CC BY
22
УДК 629.703:658.562:629.701 +533.6
В. Ю. Виноградов, О. Г. Морозов, Э. Р. Галимов, И. А. Абдуллин, А. А. Заднев, Р. З. Гибадуллин
ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СПОСОБА СЖИГАНИЯ
УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ В ПУЛЬСИРУЮЩЕМ ПОТОКЕ
Ключевые слова: способ, устройство, топка шахтного типа, сжигание, углеводородное топливо, хозяйственные отходы.
В статье рассматривается перспективы внедрения способа и устройства для сжигания твердых углеводородных топлив и хозяйственных отходов в пульсирующем потоке которое позволяет организовать процесс интенсивного сжигания любого твердого углеводородного топлива и любого по составу.
Key words: method, apparatus, shaft-type furnace, combustion, hydrocarbon fuel, household waste.
The article discusses the prospects of implementation of the method and apparatus for burning solid hydrocarbon fuels and household waste in the pulsating flow that allows you to organize the process of intensive burning of any solid fossil fuels and of any composition.
Технический результат, получаемый при использовании данной научной разработки, заключается в интенсификации процесса горения за счет поддержания оптимальных аэроакустических характеристик при сжигании различных видов твердого топлива, промышленных и хозяйственных отходов, а также улучшение экологических характеристик устройства и среды в целом.
Данная работа относится к области энергетики [1, 2] в частности к топкам шахтного типа для слоевого сжигания углеводородных твердых топлив, и может быть использована в газификационных камерах для химической переработки хозяйственных отходов. Известны способы сжигания топлива и устройства их реализующие, в которых интенсификация процесса горения достигается за счет наложения акустических колебаний на поток воздуха, движущийся с постоянной скоростью через топку. Недостатком известного способа и устройства является низкая интенсивность горения различных видов твердого топлива, хозяйственных отходов и невозможность регулирования и поддержания интенсивного процесса горения различных их видов.
Предлагаемая научная разработка может быть использована в газификационных камерах для химической переработки хозяйственных отходов. Устройство для сжигания хозяйственных отходов и различных видов углеводородных твердых топлив в пульсирующем потоке представлено на рис 1.
Устройство для сжигания содержит шахту 1, колосниковые решетки 2, тяговую трубу 4. Шахта в верхнем выходном сечении снабжена регулируемыми створками 6 с исполнительными механизмами. Тяговая труба 4 снабжена на выходе участками с регулируемыми проходными сечениями за счет створок и эжектируещее устройство 7. Участки выполнены в виде осесимметричных патрубков, установленных внутри тяговой трубы с кольцевым зазором и с возможностью перемещения посредством исполнительных механизмов. На тяговой трубе и на перемещаемых участках выполнены ряды отверстий 3. На входе шахты может быть установлен вентилятор, лопасти которого выполнены поворотными с возможностью
установки во флюгерное положение. Дополнительно могут быть установлены турбулизаторы. На входе и на выходе шахты и на входе и на выходе тяговой трубы установлены датчики скорости и температуры, сообщенные с исполнительными механизмами и с блоком управления. Научная разработка позволяет интенсифицировать процесс горения, а также улучшить скорость сгорания топлива и повысить экологические и технические характеристики устройства.
