RU2172890C2

RU2172890C2 - Hot gas generating method and apparatus

Info

Publication number: RU2172890C2
Application number: RU98120493A
Authority: RU
Inventors: Раймо Вяянянен
Original assignee: Раймо Вяянянен
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: gas generating equipment. SUBSTANCE: method involves generating gas in heating space which is communicated with space for liquid; regulating final temperature of generated hot gas by mixing hot gas with liquid cooling medium in zone positioned downstream of heating space in hot gas flow direction in device adapted for discharging waste product flow and communicated with heating space, and mixing with evaporated medium beginning from the moment of evaporating liquid medium in space for liquid. Evaporated medium is supplied by means of mixing device to device for discharging gas flow to mixing point above the level of liquid in space for liquid. Final temperature of generated hot gas is regulated by means of measuring device for controlling hot gas state, data processor and regulator. Evaporated medium is supplied, with amounts of supplied liquid medium being restricted. EFFECT: simplified method and construction, enhanced reliability in operation and increased efficiency. 8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу производства горячего газа путем генерирования горячего газа в нагревательном пространстве, которое по меньшей мере частично находится в тепловом контакте с пространством для жидкости, причем в целях регулирования конечной температуры генерируемого горячего газа горячий газ смешивают с охлаждающей средой за пространством сгорания по ходу потока горячего газа, например, в устройстве отвода потока газа, которое соединено с пространством сгорания. The invention relates to a method for producing hot gas by generating hot gas in a heating space that is at least partially in thermal contact with the liquid space, and in order to control the final temperature of the generated hot gas, the hot gas is mixed with the cooling medium downstream of the combustion space hot gas, for example, in a device for removing a gas stream, which is connected to the combustion space.

Уровень техники
Аналогичный способ и установка для его осуществления известны, например, из патента Финляндии N 72592. В способе по указанному патенту к горячему газу, который генерируют в нагревательном пространстве, добавляют в вихревой камере, расположенной за пространством сгорания и предназначенной для завихрения потока горячего газа, воду, в результате чего вода испаряется и смешивается с горячим газом. Воду подают в вихревую камеру примерно по центру камеры, так что вода механически смешивается с горячими дымовыми газами в процессе их движения к периферии камеры под действием вращательного движения газов и при этом испаряется под действием тепловой энергии газов. Смесь горячих газов и испаренной воды отводят из вихревой камеры по существу вдоль центральной оси со стороны, противоположной точке подаче воды.State of the art
A similar method and installation for its implementation are known, for example, from Finnish patent N 72592. In the method of the aforementioned patent, water is added to the hot gas generated in the heating space in the vortex chamber located behind the combustion space to swirl the hot gas flow as a result of which water evaporates and mixes with hot gas. Water is fed into the vortex chamber approximately in the center of the chamber, so that the water is mechanically mixed with hot flue gases as they move to the periphery of the chamber under the action of the rotational movement of gases and, in so doing, evaporates under the influence of the thermal energy of the gases. The mixture of hot gases and evaporated water is discharged from the vortex chamber substantially along the central axis from the side opposite to the water supply point.

Описанное решение применяется в котле с топкой, окруженной резервуаром с водой. Стенка жаровой трубы топки выполнена из двух концентричных частей, так что между пространством сгорания и резервуаром с водой образован воздушный промежуток размером около 10 мм. Цель указанного расположения состоит в том, чтобы получать высокую температуру в топке и в то же время предотвращать прямую радиационную передачу излучаемого пламенем тепла воде, находящейся в резервуаре, с тем, чтобы не допускать испарения воды. По этой причине указанная установка включает ограничитель температуры воды, который устанавливают на требуемое значение, например, на 93^oC, и при его превышении ограничитель прерывает работу горелки.The described solution is used in a boiler with a furnace surrounded by a tank of water. The wall of the furnace tube is made up of two concentric parts, so that an air gap of about 10 mm is formed between the combustion space and the water tank. The purpose of this arrangement is to obtain high temperature in the furnace and at the same time to prevent direct radiative transfer of heat emitted by the flame to the water in the tank so as to prevent evaporation of the water. For this reason, this installation includes a water temperature limiter, which is set to the desired value, for example, at 93 ^o C, and when it is exceeded, the limiter interrupts the operation of the burner.

