Схема безмазутной растопки котла
Владельцы патента RU 2340833:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) (RU)
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для растопки котлов. Схема безмазутной растопки котла содержит источник пыли, растопочную горелку, соединенную с источником пыли основным и байпасным пылепроводами, запальное устройство, а также линию горячего воздуха, подключенную к растопочной горелке и запальному устройству, и электронагреватель, выполненный в виде индуктора, состоящего из катушки и магнитопровода, охватывающего пылепровод в виде замкнутого по электрической цепи кольцевого канала, образованного основным и байпасным пылепроводами из участков равной длины, с входным и выходным патрубками, соединенными, соответственно, с источником пыли и растопочной горелкой топки котла, при этом кольцевой канал выполнен в форме тора, концентрично охватывающего магнитопровод с катушкой, а входной и выходной патрубки кольцевого канала присоединены к его наружной стенке с противоположных сторон по продольной оси, и каждый из них разделен по указанной оси радиальной перегородкой, соединенной с его внутренней стенкой. Предлагаемое техническое решение позволяет эффективно и безотказно воспламенять пыль при растопке котла без применения мазута. 1 ил.
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для растопки котлов.
Известна схема безмазутной растопки котла в топке (патент РФ №2095684, МПК F23C 5/08, 1997), содержащая источник пыли, растопочную горелку топки котла, соединенную с источником пыли основным и байпасным пылепроводами, на последнем из которых установлен электронагреватель в виде резистора, являющийся и запальником, и линию горячего воздуха, подключенную к растопочной горелке и запальнику.
Недостатком известной схемы безмазутной растопки котла является прогрев только части пыли, поступающей к растопочной горелке, что недостаточно для обеспечения эффективности и надежности воспламенения.
Известна система пылеприготовления (патент РФ №2056589, МПК F23K 1/00, 1996), содержащая источник пыли, растопочную горелку топки котла, соединенную с источником пыли основным и байпасным пылепроводами, последний из которых образует кольцевой канал, на выходе из которого установлен нагреватель и запальник в виде дополнительной горелки, работающей на легковоспламеняющемся топливе, и линию горячего воздуха, подключенную к растопочной горелке и запальнику.
Недостатком известной системы пылеприготовления является прогрев только части пыли перед подачей на растопочную горелку, что снижает эффективность и надежность воспламенения.
Известна схема безмазутной растопки котла (патент РФ №2200905, МПК F23K 1/04, F23D 1/02, 2003), содержащая источник пыли, растопочную горелку топки котла, соединенную с источником пыли основным и байпасным пылепроводами, последний из которых выполнен в виде кольцевого канала, запальное устройство, а также линию горячего воздуха, подключенную к растопочной горелке и запальному устройству, и электронагреватель, выполненный в виде индуктора, состоящего из катушки и магнитопровода, при этом по условиям работы индуктора кольцевой канал и магнитопрород замкнуты соответственно по электрической и магнитной цепям и взаимно охватывают друг друга по ортогональным плоскостям, причем входной и выходной участки кольцевого канала тангенциально соединены соответственно с источником пыли через основной пылепровод и с растопочной горелкой топки котла через камеру предварительного зажигания.
Недостатком известной схемы безмазутной растопки котла является частичный нагрев пыли, поступающей на растопочную горелку, так как прогревается только пыль, проходящая через байпасный пылепровод, что снижает эффективность и надежность воспламенения.
В основу изобретения положена задача повышения эффективности и надежности воспламенения пыли при растопке котла.
Поставленная задача решается тем, что в схеме безмазутной растопки котла, содержащей источник пыли, растопочную горелку топки котла, соединенную с источником пыли основным и байпасным пылепроводами, запальное устройство, а также линию горячего воздуха, подключенную к растопочной горелке и запальному устройству, и электронагреватель в виде индуктора, содержащего магнитопровод с катушкой, при этом по условиям работы индуктора пылепровод в виде кольцевого канала с входным и выходным патрубками, соединенными соответственно с источником пыли и растопочной горелкой топки котла, и магнитопровод замкнуты соответственно по электрической и магнитной цепям и взаимно охватывают друг друга по ортогональным плоскостям, согласно изобретению кольцевой канал образован участками равной длины основного и байпасного пылероводов и имеет форму тора, концентрично охватывающего магнитопровод с катушкой, а входной и выходной патрубки кольцевого канала присоединены к его наружной стенке с противоположных сторон по продольной оси, и каждый из них разделен по указанной оси радиальной перегородкой, соединенной с внутренней стенкой кольцевого канала.
