RU2652697C1 - Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания - Google Patents
Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652697C1 RU2652697C1 RU2017119746A RU2017119746A RU2652697C1 RU 2652697 C1 RU2652697 C1 RU 2652697C1 RU 2017119746 A RU2017119746 A RU 2017119746A RU 2017119746 A RU2017119746 A RU 2017119746A RU 2652697 C1 RU2652697 C1 RU 2652697C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- gaseous fuel
- ionizer
- ozonizer
- fuel
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 2
- 102220488234 Uromodulin-like 1_F23D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/68—Treating the combustion air or gas, e.g. by filtering, or moistening
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики. Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания заключается в том, что осуществляют обработку газообразного топлива в электрическом ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в камеру сгорания, осуществляют обработку воздуха в электрическом озонаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в устройство сжигания, причем обработку газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, создаваемым между электродами, расположенными в камерах обработки указанных ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха, подачу напряжения на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключен к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов озонатора воздуха, при этом на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха подают различное напряжение, которое регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, из условия получения максимальной температуры в устройстве сжигания. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс горения. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам подготовки топлива и воздуха с использованием электрических разрядов путем, соответственно, ионизации и озонирования топлива, в частности углеводородного топлива или газообразного топлива, используемых в различного рода энергетических установках, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания, и может быть использовано в энергетическом комплексе, нефтеперерабатывающей промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и других областях народного хозяйства.
Известен способ сжигания газообразного топлива путем подачи газообразного топливовоздушной смеси в топливную форсунку и ее воспламенение электроискровым разрядом, причем в горелке установлено устройство ионизации, подключенное к устройству контроля для поддерживания максимальной пламенной ионизации и подачи в устройство сжигания дополнительного воздуха для увеличения полноты сгорания топлива (см., патент US №4588372, кл. F24N 5/12, опубл. 13.05.1986).
Однако данный способ сжигания газообразного топлива не позволяет существенно интенсифицировать процесс горения при одновременном снижении расхода окислителя, а именно воздуха и топлива, что приводит к увеличению объема подаваемого воздуха в зону горения, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема отходящих токсичных газов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания, заключающийся в том, что осуществляют взаимосвязанную подачу топлива и окислителя, их перемешивание и воспламенение смеси электроискровым способом, причем производят интенсификацию горения факела пламени электрическим полем путем подачи потенциала этого поля, регулируют напряженность электрического поля в устройстве сжигания, в данном случае камере сгорания по минимуму тока, потребляемого источником поля, а также пространственные и электрические параметры электрического поля в камере сгорания топливной смеси при изменении режима горения и вида топлива путем введения дополнительного ускоряющего потенциала посредством управляющего электрода, размещенного между форсункой и рабочим электродом, а также путём взаимосвязанного изменения положения управляющего и рабочего электродов относительно факела пламени и величины электрических потенциалов поля на электродах и форсунке (см. патент RU №2160414, кл. F23D 14/24, F23N 5/12, опубл. 10.12.2000).
Однако и данный способ подготовки газообразного топлива и воздуха не позволяют интенсифицировать процесс горения при одновременном снижении расхода окислителя, в частности воздуха и топлива.
Решаемая техническая проблема заключается в преодолении отмеченных выше недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность уменьшить расход топлива при одновременном сокращении вредных выбросов продуктов горения из энергетических установок, в частности двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок, за счет повышения эффективности топливоподготовки электрической ионизацией углеводородных и других, в частности смесевых, альтернативных топлив и озонированием окислителя, в данном случае воздуха.
Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в камеру сгорания заключается в том, что осуществляют обработку газообразного топлива в электрическом ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в устройстве сжигания, осуществляют обработку воздуха в электрическом озонаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в устройство сжигания, причем обработку газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, создаваемым между электродами, расположенными в камерах обработки указанных ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха, подачу напряжения на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключен к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов озонатора воздуха, при этом на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха подают различное напряжение, которое регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, из условия получения максимальной температуры в устройстве сжигания.
Величину напряжения создаваемого источниками высокого напряжения на клеммах электродов в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха осуществляют с помощью процессора управления, подключенного к датчику температуры пламени.
Параметры коронных разрядов, создаваемых в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, регулируют, причём напряжение на клеммах электродов для получения максимальной температуры в устройстве сжигания изменяют пропорционально уменьшению или увеличению расхода топлива и воздуха при изменении мощности устройства сжигания.
На трубопроводе подачи газообразного топлива после ионизатора газообразного топлива и на трубопроводе подачи воздуха после озонатора воздуха по ходу подачи, соответственно, топлива и воздуха установлены регуляторы расхода, соответственно, топлива и воздуха.
Подачу ионизированного топлива и озонированного воздуха в устройство сжигания осуществляют посредством регуляторов расхода, соответственно, топлива и воздуха с целью изменения мощности устройства сжигания.
