Установка для плазмового розпалу і стабілізації горіння пиловугільного факела

1. Установка для плазмового розпалу і стабілізації горіння пиловугільного факела, що містить трубопровід подачі пиловугільного палива, канал для подачі вторинного повітря, центральну трубу, розміщену з утворенням кільцевого каналу і змонтовану в коліні трубопроводу подачі пиловугільного палива з можливістю її фіксованого поздовжнього переміщення з джерелом теплової енергії в ній, яка відрізняється тим, що установка оснащена плазмотроном непрямої дії, встановленим з C2 1 3 77805 4 мовими струменями різної довжини та енергії фапалива, а площина малої основи конфузора збігакела. ється з площиною торця сопла анода плазмотрона Найбільш близьким аналогом установки по в момент максимального його висування, при технічній сутності та досягаемому результату цьому конусність конфузора складає 1:5... 1:3, а (прототип) прийнятий пальник, що містить циліндкронштейни конфузора встановлені під кутом 0ричний центральний паливний канал, один кінець 18° до поздовжньої осі центральної труби, а їхній якого з'єднаний за допомогою трубопроводу з вугпоперечний переріз виконаний у вигляді аеродилерозмелювальним млином, а з другої сторони намічного профілю. відкритий кінець спрямований до топкової камери Запропонована конструкція забезпечує максипарового котла, оточений кільцевим каналом для мальну ефективність процесу спалювання палива вторинного повітря, який відрізняється тим, що за рахунок використання низькотемпературної центральний канал має на відкритому кінці зверплазми та удосконалення вузлів підведення і пенений до топкової камери конічний дифузор, встаремішування з плазмою пиловугільного палива. новлений уздовж осі каналу, більша основа якого Потреба в удосконаленні вузла підведення направлена від стінки топкової камери, при цьому пиловугільної суміші пояснюється необхідністю кут розкриття конуса дифузора дорівнює куту роззабезпечення того, щоб зона запалення палива криття конуса апертури в стінці топкової камери, знаходилася ближче до зрізу сопла плазмотрона. при цьому в коліні трубопроводу на осі паливного У високотемпературному плазмовому факелі відканалу встановлена труба з можливістю її поздовбувається швидке виділення летучих речовин, що жнього переміщення для подачі мазуту чи газу поліпшує горіння пиловугільного палива. [Патент Росії №2116565, кл. F23С11/00, заявл. Експериментальним шляхом отримані резуль21.02.97, опубл. Бюл. №21, 1998]. тати, відповідно до яких оптимальна прохідна У запропонованій конструкції пальника устаплоща кільцевого каналу, що відтинається конфуновлена з можливістю поздовжнього переміщення зором, складає 0,4-0,5 прохідної площі трубопротруба для подачі мазуту або для вдування газу воду подачі пиловугільного палива, а конусність для розпалу котла, що значно підвищує енерговиконфузора складає 1:5...1:3, при цьому внутрішнім трати. При спільному спалюванні пиловугільної кільцевим елементом є анод плазмотрона, який по суміші і мазуту в котлі підвищується мехнедопал, суті паралельний центральної осі трубопроводу збільшуються викиди окислів азоту і сірки, знижуподачі пиловугільного палива. Кронштейни конфується надійність енергетичного устаткування. Крім зора встановлені під кутом 0-18° до поздовжньої того, застосування мазуту зв'язане із складністю в осі центральної труби, а їхній поперечний переріз експлуатації мазутного господарства, особливо в виконаний у вигляді аеродинамічного профілю. зимовий час. Границі кутів установки кронштейнів обумовлені В основу винаходу поставлено завдання удозабезпеченням ламінарності потоку поблизу сконалення установки для плазмового розпалу і кронштейна. При великих кутах їхньої установки стабілізації горіння пиловугільного факела, у якій відбувається зрив потоку і його завихрення, що за рахунок спрощення конструкції та технологічної приводить до утворення гарнісажу. Зміна кута схеми процесу одержання теплоносія, шляхом установки кронштейнів у зазначених границях доустановки і фіксованого переміщення плазмотрону зволяє змінювати в широкому діапазоні характев тр убі подачі пиловугільного палива, а також розристики факела за рахунок зміни вихідного потоку міщення конфузора, забезпечується інтенсивний - від прямолінійного до закрученого. масообмін між пиловугільною сумішшю і плазмоПиловугільна суміш, яка переміщується в трувим струменем, розпал і стабільність горіння пабопроводі подачі, при наявності конфузора, розділива, екологічна безпека і виключення викорисляється на два потоки. Перший потік виходить тання мазуту. через конфузор і, в залежності від кута установки Поставлене завдання вирішується тим, що в кронштейнів, може проходити зону горіння як по установці для плазмового розпалу і стабілізації центральній частині факела, так і створювати обегоріння пиловугільного факела, що містить трубортальний (вихровий) рух навколо уявного кола провід подачі пиловугільного палива, канал для спалювання. Другий, периферійний потік, прохоподачі вторинного повітря, центральну тр убу, роздить через трубопровід подачі, змішується з втоміщену з утворенням кільцевого каналу і змонторинним повітрям і надходить у зону основного фавану в коліні трубопроводу