Представленное выше принципиальное решение не имеет особой полезности на практике, так как радиационная передача тепла от пламени разделительной стенке, которая отделяет резервуар с водой от пламени, вызывает повышение температуры всей разделительной стенки таким образом, что она равномерно распределяет поглощенное от пламени тепло и передает его посредством радиации на внешнюю стенку жаровой трубы, примыкающую другой своей стороной к воде. Поэтому в установках указанного типа на практике всегда происходит испарение, что раньше или позже ограничивает использование установки, когда температура в резервуаре с водой становится слишком высокой. Еще одна проблема в известных установках этого типа связана именно с упомянутой разделительной стенкой, которая должна быть выполнена из дорогостоящего огнеупорного материала с тем, чтобы выдерживать высокие температуры. Кроме того, завихрение потока в данных установках достигается чрезмерно сложными и дорогостоящими средствами, и его применение нецелесообразно, так как смешивание может быть достаточно эффективно получено впрыскиванием воды, которое можно производить, например, непосредственно в выходной газоход. The principle solution presented above is not particularly useful in practice, since the radiation transfer of heat from the flame to the separation wall, which separates the water tank from the flame, causes the temperature of the entire separation wall to rise so that it evenly distributes the heat absorbed from the flame and transfers it through radiation on the outer wall of the flame tube adjacent its other side to the water. Therefore, in installations of the indicated type, evaporation always occurs in practice, which sooner or later limits the use of the installation when the temperature in the water tank becomes too high. Another problem in the known installations of this type is connected with the said dividing wall, which must be made of expensive refractory material in order to withstand high temperatures. In addition, the swirl of the flow in these plants is achieved by excessively complex and expensive means, and its use is impractical, since mixing can be quite efficiently obtained by injecting water, which can be produced, for example, directly into the outlet duct.

Сущность изобретения
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является существенное совершенствование технологии, относящейся к генерированию горячего газа, особенно с учетом отмеченных выше проблем, и таким образом значительное повышение уровня знаний в данной области. Решение поставленной задачи достигается за счет того, что способ в соответствии с изобретением в основном характеризуется тем, что конечную температуру горячего газа регулируют по меньшей мере частично посредством смешивания с ним с помощью первого смесительного устройства испаренной среды, такой как испаренный из водяной камеры водяной пар или т. п., при этом водяная камера по меньшей мере частично находится в тепловом контакте с горячим газом, например, она окружает пространство сгорания и/или устройство отвода потока горячего газа.SUMMARY OF THE INVENTION
The problem to which the present invention is directed, is to significantly improve the technology related to the generation of hot gas, especially taking into account the above problems, and thus significantly increase the level of knowledge in this field. The solution to this problem is achieved due to the fact that the method in accordance with the invention is mainly characterized in that the final temperature of the hot gas is controlled at least partially by mixing with it, using the first mixing device, an evaporated medium, such as water vapor evaporated from a water chamber or etc., while the water chamber is at least partially in thermal contact with the hot gas, for example, it surrounds the combustion space and / or the device for the removal of the flow of hot gas.

Главными преимуществами способа по изобретению являются простота и надежность самого способа и устройств для его осуществления. Благодаря способу в соответствии с изобретением в процессе нагревания можно непрерывно получать в заданном температурном режиме тепловую энергию, которая выделяется, например, в нагревательном пространстве во время выделения горячего газа. С началом так называемого двухфазного пуска, который предусмотрен в предпочтительном варианте осуществления способа по изобретению, температуру горячего газа можно очень быстро доводить до желаемой величины, причем большая длительность процесса парообразования как таковая не замедляет начала самого пуска. Благодаря изобретению при сжигании газа пространство сгорания можно достаточно хорошо охладить при любых обстоятельствах посредством его полного окружения водой, как это предусмотрено в предпочтительном варианте осуществления. Таким образом, благодаря использованию данного способа пространство сгорания для сжигания топлива с получением горячего газа можно изготавливать, например, из стали без массивных керамических слоев облицовки, которые при высоких температурах поглощают большое количество тепловой энергии и требуют длительного последующего охлаждения при остановках системы. Далее, одно из важнейших преимуществ способа состоит в том, что основанный на нем генератор горячего газа имеет высокую универсальность в отношении выбора топлива, в качестве которого могут использоваться легкое или тяжелое нефтяное топливо, природный газ, жидкий газ, биологический газ и т. д. The main advantages of the method according to the invention are the simplicity and reliability of the method and devices for its implementation. Thanks to the method in accordance with the invention, during heating, it is possible to continuously obtain thermal energy in a predetermined temperature mode, which is released, for example, in the heating space during the evolution of hot gas. With the start of the so-called two-phase start-up, which is provided for in the preferred embodiment of the method according to the invention, the temperature of the hot gas can be brought very quickly to the desired value, and the long duration of the vaporization process as such does not slow down the start of the start-up. Thanks to the invention, when burning gas, the combustion space can be sufficiently well cooled under any circumstances by completely surrounding it with water, as provided for in the preferred embodiment. Thus, by using this method, the combustion space for burning fuel to produce hot gas can be made, for example, of steel without massive ceramic layers of the cladding, which absorb high amounts of thermal energy at high temperatures and require long-term subsequent cooling when the system stops. Further, one of the most important advantages of the method is that the hot gas generator based on it has high versatility with respect to the choice of fuel, which can be used light or heavy oil fuel, natural gas, liquid gas, biological gas, etc.

