Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к плазменным горелкам, предназначенным для сжигания пылевидного топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях, котельных для обеспечения розжига и стабилизации горения пылеугольного факела. Цель изобретения - повышение надежности работы на низкосортных углях. Горелка содержит улитку 1 для ввода основного потока аэросмеси, завихритель 2 для вторичного воздуха и камеру 3 с плазмотроном 4 для нагрева стабилизирующего потока. В камеру 3 подают 15-20% аэросмеси, остальную часть вводят через улитку 1. Благодаря криволинейной форме канала камеры 3, содержащего наклонный и горизонтальный участки 6 и 7, основная масса угольной пыли сепарируется к стенке с большим радиусом кривизны, куда вытекает струя из плазмотрона 4, ось которого расположена ниже оси горизонтального участка 7. Выше оси участка 7 размещена горизонтальная перегородка 8, а на криволинейном участке камеры 3 - криволинейная вставка 9 с кольцевым зазором, между нею и стенками камеры 3. Перегородка 8 предотвращает воспламенение аэросмеси в канале горелки, а криволинейная вставка 9 снижает тепловое воздействие плазмы на стенки камеры 3. Прошедшее термическую подготовку топливо воспламеняется на выходе из камеры 3 горелки.

Текст

Смотреть все

(56) 1. Котельные И турбинные установки энергоблоков мощностью 500 И 800 Мвт/ Под ред.В.Е.ДорошукаиВ.Б. Рубана. М. -Энергия, 1979.2. Основные положения энергетической программы СССР на длительную перспективу М. Издательство политической литературы. 1984., с.32.3. Сейтимов Т,М., Сакипов З.Б., Ибраев Ш.Ш. Плазмотрон для воспламенения и сжигания низкореакЦионнь 1 х углей. В сб. Плазменное воспламенение и сжигание топлив. Тезисы докладов межвузовской научно-технической информации,Николаев, 1989, с.35-36.4. Ибраев Ш.Ш. и д.р. Плазменная горелка с источником питания для розжига и стабилизации горения донецкого АШ. В сб. Плазменное воспламенение и сжигание топлив. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции. Николаев, 1989,с.З 3-34.(57) Изобретение относится к плазменным горелкам,предназначенным для сжигания пылевидного топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях, котельных для обеспечения розжига и стабилизации горения пылеугольного факела. Цель изобретения - повышение надежности работы на низкосортных углях. Горелка содержит улитку 1 для ввода основного потока аэросмеси, завихритель 2 для вторичного воадуха и камеру 3 с плазмотроном 4 для нагрева стабилизирующего потока. В камеру 3 подают 1 5-20 аэросмеси, остальную часть вводят через улитку 1 . Благодаря криволинейной форме канала камеры 3,содержащего наклонный и горизонтальный участки 6 и 7, основная масса угольной пыли сепарируется к стенке с большим радиусом кривизнь 1,куда вытекает струя из плазмотрона 4, ось которого расположена ниже оси горизонтального участка 7. Выше оси участка 7 размещена горизонтальная перегородка 8, а на криволинейном участке камеры 3 - криволинейная вставка 9 с кольцевым зазором, между нею и стенками камеры 3. Перегородка 8 предотвращает воспламенение аэросмеси в канале горелки, а криволинейная вставка 9 снижает тепловое воздействие плазмы на стенки камеры 3. Прошедшее термическую подготовку топливо воспламеняется на выходе из камеры 3 горелки.плаэмотронам, Онп может быть использовано в энергетике для обеспечениярозжига и стабилизации горения пылеугольного факела на тепловых электростанциях, в котельных и т.