подачі пиловугільного кела. палива з можливістю її фіксованого поздовжнього Розроблена конструкція установки гарантує переміщення з джерелом теплової енергії в ній, ефективне змішування палива і плазми, стабілізує відповідно до винаходу, установка постачена платемпературне поле і підвищує експлуатаційну назмотроном непрямої дії, встановленим з можливідійність, в зв'язку з тим, що запропонована консстю його переміщення уздовж осі усередині трукція має такий ступінь жорсткості і міцності, що центральної труби за допомогою штанги, кінець гарантується раціональний термін служби, приякої виведений за торець труби з можливістю взаймаючи до уваги високі теплові і механічні наванємодії з механізмом фіксації, а з боку топкової катаження. мери розміщено конфузор з аеродинамічним проСутність винаходу пояснюється кресленням, філем у поздовжньому перерізі, закріпленим на де центральній трубі за допомогою кронштейнів тана Фіг.1 показано загальний вигляд установки ким чином, що прохідна площа кільцевого каналу, в поздовжньому перерізі; що відтинається конфузором, складає 0,4-0,5 прона Фіг.2 - переріз А-А Фіг.1. хідної площі тр убопроводу подачі пиловугільного Установка містить трубопровід 1 подачі пило 5 77805 6 вугільного палива, канал 2 подачі вторинного повіпальником. Плазмотрон 5 за допомогою штанги 6 тря. На осі паливного каналу встановлена центрауводять усередину центральної труби 3, на якій льна труба 3, змонтована за допомогою фланця 4 закріплений конфузор 8. Шляхом переміщення у коліні трубопроводу подачі пиловугільного палиплазмотрона усередині труби 3 установлюють ва з можливістю поздовжнього переміщення. У заданий зазор між конфузором і соплом анода центральній трубі 3, з боку топкової камери, устаплазмотрона. За допомогою фіксатора 11 закріпновлено плазмотрон 5 непрямої дії, який за дополюють плазмотрон у вихідне положення. Через могою штанги 6 має можливість осьового переміфланець 4 зібраний вузол розміщують у тр убопрощення усередині труби разом із системами воді 1 співвісно його поздовжньої осі. електро-, пневмо-, водопостачання. На кінцевій У залежності від площі поперечного перерізу ділянці труби 3 за допомогою кронштейнів 7 закрітрубопроводу 1 подачі пиловугільного палива, плений конфузор 8 з аеродинамічним профілем у підбирають конфузор таким чином, щоб прохідна поздовжньому перерізі. Кронштейни конфузора площа кільцевого каналу, що відтинається конфувстановлені під кутом 0-18° до поздовжньої осі зором, складала 0,4-0,5 прохідної площі трубопроцентральної труби, а їхній поперечний переріз воду 1 подачі пиловугільного палива. виконано у вигляді аеродинамічного профілю. Після фіксації плазмотрона 5 подають на ньоКонфузор установлений таким чином, що площина го плазмоутворюючий газ і охолодну воду, вклюмалої основи конфузора збігається з площиною чають електроживлення і збуджують дуговий розсопла 9 анода плазмотрона в момент максимальряд у каналі плазмотрона. Одночасно через ного його висування, а конусність конфузора склатрубопровід 1 подають пиловугільну суміш і вдудає 1:5... 1:3, при цьому прохідна площа кільцевовають у топку котла. Змінюють струм дуги плазмого каналу в трубопроводі 1, що відтинається трона і встановлюють робочу середньомасову конфузором, складає 0,4-0,5 прохідної площі трутемпературу плазми, рівну 2500-4000 °К и вдувабопроводу подачі пиловугільного палива. Зовнішють плазму спутаю з потоком пиловугільного паній кінець центральної труби 3 постачений штурлива. У залежності від розташування сопла анода валом 10 і фіксатором 11 для закріплення встановлюється ширина зазору між конфузором і штанги 6. зовнішньою поверхнею анода. При переміщенні Пристрій працює таким чином. плазмотрона усередину центральної труби шириУ топкових пристроях відбувається горіння при на зазору буде збільшуватися. Пиловугільна супостійній подачі палива і повітря в зону горіння і міш, переміщаючись в трубопроводі 1 подачі, при при практично постійній концентрації реагуючих наявності конфузора, розбивається на два потоки. речовин у часі. Прогрів палива, що надходить, до Перший потік проходить через конфузор і, в залетемператури запалення відбувається за рахунок жності від кута установки кронштейнів конфузора, двох джерел теплоти: теплового потоку випроміможе проходити зону горіння як по центральній нювання від ядра факела і конвективного нагрічастині факела, так і створювати обертальний вання за рахунок перемішування маси струменя з (вихровий) рух навколо уявної окружності спалюгарячими топковими газами. Пилоподібне вугілля і вання. Другий, периферійний потік, проходить по транспортуюче повітря вводяться в топку з досить трубопроводу 1 і, змішуючись з вторинним повітвисокою швидкістю для того, щоб удержати частки рям, надходить у зону основного факела. вугілля в зваженому стані. Початковий етап горінКонструкція забезпечує краще перемішування ня палива відбувається в умовах високої концентпиловугільного потоку з повітрям, інтенсифікує рації пиловугільного палива і повітря і при підвипроцес горіння, збільшує довжину факела, зменщеній турбулентності потоку, створюваною шує енерговитрати і знижує капітальні витрати. Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601