Пристрій для запалювання пиловугільного палива

Винахід відноситься до області теплоенергетики і може бути використаний для розпалу і стабілізації горіння пиловугільного факелу, переважно за допомогою плазмотрона в пиловугільних пальниках котлів теплоелектростанцій. Відома установка для плазмового розпалу і стабілізації горіння пиловугільного факелу, що включає основний пальник, усередині якого розташований зміщений відносно осі пальника плазмотрон непрямої дії, обладнаний системою електро-, пневмо-, водопостачання, автоматики і управління та оснащений кріпильним фланцем, виконаним у вигляді циліндричного водоохолоджуемого металевого короба, охоплюючого катодний вузол плазмотрона, яка відрізняється тим, що плазмотрон розміщено на коліні трубопроводу подачі пиловугільного палива перед системою подачі вторинного повітря, при цьому до коробу приєднана металева труба, яка входить усередину тр убопроводу, усередині якої розміщено анодний вузол плазмотрону і зріз його сопла збігається із зрізом труби, при цьому плазмотрон може бути розміщений І", одній осі з трубопроводом подачі пиловугільного палива (Патент України №21103, Заявка №95041834, кл. F 23 Q 5/00, оп убл. 27.02.98, Бюл. №1) Проте, під час роботи установки на висококалорійному пиловугільному паливі (більше ніж 3500ккал) відбувається інтенсивне налипання продуктів згорання на стінках пальника (гарнісаж), порушується конвективо-радіаційний теплообмін установки, що в цілому знижує її експлуатаційні можливості. Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній суті та досягаемому результату (прототип) є пристрій для запалення пиловугільного палива, який включає основний і допоміжний обпалювальні пальники, трубопровід подачі пиловугільного палива, камеру запалення, плазмотрон, установлений впродовж камери запалення під кутом до її осі (А.С. СРСР №1732119, кл. F 23 Q 5/00, опубл. 28.06.92). Недоліком прототипу є нестабільність горіння пиловугільного факелу, збільшення витрат допоміжного палива, що значно ускладнює експлуатацію котлів. В основу винаходу поставлено завдання удосконалення пристрою для запалення пиловугільного палива, в якому за рахунок розміщення плазмотрона в площині осі пальника під кутом 10-40° до нормалі його зовнішньої поверхні, забезпечується збільшення щільності теплового потоку від плазми до часток пиловугільної суміші, стабільне горіння пиловугільного палива безпосередньо в стволі пальника, що забезпечує підготовку палива ще до введення його в топку, і за рахунок цього ефективно використати енергію плазми, спростити обслуговування плазмотрона і пристрою в цілому. Поставлене завдання вирішується тим, що в пристрої для запалення пиловугільного палива, що містить основний пальник, трубопровід подачі пиловугільного палива й установлений під кутом до нього плазмотрон, відповідно до винаходу, плазмотрон установлено в площині осі пальника під кутом 10-40° до нормалі його зовнішньої поверхні і спрямований в напрямку переміщення пиловугільного палива. На основі виконаних досліджень на Курахівській теплоелектростанції установлено, що при боковому введенні плазмового струменя в діапазоні зміни кутів від 10° до 40° спостерігається стабільне горіння пиловугільного палива безпосередньо у стволі пальника, при цьому фронт розповсюдження полум'я починається в місті контакту плазми з пиловугільним потоком, відбувається інтенсивне змішування потоків і залучення великої кількості палива в процес горіння. Конструктивна компоновка пристрою значно спрощує її обслуговування і забезпечує надійність її роботи. Винахід пояснюється кресленням, на якому зображено загальний вигляд пристрою. Пристрій включає основний пальник , який складається із пилопостачальної труби 1 подачі пиловугільного палива, системи подачі вторинного повітря 2, плазмотрона 3, розміщеного в площині осі пальника під кутом a=10-40° до нормалі його зовнішньої поверхні і спрямований в напрямку переміщення пиловугільного палива. Пристрій працює таким чином. Для визначення характеру утворення фронту горіння в різних пильниках, плазмотрони закріпляли з можливістю їх фіксованого повороту під кутами від 5 до 45°. Проведені дослідження з кутом повороту плазмотрона a=45° показали, що фронт горіння з боку введення плазмового струменя лежить на стінці пальника, при цьому нагрів пальника досягає 700-900°С і закінчується на відстані близько 100мм від місця установки плазмотрона. Такий нагрів стінки пальника приводить до її пропаду і ви ходу із ладу пальника в цілому. При зменшенні кута введення плазмового струменя фронт горіння факела зміщується від стінки, і при куті a=10° температура стінки трубопроводу не перевищувала температури 100-300°С. В інтервалі кутів від 10° до 40° відбувається інтенсивне змішування потоків і залучення великої кількості палива в процес горіння, факел стає більш наповненим, при цьому фронт розповсюдження струменю починається в місці t контакту плазми з пиловугільним потоком, а температура стінки пилопроводу знаходиться в інтервалі від 100° до 400°С. При зменшенні a