Technologický ohrev destilačných a rektifikačných kotlov ovocinárskych páleníc aplikáciou plynových svetlých infražiaričov s riadeným zmiešavaním paliva

Číslo patentu: U 6354

Dátum: 02.01.2013

Autor: Rusko Jozef

Je ešte 2 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technologické zariadenia na destiláciu ovocných kvasov a rektifikáciu lutra pri výrobe ovocných destilátov v ovocinárskych páleniciach.V jestvujúcom stave je technologický ohrev týchto zariadení V prevádzkach ovocinárskych páleníc realizovaný na báze tuhých palív - drevo, uhlie, plynných palív - zemný plyn, zmes PB a to aplikáciou atmosférických horákov, pretlakových blokových horákov resp. plynových svetlých infražiaričov. Energetická účinnosť takto prevádzkovaných technologických zariadení je nízka a pohybuje sa v rozpätí 50 - 70 . Vzhľadom na skutočnosť, že technologické operácie destilácie a rektitikácie sú energeticky náročné, nízka účinnosť spaľovania zvyšuje prevádzkové náklady na prevádzku týchto zariadení. Obdobná je i situácia v prípade realizácie ohrevu na báze plynných palív aplikáciou atmosférických resp. pretlakových blokových horákov. V oboch prípadoch je problematické i riadenie priebehu procesu destilácie a rektifikácie zariadením regulácie. V prípade realizácie ohrevu aplikáciou plynových svetlých infražiaričov je účinnosť ohrevu podstatne vyššia, je však problematický návrh automatickej regulácie z pohľadu riadenia výkonu týchto žiaričov, pretože tepelný výkon žiaričov možno regulovať prietokom plynného paliva komorou ejektorov infražiaričov a tento možno regulovať v malom rozsahu tak, aby bol zaistený nasávací efekt ejektorov infražiaričov nasávajúcich spaľovací vzduch a tým aj účinnosť spaľovacieho procesu.Uvedené nedostatky jestvujúcich princípov vykurovania destilačných a rektifikačných kotlov z pohľadu energetickej účinnosti ako aj z pohľadu regulácie teplotného režimu jednotlivých prevádzkových procesov odstraňuje technické riešenie vykurovania týchto zariadení v uvedenom prevedení.Návrh konštrukčných úprav priestoru spaľovacej komory je dispozične riešený na aplikáciu vykurovania destilačných a rektifikačných kotlov plynovými svetlými infražiaričmi. Infražiariče sú konštrukčne navrhnuté na spaľovanie vykurovacej zmesi plynného paliva a spaľovacieho vzduchu pripravovanej osobitným technickým zariadením. Toto sa skladá z vysokotlakového ventilátora osadeného na nasávacom otvore plynovou multifunkčnou armatúrou zabezpečuj úcou dávkovanie potrebného množstva vykurovacieho plynu V závislosti od množstva dodávaného spaľovacieho vzduchu daného prevádzkovými otáčkami vysokotlakového ventilátora riadeným zariadením spaľovacej automatiky. Zmes vykurovacieho plynu a spaľovacieho vzduchu homogenizovaná obežným kolesom ventilátora je potrubným rozvodom rozvedená na vstupné armatúry - elektromagnetické ventily jednotlivých infražiaričov. Týmito ventilmi ovládanými mikroprocesorovou spaľovacou jednotkou sú uvádzané jednotlivé infražiariče do prevádzky. V prípade poruchy spaľovacieho procesu monltorovaného ionizačnými elektródami jednotlivých infražiaričov sú prostredníctvom spaľovacej automatiky zatvárané prívodné magnetické ventily vykurovacej zmesi na jednotlivé infražiariče. Štart spaľovacieho procesu jednotlivých infražiaričov je zabezpečovaný pomocou zapaľovacích elektród jednotlivých infražiaričov prostredníctvom spaľovacej automatiky. Poruchové stavy jednotlivých infražiaričov sú spaľovacou jednotkou signalizované prostredníctvom svetelnej signalizácie obsluhe zariadenia prevádzky. Vzhľadom na skutočnosť, že zariadenie na prípravu vykurovacej zmesi v riadenom pracovnom režime pracuje s vyššou tlakovou dispozíciou vysokotlakového