устройство для экстенсификации области циркуляционного подогрева мазута в резервуарах

Формула изобретения

1. Устройство для экстенсификации области циркуляционного подогрева мазута в резервуарах, содержащее насос, внешний подогреватель, всасывающий патрубок, напорный трубопровод и струйный насадок, отличающееся тем, что содержит направляющий элемент, выполненный из цилиндрических, конических труб или их совокупности, в том числе телескопических, и имеет отражатели глухого, тарельчатого, раздельного типов, причем направляющий элемент расположен в резервуаре между его дном и поверхностью мазута в резервуаре.

2. Устройство для экстенсификации области циркуляционного подогрева мазута в резервуарах по п.1, отличающееся тем, что направляющий элемент может состоять из одной или нескольких деталей, в том числе не соединенных между собой и имеющих каналы для перетекания мазута.

3. Устройство для экстенсификации области циркуляционного подогрева мазута в резервуарах по п.1 или 2, отличающееся тем, что направляющий элемент или его детали могут устанавливаться на дно резервуара или (и) крепиться к внутренней поверхности резервуара, к его крышке, к струйному насадку, к напорному трубопроводу, к поплавку, к внешним конструкциям резервуара или внешним опорам.

4. Устройство для экстенсификации области циркуляционного подогрева мазута в резервуарах по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что струйный насадок может располагаться внутри направляющего элемента с зазором.

5. Устройство для экстенсификации области циркуляционного подогрева мазута в резервуарах по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что направляющий элемент может иметь осесимметричную конструкцию и устанавливается соосно со струйным насадком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и теплотехнике.

Возможные области использования:

- мазутное хозяйство ТЭЦ и котельных;

- транспортировка и хранение веществ с вязкостью, зависящей от температуры.

В резервуары для хранения мазут поступает из цистерн или приемных (промежуточных) емкостей в подогретом состоянии. В резервуарах предусматривается дополнительный подогрев мазута до температур от 30 до 90°С, в зависимости от марки мазута.

Известно устройство для циркуляционного подогрева мазута в резервуарах, состоящее из насоса, внешнего подогревателя, всасывающего патрубка, напорного трубопровода и струйного насадка. Мазут отбирается из нижней части резервуара и по всасывающему патрубку поступает в насос, который прокачивает его через внешний подогреватель. Далее подогретый мазут по напорному трубопроводу, погруженному в мазут почти до дна резервуара, через струйный насадок сбрасывается в нижнюю часть резервуара, где перемешивается с холодным мазутом, повышая его температуру.

Область подогрева мазута до заданной температуры из-за его высокой вязкости локализуется у дна резервуара вблизи всасывающего патрубка. При этом в случае обеспечения постоянной температуры мазута на выходе из внешнего подогревателя возможны такие стационарные режимы работы устройства, когда малая локальная область подогрева не расширяется и устройство работает не эффективно, то есть потребляя энергию только на организацию циркуляции мазута. При больших значениях подачи подогретого мазута в резервуар, когда потоки циркулирующего мазута интенсивно омывают стенки и дно резервуара, резко возрастают теплопотери и, соответственно, затраты энергии на разогрев требуемого количества мазута до заданных температур.

Целью предлагаемого изобретения является создание устройства для циркуляционного подогрева мазута в резервуаре, которое обеспечивало бы экстенсификацию (количественное расширение) области в резервуаре, в которой мазут разогрет до температуры, не ниже требуемой, без дополнительных энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит насос, внешний подогреватель, всасывающий патрубок, напорный трубопровод, струйный насадок и направляющий элемент.

Признаками, отличающими предложенное решение от прототипа, являются:

- направляющий элемент выполнен из цилиндрических, конических труб или их совокупности, в том числе телескопических, и имеет отражатели глухого, тарельчатого, раздельного и комбинированного типов, причем направляющий элемент расположен в резервуаре между его дном и поверхностью мазута в резервуаре;

- направляющий элемент может состоять из одной или нескольких деталей, в том числе соединенных между собой и имеющих каналы для перетекания мазута;

- направляющий элемент или его детали могут устанавливаться на дно резервуара или (и) крепиться к внутренней поверхности резервуара, к его крышке, к струйному насадку, к напорному трубопроводу, к поплавку, к внешним конструкциям резервуара или внешним опорам;

- струйный насадок может располагаться внутри направляющего элемента с зазором;

- направляющий элемент может иметь осесимметричную конструкцию и устанавливаться соосно со струйным насадком.

Анализ известного и предложенного технических решений показал, что отличительные признаки обуславливают соответствие предложенного решения критерию «новизна».

