Пальник для спалювання водовугільного палива

Реферат: Пальник для спалювання водовугільного палива містить модуль підготовки паливної суміші, топку, плазмотроном, лінії підведення водовугільної паливної суміші і повітря, електричні нагрівачі. UA 75543 U (54) ПАЛЬНИК ДЛЯ СПАЛЮВАННЯ ВОДОВУГІЛЬНОГО ПАЛИВА UA 75543 U UA 75543 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області теплоенергетики і може бути використана при проектуванні нових, ремонту і модернізації діючих котлів. Відомий спосіб і пристрій для розпалювання й стабілізації горіння водовугільного палива, наприклад патентна заявка РФ № 97120914/06. Пристрій містить топку, з'єднану з нею форкамеру, засоби подачі в форкамеру водовугільного палива у вигляді розпорошеного струменя, плазмоторон, установлений під кутом 45 градусів до осі підведення водовугільного палива в форкамеру. Формований плазмотроном потік плазми проходить через розпалюваний струмінь водовугільного палива у гирла форкамери і забезпечує теплову обробку розпорошеної форсункою струменя палива у гирла струменя потоком термічної плазми, що генерується електродуговим нагрівачем газу, в попередньо розігрітій потоком плазми до 500-750 °С форкамері, при цьому потік плазми формують, виходячи з умови ефективного запалювання і стабільного горіння. Недоліками відомого пристрою є малий діапазон регулювання продуктивності (потужності) пальника і висока концентрація шкідливих речовин у вихідних в атмосферу газах. Задача корисної моделі є збільшення діапазону регулювання продуктивності (потужності) пальника при отриманні водовугільної паливної суміші, що утворює при горінні в топці мінімум шкідливих речовин. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що горілка для спалювання водовугільного палива містить модуль підготовки паливної суміші перед подачею горючої суміші в топку, що сполучається одним кінцем з топкою, а іншим кінцем - з плазмотроном, лінії підведення в зазначений модуль водовугільної паливної суміші і повітря, лінію підведення в топку вторинного повітря та електричні нагрівачі модуля підготовки паливної суміші. Плазмотрон при цьому є високотемпературним джерелом тепла для здійснення газифікації (піролізу) паливної суміші при нестачі кисню і для отримання високотемпературного, частково газифікованого паливного потоку. Таким чином, в модулі підготовки паливної суміші перетворять звичайну водовугільну суміш в паливну суміш, що має збільшену кількість газу (продуктів піролізу), яку і подають в топку. Газифікація (піроліз) паливної суміші дозволяє поліпшити здатність до стабільного горіння вихідної паливної суміші та забезпечити рівномірний розподіл факела в топці, що в свою чергу дозволяє розширити діапазон навантаження пальника і розвантажувати котел до 30-40 % від номінального навантаження при незмінному стабільному займання і вигорянні палива в топці котла. Після розтоплення при досягненні 50 % навантаження котла плазмотрон відключається, і розігрів модуля підготовки паливної суміші пальника (приблизно до температури 800-900 °C) забезпечують встановлені за її кола електричні нагрівачі - ТЕНи. Пристрій пояснюється схематичним зображенням. Пристрій містить модуль підготовки паливної суміші 1, повідомляючий одним кінцем з топкою 2, а іншим кінцем за допомогою фланцевого з'єднання 3 - з плазмотроном 4. У безпосередній близькості від фланцевого з'єднання 3 до модуля 1 приєднані лінія 5 подачі повітря і лінія 6 подачі водовугільної суміші. На корпусі модуля 1 також розташовані електричні нагрівачі (ТЕНи) 7. До топки 2 приєднана лінія 8 подачі вторинного повітря для забезпечення основного горіння паливної суміші. Для плазмового розпалювання і підтримки горіння на низьких навантаженнях котла можна використовувати плазмотрони постійного або змінного струму (наприклад, типу DLZ-200). Для створення плазми використовують стиснене повітря або інше робоче