Образование кольцевого канала участками равной длины основного и байпасного пылепроводов и выполненного в виде тора, концентрично охватывающего магнитопровод с катушкой, при этом входной и выходной патрубки присоединены к наружной стенке кольцевого канала с противоположных сторон по продольной оси, и каждый из них разделен по указанной оси радиальной перегородкой, соединенной с внутренней стенкой кольцевого канала, позволяет равномерно прогреть всю пыль, поступающую в растопочную горелку топки котла через основной и байпасный пылепроводы, так как одинаковая длина участков основного и байпасного пылепроводов обеспечивает их равномерный прогрев. Крупная пыль в кольцевом канале подвергается термомеханическому домолу при ударах о раскаленную внутреннюю стенку кольцевого канала, размещенную перпендикулярно потоку при выходе пыли из входного патрубка в кольцевой канал, и о радиальную перегородку, размещенную в выходном патрубке также перпендикулярно потоку, при входе пыли из кольцевого канала в выходной патрубок. Кроме того, за счет центробежной силы крупная пыль отжимается к раскаленной наружной стенке кольцевого канала, при контакте с которой частица пыли испытывает термический удар, при этом влага, находящаяся внутри частицы в связанном состоянии, превращается в пар и разрывает частицу с образованием мелкой пыли с развитой поверхностью. Мелкая пыль при высокой температуре и недостатке воздуха дегазируется с образованием горючих газов, которые поступают на растопочную горелку топки котла и воспламеняются от запального устройства. Таким образом, с помощью кольцевого канала с радиальными перегородками во входном и выходном патрубках крупные частицы пыли превращаются в мелкую пыль, которая легко газифицируется при высокой температуре. Выполнение кольцевого канала в виде тора, концентрично охватывающего магнитопровод с катушкой, позволяет приблизить кольцевой канал к магнитопроводу, что увеличивает его нагрев, а разделение по осевой линии радиальной перегородкой каждого входного и выходного патрубка, соединенной с внутренней стенкой кольцевого канала, исключает перетекание пыли из одного пылепровода в другой, что определяет равные условия нагрева. Кроме того, радиальная перегородка в выходном патрубке способствует дроблению пыли при ударе об нее крупных частиц пыли при выходе пыли из кольцевого канала, что в целом и обеспечивает эффективное и безотказное воспламенение угольной пыли.
На чертеже изображена схема безмазутной растопки котла (горизонтальный разрез).
Схема безмазутной растопки котла содержит источник 1 пыли, растопочную горелку 2 топки котла, соединенную с источником 1 пыли основным 3 и байпасным 4 пылепроводами, запальное устройство 5, а также линию 6 горячего воздуха, подключенную к растопочной горелке 2 и запальному устройству 5, и электронагреватель, выполненный в виде индуктора 7, состоящего из катушки 8 и магнитопровода 9. Участки равной длины основного и байпасного пылепроводов 3 и 4 образуют замкнутый по электрической цепи кольцевой канал 10, имеющий форму тора. По условиям работы индуктора осевые продольные сечения магнитопровода 9 и кольцевого канала 10 находятся во взаимно пересекающихся по осям ортогональных плоскостях, поэтому магнитопровод 9 и кольцевой канал 10 взаимно и концентрично охватывают друг друга. Между индуктором 7 и кольцевым каналом 10 имеется воздушный зазор 11, а магнитопровод 9 индуктора 7 выполнен разъемным для замены катушки 8. Входной и выходной патрубки 12 и 13 кольцевого канала 10 расположены с противоположных сторон по продольной оси. Катушка 8 имеет электроизоляцию 14 и может быть с водоохлаждаемой обмоткой, а кольцевой канал 10 имеет термоизоляцию 15 для исключения тепловых потерь. Индуктор 7 присоединен к источнику переменного тока через регулирующий трансформатор. Растопочная горелка 2 присоединена к периферийной камере 16 сгорания, выполненной в виде муфеля и подключенной к центральной камере 17 сгорания топки котла, которая отделена от периферийной камеры 16 настенным экраном 18 и сообщается с ней перепускным окном 19. Запальное устройство 5 соединено с источником 20 легковоспламеняющегося топлива. Входной и выходной патрубки 12 и 13 присоединены к наружной стенке 21 кольцевого канала 10 и разделены по продольной оси радиальными перегородками 22 и 23, соединенными с внутренней стенкой 24 кольцевого канала. Кольцевой канал 10 изготовлен из термостойкой стали.
