Разработка, изготовление и испытание экспериментального образца многотопливного горелочного модуля

Отчет 223 с., 68 рисунков, 79 таблиц, 18 источников, 6 Приложений. Ключевые слова: Горелочный модуль, многотопливность, эффективность, адаптивное управление, автоматизация, централизованное теплоснабжение. Объектом НИОКР является многотопливный горелочный модуль. Цель НИОКР: Разработать, изготовить и испытать экспериментальный образец многотопливного горелочного модуля. Результаты работы: Выполнен комплексный анализ рабочего процесса горелочного модуля, аналитически, а также с использованием методов конечноэлементного численного моделирования определены режимные и геометрические характеристики горелочного модуля. На основе выполненных расчетов разработана конструкторская документация на экспериментальный образец многотопливного горелочного модуля. В соответствии с разработан-ной чертежной документацией изготовлен экспериментальный образец многотопливного горелочного модуля. Сформированы технические требования к экспериментальному стенду, его метрологическому обеспечению и производственному помещению для проведения испытаний экспериментального образца горелочного модуля. На основе сформулированных требований разработана схема и принцип работы экспериментального стенда, выполнен подбор необходимых измерительных устройств, датчиков и исполнительных механизмов. Для выполнения опытов на экспериментальном стенде разработаны программа и методики проведения испытаний экспериментального образца горелочного модуля. В соответствии с разработанными принципами и требованиями изготовлен экспериментальный стенд для проведения испытаний многотопливного горелочного модуля. Проведены испытания экспериментального образца многотопливного горелочного модуля на различных режимах по тепловой мощности и коэффициенту избытка воздуха. По результатам испытаний предложены варианты конструктивной доработки экспериментального образца много-топливного горелочного модуля. Разработанный горелочный модуль имеет следующие технико-эксплуатационные характеристики: - горелочный модуль осуществляет сжигание твердого пылевидного и газообразного топлива; - горелочный модуль обеспечивает стабильную работу работу в диапазоне по тепловой мощности от 10 кВт до 50 кВт, по коэффициенту избытка воздуха (1 ≤ α ≤ 2,5), низкие гидравлические потери (не бо-лее 2%), - высокая равномерность температурного поля на выходе (не менее 90%), возможноcть пространственной локализации фронта пламени и регулирования температурой горения (500 ≤ T ≤2000, K); - концентрация моноксида углерода CO в продуктах сгорания для горелочного модуля не более 300 мг/нм3; - концентрация оксидов азота NOx в продуктах сгорания для горелочного модуля не более 150 мг/нм3; - полнота сгорания газообразного топлива не менее 0,995. Степень внедрения разработанного горелочного устройства – на уровне экспериментального образца. В рамках выполнения НИОКР получен результат интеллектуальной деятельности в виде заявки на полезную модель «Многотопливный горелочный модуль для котельных установок централизованных систем теплоснабжения».