ventilátora, je spaľovacía komora konštrukčne riešená ako pretlaková. Dispozičné je vykurovacia komora kotla vertikálne členená pomocou usmerňovacích plechov na dve časti,pričom v spodnej časti sú inštalované plynové svetlé infražiariče a slúži ako spaľovacía komora a vrchná slúži ako chladiaca komora odchádzajúcich spalín zo spaľovacieho procesu s cieľom zvýšiť účinnosť technologického ohrevu. Pod dnom priestoru spaľovacej komory je situované zariadenie na prípravu vykurovacej zmesi. Na účely montáže, kontroly a údržby je priestor spaľovacej komory prístupný demontovateľnými kontrolnými vekami. Obdobne je prístupný priestor, v ktorom je situované zariadenie na prípravu vykurovacej zmesi.Regulácia tepelného výkonu vykurovaniaPotrebný tepelný príkon vykurovacieho systému kotla podľa požiadavky na prevádzkovú teplotu realizovanej technologickej operácie je riadený mikroprocesorovou riadiacou jednotkou. Navolená prevádzková teplota operácie destilácie resp. rektifikácie je monitorovaná prevádzkovým teplomerom s napäťovým výstupom. Referenčný údaj teplomeraje prenášaný prepojovacími vodičmi na vstup riadiacej jednotky v prevedení s napäťovým vstupom. Riadiaca jednotka priebežne údaj teplomera porovnáva s navolenou hodnotou prevádzkovej teploty. Výstupný regulačný signál z riadiacej jednotky kódovaný V tvare PWM je vedený nasvorkovnicu spaľovacej jednotky a následne na svorkovnicu elektromotora vysokotlakového ventilátora, kde je využívaný na reguláciu pracovných otáčok ventilátora. Zmenou pracovných otáčok ventilátora sa mení množstvo a tlaková dispozícia dodávaného spaľovacieho vzduchu na prípravu vykurovacej zmesi. Zmeny tlakových pomerov spaľovacieho vzduchu sú privádzané na vstup tlakového regulátoru plynovej multifunkčnej armatúry. Tlakový regulátor prostredníctvom ovládacej membrány ovláda pracovný ventil plynovej armatúry a zabezpečuje tak dávkovanie vykurovacieho plynu na prípravu vykurovacej zmesi.Prehľad obrázkov na výkresochKonštrukčné prevedenie navrhovaného technického riešenia vykurovania destilačných a rektiñkačných kotlov je graficky znázornená vo výkresovej časti prihlášky úžitkového vzoru, pričom jednotlivé obrázky znázorňujú nasledovnéObr. l - čelný pohľad na kotolObr. 2 - pôdorys palivovej komory Obr. 3 - pôdorys spaľovacej komory Obr. 4 - rez telesom kotlaVonkajší plášť l telesa kotla je vyrobený z oceľového plechu. Z vnútornej strany plášťa je priestor spaľovacej komory vybavený tepelnou izoláciou g, opláštenú antireflexným plášťom ą z lešteného antikorového plechu. Spodná časť valcového plášťa je vystužená kruhovým uholníkovým rámom 4, Homá časť valcového plášťa je obdobne vystužená uholníkovým rámom 5 nesúcím stropnú časť Q spaľovacej komory. V strednej časti kotlového plášťa je osadený ďalší výstužný rám 1 na upevnenie dna spaľovacej komory 5. Vzhľadom na skutočnosť, že vykurovacia zmes je do infražiaričov privádzaná s miernym pretlakom, je priestor Q vykurovacej komory ako aj priestor l 7 vykurovacej komory riešený ako pretlakový a konštrukčné spoje sú tesnené materiálom sibral. Vamá nádoba lQ je uložená na nosné podpery Q s výškovo nastaviteľnými pätkami privarenými ku konštrukcii opláštenia kotla 1. Na konštrukciu nosných podpier sú upevnené usmerňovacie plechy Q členiace vertikálne priestor vykurovacej komory na dve časti. V spodnej časti priestoru Q vykurovacej komory, ktorá slúži ako spaľovacia komora, sú inštalované plynové svetlé infražiariče u, L 5 geometrického tvaru I v počte dvoch kusov a geometrického tvaru II v počte dvoch kusov. Spaliny zo spaľovacieho procesu sú cez prepúšťací otvor l 6 prevádzané do homej časti Ľ vykurovacej komory, ktorá je využívaná ako ochladzovacia komora spalín. V tomto