л. М Известна растопочная горелка,предназначенная для розжига и стабилизации горения пылеугольного Факела путем сжигания мазута или природного газа. Пусковые или газовые форсунки монтируются совместно с основными угольными горелками, либо устанавливаются дополнительно к ним. Например, котлоагрегат ПК-39 имеет 12 основных пылеугольных горелок, производительностью 8 т/ч и В мазутных форсунок для растопки и подсветки факела производительностью 1,3 т/ч. Пусковые форсунки используются также для стабилизации горения пылеугольного факела при работе энергоблока в режиме неполной нагрузки. Недостатком растопочной горелкиявляется использование в ней дефицитъного мазута, а также сложность в эксплуатации мазутного хозяйства, особенно в зимнее время. когда мазут необходимо постоянно подогревать,иНаиболее близким к предлагаемому техническому решению является плазменная горелка для розжига и стабилизации горения низкореакционного.донецкого АШ. Она включает плазмоТРОН КВМВПУ нагрева СТЭБИПИЗИРУЮ щего потока аэросмеси циклонного типа, улитку для ввода основного потока, цилиндрический стабилизирующий канал и завихритель для подачи вторичного воздуха. В циклонную камеру нагрева стабилизирующего потока аэросмеси подается высококонцентрированная.аэросмесь - около 20 от полного расхода угля. Остальное количество топлива вводится в улитку для ввода основного потока плазменной горелки. В камере нагрева стабилизирупщего потоказа счет плазмо-трона производится разогревчастиц углявыход летучики частичнаягази-3 Фикация топлива. При этом образуется двухкомпонентное топливо, состоящее из горючего газа и нагретого кокСОВОГО ОСТЭТКЗ. ПОПУЧЗННОС ДВУХКОИ ПОНЗНТНОе ОПЛЙВО, поступая в топочное пространство, обеспечивает розжиг и стабилизацию горения основного потБкаазросмеси, вводимого через улитку. Для нагрева стабилизируючшго потока аэросмеси применяется2 конструкция электродугового плазмо трона с открытой электрической дугой. Недостатком известной плазменной горелки является низкая надежность работы горелки на низкосортных углях вследствие использования для нагреза стабилизирующего потока аэросме 5СИ КЗМСОЫ ЦИКЛОННОГО ТИЦЗ И ВЕОДЭ ПЛЗ 3мыгпооси указанной камерн.Ваппаратах цикпониого типа основная масса частиц угля (до 80) отжимается центробежными силамм к стенкам камеры. При этом ввод плазменного потокав прототипе осуществляется в центральную часть камеры, обедненную топливом. В результате получается пространственное разобщение зоны подаЧИ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ И ЗОНЫ ВВОДЗ ТЕПЛО вой энергии, что существенно снижает надежность работы горелки на7 Целью изобретения является повышение надежностиработы горелки на низкосортных углях. Поставленная цель достигается тем,что в известной плазменной горелке, содержащей улитку для ввода основ30 для подачи аторичноговоздуха И камеру с плазмотроном для нагрева стабилизирующего потока аэросмеси,предложено камеру для нагрева стабилизирующего потока аэросмеси вы 35 ПОПНИТЬ В ВИДЕ ЦИЛИНДПИЧЕСКОГО ПОП моточного криволинейного канала с наклонным и горизонтальным участками, сопряженными криволинейнм участком, а Плазмотрон установить на кри 40 волинейном участке, причем ось плазмотрона расположить ниже оси гориэонтального участка и параллельно ей. другое отличие состоит в том, что с целью прдедотвращения воспламенения45 угля в горелке предложено внутри горизонтального участка прямоточного канала разместить горизонтальную перегородку, расположенную выше оси этого участка. Еце одно отличие заклю 50 чается в том, что внутри криволиней ного участка канала предложено ус тановить криволинейную вставку скольцевым зазором между нею и стенка ми канала. ,Сущность предложенного техниче- иловий для принудительного ввода ста-дбилизирующего потока аэросмеси в высокотемпературную плазменную СТРУН.55, вытекающую из лпазмотрона. для объеДИНЕНИЯ ЗОНЫ ПОЛЭЧИ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ С областью ввода тепловой энергии используют камеру для нагрева стабилизирующего потока криволинейной формы.