Предпочтительные варианты осуществления способа отражены в относящихся к способу зависимых пунктах формулы изобретения. Preferred embodiments of the method are reflected in the dependent claims relating to the method.

Изобретение относится также к установке для осуществления способа. Известные признаки установки подробно охарактеризованы в ограничительной части соответствующего независимого пункта формулы изобретения. Основные отличительные признаки установки перечислены в отличительной части соответствующего пункта формулы. The invention also relates to an installation for implementing the method. Known features of the installation are described in detail in the restrictive part of the corresponding independent claim. The main distinguishing features of the installation are listed in the distinctive part of the corresponding claim.

При использовании изобретения можно просто и надежно производить горячий газ самыми различными средствами. Установка по изобретению обладает высокой экономичностью как в конструктивном отношении, так и в аспекте экономии тепла, так как благодаря водяной изоляции конструктивных частей для их изготовления могут использоваться самые обычные материалы и нет необходимости, например, в керамической облицовке или других соответствующих средствах. В дополнение к этому в установке, основанной на сжигании топлива, вся тепловая энергия, выделяемая в тепловой топке, может быть полезно использована таким образом, что генерируемое тепло передается водяному пространству, окружающему топку, с максимально возможной эффективностью, причем испаренная в этом процессе вода используется далее для эффективного понижения конечной температуры горячего газа, являющегося продуктом сгорания. When using the invention, it is possible to simply and reliably produce hot gas by a variety of means. The installation according to the invention is highly economical both structurally and in terms of heat saving, since due to the water insulation of the structural parts, the most ordinary materials can be used for their manufacture and there is no need, for example, in ceramic cladding or other appropriate means. In addition to this, in a plant based on fuel combustion, all the thermal energy released in the heat chamber can be used in such a way that the generated heat is transferred to the water space surrounding the fire chamber with the highest possible efficiency, and the water evaporated in this process is used further, to effectively lower the final temperature of the hot gas, which is a combustion product.

Установка в соответствии с изобретением может быть выполнена во множестве различных вариантов; так например, кроме жаровой трубы, устройство отвода потока горячего газа также можно окружить водой в водяной камере, которая может быть либо отдельной, либо той же самой, что окружает пространство сгорания. Посредством использования соответствующих дроссельных средств в точке соединения генерируемого газа с водяным паром можно эффективно стабилизировать процесс. В установке по изобретению имеется принципиальная возможность производить регулирование конечной температуры горячего газа с помощью традиционных средств регулирования путем ограничения количества воды, которую, например, впрыскивают в камеру впрыскивания, расположенную за жаровой трубой. Installation in accordance with the invention can be performed in many different ways; for example, in addition to the flame tube, the device for removing the flow of hot gas can also be surrounded by water in a water chamber, which can be either separate or the same that surrounds the combustion space. By using appropriate throttling means at the junction point of the gas to be generated with water vapor, the process can be effectively stabilized. In the apparatus according to the invention, it is possible in principle to control the final temperature of the hot gas using conventional control means by limiting the amount of water that, for example, is injected into the injection chamber located behind the flame tube.

Предпочтительные варианты осуществления установки по изобретению отражены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения. Preferred embodiments of the apparatus of the invention are reflected in the respective dependent claims.

Перечень фигур чертежей
Далее приведено описание примеров осуществления изобретения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает принципиальную схему установки для осуществления способа по изобретению;
фиг. 2 изображает альтернативное решение некоторых частей установки по фиг. 1;
фиг. 3 изображает еще одно альтернативное решение установки, представленной на предыдущих чертежах.List of drawings
The following is a description of embodiments of the invention with reference to the drawings, in which:
FIG. 1 depicts a schematic diagram of an apparatus for implementing the method of the invention;
FIG. 2 shows an alternative solution to some parts of the installation of FIG. 1;
FIG. 3 depicts another alternative solution to the installation shown in the previous drawings.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Изобретение относится к способу генерирования горячего газа, в котором горячий газ 3 генерируют в нагревательном пространстве 2, по меньшей мере частично соединенном с пространством 1 для жидкости, причем по меньшей мере для целей регулирования конечной температуры Т генерируемого горячего газа горячий газ 3 смешивают с охлаждающей средой 4 за нагревательным пространством 2 сгорания по направлению S потока горячего газа через устройство 5 отвода потока газа, соединенное с нагревательным пространством 2. Конечную температуру T генерируемого горячего газа 3 регулируют по меньшей мере частично посредством ввода в горячий газ и смешивания с ним с помощью первого смесительного устройства 6a испаренной среды 4a, такой как водяной пар и т. п. , испаренной из пространства 1 для жидкости, которое по меньшей мере частично находится в тепловом контакте с горячим газом 3, например окружает пространство 2 сгорания и/или устройство 5 отвода потока газа.Information confirming the possibility of carrying out the invention
The invention relates to a method for generating hot gas, in which hot gas 3 is generated in the heating space 2, at least partially connected to the liquid space 1, and at least for the purpose of controlling the final temperature T of the generated hot gas, hot gas 3 is mixed with a cooling medium 4 behind the combustion heating space 2 in the direction S of the hot gas flow through the gas flow exhaust device 5 connected to the heating space 2. The final temperature T generated o hot gas 3 is controlled at least partially by introducing into the hot gas and mixing with it using the first mixing device 6a of the evaporated medium 4a, such as water vapor, etc., evaporated from the liquid space 1, which is at least partially is in thermal contact with the hot gas 3, for example, surrounds the combustion space 2 and / or the gas flow exhaust device 5.

