Способ останова мазутной горелки

Способ останова мазутной горелки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в энергетическом машиностроении для подачи тяжелого нефтяного топлива. Сущность .изобретения: предварительно подают дизельное топливо в магистрали горелки (1) на вход топливного насоса (6) в обвод подводящей магистрали

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 0 11/44

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6 8 7 У

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823105/06 (22) 03.05.90 (46) 07.11.92. Бюл. М 41 (71) Конструкторское бюро химического машиностроения (72) В.И.Морозов, Г.M.Ïåòðàø и Ю.А.Протопоп ов (56) Комбинированные горелки (мазут/газ)

ОЙЛОН GRP с модулирующим регулированием. Рабочее описание и инструкция по регулированию и техническому обслуживанию. GRP-500М, Финляндия, 1980., Ы,, 1774128 А1 (54) СПОСОБ ОСТЛНОВА МАЗУТНОЙ ГОРЕЛКИ (57) Использование: в энергетическом машиностроении для подачи. тяжелого нефтяного топлива. Сущность .изобретения: предварительно подают дизельное топливо в магистрали горелки (1) на вход топливного насоса (6) в обвод подводящей магистрали (22) под давлением, превышающим давлеwe подачи мазута, промывают дизельным топливом магистргли горелки (1) и одновременно вытесняют встречным потоком дизельного топлива мазут через подводящую магистраль (22) в мазутную емкость (21), 1 ил.

1774128

Изобретение относится к области энер,гетического машиностроения, в частности к мазутным и газомазутным горелкам, системам подачи тяжелого нефтяного топлива и может быть использовано в различных областях техники., Как известно, в состав мазута, используемого в качестве топлива горелочных устройств, наряду с широким спектром углеводородных фракций. в больших или меньших количествах входят соединения се. ры и вода, оказывающие коррозионное воздействие на элементы конструкции горелки и системы топливоподачи, что способствует сокращению. ресурса последних, Кроме того, наличие в составе мазута широкого спектра углеводородных фракций может приводить к разделению их,. в результате чего,при низких температурах мазута как во время работы мазутной горелки и системы топпивоподачи, так и в паузах, существует опасность налипания тяжелых и вязких углеводородных фракций на элементы конструкции, контактирующие с мазутом, наволакивание слоя углеводородных соединений на внутренние стенки трубопроводов, фильтрующие элементы фильтров очистки мазута, сопло форсунки, что изменяет гидравлические характеристики мазутной горелки и системы топливоподачи, обусловливает их работу на нерасчетном режиме, в результате чего снижается надежность и сокращается ресурс последних, а также могут ухудшиться экономические и экологические показатели горелки. Кроме того, при повторном запуске горелки после продолжительной паузы, т.е, при условиях, когда остатки мазута в трубопроводах ее и подводящей магистрали остыли и загустели, в период выхода горелки на штатный тепловой режим и замещении оставшегося в магистралях холодного мазута горячим, мазут, поступающий в форсунку, имеет низкую температуру и; следовательно, высокую вязкость, что определяет ухудшение условий работы агрегатов горелки и системы топливоподачи, а также низкое качество процесса распыла мазута в топку и, как следствие, неполное его сгорание и высокий уровень вредных выбросов горелки в период выхода ее на режим, Указанная ситуация в период выхода мазутной горелки на режим приводит к изменению соотношениА расходов мазута и воздуха в топку в сторону увеличения избытка воздуха в продуктах сгорания, Причиной этого является повышенное гидросопротивление топливной магистрали горелки и подводящей магистрали мазута вследствие высокой вязкости мазута. В результате в топку может поступать горячая окислительная среда, что приводит к значительному окислению металлических элементов конструкции топки и может служить причиной аварийной

5 ситуации (например, прогара котла).

Устранение данных неблагоприятных явлений возможно двумя способами, Вопервых, можно использовать в качестве топлива горелки только легкие сорта мазутов, 10 Так, например, мазутные горелки фирмы

"Weishaupt" (ФРГ) допускают использование в качестве топлива только мало минерализованного мазута марки Еб по стандарту

0Ю 51603 вязкостью не более 6 кв, мм/с при температуре?О град. Ц. Однако, как видно, при этом узко ограничивается диапазон применяемых для горелки топлив, что усложняет эксплуатацию последней, причем мазуты со свойствами, аналогичными

20 приведенной выше марки мазута DlN 51603, являются дефицитными в СССР. Во-вторых, удаление каким-либо способом остатков мазута из полостей и трубопроводов горелки и системы топливоподачи при их останове, Это- может не только устранить описанные выше негативные явления, но и облегчить, например, разборку, ремонт и техническое обслуживание горелки.