ПРИ дВИЖении аэросмеси в криволинейном канале основная часть твер дой фазы из-за центробежных сил устремляется к стенкам канала с большим диаметром. Этому такие способствует скорость потока и гравитационные силы, поскольку угольную пыль в криволинейный канал вводят почти верти кально. При установке ппазмотрона вобласти перехода криволинейного канала на горизонтальный участок плазменная струя, вытекающая из плазмотрона,пересекает основную массу стабилизирующего потока аэросмеси. Смещение оси плазмотрона в сторону-большего радиуса криволинейного канала обеспечивает ввод плазмы в центральную часть основной массы пылеугольного потока Таким образом обеспечивается более интенсивное внедрение частиц угольной пьши в высокотемпературную плазменную струю и повышение надежности работы горелки на низкосортных углях.Перекрытие цилиндрического стабилизирующего канала горизонтальнойПЗОВГОРОДКОЙ ПОДДЕПЖИВЗВТ ПОВЫШСННУЮконцентрацию пыли И более низкий избыток кислорода в нижней части цидиндрического стабилизирующего канала. В результате этого исключается возможность сгорания частиц угля в горелке, что могло бы привести к перегреву и разрушению горелки. Кроме того, наличие перегородки способствует объединению зоны подачи угольной пыли и области ввода тепловой энергии на определенной длине канала. При этом увеличивается время контак та частиц пыли с высокотемпературным потоком газа, возрастает степень нагрева и газификации УГЛд,И соответственно повышается надежность работы горелки на низкосортных углях.при перекрытии горизонтального участка цилиндрического канала образуются два параллельных канала, ПРИ ЭТОМ ПО НИЖНЕМУ КЗНЗПУ ДВИЖЕТСЯаэросмесь, интенсивно нагреваемая плазменной струей, тогда как по верхнему перемещается аэросмесь с . обычной температурой. ЛЛЯ НЫВ 6 ВНЙ вания сопротивления в параллельныхканалах необходимо шь пеОРГППОПК смещать в сторому.меньшего радиуса криволинейного наняла, т.е. в сторону верхнего канала с умеренной температурой аэросмсси.Размещение в области криволинейного канала внутренней концентрической криволинейной встяяки с зазором предназначено для теплового предохранения данного участка от высокотемпературной струи плазмотрона.Наличие зазора обеспечивает обдувавание внутренней вставки потокомазросмеси что повышает стойкость конструкции.На чертеже представлена плазменная пылеугольная горелка, размещенная на боковой поверхности котлоагрегата.Горелка содержит улитку-1 для ввода основного потока аэросмеси,ВИХПИТЗЛЬ 2 ДЛЯ ПОЛЗЧИ ВТОВИЧНОГО воздуха и камеру (канал) 3 с плазмотроном Ц для нагрева стабилизирующеГО ПОТОКЕ. ГООВЛКН СОСТЫКОВЭНЭ С 50 ковой поверхностью котлоагрегата 5(топка на чертеже не показана).Новыми конструктивными элементами установки являются форма камеры 3 для нагрева стабилизирующего потока аэросмеси, которая выполнена в виде цилиндрического прямоточного криволинейного канала с наклонным 6 и горизонтальным 7 участками,сопряженными кривопинейным участком,и месторасположение ППЭЗНОТВОНЭ д который установлен на криволинейном участке, причем ось плазмотрона д находится ниже оси горизонтального участка 7 и параллельна ей, другим отличительным признаком горелки является наличие внутри горизонтального участка 7 прямоточного канала горизонтальной перегородки , которая расположена выше оси этого участка.Внутри криволинейного участка расположен канал криволинейной вставки 9 с кольцевым зазором между нею и стенками канала.Плазмотрон д имеет катод и анод,размещенные в камере, которая снабжена патрубками для подачи плазмообразующего газа и охлаждающей воды. для управления электрической дУГОЙ горящей между электродами, применяют электромагнитную КАТУШКУ СОЛЕНОИД. На выходе из плазмотрона Ц истекаетвысокотемпературная плазменная струя 10, которая производит нагрев пэро- смеси.