В соответствии со схемой принципиального решения по фиг. 1 эффективным является такое осуществление способа, когда среду 4b, например, в жидком состоянии, такую как вода или т. п., смешивают с горячим газом 3, таким как продукты сгорания, генерируемые в нагревательном пространстве 2, таком как топка или подобные устройства, где происходит сгорание. Смешивание осуществляют с помощью вспомогательного смесительного устройства 6b, расположенного предпочтительно за пространством 2 сгорания по направлению S потока горячего газа, в смесительном пространстве 5a, которое связано с устройством 5 отвода потока газа с целью регулирования конечной температуры Т генерируемого горячего газа 3, предпочтительно, с помощью устройства 7 обработки данных, такого как микропроцессор или т. п. путем регулирования количества подаваемой жидкой среды 4b с помощью регулирующего устройства 8, такого как клапанное устройство или т. п., и измерительного устройства 9 контроля состояния горячего газа 3, например, выполненного в виде датчиков температуры. In accordance with the schematic diagram of FIG. 1, such an implementation of the method is effective when the medium 4b, for example, in a liquid state, such as water or the like, is mixed with hot gas 3, such as combustion products generated in a heating space 2, such as a furnace or similar devices, where the combustion takes place. The mixing is carried out using an auxiliary mixing device 6b, preferably located behind the combustion space 2 in the direction S of the hot gas flow, in the mixing space 5a, which is connected to the gas flow exhaust device 5 in order to control the final temperature T of the generated hot gas 3, preferably using a data processing device 7, such as a microprocessor or the like, by adjusting the amount of liquid medium 4b supplied by a control device 8, such as a valve nth device, etc., and a measuring device 9 for monitoring the state of hot gas 3, for example, made in the form of temperature sensors.

В особенно предпочтительном варианте осуществлении способа конечную температуру Т генерируемого горячего газа 3 регулируют с момента начала испарения из пространства 1 для жидкости путем направления испаренной среды 4a к устройству 5 отвода потока газа с помощью первого смесительного устройства 6a с подводом среды к точке 5b смешивания, предпочтительно расположенной над поверхностью "np" жидкости в пространстве 1 для жидкости, и предпочтительно путем ограничения количества среды 4b, подаваемой в жидком состоянии, посредством второго смесительного устройства 6b. Это регулирование осуществляют предпочтительно с помощью устройства 7 обработки данных, регулирующего устройства 8 и измерительного устройства 9. Размеры поверхностей теплообмена нагревательного пространства 2, в данном варианте представляющего собой топку, задают предпочтительно таким образом, что впрыскивание воды вторым смесительным устройством 6b в смесительное пространство 5a может производиться в пределах всего температурного диапазона генерируемого горячего газа, лежащего обычно в области 300-700^oC.In a particularly preferred embodiment of the method, the final temperature T of the generated hot gas 3 is controlled from the moment of the start of evaporation from the liquid space 1 by directing the vaporized medium 4a to the gas flow outlet device 5 using the first mixing device 6a with the medium supplying to the mixing point 5b, preferably located above the “np” surface of the liquid in the liquid space 1, and preferably by limiting the amount of medium 4b supplied in the liquid state, by means of a second mixture ceiling elements apparatus 6b. This regulation is preferably carried out using the data processing device 7, the regulating device 8 and the measuring device 9. The dimensions of the heat exchange surfaces of the heating space 2, in this embodiment a firebox, are preferably set so that the injection of water by the second mixing device 6b into the mixing space 5a can produced within the entire temperature range of the generated hot gas, usually lying in the region of 300-700 ^o C.

Далее, в одном из предпочтительных вариантов осуществления способа эффективность смешивания испаренной среды 4a с горячим газом 3, проходящим через газовый канал 5c, представляющий собой, например, одну или несколько труб, трубопроводов и т. п. в устройстве 5 отвода потока газа, повышают посредством дросселирования канала 6a1 подвода среды и/или газового канала 5c для потока горячего газа 3 в зоне точки 5b смешивания в соответствии с принципиальной схемой, представленной, например, на фиг. 3. Further, in one preferred embodiment of the method, the mixing efficiency of the vaporized medium 4a with hot gas 3 passing through the gas channel 5c, which is, for example, one or more pipes, pipelines, etc. in the gas flow exhaust device 5, is increased by throttling of the medium supply channel 6a1 and / or the gas channel 5c for the hot gas stream 3 in the region of the mixing point 5b in accordance with the circuit diagram shown, for example, in FIG. 3.

