Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2265157

ГОРЕЛКА ИНСИНЕРАТОРА

Имя изобретателя: Соловьев Геннадий Васильевич 
Имя патентообладателя: Соловьев Геннадий Васильевич
Адрес для переписки: 192242, Санкт-Петербург, ул. Турку, 2, корп.1, кв.216, Г.В. Соловьеву
Дата начала действия патента: 2004.01.05 

Изобретение предназначено для сжигания отсепарированных нефтесодержащих отходов, образующихся при эксплуатации кораблей. Горелка инсинератора состоит из нескольких форсунок для подачи нефтеотходов и дизельного топлива, распыливаемого воздухом. Воздушная форсунка, снабженная завихрителем, расположена перед форсунками нефтеотходов и дизельного топлива, причем форсунка нефтеотходов расположена ближе, и обе топливные форсунки имеют возможность изменять расстояние по отношению к воздушной, ось которой к осям топливных форсунок находится под прямым углом, а перед топливными форсунками установлены жиклеры, диаметр отверстия которых меньше диаметра отверстия соответствующих форсунок. Изобретение позволяет увеличить эффективность сгорания топлив и уменьшить вредные выбросы из реактора.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Использование: в судостроении, в частности касается горелочных устройств судовых инсинераторов, предназначенных для термической утилизации нефтесодержащих льяльных вод (нефтеотходов), прошедших предварительную сепарацию.

Сущность изобретения заключается в том, что горелка инсинератора содержит три форсунки, предназначенные для подачи дизельного топлива, нефтеотходов и воздуха, распыляющего два вида указанных топлив. Форсунка с нефтеотходами расположена ближе, чем форсунка дизельного топлива к воздушной форсунке и воздушная форсунка по отношению к топливным форсункам находится под прямым углом. Форсунка воздушная снабжена завихрителем, закручивающим струю воздуха на выходе, а в топливные форсунки топливо поступает через жиклеры, диаметр которых меньше, чем диаметр форсунок на выходе топлив. Жиклеры расположены в верхней части горелки.

Изобретение относится к судостроению, в частности к горелочным устройствам инсинераторов для утилизации нефтеотходов.

Известны горелки с пневматическими форсунками [1] и форсунки для распыливания топливной суспензии [2], являющейся прототипом к заявляемому техническому решению. В этих форсунках топливные каналы расположены в каналах распыляющего газа.

Учитывая особенности горелок утилизаторов, заключающиеся в низком качестве нефтеотходов и в необходимости иметь, как минимум, две форсунки: на розжиг с дизельным топливом и на утилизацию с нефтеотходами. Недостатками указанных форсунок являются:

- увеличенный расход воздуха на распыл топлив (воздух на распыл дизельного топлива и воздух на распыл нефтеотходов);

- сложность конструкции форсунки и системы, изменяющей давление воздуха на форсунку дизельного топлива и нефтеотходов. Это связано с тем, что вязкость дизельного топлива и нефтеотходов различная, поэтому и давление воздуха на распыл одной и другой среды должно быть различным;

- отсутствие завихрителя, закручивающего струю воздуха с распыленным топливом;

- отсутствие жиклеров, уменьшающих давление топлива на выходе из форсунок и тем самым, приводящем к необходимости увеличения давления воздуха на распыл и как следствие этого увеличение расхода воздуха.

Указанные недостатки устраняют посредством горелки инсинератора, состоящей из нескольких форсунок для подачи нефтеотходов и дизельного топлива, распыливаемого воздухом. Согласно изобретению, воздушная форсунка снабжена завихрителем и расположена перед форсунками нефтеотходов и дизельного топлива, причем форсунка нефтеотходов расположена ближе и обе топливные форсунки имеют возможность изменять расстояние по отношению к воздушной, ось которой к осям топливных форсунок находится под прямым углом, а перед топливными форсунками установлены жиклеры, диаметр отверстия которых меньше диаметра отверстия соответствующих форсунок.