Достигнутый новый технический результат в сравнении с прототипом и другими техническими решениями, известными из уровня техники, заключается в том, что устройство для циркуляционного разогрева мазута, содержащее насос, внешний подогреватель, всасывающий патрубок, напорный трубопровод и струйный насадок и направляющий элемент, сохраняет все преимущества известных установок для циркуляционного подогрева и в то же время позволяет количественно, практически без дополнительных энергозатрат увеличить в резервуаре область подогрева мазута до требуемых температур, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критерию «изобретательный уровень».

На фиг.1 изображена установка для циркуляционного разогрева мазута с направляющим элементом в форме цилиндрической трубы, прикрепленным к стенкам резервуара растяжками.

Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный трубопровод, 3 - направляющий элемент, 4 - струйный насадок, 5 - растяжка, 6 - всасывающий патрубок, 7 - насос, 8 - внешний подогреватель.

На фиг.2 отдельно изображен резервуар с направляющим элементом в форме конической трубы, установленным на дно резервуара: а) коническая труба, сужающаяся ко дну, б) коническая труба, расширяющаяся ко дну. Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный трубопровод, 3 - направляющий элемент, 4 - струйный насадок, 6 - всасывающий патрубок, 9 - опора.

На фиг.3 отдельно изображен резервуар с направляющим элементом в форме цилиндрической трубы с каналами в виде отверстий или щелей для перетекания мазута, прикрепленными к напорному трубопроводу: а) направляющий элемент с отверстиями, б) направляющий элемент со щелями. Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный трубопровод, 3 - направляющий элемент, 4 - струйный насадок, 5 - растяжка, 6 - всасывающий патрубок.

На фиг.4 отдельно изображен резервуар с направляющим элементом в форме телескопической трубы с отверстиями или щелями, прикрепленной к поплавку-отражателю. Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный трубопровод, 4 - струйный насадок, 6 - всасывающий патрубок, 10 - поплавок-отражатель направляющего элемента, 11 - телескопическая труба.

На фиг.5 отдельно изображен резервуар с направляющим элементом в форме цилиндрической трубы с донным отражателем глухого типа, установленным на дно резервуара. Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный трубопровод, 3 - направляющий элемент, 4 - струйный насадок, 6 - всасывающий патрубок, 9 - опора.

На фиг.6 отдельно изображен резервуар с направляющим элементом в форме цилиндрической трубы с каналами в виде щелей для перетекания мазута и донным отражателем тарельчатого глухого типа, установленным на дно резервуара. Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный трубопровод, 3 - направляющий элемент, 4 - струйный насадок, 6 - всасывающий патрубок, 9 - опора.

На фиг.7 отдельно изображен резервуар с направляющим элементом в форме цилиндрической трубы с раздельным донным отражателем, установленным на дно резервуара: а) направляющий элемент с донным отражателем тарельчатого типа, б) направляющий элемент с донным отражателем глухого типа. Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный трубопровод, 3 - направляющий элемент, 4 - струйный насадок, 5 - растяжка, 6 - всасывающий патрубок, 9 - опора, 12 - донный отражателель направляющего элемента.

Устройство для экстенсификации области циркуляционного подогрева мазута в резервуарах работает следующим образом.

Мазут отбирается из нижней части резервуара через всасывающий патрубок 6 с помощью насоса 7, который подает мазут во внешний подогреватель 8. Далее подогретый мазут по напорному трубопроводу 2 через струйный насадок 4, погруженный в мазут, сбрасывается в резервуар 1. В результате гидродинамического взаимодействия потока разогретого мазута с направляющим элементом 3 часть разогретого мазута (или весь разогретый мазут) меняет направление движения, что в свою очередь приводит к образованию зон циркуляции, охватывающих практически весь объем резервуара. В этих зонах циркуляции разогретый мазут перемешивается с холодным, за счет чего, в конечном итоге, происходит количественное расширение (экстенсификация) области разогрева мазута в резервуаре, в которой мазут разогрет до температуры, не ниже требуемой.

Как показали расчеты авторов, за счет применения направляющего элемента при прочих равных остальных параметрах установки прототипа можно значительно увеличить долю объема мазута, разогретого до требуемой температуры. При этом время выхода установки на стационарный режим разогрева и величина тепловых потерь в окружающую среду практически не изменяются по сравнению с существующей установкой без направляющего элемента.

Размеры направляющего элемента (диаметр, высота и т.д.), а также расстояние от дна резервуара оптимизируются расчетным путем для конкретных размеров резервуаров.

Источник информации

1. Геллер З.И. Мазут как топливо. М.: Недра, 1965 г., стр. 168.