Способ пламенно-струйного эжектирования
Владельцы патента RU 2405977:
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники ОАО "ВНИИМТ" (RU)
Зайнуллин Лик Анварович (RU)
Способ пламенно-струйного эжектирования предназначен для откачки газов, преимущественно агрессивных и запыленных. Способ включает создание эжектирующего потока путем сжигания газового или жидкого топлива высокого давления в горелочном устройстве, встроенном в рабочее сопло эжектора. Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в значительном упрощении всей системы эжектирования за счет использования исходной энергии высокого давления природного газа и соответственно замены такого оборудования, как вентиляторы и дымососы, компрессоры, паровые котлы специальной конструкции, за счет исключения системы подготовки воды для парового котла, а также за счет исключения использования электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию различных отраслей производства и может быть использовано для откачки газов, преимущественно агрессивных и запыленных. Для откачки (удаления) газов широко известны вентиляторы и дымососы. Однако для откачки газов, содержащих агрессивные примеси и твердые частицы, вентиляторы приходится изготавливать из дорогостоящих материалов, например из титана, и защищать от налипания твердых частиц, которые зачастую являются причиной вибраций, приводящих к разрушению подшипниковых узлов вентиляторов.
Известны способы эжектирования, применяемые в струйных аппаратах (Е.Я.Соколов, Н.М.Зингер, Струйные аппараты. Энергия, М., 1970 г.) /1/, в которых эжектирование осуществляют за счет компрессорного воздуха, перегретого или насыщенного пара, воды высокого давления. Для реализации известных способов кроме эжектора необходимо иметь компрессор высокого давления или паровой котел с системой очистки воды при использовании пара в качестве рабочей среды.
Известен способ пламенно-струйного эжектирования, включающий создание эжектирующего потока путем сжигания газового или жидкого топлива. SU 900089 А, 23.01.1982.
Недостатком известного способа является слабый эжектирующий эффект при сжигании топлива низкого давления.
Задача изобретения заключается в повышении эжектирующего эффекта.
Поставленная задача решается тем, что в способе пламенно-струйного эжектирования, включающем создание эжектирующего потока, эжектирующий поток создают путем сжигания газового или жидкого топлива высокого давления.
А также задача решается тем, что топливо высокого давления сжигают в горелочном устройстве, встроенном в сверхзвуковое реактивное рабочее сопло эжектора.
Выполнение рабочего сопла сверхзвуковым позволит поднять кпд устройства и глубину разрежения в линии инжектируемой среды. Камера смещения, диффузор и сверхзвуковое реактивное рабочее сопло могут быть выполнены водоохлаждаемыми, что увеличит срок их службы. При наличии в инжектируемой среде твердых пылевидных частиц, приводящих к износу металлических стенок эжектора, быстроизнашиваемые узлы могут быть изготовлены из огнеупорной керамики.
Таким образом, для создания эжектирующего потока используется потенциальная энергия уже имеющегося сжатого природного газа и энергия от сжигания этого топлива, причем получаемая непосредственно, а не опосредованно, как при эжекции посредством нагнетателей или пара, характерных для известных способов и устройств, при том, что на большинстве предприятий имеется газ высокого давления (0,6 МПа). Преимущество заявленного изобретения заключается и в том, что для его реализации требуется простое и отлаженное по конструкции устройство - горелка для сжигания топлива. Продукты сжигания газового или жидкого топлива в горелочном устройстве, помещенном в рабочее сопло эжектора, проходя через это сопло, превращаются в эжектирующий поток довольно простым способом, не требующим больших затрат на изготовление оборудования и его эксплуатацию. При определенных условиях возможно найти способ использования тепла продуктов сжигания топлива, выходящих из диффузора эжектора и повысить эффективность использования топлива. Необходимость в механических устройствах для побуждения эффекта эжекции отпадает.
Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в значительном упрощении всей системы эжектирования за счет использования исходной энергии высокого давления природного газа и соответственно замены такого оборудования, как вентиляторы и дымососы, компрессоры, паровые котлы специальной конструкции, за счет исключения системы подготовки воды для парового котла, а также за счет исключения использования электроэнергии.
Заявленный способ реализован в устройстве пламенно-струйного эжектирования, показанном на чертеже, следующим образом.
Устройство содержит горелочное устройство 1, встроенное в рабочее сопло 2, камеру смешения 3, диффузор 4. В горелочное устройство 1 подают газ с расходом Gr и воздух для горения с расходом GB под давлением при включенном запальнике (на чертеже не показан). После начала горения на рабочем сопле 2 устанавливается рабочий режим эжектирующего потока, состоящего из продуктов горения с расходом Gp. Потоки рабочей Gp и эжектируемой сред Gн поступают в камеру смешения 3, где происходит выравнивание их скоростей, сопровождающееся повышением давления. Из камеры смешения поток смеси Gc поступает в диффузор 4, где происходит дальнейший рост давления. Применение пламенно-струйного эжектирования позволяет значительно упростить систему эжектирования. Для повышения экономической эффективности использования топлива непосредственно для эжектирования перед выбрасыванием отработанной смеси в атмосферу рекомендуется установить теплообменник для использования тепла высокотемпературной смеси (500-700°С) как вторичного тепла. Дополнительным экологическим эффектом использования высокотемпературных продуктов горения может служить эффект температурной нейтрализации вредных примесей, содержащихся в инжектируемой среде. Согласно изобретению возможно сжигать не только газовое, но жидкие и другие виды топлива, что расширяет рамки использования технического решения.
1. Способ пламенно-струйного эжектирования, включающий создание эжектирующего потока, отличающийся тем, что эжектирующий поток создают путем сжигания газового или жидкого топлива высокого давления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что топливо высокого давления сжигают в горелочном устройстве, встроенном в сверхзвуковое реактивное рабочее сопло эжектора.