Плазменная пыпеугольная горелка работает следующим образом.(15-20). а остальную часть (80-85) вводят через улитку 1. Включают плазмотрон д и с его помощью генерируют плазменную струю 10. Благодаря криволинейной форме канала 3 и наличию наклонного участка 6 основная масса угольной пьти гепарируют к стенке канала 3 с большим радиусом. При этом частицы пыли внедряются в плазменную струю 10, вытекающую из плазмотрона Ц, что повышает надежность работы горелки на низкосортных углях.В высокотемпературной зоне про- 5 исходит интенсивный нагрев угля. выход летучих из топлива и его час тичная газификация. Образующееся двухкомпонентное топливо, состоящее из горючего газа и нагретого кокса,перемещается по горизонтальному учаску 7 канала, который перекрыт перегородкой 8. Перегородка В смещена в сторону меньшего радиуса криволинейного канала З, что обеспечиаэросмеси с-меньшей концентрацией угля, не внедрившаяся в плазменную струю 10, перемещается в цилиндрическом канале 7 над перегородкой 8. Оба потока аэросмеси (над и под перегородкой 8) истекают в ТОПОЧНОЕ пространство котпоагрегата (на чертеже не показано). Здесь аэросмесь,прошедшая термическую подготовку а. плазме и обогащенная горючим газом,воспламеняется. При горении стабилизирующего потока аэросмеси вьщеляется тепловая энергия, которая производит розжиг и стабилизацию горения основного потока аэросмеси. Необходимое количество окислителя поступает через завихритель 2 для подачи вторичного воздуха. Лпя уменьшения теплового воздействия на кривопинейный канал З внутри него размещена концентрическая криволнией- наявставка 9 с зазором.При проектировании горелки, зная ее производительность и характеристики сжигаемого угля, можно обыч 10ными инженерными методами определить. МОЩНОСТЬ ПЛЭЗМОТППНЗ, диаметр криволинейного канала, месторасположение плазмотрона и перегородки и т.д. Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения заключается в повышении надежности работы горелки на низкосортных углях путем объединения зоны подачи угольной пыли и области ввода тепловой энергии. При этом повышает ся устойчивость горения твердого топ лива, а также эффективность топливоиспольаования. Дополнительным преимуществом данного устройства является повышенная дальнобойность пылеугольного факела, что как показали проведенные нами промьшленные испытания на котле ЦКТИ-75-ЗЭФ Усть-Каненогорской ТЭЦ, является важным параметром. Экономический эффект от внедрения предложенной плазменной пьше угольной горелки может составить десятки тысяч рублей в год на одном котле.1. Плазменная пылеугольная гоВЕЛКЭ, содержащая УЛИТКУ ДЛЯ ВВОД 3 ОСНОВНОГО ПОТОКЭ-ВЭРОСМЕСИ, 3 аВИХВИ тель для подачи вторичного кожуха и камеРУ с ппазмотроном для нагрева стабилизирующего потока аэросмесио т л и ч а ю щ а я ся тем, что,с целью повышения надежности работы на низкосортных углях, камера для нагрева стабилизирующего потока эросмеси выполнена в виде цилиндричеСКОГО ПРЯМОТПЧНОГО КРИВОПИНЗЙНОГО канала с наклонньн и горизонтальным участками, сопряженными криволинейным участком, а плазмотрон установлен на криволинейном участке, причем ось плавмотрона находится ниже оси горизонтального участка и параллельна ей.2. Горелка по п.1, о т п и ч а Ю Щ Э Я С Я ТЕМ, ЧТО, С ЦЕЛЬЮ предотвращения воспламенения угля в горелке, внутри горизонтального участка прямоточного канала размещена горизонтальная перегородка, располо.ЖЕННаЯ ВЫШЕ ОСИ ЭТОГО УЧНСТКН.

МПК / Метки

МПК: F23D 1/00, H05H 1/26

Метки: пылеугольная, плазменная, горелка

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/5-1985-plazmennaya-pyleugolnaya-gorelka.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Плазменная пылеугольная горелка</a>

Похожие патенты