Далее, в одном из предпочтительных вариантов осуществления способа эффективность смешивания испаренной среды 4a с горячим газом 3, проходящим через газовый канал 5c в устройстве 5 отвода потока газа, повышают посредством создающих турбулентность средств 6b1, которые помещают по меньшей мере перед точкой 5b смешивания в газовом канале 5c. Для этого могут применяться самые различные варианты выполнения газового канала, такие как спиральные и т. п. структуры, затрудняющие прохождение потока газа 3, в частности газов сгорания. Further, in one preferred embodiment of the method, the mixing efficiency of the vaporized medium 4a with hot gas 3 passing through the gas channel 5c in the gas flow exhaust device 5 is enhanced by means of turbulence generating means 6b1, which are placed at least in front of the mixing point 5b in the gas channel 5c. For this, a wide variety of gas channel embodiments can be used, such as spiral, etc. structures that impede the passage of gas flow 3, in particular combustion gases.

Установка для осуществления способа по изобретению включает пространство 2 сгорания, которое по меньшей мере частично находится в тепловом контакте с пространством 1 для жидкости (водяной камерой), при этом для регулирования конечной температуры T генерируемого в пространстве сгорания горячего газа охлаждающая среда 4 вводится и смешивается с горячим газом 3 за пространством 2 сгорания по направлению S потока горячего газа, например, в устройстве 5 отвода потока газа, которое соединено с пространством 2 сгорания. Для этого установка включает первое смесительное устройство 6a, предназначенное для регулирования конечной температуры Т генерируемого горячего газа путем смешивания с ним испаренной среды 4a, например водяного пара, испаренной из пространства 1 для жидкости, которое по меньшей мере частично находится в тепловом контакте с горячим газом благодаря тому, что окружает нагревательное пространство 2 и/или устройство 5 отвода потока газа. The apparatus for carrying out the method according to the invention includes a combustion space 2, which is at least partially in thermal contact with the liquid space 1 (water chamber), in order to control the final temperature T of the hot gas generated in the combustion space, the cooling medium 4 is introduced and mixed with hot gas 3 behind the combustion space 2 in the direction S of the hot gas stream, for example, in a device 5 for removing the gas flow, which is connected to the combustion space 2. To this end, the installation includes a first mixing device 6a designed to control the final temperature T of the generated hot gas by mixing with it an evaporated medium 4a, for example water vapor, evaporated from the liquid space 1, which is at least partially in thermal contact with the hot gas what surrounds the heating space 2 and / or the device 5 of the exhaust gas flow.

На фиг. 1 представлен предпочтительный пример выполнения установки в соответствии с принципиальной схемой установки по изобретению, в которой газовый канал 5c в устройстве 5 отвода потока газа расположен в отдельном от нагревательного пространства 2 трубопроводе, в который также по отдельному каналу (паропроводу) 6a1 подается пар 4a, образующийся в пространстве 1 для жидкости, которое находится в контакте с нагревательным пространством 2. Пример осуществления по фиг. 2 отличается от предыдущего только тем, что восходящая часть 5c отводящего газ паропровода помещена в пространство 1 для жидкости (преимущественно воды), как и нагревательное пространство 2. Далее, пример выполнения по фиг. 3 отличается от предыдущих тем, что точка 5b смешивания находится в пределах общего корпуса V всей установки. In FIG. 1 shows a preferred embodiment of the installation in accordance with the schematic diagram of the installation according to the invention, in which the gas channel 5c in the gas flow exhaust device 5 is located in a pipe separate from the heating space 2, into which steam 4a is also generated via a separate channel (steam pipe) 6a1 in the liquid space 1, which is in contact with the heating space 2. The embodiment of FIG. 2 differs from the previous one only in that the ascending part 5c of the gas exhaust pipe is placed in the liquid space 1 (mainly water), as is the heating space 2. Next, the exemplary embodiment of FIG. 3 differs from the previous ones in that the mixing point 5b lies within the common housing V of the entire installation.