priestore spalíny obtekajú zvislú valcovú stenu vamej nádoby l 0 a dochádza k predávaniu tepelného obsahu spalín k ohrevu obsahu vamej nádoby a tým aj k zvýšeniu energetickej účinnosti spaľovacieho procesu. Po prietoku spalín priestorom ochladzovacej komory sú spalíny odvádzané dymovým hrdlom Q do komínového prieduchu. Zariadenie na prípravu vykurovacej zmesi čo do množstva z pohľadu požadovaného príkonu ako aj zloženia zmesi je situované V priestore Q pod dnom spaľovacej komory. Zariadenie na prípravu vykurovacej zmesi pozostáva z vysokotlakového ventilátora 20 osadeného na nasávacom otvore plynovou multifunkčnou armatúrou a pripojenú na primáme prívodná potrubie Q vykurovacieho plynu s prevádzkovým tlakom 1,8 kPa. Toto na podklade riadiaceho signálu z riadiacej automatiky kotla zabezpečuje v modulovanom prevádzkovom režime potrebné množstvo a zloženie vykurovacej zmesi. Vykurovacia zmes je potrubným rozvodom 23 rozvedená na vstupy magnetických ventilov 24jednotlivých infražiaričov Q, Q. Jednotlivé infražiariče sú vybavené zapaľovacími elektródami 25 v kombi nácii s ionizačnýmí elektródami, ktorými sú infražiariče uvádzané do prevádzky a k monitorovania priebehu spaľovacieho procesu. Vizuálna kontrola spaľovacieho procesu ako aj fyzický stav jednotlivých infražiaričov je urnožnená cez kontrolné priezory gg V opláštení kotla. Priestor spaľovacej komory l 3, V ktorom sú inštalované infražiariče je na účely montáže a údržby prístupný prostredníctvom revíznych krytov 27. Priechody prívodných potrubí vykurovacej zmesi pre jednotlivé infražiariče E, Q konštrukciou revíznych krytov Ľ sú vybavené tesniacou konštrukciou Ä. Obdobne priestor l 9 pod dnom spaľovacej komory, v ktorom je inštalované zariadenie na prípravu vykurovacej zmesi, je na účely montáže a údržby vybavený revíznym krytom Q. Prevádzková teplota technologických operácií destilácie resp. rektifrkácie je monitorovaná prevádzkovým teplomerom 19 s napäťovým výstupom. Aktuálna teplota prevádzkovej teploty vo forme napäťového signálu je predávaná na vstup riadiacej jednotky automatiky 3 l osadenej v skrinke 32 elektroinštalácie kotla. Riadiaca automatika vyhodnocuje aktuálnu hodnotu prevádzkového teplomeru a porovnáva s navolenou hodnotou prevádzkovej teploty a výsledným riadiacim signálom v tvare PWM sú prostredníctvom spaľovacej automatiky riadené otáčky vysokotlakového radiálneho ventilátora E. Vzduchový výkon a tlaková dispozícia dodá 10vaného spaľovacieho vzduchu sú úmerné prevádzkovým otáčkam ventilátora. Tlakové pomery dodávaného vzduchu ventilátorom sú privádzané na vstup pneumatického regulátoru, ktorý je súčasťou plynovej multifunkčnej armatúry 21. Pneumatický regulátor na podklade na tlakovej dispozície spaľovacieho vzduchu dodávaného ventilátorom reguluje prostrednictvom pracovného ventilu multifunkčnej armatúry dávkovanie potrebného množstva vykurovacieho plynu na množstvo dodávaného spaľovacieho vzduchu ventilátorom. Ďalej je kotol vybavený bezpečnostným teplomerom 33, ktorý pri prekročení prevádzkovej teploty na hodnotu 105 °C blokuje prevádzku kotla prerušením napájacieho napätia. Prevádzkové hodnoty teplôt navolených ako aj aktuálnych sú signalizované displejom riadiacej jednotky 3 l. Mimo to je aktuálna hodnota prevádzkovej teploty signalizovaná obsluhe inforrnativnym teplomerom g s pracovným rozsahom 0 - 120 °C. Poruchové stavy spaľovacieho procesu ako aj poruchové stavy ostatných prvkov výstroja kotla sú pre obsluhu kotla signalizované svetlom kontrolných signálnych svetiel riadiacej skrinky g.Cieľom technického riešenia usporiadania konštrukcie vykurovacej komory ako aj realizácia ohrevu aplikáciou plynových svetlých infražiaričov prevádzkovaných na báze