Устройство для розжига и подсветки пылеугольного факела

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для розжига пылеугольных горелок и поддержания пламени в котлоагрегатах путем подсветки пылеугольного факела. Устройство для розжига и подсветки пылеугольного факела содержит плазмотрон и камеру розжига аэросмеси, оно также снабжено камерой термохимической подготовки топлива, которая размещена на входе в камеру розжига аэросмеси и в которой размещены плазмотрон и топливная форсунка таким образом, что факел распыла форсунки пересекается с плазменным факелом плазмотрона. Топливная форсунка представляет собой пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью распыла жидкого топлива с помощью водяного пара. Камера термохимической подготовки топлива выполнена с охлаждающей рубашкой. При использовании воздуха в качестве охлаждающей среды полость охлаждающей рубашки сообщена с камерой термохимической подготовки топлива. Охлаждающая рубашка выполнена в виде сопла эжектора. Изобретение позволяет обеспечить снижение стоимости плазменной системы, высокую надежность и возможность автоматизации процесса с применением плазмотрона малой мощности. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для розжига пылеугольных горелок и поддержания пламени в котлоагрегате путем подсвески пылеугольного факела.

Наиболее близким техническим решением из известных к данному изобретению является устройство для розжига и подсветки пылеугольных факелов, содержащее плазмотрон и камеру розжига аэросмеси [1].

Недостатком известного устройства является высокая требуемая мощность плазмотрона. Обычно для розжига пылеугольной горелки требуется тепловая мощность плазменной струи около 200 кВт. Системы питания плазмотронов такой мощности представляют собой массивные дорогостоящие устройства.

Технический результат, который может быть достигнут в настоящем изобретении, заключается в объединении плазменного и мазутного розжига, что обеспечивает снижение стоимости плазменной системы, высокую надежность и возможность автоматизации процесса с применением плазмотрона малой мощности. Этот результат достигается тем, что устройство для розжига и подсветки пылеугольных котлов, содержащее плазмотрон и камеру розжига аэросмеси, согласно изобретению снабжено камерой термохимической подготовки топлива, которая размещена на входе в камеру розжига аэросмеси и в которой размещены плазмотрон и топливная форсунка таким образом, что факел распыла форсунки пересекается с плазменным факелом плазмотрона.

Кроме того, результат достигается тем, что топливная форсунка представляет собой пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью распыла жидкого топлива с помощью водяного пара или иного газа.

В варианте исполнения камера термохимической подготовки топлива выполнена с охлаждающей рубашкой.

Кроме того, в варианте исполнения при использовании воздуха в качестве охлаждающей среды полость охлаждающей рубашки сообщена с камерой термохимической подготовки топлива.

На чертеже изображена схема описываемого устройства.

Устройство содержит плазмотрон 1, камеру 2 розжига аэросмеси, камеру 3 термохимической подготовки топлива, сообщенную с камерой 2 розжига. В камере 3 размещены плазмотрон 1 и топливная форсунка 4, выполненная пневмогидравлической. Камера 3 выполнена с охлаждающей рубашкой 5, соединенной с каналом 6 подвода охлаждающей среды. При использовании воздуха в качестве охлаждающей среды полость охлаждающей рубашки 5 сообщена с камерой 3. Охлаждающая рубашка 5 выполнена таким образом, что она является соплом эжектора.

При работе устройства к плазмотрону 1, установленному в торце цилиндрической трубы 18, подводится рабочее тело (воздух) по каналу 7, электропитание 8 и вода на охлаждение по каналу 9. Топливная форсунка 4 устанавливается под углом к плазмотрону 1 таким образом, чтобы ее факел 10 распыла пересекался с плазменным факелом 11.

Для получения нужных параметров распыла может применяться пневмогидравлическая форсунка, снабженная соплом. Распыл топлива может осуществляться с помощью водяного пара. В этом случае вода, попадая в плазменный факел 11, диссоциирует на кислород и водород, создавая дополнительные горючие элементы. По каналу 6 в охлаждающую рубашку 5 подводится воздух, который служит для охлаждения стенок камеры 3 термохимической подготовки топлива, для регулирования давления в камере 3, выполняя роль инжектирующего газа и для получения нужного соотношения горючего и окислителя. Для охлаждения камеры 3 может быть использована вода, пропускаемая по межрубашечному пространству 12.

Полученный в камере 3 горючий газ с температурой 1000-1300 К и коэффициентом избытка окислителя 0,2-0,3 поступает в камеру 2 розжига, куда подается разжигающая смесь угольной пыли и воздуха по каналу 13. По каналу 14 подается основная аэросмесь, а по каналу 15 - вторичный воздух.

Возможны различные варианты размещения узлов устройства. На чертеже показан вариант с боковым размещением канала 14 для подачи основной аэросмеси и с центральным осевым расположением узлов розжига (плазмотрона 1 с форсункой 4 и камеры 3 термохимической подготовки топлива). В другом варианте аэросмесь подается по центральному осевому каналу, а узлы розжига расположены под углом к оси камеры 2.

Для воспламенения и стабилизации пламени в камеру 2 достаточно подать 20% аэросмеси по каналу 13, при этом 80% аэросмеси подается по основному каналу 14. Поджиг основной аэросмеси происходит в камере 16, откуда горючая смесь поступает в топочное пространство 17, где смешивается с дутьевым воздухом, поступающим по каналу 15.

Источник информации 1. Карпенко Е. И. , Жуков М.Ф., Мессерле В.Е. и др. Научно-технические основы и опыт эксплуатации плазменных систем воспламенения углей на ТЭС. Новосибирск, Наука. 1998, с. 78.

Формула изобретения

1. Устройство для розжига и подсветки пылеугольного факела, содержащее плазмотрон и камеру розжига аэросмеси, отличающееся тем, что оно снабжено камерой термохимической подготовки топлива, которая размещена на входе в камеру розжига аэросмеси и в которой размещены плазмотрон и топливная форсунка таким образом, что факел распыла форсунки пересекается с плазменным факелом плазмотрона.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что топливная форсунка представляет собой пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью распыла жидкого топлива с помощью водяного пара.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что камера термохимической подготовки топлива выполнена с охлаждающей рубашкой.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что при использовании воздуха в качестве охлаждающей среды полость охлаждающей рубашки сообщена с камерой термохимической подготовки топлива.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что охлаждающая рубашка выполнена в виде сопла эжектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1