Выбранный в качестве прототипа заяв 30 ляемого изобретения способ останова мазутной горелки заключается в прекращении подачи мазута через подводящую магистраль в магистрали горелки с последующей остановкой топливного насоса. Такой спо35 соб используется в мазутных и газомазутных горелках фирм "I/Ifelshaupt" (ФРГ) и

"Ollon" (Финляндия), см., например, А/0

Ойлон, Комбинированные горелки (мазут/газ) ОЙЛОН GRP с модулирующим регу40 лированием. Рабочее описание и инструкция по регулированию и техническому обслуживанию GRP-500М, Финляндия,,1980 г, Способ останова мазутной горелки по

45 прототипу имеет недостаток: постоянное присутствие мазута в магистралях и полостях агрегатов горелки, а также в системе топливоподачи. В паузах между включениями горелки мазут остывает, загустевает и, 50 наряду с коррозионным воздействием на элементы конструкции, создает условия для охарактеризованного выше нерасчетного режима, работы горелки при последующих запусках, Все это приводит к снижению на55 дежности и ресурса как самой мазутной горелки, так и обслуживающей ее системы топпивоподачи, а необходимость проведения периодических чисток полостей и маги- . стралей последних усложняет их эксплуатацию, Сказанное выше обусповли1774128

20

40 вается тем, что характеристики рабочего процесса горелки (состав продуктов сгорания, гидросопротивления магистралей), а также ее надежность и экономичность при выходе на режим зависят от марки мазута и

его температуры перед последующим запуском горелки, Целью изобретения является повышение надежности и упрощение эксплуатации мазутной горелки, Поставленная цель достигается тем, что перед остановом горелки, предварительно в магистрали горелки на вход топливного насоса в обвод подводящей магистрали подают дизельное топливо под давлением, превышающим давление подачи мазута, промывают дизельным. топливом магистрали горелки и одновременно вытесняют встречным потоком дизельного топлива мазут через подводящую магистраль в мазутную емкость. При этом осуществляется полное удаление остатков мазута из магистралей и полостей агрегатов горелки, а также из подводящей магистрали мазута, Все это невозможно реализовать способом останова по прототипу, При реализации заявляемого способа остатки мазута из указанных выше магистралей и полостей агрегатов, а также раствор мазута в дизельном топливе оттуда же сливаются в мазутную емкость. Причем слив дизельного топлива в мазутную емкость улучшает характеристики мазута, в данном случае способствует разжижению тяжелых углеводородных фракций, скапливающихся, как правило, в придонных слоях находящегося в емкости мазута.

При заявляемом способе останова мазутной горелки исключается зависимость параметров ее режима при запуске от значения вязкости мазута, т.к. возможность обеспечения требуемой температуры последнего перед запуском горелки посредством системы подготовки топлива (нагрева мазутной емкости) наряду с отсутствием остатков мазута в подводящей магистрали мазута и в топливной магистрали горелки позволяют осуществить подачу в горелку мазута требуемой вязкости с самого начала процесса ее запуска. Таким образом, следствием незави- 5 симости параметров режима работы горелки при ее запуске от вязкости мазута является независимость параметров режима запуска горелки, ее надежности и ресурса от марки применяемого мазута, длительности паузы 5 между остэновом и последующим запуском горелки и внешних условий при запуске.

Отличительные признаки заявляемой совокупности признаков не обнаружены в источниках информации, ITQ в сочетании с реализацией новых свойств (независимость надежности и ресурса горелки, параметров переходного режима при ее запуске от марки мазута, длительности паузы между остановом и последующим запуском и условий окружающей среды) позволяет считать совокупность признаков новой.

Сущность заявляемого изобретения поясняется графическим изображением, на котором представлена гидравлическая схема мазутной горелки и подводящих топливных магистралей.