vykurovacej zmesi pripravovanej osobitným zariadením riadeným miešanim vykurovacieho plynu a spaľovacieho vzduchu je zvýšiť energetickú účinnosť technologického ohrevu energeticky náročných destilačných a rektiñkačných kotlov. Výhodou tohto riešenia je, že riadeným miešanim vykurovacieho plynu a spaľovacieho vzduchu umožňuje technologický ohrev kotla realizovať hospodámejšie jednak z pohľadu účinnosti spaľovacieho procesu ako aj prenosu tepelnej energie z vykurovacej plochy infražiaričov na plochu vamej nádoby tak i využitie tepelného obsahu spalín na ohrev. Ďalšou výhodou tohto technického riešenia je možnosť miešacieho zariadenia pracovať v modulovanom prevádzkovom režime, umožňujúca zabezpečiť reguláciu navolenej prevádzkovej teploty V úzkom regulačnom rozsahu, čo je výhodné hlavne pre prevádzku kotla v prevádzkovom režime rektiñkácie. Realizáciou konštrukčných úprav vykurovacieho systému destilačných a rektifikačných kotlov sa zvyšujú úžitkové vlastnosti týchto zariadení z pohľadu nižšej energetickej náročnosti ako aj moàtosti regulácie jednotlivých prevádzkových režimov v modulovanom režime, umožňujúcu výrobu kvalitnej ších ovocných destilátov. Zvýšenie úžitkových vlastnosti destilačných a rektifikačných kotlov konštrukčne upravených podľa technického riešenia oprávňuje k optimistickému predpokladu širšieho využitia týchto zariadeni v prevádzkach ovocinárskych, destilačný a rektifikačný kotol ovocinárskych pálenie s vykurovaním na báze plynného paliva pálenie resp. V obdobných prevádzkach.l. Destilačný a rektifikačný kotol ovocinárskych pálenie s vykurovanim na báze plynových svetlých infražiaričov (14, l 5), ktoré sú umiestnené v spodnej časti vykurovacej komory, pričom spaliny zo spaľovacieho procesu sú z priestoru (13) vykurovacej komory odvádzané cez prepúšťaci otvor (16) do homej časti priestoru (17) vykurovacej komory, V ktorom obtekajú zvislú stenu vamej nádoby (10) a po prechode týmto priestorom sú odvádzané dymovým hrdlom (l 8) umiestneným V homej časti priestoru (17) vykurovacej komory do komínového prieduchu, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že je ďalej vybavený miešacím zariadením na pripravu vykurovacej zmesi vykurovacieho plynu a spaľovacieho vzduchu pozostávajúcim z vysokotlakového ventilátora (20) osadeného na nasávacom otvore plynovou multiñinkčnou armatúrou (21), zabezpečujúcou optimálne dávkovanie množstva vykurovacieho plynu v závislosti od tlakových pomerov spaľovacieho vzduchu dodávaného vysokotlakovým ventilátorom (20) s riadenými pracovnými otáčkami zariadením riadiacej jednotky (31) automatiky.2. Technické riešenie konštrukčného prevedenia podľa nároku l, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že jednotlivé infražiariče (14, 15) sú na vstupnom pripojovacom potrubí vybavené vstupnými elektromagnetickými ventilmi (24) ovládanými jednotkou spaľovacej automatiky na podklade údajov kombinovaných zážihových komponentov s monitorovacimi elektródami (25) respektive prevádzkového teplomeru (30) ako aj bezpečnostného teplomeru (33).

MPK / Značky

MPK: C12G 3/12, B01D 3/02

Značky: technologický, ohrev, aplikáciou, zmiešavaním, ovocinárskych, riadeným, svetlých, rektifikačných, kotlov, paliva, destilačných, páleníc, infražiaričov, plynových

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/10-u6354-technologicky-ohrev-destilacnych-a-rektifikacnych-kotlov-ovocinarskych-palenic-aplikaciou-plynovych-svetlych-infraziaricov-s-riadenym-zmiesavanim-paliva.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Technologický ohrev destilačných a rektifikačných kotlov ovocinárskych páleníc aplikáciou plynových svetlých infražiaričov s riadeným zmiešavaním paliva</a>

Podobne patenty