Общим признаком для всех примеров выполнения по фиг. 1-3 является то, что жидкая среда, например вода 4b, подводится для смешивания с генерируемым газом 3 сгорания, который генерируется предпочтительно в топке, посредством вспомогательного смесительного устройства 6b с подачей в смесительное пространство 5a, которое расположено предпочтительно в начале устройства 5 отвода потока газов сгорания, с целью регулирования конечной температуры Т генерируемого горячего газа 3 сгорания, причем это регулирование осуществляется с помощью устройства 7 обработки данных, такого как микропроцессор или т. п. , путем регулирования подачи воды 4b через клапанное устройство 8, и с помощью датчика 9 температуры, контролирующего температуру газа 3 сгорания. В данном случае предусмотрено регулирование конечной температуры T газа сгорания с момента начала испарения из пространства 1 для жидкости путем подвода водяного пара 4a к устройству 5 отвода газов сгорания посредством первого смесительного устройства 6a. В соответствии с принципиальным общим решением этот подвод предпочтительно осуществляется непрерывно, таким образом, что количество воды 4b, подаваемой вторым смесительным устройством 6b, ограничивается под управлением устройства 7 обработки данных, регулирующего устройства 8 и измерительного устройства 9 во всем желаемом температурном диапазоне. A common feature for all exemplary embodiments of FIG. 1-3 is that a liquid medium, for example water 4b, is introduced for mixing with the generated combustion gas 3, which is preferably generated in the furnace, by means of an auxiliary mixing device 6b, which is fed into the mixing space 5a, which is preferably located at the beginning of the flow discharge device 5 of combustion gases, in order to control the final temperature T of the generated hot combustion gas 3, and this regulation is carried out using a data processing device 7, such as a microprocessor or the like, by regulating the flow of water 4b through the valve device 8, and using a temperature sensor 9 that monitors the temperature of the combustion gas 3. In this case, it is contemplated to control the final temperature T of the combustion gas from the moment of the start of evaporation from the liquid space 1 by supplying water vapor 4a to the combustion gas exhaust device 5 by means of the first mixing device 6a. In accordance with a general general solution, this supply is preferably carried out continuously, so that the amount of water 4b supplied by the second mixing device 6b is limited under the control of the data processing device 7, the control device 8 and the measuring device 9 over the entire desired temperature range.

Далее, в соответствии с одним из представленных выше предпочтительных вариантов выполнения первое смесительное устройство 6a расположено таким образом, чтобы соединять канал 6a1 подвода водяного пара 4a (водяную трубу) и газовый канал 5c для потока горячих газов 3 в точке 5b смешивания, расположенной существенно выше уровня поверхности "np" воды в пространстве 1 для жидкости (воды). Further, in accordance with one of the preferred embodiments presented above, the first mixing device 6a is arranged so as to connect the water vapor supply channel 6a1 4a (water pipe) and the gas channel 5c for the hot gas stream 3 at a mixing point 5b located substantially above the level surface "np" of water in space 1 for liquid (water).

Далее, в предпочтительном варианте выполнения в установке предусмотрены средства для повышения эффективности смешивания водяного пара 4a с генерируемым при сгорании газом 3, проходящим через газовый канал 5c, за счет дросселирования паропровода 6a1 и/или газового канала 5c, по которому проходит генерируемый при сгорании газ 3. Согласно варианту выполнения, представленному, в частности, на фиг. 3, эффективность смешивания водяного пара 4a повышают за счет дросселирования как паропровода (канала подачи пара) 6a1, так и газового канала 5c у точки 5b смешивания в месте соединения этих каналов с тем, чтобы получить так называемый эффект эжектора, значительно повышающий эффективность смешивания. При этом было подтверждено, что генерируемый при сгорании газ и вода 4b, которая вводится в него впрыскиванием, очень эффективно смешиваются до того, как в газ вводится водяной пар, генерируемый в пространстве 1 для воды. Это имеет решающее значение, особенно с точки зрения точности процесса регулирования. Further, in a preferred embodiment, the installation provides means for increasing the efficiency of mixing water vapor 4a with combustion gas 3 passing through the gas channel 5c by throttling the steam pipe 6a1 and / or gas channel 5c through which the gas 3 generated during combustion passes According to an embodiment, shown in particular in FIG. 3, the mixing efficiency of water vapor 4a is increased by throttling both the steam line (steam supply channel) 6a1 and the gas channel 5c at the mixing point 5b at the junction of these channels in order to obtain the so-called ejector effect, which significantly increases the mixing efficiency. It was confirmed that the gas generated during combustion and water 4b, which is introduced into it by injection, are very effectively mixed before the water vapor generated in the water space 1 is introduced into the gas. This is crucial, especially in terms of the accuracy of the regulatory process.

