CZ5504U1 - Kombinovaný výkonový hořák na práško vé a tekuté palivo - Google Patents

Description

Oblast techniky

Řešení se týká kombinovaného výkonového hořáku pro kombinaci práškového paliva, jako například uhelného prášku a tekutého paliva, jako například plynu, nebo kapalného paliva.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou běžné výkonové kombinované hořáky na práškové a tekuté palivo, které jsou kombinací práškového hořáku a hořáku stabilizačního. Každý z uvedených hořáků je opatřen vlastním přívodem tekutého média, nejčastěji vzduchu. U práškového hořáku je toto médium ještě před vstupem do trubice hořáku smícháváno s práškovým palivem, a to ve směšovacím dílu, opatřeném nahoře svodkou pro přívod práškového paliva shora. Práškovým palivem je nejčastěji uhelný prášek. Stabilizačním hořákem je hořák na plynné, nebo kapalné palivo a tekuté médium. Palivo z obou hořáků je odděleně dopravováno do trubice každého hořáku, a teprve tam dochází ke smíšení, nejčastěji na výstupu, tj. ústí trubic těchto hořáků, kde dochází k zapálení a hoření směsi. Trubice obou hořáků jsou navzájem sesazeny, nejčastěji jedna do druhé, tak, že tekuté palivo je přiváděno do střední části výstupu trubice, nejčastěji s pomocí trysek a práškové palivo s nosným tekutým médiem je přiváděno na vnější obvod výstupů tekutého paliva. Výstupní část kombinovaného hořáku bývá, pro lepší promísení paliv, opatřena lopatkami. Dosud se mělo za to, že práškové palivo musí být vždy přiváděno na vnější obvod výstupu, nebo výstupů tekutého paliva, aby došlo k zapálení a kvalitnímu spálení práškového paliva. Směšovací díl se svodkou pro přívod práškového paliva přitom bývá umístěn na přívodu relativně daleko od trubice práškového hořáku, zpravidla až o několik dílů před vstupem této trubice.

Nevýhodami stávajících hořáků jsou časté zanášení přívodů a trysek, značná abraze práškovodu a v důsledku toho nutnost relativně častého vyřazení kombinovaných hořáků z provozu a provádění údržby, která sestává zejména z čištění a výměny přívodů. Další nevýhodou je tlaková ztráta, která vzniká v důsledku tření prachových částic přívodů. Při zanesení přívodů uhelným práškem hrozí také nežádoucí vznícení prášku v přívodovém potrubí.

Podstata technického řešeni

Nevýhody stávajícího řešení snižuje dále popsaný kombinovaný výkonový hořák na práškové a tekuté palivo. Ten je, stejně jako stávající, kombinací práškového hořáku se stabilizačním hořákem. Práškovým hořákem se rozumí hořák na práškové palivo a primární tekuté médium, například na práškové uhlí a vzduch. Stabilizačním hořákem se rozumí hořák na tekuté palivo, například plyn nebo naftu a sekundární médium, například vzduch. Podstatou technického řešení je, že výstup, případně je-li jich více tak všechny výstupy, tekutého paliva ze stabilizačního hořáku jsou umístěny vně vnějšího obvodu výstupu, případně je-li jich více tak vně společného vnějšího obvodu všech výstupů, práškového paliva a primárního média z práškového hořáku. Čili vývod práškového

-1CZ 5504 Ul paliva do místa smíšení a zapálení směsi je umístěn uvnitř vývodu, případné vývodů tekutého paliva. Ústí stabilizačního hořáku, nejčastěji plynového, je tak přemístěno ze středu do mezikruží hořákových trubic, na obvod ústí vývodu práškového paliva. Zapalování a řízení chodu tohoto kombinovaného hořáku je stejné, jako u stávajících hořáků. Na výstupu hořáku dochází k rovnoměrnějšímu promísení práškového paliva a tekutého paliva a v důsledku toho ke stabilnějšímu zapalování a dokonalejšímu prohoření. Sníží se pulsace plamene a nauhličování ústí hořáku. Navržený kombinovaný hořák je také méně citlivý na kvalitu spalovaného uhlí a jemnost mletí, současně dochází ke snížení obsahu spalitelných látek v popílku i strusce a ke snížení plynných emisí.

Navržený kombinovaný výkonový hořák na práškové a tekuté palivo může být výhodně upraven tak, že obsahuje alespoň jeden směšovací díl pro smíšení primárního média s práškovým palivem, který je umístěn na vstupu trubice práškového hořáku. Na tomto místě může být přišroubován k přírubě, přivařen, apod. Tím se podstatně zkrátí trasa práškového paliva, a v důsledku toho se nejen zlepší možnost dosahování rovnoměrného promísení práškového paliva s tekutým médiem, ale zejména se značně sníží zanášení hořáku práškovým palivem a sníží se podstatně i riziko zahoření usazeného prášku v rovném přívodním potrubí. Také se sníží tlaková ztráta způsobená dopravou práškového paliva.