На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации способа подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания.
Устройство подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания содержит:
- ионизатор газообразного топлива 1, выполненный в виде проточного цилиндрического корпуса, вход которого подсоединён к трубопроводу подачи газообразного топлива, а выход - к трубопроводу подачи топлива к горелке 2. Ионизатор газообразного топлива 1 выполнен с камерой обработки газообразного топлива, в которой размещены электроды для создания коронного электрического разряда, а клеммы электродов подсоединены к источникам высокого напряжения - высоковольтному генератору тока 10, создающему напряжения (не менее 20 киловольт) переменной частоты;
- озонатор воздуха 4 выполнен в виде проточного цилиндрического корпуса, вход которого подсоединён к компрессору воздуха 5, а выход - к трубопроводу подачи воздуха к горелкам 2. Озонатор воздуха 4 выполнен с камерой обработки, в которой размещены электроды для создания коронного электрического разряда, а клеммы электродов подсоединены источнику высокого напряжения - высоковольтному генератору тока 3;
- высоковольтные генераторы тока 3 и 10, подсоединены к источнику питания, например к сети переменного тока или аккумуляторной батарее низковольтными проводами, а к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4 - высоковольтными проводами;
- на трубопроводе подачи газообразного топлива к горелке 2 установлен регулятор расхода газообразного топлива 6, выполненный с электрическим приводом и подключенный к процессору управления 7;
- на трубопроводе подачи воздуха к горелке 2 установлен регулятор расхода воздуха 8, выполненный с электрическим приводом и подключенный к процессору управления 7;
- на горелке 2 установлен датчик температуры пламени 9, который подключен к процессору управления 7 напряжением на высоковольтных генераторах тока 10 и 3, соответственно газообразного топлива и воздуха.
Устройство подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания выполнено в виде блочно-модульной установки топливоподготовки.
Монтаж устройства подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания осуществляется в следующей последовательности.
1. Осуществляют подсоединение входного канала ионизатора газообразного топлива 1 к трубопроводу подачи газообразного топлива и выходного канала - к горелке 2 через регулятор расхода газообразного топлива 6.
2. Осуществляют подсоединение входного канала озонатора воздуха 4 к воздушному компрессору 5 и выходного канала - к горелке 2 через регулятор расхода воздуха 8.
3. Монтируют электрическую схему подключения высоковольтных генераторов тока 3 и 10 низковольтными проводами к сети переменного тока или аккумуляторной батарее, а высоковольтными проводами к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4.
4. Монтируют датчик температуры пламени 9 на горелке 2.
5. Монтируют электрическую схему подключения процессора управления 7 к высоковольтным генераторам тока 3 и 10, регуляторам расхода топлива 6 и воздуха 8, а также к датчику температуры пламени 9.
Запуск устройства подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройство сжигания осуществляется в следующей последовательности:
1. Запускают воздушный компрессор 5.
После запуска в работу воздушного компрессора 5 создается избыточное давление воздуха в его воздушном тракте и атмосферный воздух начинает поступать в озонатор воздуха 4 и далее к регулятору расхода воздуха 8.
2. Запускают процессор управления 7 для управления высоковольтными генераторам тока 3 и 10 и регуляторами расхода топлива и воздуха 6 и 8.
После запуска процессора управления 7 через регуляторы 6 и 8 газообразное топливо одновременно с воздухом начинает поступать к горелке 2 устройства сжигания.
3. Посредством процессора управления 7 устанавливают оптимальное для полного сгорания топлива соотношение подаваемого топлива и воздуха.
4. Запускают источники высокого напряжения - высоковольтные генераторы тока 3, 10 и подают с его выхода по высоковольтным проводам высоковольтные электрические потенциалы к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4 соответственно.
В результате запуска высоковольтных генераторов тока 3, 10 достигается устойчивый коронный электрический разряд в зоне между электродами ионизатора газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4, возникает ионизация газообразного топлива и озонирование воздуха.
Наличие ионизированного газообразного топлива и озонированного воздуха, подаваемых из камер ионизации газообразного топлива 1 и озонатора воздуха 4 к горелке 2, способствует увеличению полноты сгорания топлива.
В результате достигается изменение физико-химического состава топливовоздушной смеси коронным электрическим разрядом, что позволило повысить эффективность топливоподготовки газообразного топлива и добиться экономии топлива при одновременном сокращении вредных выбросов продуктов горения газообразного топлива (продуктов неполного сгорания и окислов азота) из различного рода энергетических устройств, в частности двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, в окружающее их пространство.