Представленные варианты выполнения установки действуют по общему принципу, который заключается в том, что генерирование горячего газа 3 может начинаться на стадии, когда поверхность "np" жидкости в водяной камере 1 находится выше топки 2. Когда начинает действовать горелка (не показана), генерируемый при сгорании горячий сухой газ 3 течет к выпускному отверстию А топки 2. Одновременно вода 4b, предназначенная для впрыскивания, подается к регулирующему клапану 8 и далее к впрыскивающей форсунке, что вызывает ввод водяного тумана (мелкодисперсной водяной массы) в смесительное пространство 5a в виде газохода, в котором генерируемые при сгорании горячие газы 3 смешиваются с водяным туманом и нагревают его до температуры горячего газа, например, до 500^oC. Генерируемый при сгорании газ в смеси с водой течет к выходному газовому каналу 5c, который, как было описано выше, предпочтительно оснащен средствами 6b1, создающими турбулентность, что обеспечивает еще более эффективное смешивание газов с водой. Регулирующий клапан 8 управляется от датчика 9 температуры с помощью автоматического устройства 7 таким образом, что конечная температура горячего газа в выходном газовом канале соответствует заданной величине.The presented embodiments of the installation operate according to the general principle that the generation of hot gas 3 can begin at the stage when the surface "np" of the liquid in the water chamber 1 is above the furnace 2. When a burner (not shown) starts to operate, generated when of combustion, hot dry gas 3 flows to the outlet A of the furnace 2. At the same time, the water 4b for injection is supplied to the control valve 8 and then to the injection nozzle, which causes water mist to enter (finely dispersed water mass) into the mixing space 5a in the form of a gas duct in which the hot gases 3 generated during combustion are mixed with water fog and heated to a temperature of a hot gas, for example, up to 500 ^o C. The gas generated during combustion in a mixture with water flows to the outlet gas channel 5c, which, as described above, is preferably equipped with turbulence means 6b1, which provides even more efficient mixing of gases with water. The control valve 8 is controlled from the temperature sensor 9 by means of an automatic device 7 so that the final temperature of the hot gas in the gas outlet channel corresponds to a predetermined value.

Когда уровень "np" воды в водяной камере 1 достигает, при соответствующем давлении, температуры парообразования, пространство 1' для пара над пространством 1 для воды начинает заполняться водяным паром 4a. Когда давление пара становится выше давления горячего газа 3, водяной пар 4a начинает поступать через паропровод 6a1 в канал для горячего газа (фиг. 1 и 2). Если конечная температура горячего газа составляет, например, 500^oC, то водяной пар 4a снижает конечную температуру горячего газа, и в этом случае датчик 9 температуры управляет клапаном 8 впрыскивания воды через автоматическое устройство 7 таким образом, что подача воды 4b к форсунке уменьшается до тех пор, пока конечная температура Т горячего газа не будет соответствовать заданной величине. При этом размеры поверхностей теплообмена топки 2 задают такими, чтобы впрыскивание воды 4b в газоход 5a могло производиться непрерывно.When the level of "np" of water in the water chamber 1 reaches, at the appropriate pressure, the temperature of vaporization, the space 1 'for steam above the space 1 for water begins to fill with water vapor 4a. When the vapor pressure becomes higher than the pressure of the hot gas 3, water vapor 4a begins to flow through the steam line 6a1 into the channel for hot gas (Figs. 1 and 2). If the final temperature of the hot gas is, for example, 500 ^° C., then water vapor 4a reduces the final temperature of the hot gas, in which case the temperature sensor 9 controls the water injection valve 8 through the automatic device 7 so that the water supply 4b to the nozzle is reduced to until the final temperature T of the hot gas corresponds to a predetermined value. In this case, the dimensions of the heat exchange surfaces of the furnace 2 are set such that the injection of water 4b into the duct 5a can be carried out continuously.

Когда уровень "np" воды понижается за счет поступления водяного пара 4a в паропровод 6a1 или непосредственно к выходному газовому каналу (фиг. 3), датчик 10 уровня воды управляет клапаном 11 заливки таким образом, что вода поступает в водяную камеру 1 и уровень "np" воды достигает заданной высоты. Если уровень "np" воды снижается ниже предела так называемой работы всухую, автоматическое устройство 7 выключает горелку. При необходимости водяная камера 1 оснащается предохранительными устройствами для защиты от избыточного давления. Система подачи горючего газа в горелке также может быть оснащена предохранительным клапаном с управлением по давлению, величина которого устанавливается выше максимального рабочего давления процесса. Указанные предохранительные клапаны не показаны на чертежах, которые представляют принципиальные схемы. When the "np" level of water decreases due to the entry of water vapor 4a into the steam line 6a1 or directly to the gas outlet (Fig. 3), the water level sensor 10 controls the fill valve 11 so that water enters the water chamber 1 and the level of "np "water reaches a predetermined height. If the level of "np" of water falls below the limit of the so-called dry running, the automatic device 7 turns off the burner. If necessary, the water chamber 1 is equipped with safety devices to protect against excessive pressure. The combustible gas supply system in the burner can also be equipped with a pressure-controlled safety valve, the value of which is set above the maximum working pressure of the process. These safety valves are not shown in the drawings, which represent circuit diagrams.

