральної частини, вхідний і вихідний кінці якого виконані у вигляді конуса, причому посередині на циліндричній частині робочого елемента встановлені нахилені лопатки з кутом нахилу відносно осі робочого елемента 5-45°. Відмінні ознаки корисної моделі дозволяють регулювати ступінь закрутки паливної суміші за допомогою зміни кута нахилу лопаток на робочому елементі, в результаті чого збільшується час перебування частинок альтернативного палива в зоні горіння, що приводить до повного згорання частинок альтернативного палива та до збільшення тепловиділення факела пальникового пристрою. Також робочий елемент за допомогою встановлених на ньому лопаток приводить до покращення змішування альтернативного палива та окислювача, що стабілізує процес горіння. Процес згорання частинок альтернативного палива підвищує коефіцієнт використання альтернативного палива в теплових агрегатах, що призводить до збільшення ККД всього устаткування, що дозволяє використовувати пальник для спалювання альтернативних видів палива при більш високих робочих температурах теплових агрегатів. Суть корисної моделі пояснюють креслення, де на фіг. 1 представлено поздовжній розріз пальника, на фіг. 2 - виносний поздовжній розріз робочого елемента пальника. 1 UA 107901 U 5 10 15 20 25 30 Пальник містить корпус 1, виконаний у вигляді труби, та приєднаний до нього співвісно трійник 2, під кутом до осі якого встановлений патрубок 3 для подачі повітря на охолодження пальника. До вхідного кінця трійника 2 приєднаний додатковий корпус 4, в якому співвісно розташований центральний вал 5 з можливістю переміщення вперед-назад по осі, вхідний кінець якого розташований поза додатковим корпусом 4 і на якому встановлено рукоятку 6, що виконана у вигляді колеса. До вихідного кінця центрального вала 5 жорстко приєднаний передавальний вал 7, що співвісно встановлений в корпусі 1 та трійнику 2, з можливістю переміщення вперед-назад по осі. До вихідного кінця корпусу 1 жорстко приєднана соплова насадка 8 у вигляді зрізаного конуса, в якій співвісно розміщено робочий елемент 9 (змінний пристрій закрутки паливної суміші), виконаний у вигляді циліндричної центральної частини, вхідний і вихідний кінці якого виконані у вигляді конуса, а посередині на циліндричній частині робочого елемента встановлені нахилені лопатки 10 для закручування паливної суміші з кутом нахилу лопаток відносно осі робочого елемента 5-45°. До вихідного кінця передавального вала 7 співвісно приєднаний робочий елемент 9. По центру на поверхні передавального вала 7 встановлені центруючі пластини 11. Пальник для спалювання альтернативних видів палива працює у складі модуля із двох пальників. Відомий пальник працює в режимі "горіння" на природному газі і забезпечує розпал пропонованого пальника для альтернативних видів палива, який працює наступним чином: суміш палива та окислювача подають через трійник 2 до корпусу пальника 1, далі суміш подають до виходу з пальника паралельно його осі. Залежно від режиму роботи технологічного та енергетичного устаткування та необхідних розмірів факела горіння суміші, здійснюють регулювання факела за допомогою робочого елемента 9 (експериментальним шляхом встановлюють кут нахилу лопаток 10, який дозволяє регулювати час перебування частинок альтернативного палива в зоні горіння, для досягнення повного згорання частинок біопалива і отримання максимального тепловиділення факела) шляхом зміни площі перерізу між сопловою насадкою і робочим елементом, здійснюється за допомогою переміщення центрального 5 та передавального 7 валів вперед-назад по осі пальника за допомогою рукоятки 6. Центруючі пластини 11 забезпечують співвісність пристрою закрутки паливної суміші 9 з корпусом 1 під час роботи пальника. Через патрубок 3 подають повітря для охолодження пальника, коли він не працює. Пропонований пальниковий пристрій був випробуваний на обертових печах випалу матеріалів при спалюванні біопалива на наступних підприємствах ПАО "АрселорМіттал Кривий Ріг" та ПАО "Запоріжвогнетрив". Таблиця Порівняльні дані, одержані під час випробувань відомого і пропонованого пальників 900 1300 Частка заміщення природного газу, % 80 40 900 85 1300 70 Робоча температура, °С Найближчий аналог Кут нахилу лопаток [°] 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 Корисна модель 2 Кількість палива необхідна 3 для заміщення 1000 м природного газу, кг 2300-2600 2300-2600 2300 2272 2244 2217 2189 2161 2133 2106 2078 2050 2065 2300 2268 2236 2203 2171 UA 107901 U Таблиця Порівняльні дані, одержані під час випробувань відомого і пропонованого пальників Робоча температура, °С Частка заміщення природного газу, % 10 15 20 Кількість палива необхідна 3 для заміщення 1000 м природного газу, кг 25 30 35 40 45 50 5 Кут нахилу лопаток [°] 2139 2107 2074 2042 2010 2027 З таблиці видно, що при зміні кута нахилу лопаток на робочому елементі пальникового пристрою кількість альтернативного палива для заміщення природного газу зменшилась, це свідчить про те, що час перебування частинок альтернативного палива в зоні горіння збільшився і процес горіння проходить усі фази до повного згорання частинок альтернативного палива, що призводить до підвищення коефіцієнта використання паливної суміші. Оптимальний кут нахилу лопаток робочого елемента від 5° до 45°, при куті нахилу лопаток робочого елемента в 50° кількість альтернативного палива для заміщення природного газу збільшилась, час перебування частинок біопалива в зоні горіння збільшився, але факел пальника став коротшим і не дає можливість забезпечити робочу температуру по всій довжині зони випалу матеріалу в обертовій печі. Застосування корисної моделі, що заявляється, дозволяє регулювати час перебування частинок біопалива в зоні горіння, що призводить до повного їх вигорання, дозволяє збільшити тепловиділення факела пальникового пристрою і дає можливість підвищити частку заміщення природного газу для відпалу будівельних матеріалів в обертових печах при роботі з високими температурами. Також робочий елемент за допомогою встановлених на ньому лопаток приводить до покращення змішування альтернативного палива та окислювача, що стабілізує процес горіння. Процес повного згорання частинок альтернативного палива підвищує коефіцієнт використання альтернативного палива в теплових агрегатах, що приводить до збільшення ККД всього устаткування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Пальник для спалювання альтернативних видів палива, що містить корпус та трубопровід для підводу суміші палива та окислювача, оснащений встановленим співвісно з корпусом трійником та додатковим корпусом, в якому співвісно розташований центральний вал з можливістю переміщення вперед-назад по осі, вхідний кінець якого розміщено поза додатковим корпусом, а до вихідного кінця приєднано передавальний вал, який відрізняється тим, що він оснащений розміщеною на вихідному кінці корпуса сопловою насадкою у вигляді зрізаного конуса, співвісно з якою розміщено робочий елемент, виконаний у вигляді циліндричної центральної частини, вхідний і вихідний кінці якого виконані у вигляді конуса, причому посередині на циліндричній частині робочого елемента встановлені нахилені лопатки з кутом нахилу відносно осі робочого елемента 5-45°. 3 UA 107901 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4