Claims (6)
1. Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания, заключающийся в том, что осуществляют обработку газообразного топлива в электрическом ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в камеру сгорания, осуществляют обработку воздуха в электрическом озонаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в устройство сжигания, причем обработку газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, создаваемым между электродами, расположенными в камерах обработки указанных ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха, подачу напряжения на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключен к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов озонатора воздуха, при этом на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха подают различное напряжение, которое регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, из условия получения максимальной температуры в устройстве сжигания.
2. Способ по 1, отличающийся тем, что величину напряжения создаваемого источниками высокого напряжения на клеммах электродов в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха осуществляют с помощью процессора управления, подключенного к датчику температуры пламени.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что параметры коронных разрядов, создаваемых в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха регулируют, причем напряжение на клеммах электродов для получения максимальной температуры в устройстве сжигания изменяют пропорционально уменьшению или увеличению расхода топлива и воздуха при изменении мощности устройства сжигания.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на трубопроводе подачи газообразного топлива после ионизатора газообразного топлива и на трубопроводе подачи воздуха после озонатора воздуха по ходу подачи, соответственно, топлива и воздуха установлены регуляторы расхода, соответственно, топлива и воздуха.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу ионизированного топлива и озонированного воздуха в устройство сжигания осуществляют посредством регуляторов расхода подачи газообразного топлива и воздуха, соответственно для изменения мощности устройства сжигания.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сжигание ионизированного топлива и озонированного воздуха в устройстве сжигания осуществляют посредством горелки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119746A RU2652697C1 (ru) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119746A RU2652697C1 (ru) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652697C1 true RU2652697C1 (ru) | 2018-04-28 |
Family
ID=62105319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119746A RU2652697C1 (ru) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652697C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731462C1 (ru) * | 2019-09-06 | 2020-09-03 | Станислав Васильевич Михайлин | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU868258A2 (ru) * | 1979-12-05 | 1981-09-30 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | Топочна камера |
| SU1281817A1 (ru) * | 1985-05-29 | 1987-01-07 | Purmal Modris Ya | Способ сжигани топлива |
| SU1710942A1 (ru) * | 1990-01-19 | 1992-02-07 | Алма-Атинский Энергетический Институт | Горелка |
| MD3520G2 (ru) * | 2006-06-14 | 2008-09-30 | Государственный Университет Молд0 | Установка для сжигания углеводородного топлива |
-
2017
- 2017-06-06 RU RU2017119746A patent/RU2652697C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU868258A2 (ru) * | 1979-12-05 | 1981-09-30 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | Топочна камера |
| SU1281817A1 (ru) * | 1985-05-29 | 1987-01-07 | Purmal Modris Ya | Способ сжигани топлива |
| SU1710942A1 (ru) * | 1990-01-19 | 1992-02-07 | Алма-Атинский Энергетический Институт | Горелка |
| MD3520G2 (ru) * | 2006-06-14 | 2008-09-30 | Государственный Университет Молд0 | Установка для сжигания углеводородного топлива |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731462C1 (ru) * | 2019-09-06 | 2020-09-03 | Станислав Васильевич Михайлин | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ATE358770T1 (de) | Verbrennungsverbesserungssystem und methode | |
| RU2410603C1 (ru) | Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива | |
| EP1588048A4 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING AND SERVICING A CROWN ELECTRICAL DISCHARGE FOR IGNITING A GASEOUS COMBUSTIBLE MIXTURE | |
| US10487784B2 (en) | Device and method for improving combustion | |
| Galley et al. | Plasma-enhanced combustion of a lean premixed air-propane turbulent flame using a nanosecond repetitively pulsed plasma | |
| RU2652697C1 (ru) | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания | |
| RU2731462C1 (ru) | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство | |
| RU2210700C2 (ru) | Способ плазменного воспламенения пылеугольного топлива | |
| RU180757U1 (ru) | Устройство для обработки топлива | |
| RU2694268C1 (ru) | Способ интенсификации и управления пламенем | |
| RU2687544C1 (ru) | Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха | |
| RU2656341C1 (ru) | Способ возбуждения газового разряда | |
| RU2726023C1 (ru) | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа | |
| RU187848U1 (ru) | Трехфазный генератор плазмы переменного тока | |
| SU918676A1 (ru) | Способ подготовки топлива к сжиганию | |
| RU2448300C2 (ru) | Способ эффективного сжигания топлива и устройство для его осуществления | |
| RU2679071C1 (ru) | Способ воспламенения водоугольного топлива | |
| RU2269721C1 (ru) | Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления | |
| GB862148A (en) | Igniter and ignition system | |
| SU1017877A1 (ru) | Горелочное устройство | |
| SU1710942A1 (ru) | Горелка | |
| SU1334853A1 (ru) | Способ сжигани топлива | |
| RU2132515C1 (ru) | Способ плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела | |
| MD20010194A (en) | Process for burning of gaseous hydrocarbonic combustible and installation for realization thereof | |
| RU137091U1 (ru) | Устройство для нагрева воды |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190607 |