тіло. Потужність плазмотрона 4 необхідно регулювати, що дуже важливо для впливу на кількість шкідливих речовин у вихідних з топки 2 газів. Опис роботи пальника: В даний час при експлуатації водовугільних котлів їх підпал і стабілізацію горіння факела в ньому здійснюють з використанням мазуту або газу. Запропонований пальниковий пристрій з витратою палива працює таким чином. Включають плазмотрон 4, в якому утворюється електрична дуга. При подачі напруги, виникає електрична дуга між електродами і, впливаючи на стиснене повітря (робоче тіло), утворює іонізований газ низькотемпературну плазму. Низькотемпературна плазма прогріває модуль підготовки паливної суміші (МПТ) 1 пальника. Після прогріву МПТ 1 до температури самозапалення паливної суміші, по лінії 6 в нього при нестачі повітря подають водовугільну суміш, де вона, взаємодіючи з низькотемпературної плазмою, створюваної плазмотроном 4, газифікується і нагріває решту суміш до температури приблизно 1200 °C. При цьому, з вугілля виділяються горючі компоненти. Отримана паливна 1 UA 75543 U 5 10 15 суміш стійко горить в топці 2 при змішуванні з вторинним повітрям, що подається по лінії 8 (обсяги повітря визначають за результатами регулювання топкового процесу). При нестачі кисню і високої температури плазми відбувається попередня газифікація палива. Далі займисте паливо потрапляє в топку 2, де при змішуванні з вторинним повітрям відбувається основне горіння. Паливна суміш запалюється і горить в присутності вторинного повітря. Вторинний повітря забезпечує ефективне займання виділяються з палива в МПТ 1 летючих горючих речовин, які підтримують ефективне горіння паливної суміші в топці котла. Після розтоплення при досягненні 50 % навантаження котла плазмотрон 4 відключається, і розігрів МПТ 1 пальника (приблизно до температури 800-900 °C) при необхідності забезпечують встановлені по колу ТЕНи 7 (кількість ТЕНів визначається проектом). За рахунок того, що коефіцієнт надлишку повітря у вихідній суміші менше одиниці, паливна суміш газифікується з утворенням газоподібних горючих компонентів (Н2, СО, вуглеводні). При цьому в топку 2 надходить двокомпонентна паливна суміш (горючий газ + залишок вугілля) з температурою, що перевищує температуру її самозаймання. Горіння цієї суміші при змішуванні її з повітрям може відбуватися в топці котла без використання підсвічування мазутом або газом. Концентрації шкідливих речовин у вихідних з топки газах наведені в окремій таблиці (див. нижче). Завдяки більш низькій температурі горіння паливної суміші (водовугільного палива) не досягається температура утворення термічних NOX в топковому обсязі, значно знижується утворення SOX при спалюванні водовугільного палива (ВВП). 20 Таблиця Гранично допустимі викиди шкідливих речовин енергетичних котлоагрегатів при спалюванні вугілля Фактична концентрація шкідливих речовин у вихідних газах при 3 спалюванні, мг/н.м Пилоподібне Пилоподібне ВУТ при спалювання з ЦКС без Норми спалювання з використовикористоазотної Види ЄЕС, Норми викорисвуванні США вуванням сіркоочистки Мазут Газ викиду прийняті Росії танням запропозапропоDeNOx і в 1995 p. відомих нованого нованого DeSOx пальників пальника пальника 400SOX 50 600 750 400-800 200-300 200 до 50 760 150- 50NOX 200 600 650 250-600 150-250 200 30-100 750 200 не немає до до CO 50 більше до 300 до 100 200 до 50 даних 400 10 375 ПДВ, мг/н.м 3 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Пальник для спалювання водовугільного палива, що містить модуль підготовки паливної суміші перед подачею горючої суміші в топку, що cполучено одним кінцем з топкою, а іншим кінцем - з плазмотроном, лінії підведення в зазначений модуль водовугільної паливної суміші і повітря, лінію підведення в топку вторинного повітря та електричні нагрівачі модуля підготовки паливної суміші. 2 UA 75543 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3