Топливные форсунки в верхней части снабжены съемными подкладками. Новизна и положительный эффект в предлагаемой горелке инсинератора заключается в наличии жиклеров, количестве и расположении форсунок, возможности изменения расстояний между топливными форсунками и воздушной. Это позволяет расширить диапазон характеристик утилизируемых нефтеотходов и получить повышенные эксплуатационные характеристики горелки. На фиг.1 изображен общий вид горелки инсинератора; разрезы по сечению А-А, по сечению Б-Б. Горелка инсинератора, фиг.1, состоит из корпусов с форсунками нефтеотходов 1, дизельного топлива 2, воздушной 3, фурмы 4, насадки на фурму 5. В верхней части горелки расположен завихритель воздуха 6 и корпуса с штуцерами для подсоединения трубопровода 7 - штуцер нефтеотходов, 8 - штуцер воздуха, 9 - штуцер дизельного топлива. Детали поз.1-3 и 7-9 закреплены на основании 10, которое в свою очередь установлено на откидывающейся крышке 11. В основании 10 через изоляторы установлены электроды 12, связанные с высоковольтным трансформатором (высоковольтные провода и трансформатор на чертеже не показаны). Под штуцерами корпусов с форсунками дизельного топлива и нефтеотходов расположены подкладки 13 и 14, а в самих штуцерах установлены жиклеры 15 (сечение А-А). Перед воздушной форсункой установлен завихритель 16 (сечение Б-Б).

Работа горелки инсинератора осуществляется следующим образом. В начале ведутся наладочно-регулировочные работы, которые заключаются в подборе диаметра насадки поз. 5 на фурму. Диаметр насадки обеспечивает подачу необходимого количества воздуха для горения факела. Затем регулируется расстояние между форсункой дизельного топлива 2 и форсункой воздушной 3 путем подбора толщины подкладки 13, а и расстояния между форсункой 1 и форсункой воздушной 3 путем подбора толщины подкладки 14 (сечение А-А). Приведенная на фиг.1 горелка инсинератора обеспечивает термическую утилизацию в полости реактора нефтеотходов и (или) твердых горючих отходов. Учитывая эти режимы работы инсинератора, горелка и должна обладать возможностью регулирования количества подачи топлив. Так, например, в режиме сжигания только нефтеотходов топливные форсунки горелки должны характеризоваться следующими параметрами: форсунка подачи дизельного топлива должна обеспечивать подачу минимального количества этого топлива, которое идет только на розжиг нефтеотходов, а количество нефтеотходов в этом режиме должно быть максимальным. Это достигается за счет установки жиклеров 15 в штуцерах 9 дизельного топлива и 7 нефтеотходов и обеспечивается за счет минимального проходного диаметра в жиклере дизельного топлива и максимальным проходным диаметром в жиклере нефтеотходов. В режиме сжигания только твердых отходов (отсутствуют нефтеотходы) работает только форсунка дизельного топлива. Для обеспечения необходимой температуры внутри реактора для сжигания твердых отходов в штуцер 9 подачи дизельного топлива устанавливается жиклер 15, характеризующийся большим проходным диаметром по сравнению с предыдущим режимом работы. Больший проходной диаметр жиклера обеспечивает большую подачу дизельного топлива для создания высокотемпературного режима внутри реактора. В режиме утилизации одновременно с твердыми отходами нефтеотходов, дизельная форсунка служит только для розжига нефтеотходов, поэтому в штуцер 9 подачи дизельного топлива устанавливается жиклер 15 с минимальным проходным диаметром. В штуцер 7 подачи нефтеотходов устанавливается жиклер 15 с номинальным или максимальным проходными диаметрами, которые выбираются исходя из температуры в реакторе или количества нефтеотходов, которые необходимо утилизировать.