Мазутная горелка 1 включает в себя фильтры очистки мазута 2 и дизельного топлива 3, клапаны входа мазута 4 и дизельного топлива 5, топливную магистраль с топливным насосом 6, приводимым от электромотора 7, электроподогревателем мазута 8, управляющим 9 и пускоотсечным 10 клапанами, форсункой 11, имеющей сопло 12 на выходе из рабочей полости 13, иглу 14, жестко связанную с поршнем 15, пружину 16, расположенную тэк же кэк и поршень 15 в управляющей полости.17 форсунки 11, магистраль слива топлива с дросселем 18. приводимым электроприводом 19, клапаном слива 20, соединенную с мазутной емкостью (заполненной в данном случае мазутом любой марки по ГОСТ 10585-75) 21, Подводя щая магистраль мазута 22, соединенная с мазутной емкостью 21 включает в себя входной клапан 23, мазутный насос

24 (например, шнековый), приводимый электромотором 25, Подводящая магистраль дизельного топлива 26, соединенная с баком дизельного топлива 27, заполненным в данном случае дизельным топливом ГОСТ

305-82, включает в себя входной клапан 28, насос 29 (например, центробежный), приводимый электромотором 30.

При работе горелки на режиме (перед началом останова) входной клапан 28 подводящей магистрали дизельного топлива

26, а также клапан входа дизельного топлива 5 топливной магистрали горелки I и клапан слива 20 магистрали слива топлива горелки 1 закрыты; входной клапан 23 подводящей магистрали мазута 22, клапаны входа мазута 4, управляющий 9 и пускоотсечной 10 горелки 1 открыты; электроподогреватель мазута 8 подключен к электрической сети, электромоторы 25 и 7 подключены к электросети и приводят в действие соответственно насос 24 в подводящей магистрали мазута 22 и топливный насос 6 в топливной магистрали горелки 1

Мазут из мазутной емкости 21 поступает по подводящей магистрали мазута 22 через открытый входной клапан 23 в насос 24 и далее — в топливную магистраль горелки 1 через фильтр очистки мазута 2 и открытый

1774128 часть через дроссель 18 поступает в магистраль слива топлива горелки 1 и далее возвращается в мазутную емкость 21. Тепловая мощность горелки 1 (расход мазута в топку через.сопла 12 форсунки 11) регулируется с 25

40 дача дизельного топлива в горелку 1 под давлением, превышающим давление,подачи мазута, в результате чего прекращается подача мазута в горелку путем вытеснения его из магистрали горелки дизельным топ- 50 ливом и встречным потоком дизельного топлива через подводящую магистраль мазута

22 в мазутную емкость 21.

Дизельное топливо из бака дизельного топлива 27 поступает через открытый вход- 55 ной клапан 28 в подводящую магистраль дизельного топлива 26 на вход в насос 29. С выхода насоса 29 дизегьное топливо под давлением (2„.3 ати), превышающим давление подачи мазута, равное 0,3...1 ати, нагнеклапан входа мазута 4 на вход в топливный насос 6. С выхода топливного насоса 6 мазут под давлением подается через электроподогреватель мазута 8 (где мазут нагревается до температуры, требуемой из условий создания вязкости, достаточной для качественного его распыла форсункой) в форсунку

11, Открытый управляющий клапан 9 определяет наличие в управляющей полости 17 форсунки 11 давления мазута, при котором усилие нэ поршень 15 таково, что поршень

15 сжимает пружину 16, сместившись влево по рисунку; при этом жестко связанная с поршнем 15 игла 14 открывает доступ мазута, поступающего в рабочую полость 13 форсунки 11 через открытый пускоотсечной клапан 10, к соплу 12, Часть расхода мазута, поступающего в рабочую полость 13 форсунки 11, через сопло 12 поступает в распыленном виде в топку, где сгорает, а другая помощью изменения проходного сечения .дросселя 18 посредством электропривода

19.

Пример. При останове мазутной горелки обесточиваются электромотор 25 и подогреватель мазута 8, открываются входной клапан 28 подводящей магистрали ди-. зельного топлива 26 и клапан входа дизельного топлива 5 топливной магистрали горелки 1, чем обеспечивается подача дизельного топлива в магистрали горелки для их промывки. При этом, одновременно эапитывается электрическим током электромотор 30. В результате насос 24 подводящей магистрали мазута 22 останавливается и давление мазута на входе в топливную магистраль горелки 1 снижается, а насос 29 подводящей магистрали дизельного топлива 26 приводится в действие посредством электромотора 30, чем обеспечивается по5