Dalšího zlepšení se dosáhne, pokud se trubice práškového hořáku opatří vyměnitelnou koncovou částí. Na vyměnitelné koncové části trubice práškového hořáku mohou být výhodně upevněny lopatky stabilizačního hořáku. Pak je nejcitlivější a nejporuchovější část hořáku vyměnitelná bez nutnosti demontáže hořáku.

Navržené technické řešení je vhodné pro všechny typy výkonových kombinovaných hořáků, kde jsou kombinovány hořáky na tekuté palivo, tj. stabilizační hořáky s hořáky na práškové palivo. Výkony těchto hořáků jsou vyšší, než stávajících. Výkonové kombinované hořáky jsou použitelné zejména pro elektrárny, teplárny, výtopné kotelny, ohřívací a žíhací pece.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže objasněno s pomocí výkresů, kde znázorňuje obr. 1 podélný řez kombinovaným hořákem, obr. 2 detail pohledu na ústí tohoto hořáku a obr. 3 detail vyměnitelné části konce trubice práškového hořáku.

Přiklad provedení technického řešení

Příkladným provedením technického řešení je kombinovaný výkonový hořák, znázorněný v podélném řezu na obr. 1.

Tento hořák je kombinací práškového hořáku 1 a plynového stabilizačního hořáku 2. Práškový hořák 1 má přívod nosného primárního média kterým je vzduch, prostřednictvím potrubí sestávajícího z trubek 4 a kolen 5, spojených přírubami 6. Přívod práškového paliva 7, kterým je uhelný prášek, je realizován shora, prostřednictvím svodky 8., ústící do směšovacího dílu 9. Tento směšovací díl 9 je výhodně upevněn přímo na vstupu trubice 10 práškového hořáku 1. Výstup práškového paliva 7 s primárním

-2CZ 5504 Ul médiem 3 práškového hořáku 1 je umístěn uprostřed ústí kombinovaného hořáku, jak je znázorněno v detailním pohledu na obr. 2.

Stabilizační hořák 2 je opatřen přívodem sekundárního média 1£, kterým je také vzduch. Tekutým palivem 12 tohoto stabilizačního hořáku 2 je plyn. Sekundární médium 1 je vháněno na výstup do mezikruží kombinovaného hořáku, mezi ústí trubice 10 práškového hořáku 1 a stabilizačního hořáku 2. Tekuté palivo 12 je na výstup do ústí kombinovaného hořáku dopravováno prostřednictvím dvanácti trysek 13. Tyto trysky 13 jsou uloženy po vnějším obvodu trubice 10 práškového hořáku 1. V ústí kombinovaného hořáku, kde dochází k závěrečnému smíšení paliv, jsou umístěny vířící lopatky 14. Lopatky 14 jsou upevněny na vyměnitelné koncové části 15 trubice 10 práškového kahanu 1, některé uvnitř a ostatní vně trubice této 10. Vyměnitelná koncová část 15 trubice 10 je znázorněna v detailu na obr. 3.

Při provozu kombinovaného hořáku dochází ke konečnému smísení paliv 7, 12 na jejich výstupech na ústí kombinovaného hořáku, přičemž práškové palivo 7. je přiváděno společně s primárním médiem 3. uprostřed, mezi tryskami 13 tekutého paliva 12. Sekundární médium 11 ústí v mezikruží trubic 10, tj. rovněž na vnějším obvodu přívodu práškového paliva 7. Lopatky 14 zajišťují dokonalé promíchání spalované směsi. Rychlost spalované směsi na výstupu z tohoto příkladného výkonového hořáku je při teplotě 300 °C 32.4 m/s, což zajišťuje i stabilní hoření. Pro stabilizaci je potřeba minimálně 1000 m³/h primárního média 3 na jeden práškový hořák 1. Aerodynamika a znázorněná konstrukce stabilizačního hořáku 2. zajišťuje při provozu turbulentní stabilní hoření, kdy Reynoldsovo kritérium je mnohonásobně vyšší, než kritické 12000.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   Λ

   1. Kombinovaný výkonový hořák na práškové a tekuté palivo, který je kombinací práškového hořáku na práškové palivo a primární médium a stabilizačního hořáku na tekuté palivo a sekundární médium, vyznačující se tím, že výstupy sekundárního média /11/ a tekutého paliva /12/ ze stabilizačního hořáku /2/ jsou umístěny vně vnějšího obvodu výstupu, případně výstupů, práškového paliva /7/ a primárního média /3/ z práškového hořáku /1/.
2. 2. Kombinovaný výkonový hořák na práškové a tekuté palivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřen směšovacím dílem /9/ pro smíšení primárního média /3/ s práškovým palivem /7/, který je umístěn na vstupu trubice /10/ práškového hořáku /1/.
3. 3. Kombinovaný výkonový hořák na práškové a tekuté palivo podle nároku la2, vyznačující se tím, že trubice /10/ práškového hořáku /1/ je opatřena vyměnitelnou koncovou částí /15/.