Очевидно, что изобретение не ограничивается представленными выше и описанными примерами осуществления, а может модифицироваться в широких пределах в рамках основной технической идеи. Например, установку по изобретению можно выполнить таким образом, что пространство для воды будет связано только с выходным газовым каналом. Преимущество решения, когда пространство с водой окружает пространство сгорания, состоит в том, что при этом за счет получения низких температур поверхностей компонентов установки для ее изготовления можно использовать самые обычные материалы. Далее, понятно, что нагревательное пространство не обязательно должно быть топкой, в нем могут применяться другие типы генерирования тепла, такие как электрические резисторы и т. д. Кроме того, какие-то процессы генерирования тепла могут сами действовать как нагревательное пространство. It is obvious that the invention is not limited to the above and described examples of implementation, but can be modified widely within the framework of the main technical idea. For example, the installation according to the invention can be performed in such a way that the space for water will be connected only with the outlet gas channel. The advantage of the solution, when a space with water surrounds the combustion space, is that in this case, due to the low temperatures of the surfaces of the components of the installation, the most ordinary materials can be used for its manufacture. Further, it is understood that the heating space does not have to be a furnace, other types of heat generation can be used in it, such as electrical resistors, etc. In addition, some heat generation processes can themselves act as a heating space.

Claims

1. A method of generating hot gas, according to which hot gas (3) is generated in a heating space (2) of a type of a furnace in contact with a liquid space (1), and introduced into the hot gas using a second mixing device (6b) located behind the heating space (2) in the direction (S) of the hot gas stream, the liquid medium (4b) for mixing with the hot gas (3) in the mixing space (5a) associated with the device (5) for removing the gas stream, which is connected to the heating space (2), and the final pace The temperature (T) of the generated hot gas (3) is regulated by controlling the amount of liquid medium (4b) using a measuring device (9) for monitoring the state of the hot gas (3), a data processing device (7) and a control device (8), characterized in that the final temperature (T) of the generated hot gas (3) is additionally controlled from the moment of the start of the evaporation process from the space (1) for the liquid surrounding the heating space (2) and / or the device (5) for diverting the gas flow by means of a first mixing a device (6a) of the vaporized medium (4a) to a device (5) for discharging a gas stream at a mixing point (5b), preferably located above the level of the liquid surface (pr) in the liquid space (1), while limiting, using the device (7 ) data processing, control device (8) and measuring device (9), the amount of liquid medium (4b) supplied by the second mixing device (6b).

2. The method according to claim 1, characterized in that the efficiency of mixing the vaporized medium (4a) with hot gas (3) passing through a gas channel (5c) containing one or more pipelines in the device (5) for exhausting the gas stream is increased by throttling the channel (6a1) to supply the vaporized medium and / or the gas channel (5c) near the point (5b) of their mixing.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the efficiency of mixing the vaporized medium (4a) with hot gas (3) passing through the specified gas channel (5c) is increased by means of turbulence generating means (6b1), which are placed before the mixing point (5b) in the gas channel (5c).

4. Installation for generating hot gas, comprising a heating space (2) of a furnace type, a space (1) for a liquid that is at least partially in contact with the heating space (2), a device (5) for discharging a gas stream, which connected to the heating space (2), the mixing space (5a) associated with the device (5) for diverting the gas flow, the measuring device (9) for monitoring the state of the hot gas (3), the second mixing device (6b) configured to enter into the generated hot gas behind the heating space (2) in the direction (S) of the flow of hot gas, liquid medium (4b) for mixing with hot gas in the mixing space (5a), a data processing device (7) for controlling the final temperature (T) of the generated hot gas (3 ) by controlling the amount of liquid medium (4b) using a regulating device (8), characterized in that it is additionally equipped with a first mixing device (6a), configured to supply, from the moment the evaporation process begins from the space (1) for liquid, surrounding heating space (2) and / or device (5) for discharging a gas stream, vaporized medium (4a) to a device (5) for discharging a gas stream, the installation being configured to control the final temperature (T) of the generated hot gas (3) by limiting the amount of liquid medium (4b) supplied by the second mixing device (6b) using the data processing device (7), a control device (8) and a measuring device (9).

5. Installation according to claim 4, characterized in that the first mixing device (6a) is made connecting the channel (6a1) for the vaporized medium (4a) and the gas channel (5c) of the device (5) for exhausting the gas flow at the mixing point (5b), located above the level located in the space (1) for the liquid surface (pr) of the liquid.

6. Installation according to claim 4 or 5, characterized in that it provides means for increasing the efficiency of mixing the vaporized medium (4a) with hot gas (3) passing through a gas channel (5c) containing one or more pipelines in the device ( 5) exhaust gas flow by throttling the channel (6a1) for the specified vaporized medium and / or gas channel (5c).

7. Installation according to claim 6, characterized in that it provides means for increasing the efficiency of mixing the evaporated medium (4a) with hot gas (3) by throttling the channel (6a1) for the evaporated medium and / or gas channel (5c), near points (5b) of their mixing at the junction to achieve the ejector effect.

8. Installation according to any one of claims 4 to 7, characterized in that it provides means for increasing the efficiency of mixing the vaporized medium (4a) with hot gas (3) passing through a gas channel (5c) containing one or more pipelines, device (5) for exhausting the gas flow, made in the form of means (6b1) that cause turbulence, which are placed before the point (5b) of mixing in the gas channel (5c).