Схема безмазутной растопки котла работает следующим образом. Включается индуктор 7 и запальное устройство 5, и прогревается кольцевой канал 10 и муфель периферийной камеры 16 сгорания за счет сгорания в нем легковоспламеняющегося топлива, подаваемого из источника 20 легковоспламеняющегося топлива. Одновременно также подается горячий воздух из источника 6 воздуха в растопочную горелку 2 топки котла и в запальное устройство 5. Затем в растопочном режиме подается пыль от источника 1 пыли в кольцевой канал 10 через входной патрубок 12, где пыль разделяется радиальной перегородкой 22 на два равных потока, которые проходят через основной и байпасный пылепроводы 3 и 4. При этом пыль измельчается при ударе частиц пыли о внутреннюю раскаленную стенку 24 кольцевого канала 10, перпендикулярную потоку при выходе его из входного патрубка 12. Далее пыль, проходя внутри кольцевого канала 10, за счет центробежной силы отбрасывается к наружной раскаленной стенке 21 кольцевого канала, при касании которой крупные частицы пыли разрываются изнутри парами воды, заключенной в них в связанном состоянии, и образовавшаяся мелкая пыль прогревается до температуры выделения из нее горючих газов. Затем пыль вновь измельчается при ударе о радиальную перегородку 23, также перпендикулярную потоку, и в виде мелкой усредненной пыли совместно с горючими газами через выходной патрубок 13, объединяющий оба потока, поступает в растопочную горелку 2, в которой горючие газы вспыхивают от пламени запального устройства 5, работающего на легковоспламеняющемся топливе (газ, мазут, соляровое масло) только на период запала факела в растопочной горелке 2. В присутствии воздуха, подаваемого в растопочную горелку 2 от источника 6 воздуха, в факеле растопочной горелки 2 воспламеняется и мелкая угольная пыль, прогретая в кольцевом канале 10. После стабилизации горения факела в растопочной горелке 2 топки котла и выхода ее на рабочий режим запальное устройство 5 отключается, а затем отключается и индуктор 7.
Благодаря тому что перед подачей в растопочную горелку 2 топки котла прогревается вся пыль, воспламенение происходит более эффективно и обеспечивает безотказность растопки котла, чем и достигается решение задачи изобретения.
Схема безмазутной растопки котла, содержащая источник пыли, растопочную горелку топки котла, соединенную с источником пыли основным и байпасным пылепроводами, запальное устройство, а также линию горячего воздуха, подключенную к растопочной горелке и запальному устройству, и электронагреватель в виде индуктора, содержащего магнитопровод с катушкой, при этом по условиям работы индуктора пылепровод в виде кольцевого канала с входным и выходным патрубками, соединенными соответственно с источником пыли и растопочной горелкой топки котла, и магнитопровод замкнуты, соответственно, по электрической и магнитной цепям и взаимно охватывают друг друга по ортогональным плоскостям, отличающаяся тем, что кольцевой канал образован участками равной длины основного и байпасного пылепроводов и имеет форму тора, концентрично охватывающего магнитопровод с катушкой, а входной и выходной патрубки кольцевого канала присоединены к его наружной стенке с противоположных сторон по продольной оси, и каждый из них разделен по указанной оси радиальной перегородкой, соединенной с внутренней стенкой кольцевого канала.