Рабочий процесс горелки инсинератора организуется в следующей последовательности. Центробежным вентилятором (на чертеже не показан) в полость, образованную кожухом и реактором инсинератора, нагнетается воздух, который, пройдя через завихритель 6, закручивается и поступает через фурму 4 и насадку 5 во внутреннюю полость реактора. Подается сжатый воздух в штуцер 8, фиг.1, который, пройдя по корпусу, попадает в завихритель 16 (сечение Б-Б) и, закручиваясь, выходит из воздушной форсунки 3. На электроды 12, фиг.1, подается высоковольтное напряжение, образующее искру между концами электродов. Через штуцер 9 подается дизельное топливо, которое проходит через жиклер 15, выходит из форсунки 2, распыливается воздухом, выходящим из форсунки 3, и воспламеняется от искры между электродами 12. Хороший распыл дизельного топлива обеспечивается правильной регулировкой расстояния между воздушной и дельными форсунками, расположением осей этих форсунок в районе 90 градусов, закруткой воздуха, выходящего из форсунки 3, и низкой скоростью истечения дизельного топлива из форсунки 2 за счет меньшего диаметра жиклера 15 по сравнению с выходным диаметром сопла форсунки 2. Понижение скорости дизельного топлива из форсунки требует на распыление более низкого давления воздуха, а значит и меньший расход сжатого воздуха, что улучшает характеристику горелки и всего инсинератора в целом. Наличие жиклера 15 (сечение А-А) характеризуется положительным эксплуатационным эффектом, который заключается в том, что отпадает необходимость в чистке форсунки, так как в горелке наиболее возможным местом засорения является проходное отверстие жиклера. Учитывая его местоположение отпадает необходимость открытия горелки, так как для продувки жиклера необходимо освободить штуцер 9 и извлечь жиклер. После воспламенения дизельного топлива отключается высоковольтное напряжение от электродов 12 и искра гаснет. Затем подаются нефтеотходы, которые через штуцер 7, жиклер 15 (сечение А-А) выходят из форсунки 1, распыляются воздухом, выходящим из форсунки 3 и воспламеняются от факела дизельного топлива. Хорошее распыление нефтеотходов достигается теми же конструктивными элементами, что и для дизельного топлива. После воспламенения нефтеотходов подача дизельного топлива прекращается.

Новизна и положительный эффект предложенной горелки инсинератора заключается в наличии форсунок для подачи дизельного топлива, нефтеотходов и сжатого воздуха, в расположении форсунок относительно друг друга, в наличии и расположении жиклеров в топливных форсунках и возможности изменения расстояний топливных форсунок относительно воздушной. При этом обеспечивается возможность настройки оптимальных режимов работы горелки при различных параметрах утилизируемых нефтеотходов, облегчается обслуживание горелки, снижается расход сжатого воздуха и улучшается распыл топлив, что влечет за собой эффективность сгорания и уменьшение вредных выбросов из реактора. Постоянный обдув холодным воздухом топливных форсунок исключает возможность закоксовывания их выходных отверстий.

Предлагаемое техническое решение реализовано в «Установке сжигания корабельных отходов» (УСКО), разработанной ФГУП «ЦНИИТС» по заказу Управления кораблестроения ВМФ.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Кулагин Л.В., Охотников С.С. Сжигание тяжелых жидких топлив. М.: «Недра», 1967, с.209-216.

2. А.с. №5307996 кл. F 23 D 21/00 «Форсунка для распыливания топливной суспензии».

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Горелка инсинератора, состоящая из нескольких форсунок для подачи нефтеотходов и дизельного топлива, распыливаемого воздухом, отличающаяся тем, что воздушная форсунка, снабженная завихрителем, расположена перед форсунками нефтеотходов и дизельного топлива, причем форсунка нефтеотходов расположена ближе, и обе топливные форсунки имеют возможность изменять расстояние по отношению к воздушной, ось которой к осям топливных форсунок находится под прямым углом, а перед топливными форсунками установлены жиклеры, диаметр отверстия которых меньше диаметра отверстия соответствующих форсунок.

Версия для печати
Дата публикации 21.02.2007гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов