Установка для плазмового розпалу і стабілізації горіння пилевугільного факела

1. Установка для плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела, состоящая из основной горелки, внутри которой размещен смещенный относительно оси горелки плазмотрон косвенного действия, снабженный системой электро-, пневмо-, водоснабжения, автоматики и управления и оснащенный крепежным фланцем, выполненным в виде цилиндрического водоохлаждаемого металлического короба, охватывающего катодный узел плазмотрона, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что плазмотрон расположен на колене трубопровода подачи пылеугольного топлива перед системой подачи вторичного воздуха, при этом к коробу присоединена металлическая труба, входящая во внутрь трубопровода, внутри которой размещен анодный узел плазмотрона и срез его сопла совпадает со срезом трубы. 2. Установка по п. 1 , о т л и ч а ю щ а я с я*тем, что плазмотрон может быть размещен на одной оси с трубопроводом подачи пылеугольного топлива. Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для розжига и стабилизации горения пылеугольного факела преимущественно с помощью плазмотрона косвенного действия в пылеугольных горелках котлов ТЭС. Известно устройство для воспламенения пылеугольного топлива, содержащее основную и дополнительную обжиговые горелки, топливоподающую трубу, камеру воспламенения, плазмотрон, установленный вдоль камеры воспламенения под углом к ее оси [авт. св. СССР № 1732119, кл. F 23 Q 5/00 28.06.92]. Недостатком известного устройства является нестабильность горения пылеугольного факела, увеличения расхода дополнительного топлива. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является установка для плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела [от 16.03.95, Заявка N 94076446, решение о выдаче s патента], состоящая из основной и розжиговой горелки, внутри которой размещен смещенный относительно оси горелки подвижный плазмотрон косвенного действия, анодный узел которого выведен за срез С > о w 21103 горелки в топку котла. Установка содержит также системы электропитания плазмотрона, пневмо-, водоснабжения, автоматики и управления. Недостатком прототипа является то, что 5 размещение плазмотрона на входе в топку котла приводит к снижению удельного теплового потока от плазмы к частицам топлива, снижающего, в свою очередь, стабильность горения пылеугольного факе- 10 ла. Кроме того, такое размещение плазмотрона усложняет конструкцию установки и значительно затрудняет ее эксплуатацию. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для плаз- 15 менного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела, в которой за счет расположения плазмотрона на колене трубопровода подачи пылеугольного топлива перед системой подачи вторичного воздуха, 20 присоединения к цилиндрическому водоохлаждаемому коробу металлической трубы, входящей во внутрь трубопровода, внутри которой размещен анодный узел плазмотрона и срез его сопла совпадает со срезом 25 трубы обеспечивается увеличение времени воздействия плазмы на частицы угля, т.е. увеличение степени газификации угля; повышение стабильности горения пылеугольного факела; плотности теплового потока от 30 плазмы к частицам, что позволяет осуществлять подготовку топлива еще до ввода в топку и за счет этого обеспечивается эффективное использование энергии плазмы для розжига и стабилизации горения пылеуголь- 35 ного топлива, упрощение конструкции установки, повышение надежности системы, упрощение обслуживания плазмотрона и' установки в целом. Поставленная задача решается тем, что 40 в установке для плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела, состоящей из основной горелки, внутри которой размещен смещенный относительно оси горелки плазмотрон косвенного дейст- 45 вия, снабженный системой электро-, пневмо-, водоснабжения, автоматики и управления и оснащенный крепежным фланцем, выполненным в виде цилиндрического водоохлаждаемого металлического 50 короба, охватывающего катодный узел плазмотрона, согласно изобретению плазмотрон расположен на колене трубопровода подачи пылеугольного топлива перед системой подачи вторичного воздуха; к ко- 55 робу присоединена металлическая труба, входящая во внутрь трубопровода, внутри которой размещен анодный узел плазмотрона и срез его сопла совпадает со срезом трубы. Плазмотрон может быть размещен на одной оси с трубопроводом подачи пылеугольного топлива. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом заключается в следующем; Размещение плазмотрона на колене трубопровода и введение его в пылеугольный поток так, что срез его сопла совпадает со срезом трубы позволяет воздействовать непосредственно на частицы угольной пыли, которые еще не разбавлены вторичным воздухом, что позволяет повысить плотность теплового потока от плазмы к частицам и тем самым осуществлять подготовку топлива еще до ввода в топку. Поэтому частицы угля подвергаясь непосредственному воздействию окислительной плазмы, среднемассовая температура которой составляет 3000-4000 К, практически мгновенно газифицируются, но из-за недостатка окислителя воздуха в трубопроводе эти частицы не возгораются. Частицы и образующаяся в результате воздействия плазмы газопылевая смесь, подогретая до 150-250°С, поступает по трубопроводу в топку котла и возгорается, обеспечивая более эффективное использование энергии плазмы для розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива в топках котлов тепловых электростанций. Частицы угля движутся от колена до места ввода в топку котла в спутном потоке плазмы, т.е. время воздействия плазмы на частицы возрастает, следовательно возрастает степень газификации угля. Размещение плазмотрона на колене трубопровода также значительно упрощает конструкцию установки, т.к. исключает его перемещение на горелке, повышает надежность системы и значительно упрощает обслуживание плазмотрона и установки в целом. Расчеты экономической эффективности показывают, что использование заявляемой установки только на одном котле дает прибыль около 1 млн. долларов США в год. Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид установки. Установка содержит основную горелку, состоящую из трубопровода 1 подачи пылеугольного топова 2, системы подачи вторичного воздуха 8; плазмотрон косвенного действия, оснащенный системой 4 электрэ-, пневмо-, водоснабжения, автоматики и управления. Плазмотрон состоит из катодного 5 и анодного 6 узлов, соединенных друг с другом посредством фланца 7, который присоединен к фланцу 8, выполненному в виде цилиндрического водоохлаждаемого ксро 21103 б ба. К фланцу Ь присоединена труба 9, входящая по оси, или смещенная относительно ее в колено 10 трубопровода 1. В трубе 9 размещен анодный узел 6, срез сопла которого совпадает со срезом трубы 9, Основная горелка присоединена к топке 11 котла. Установка работает следующим образом. Устанавливают расход угольной пыли на минимум и в разрядной камере плазмотрона возбуждают дуговой разряд. После выхода плазмотрона на рабочий режим увеличивают раход пылеугольнои смеси и доводят его до рабочего. Задатчиком тока устанавливают ток дуги, обеспечивающий газификацию угольной пыли и повышает ее среднемассовую температуру до 150-250°С. ПодготовПлазмотрон подключают к системе 4, в 10 ленная пылеугольная смесь вдувается в топку 11 котла, взаимодействует со вторичтрубопровод 1 подают пылеугольную смесь ным воздухом и воспламеняется. 2 и в систему 3 подают вторичный воздух. Упорядник Замовлення 4418 Техред М.Келемеш Коректор М. Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53. Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101