отходов и различных видов углеводородных твердых топлив в пульсирующем потоке
Технический результат достигается тем, что в способе сжигания хозяйственных отходов и различных видов углеводородных топлив в пульсирующем потоке, включающем загрузку топлива, воспламенение его, поддержание горения эжектируемым потоком воздуха за счет разности газодинамических параметров на входе и на выходе, дополнительную подачу воздуха при розжиге, разделение потока газов после зоны горения на центральный и спутный потоки, замеряют газодинамические параметры - скорость и температуру потока, соответственно, на входе в зону горения, на входе центрального и спутного потоков газа, на выходе центрального потока газа определяют расходы воздуха, газа в этих сечениях расход топлива, по полученным данным насчитывают коэффициент избытка воздуха а, регулируют проходные сечения, соответственно,
потока воздуха на входе в зону горения, потока газа на входе центрального и спутного потоков газа, на выходе из центрального потока газа, поддерживая соотношение расходов газа и топлива, при которых коэффициент избытка воздуха аблизок к единице для всех видов продуктов сжигания. Подачу воздуха в центральный поток регулируют как в его начальном сечении, так и в сечении, близком к выходу. Кроме того, дополнительно турбулизируют воздух перед зоной горения и поток газа за зоной горения на входе центрального потока. Устройство для сжигания включает вертикальную шахту, колосниковые решетки, тяговую трубу, при этом вертикальная шахта в нижнем входном сечении и в верхнем выходном сечении снабжена регулируемыми створками, тяговая труба снабжена в нижней части на входе и в верхней части на выходе участками с регулируемыми проходными сечениями, например регулируемыми створками. Участки с регулируемыми проходными сечениями на входе и выходе тяговой трубы выполнены в виде осесимметричных патрубков, установленных внутри тяговой трубы с кольцевым зазором и с возможностью вертикального перемещения, при этом на стенках патрубков выполнены отверстия. В нижней и в верхней частях тяговой трубы выполнены системы отверстий. На входе вертикальной шахты установлен вентилятор, лопасти которого выполнены поворотными с возможностью установки во флюгерное положение. На входе в вертикальную шахту, на входе и выходе тяговой трубы дополнительно установлены
турбулизаторы. Регулируемые створки
вертикальной шахты и тяговой трубы снабжены исполнительными механизмами, например гидро-или пневмоцилиндрами, сообщенными с блоком управления. На входе и выходе вертикальной шахты, а также на входе и выходе тяговой трубы установлены датчики скорости и температуры, сообщенные с блоком управления.
Устройства для сжигания в пульсирующем потоке позволяют организовать процесс интенсивного сжигания любого твердого углеводородного топлива и любых по составу хозяйственных отходов за счет поддержания в зоне горения коэффициента избытка воздуха, близким к единице в широком диапазоне изменения режимных параметров, а также улучшить экологические характеристики устройства за счет повышения полноты сгорания и снижения выхода токсичных веществ в атмосферу, а также за счет направленного выброса продуктов сгорания.
Литература
1. Виноградов В.Ю., Виноградов А.Ю., Балымов А.Ф. Балымов В.А., Способ сжигания хозяйственных отходов и различных видов углеводородных топлив в пульсирующем потоке, и устройство для его осуществления. Патент № 2200277, Россия. Дата публикации 10.03.2003.
2. В.Ю.Виноградов, О.Г. Морозов, Э.Р.Галимов, И.А.Абдуллин, А.А. Заднев. Вестник технологического университета, 14, 18, 61-62 (2015).
© В. Ю. Виноградов - к.т.н. доцент, каф. МСиПБ КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева,уашп@тай.га; О. Г. Морозов - д.т.н., профессор зав.каф. РФМТ КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева, [email protected]; Э. Р. Галимов - д.т.н., профессор зав.каф. МСиПБ КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева, [email protected]; И. А. Абдуллин - д.т.н., профессор, проректор по интеграции образования, науки и производства, зав. каф. ТИПиКМ КНИТУ, [email protected]; А. А. Заднев - доцент, каф. МСиПБ КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева, [email protected]; Р. З. Гибадуллин - доцент, каф. ТиЭЛО КазГАУ, [email protected].
© V.Yu.Vinogradov - Candidate of Technical Sciences, Associated professor, Scientific supervisor Tupolev Kazan National Research Technical Univerty - KAI, [email protected]; O. G. Morozov - Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Television and Multimedia Department Tupolev Kazan National Research Technical Univerty - KAI, [email protected]; E. R. Galimov - Doctor of Technical Sciences, Professor, Tupolev Kazan National Research Technical Univerty - KAI, [email protected]; 1 A. Abdullin -Doctor of Technical Sciences, Professor, KNRTU, [email protected]; A. A. Zadnev - Associated professor, [email protected]; R. Z. Gibadullin - Candidate of Technical Sciences, Associated professor, Scientific supervisor, [email protected].
Все статьи номера поступили в редакцию журнала в период с 01.10.15. по 10.11.15.