20 тается в топливную магистраль горелки 1, по которой через фильтр очистки дизельного топлива 3 и открытый клапан 5 поступает на вход топливного насоса 6, откуда часть расхода дизельного топлива поступает обратным потоком через открытый клапан входа мазута 4 и фильтр очистки мазута 2 в подводящую магистраль мазута 22 и по ней через проточную часть насоса 24 и открытый входной клапан 23 сливается в мазутную емкость

21, вытесняя остатки мазута из участка топливной магистрали горелки 1 и подводящей магистрали мазута 22 и промывая указанный участок и магистраль. Другая часть расхода дизельного топлива с выхода топливното насоса 6 поступает через открытый пускоотсечной клапан 10 в рабочую полость 13 форсунки 11, откуда, во-первых, распыливается через сопло 12 форсунки 11 в топку, промывая рабочую полость 13 и сопло 12 форсунки 11, и, во-вторых, через дроссель 18 поступает в магистраль слива горелки 1 нФдалее — в мазутную емкость 21.

При этом вытесняются остатки мазута из топливной магистрали горелки, рабочей полости форсунки, магистрали слива горелки и осуществляется их промывка дизельным топливом. Далее закрывается пускоотсечной клапан 10 и открывается клапан слива

20, При этом прекращается поступление дизельного топлива в рабочую полость 13 и сопло t2 форсунки 11, и далее — в топку.

Пламя в топке гаснет. С выхода топливного насоса 6 горелки 1 дизельное топливо посту-, пает в управляющую полость 17 форсунки

11, причем промывая управляющую полость

17 форсунки 11, оно поступает через открытый клапан слива 20 в магистраль слива топлива и далее — в мазутную емкость 2.1; давление топлива в управляющей полости

17 форсунки 11 при этом снижается (из-эа открытия клапана 20) настолько, что усилием пружины 16 поршень 15 и жестко связанная с ним игла 14 смещаются вправо по рисунку, причем игла 14 перекрывает сопло

12 форсункй 11. В остальном характер распределения расходов дизельного топлива по магистралям горелки 1, подводящим магистралям дизельного топлива 26 и мазута

22 (встречным потоком) не изменяется.

По окончании полного вытеснения остатков мазута в мазутную емкость 21 иэ полостей и магистралей горелки 1, а также из подводящей магистрали мазута 22 и смыва-. ния мазутных отложений с элементов конструкции последних, процесс останова мазутной горелки заканчивается. При этом обесточивэются электромоторы 30 и 7 приводов насосов 29 и 6 соответственно, одновременно закрываются входные клапаны 28

1774128

Составитель Ю.Протопопов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор С.Кулакова

Заказ 3917 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и 23 подводящих магистралей дизельного топлива 26 и мазута 22 соответственно. Также закрываются клапаны дизельного топлива,5, входа мазута 4, управляющий 9 и пускоотсечной 10, расположенные в топливной магистрали горелки 1. Горелка приходит в исходное (нерабочее) состояние.

Предлагаемый способ останова мазутной горелки разработан на предприятии— заявителе при разработке технического предложения на газомазутную агрегатированную автоматизированную горелку тепловой мощностью t,1 МВт., Благодаря промывке встречным потоком дизельного топлива участка топливной магистрали горелки от фильтра очистки мазута до входа в топливный насос и подводящей магистрали мазута, а также промывке остальных магистралей и полостей агрегатов горелки, контактирующих с мазутом при работе последней; со сливом продуктов промывки (раствора мазута в дизельном топливе) в мазутную емкость, при останове горелки происходит полное удаление остатков мазута иэ укаэанных магистралей и полостей, а также частичное растворение в дизельном топливе тяжелых углеводородных фракций мазута в придонной, области мазутной емкости, что облегчает техниче5 ское обслуживание и последующий запуск горелки и, следовательно, упрощает эксплуатацию и увеличивает надежность последней.

10 Формула изобретения

Способ останова мазутной горелки путем прекращения подачи мазута через подводящую магистраль в магистрали горелки с последующей остановкой топливного на15 соса, отличающийся тем,что,сцелью повышения надежности и упрощения эксплуатации, предварительно в магистрали горелки на вход топливного насоса в обвод подводящей магистрали подают дизельное

20 топливо под давлением, превышающим давление подачи мазута,. промывают дизельным топливом магистрали горелки и одновременно вытесняют встречным потоком дизельного топлива мазут через подводя25 щую магистраль в мазутную емкость.