RU19311U1 - Запальное устройство (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено вспомогательной розжиговой топливной форсункой, установленной на выходе плазмотрона.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что розжиговая форсунка представляет собой пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью регулирования геометрических параметров факела путем изменения входных давлений топлива и газа и установки выходного сопла различной формы.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что розжиговая форсунка предназначена для соединения с автономным источником топлива.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что розжиговая форсунка выполнена с возможностью отбора топлива от факела распыла топлива основной горелки.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено камерой термической подготовки топлива, в одном конце которой размещены плазмотрон и розжиговая форсунка, а противоположный открытый конец ее предназначен для размещения в зоне факела распыла топлива основной горелки.6. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено соплом, соединенным с плазмотроном и выполненным с возможностью подачи в него топлива.7. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено кожухом с отверстиями, установленными на выходе плазмотрона, и предназначенным для размещения, по крайней мере, своей частью в факеле распыла топлива основной горелки.8. Запальное устройство по п.7, отличающееся тем, что кожух выполнен в виде цилин

Description

Запальное устройство (варианты)

Группа полезных моделей относится к области управления процессами горения и может быть использована для розжига и стабилизации пламени горелок теплоэнергетических установок, сжигающих различные виды топлива.

Наиболее близким техническим решением из известных к данной полезной

модели являются запальное устройство для растопки мазутной горелки

f теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон (Плазменная безмазутная

I растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела. М.Ф. Жуков, Е И

гКарпенко, B.C. Перегудов и др Под ред. В Е. Мессерле, B.C. Перегудова Новосибирск: Наука. Сиб.изд. фирма РАН 1995. С 98).

Недостатком конструкций с плазменным поджигом основной горелки является большая требуемая мощность плазмотрона, что усложняет систему питания ( плазмотрона и увеличивает стоимость установки

Технический результат, который может быть достигнут при реализации данных

полезных моделей, заключается в снижении стоимости установки за счет снижения требуемой мощности плазмотрона Этот результат достигается тем, что запальное

(устройство для горелки теплоэнергетической установки по первому варианту,

содержащем плазмотрон, согласно изобретению, снабжено вспомогательной

t-розжиговой топливной форсункой, установленной на выходе плазмотрона таким

образом, что факел ее распыла пересекается с плазменньм факелом плазмотрона

Кроме того, в варианте исполнения розжиговая форсунка представляет собой

пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью регулирования

1геометрических параметров факела путем изменения входных давлений топлива и газа

и установки выходного сопла различной формы.

1Кроме того, розжиговая форсунка предназначена для соединения с автономным

1В варианте исполнения вспомогательная розжиговая форсунка выполнена с

|возможностью отбора топлива от факела распыла топлива основной горелки

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что устройство

снабжено камерой термической подготовки топлива, в одном конце которой

j $ ь- -м ч ч:- -г v Ј Л f Указанный результат достигается тем, что запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки по второму варианту, содержащее плазмотрон, снабжено соплом, установленньм на выходе отверстия плазмотрона соосно с ним и выполненным с возможностью подачи в него топлива. Указанный результат достигается также тем, что запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки по третьему варианту, содержащее плазмотрон, снабжено кожухом с отверстиями, установленным на выходе плазмотрона и предназначенным для размещения, по крайней мере, своей частью в факеле распыла основной горелки. Кожух может иметь форму цилиндра или полуцилиндра, установленного соосно с плазмотроном. Указанный результат достигается также тем, что запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки по четвертому варианту, содержащее плазмотрон, снабжено накальным элементом, установленньм в периферийной части плазменного факела плазмотрона и предназначенным для размещения в факеле распыла топлива основной горелки. На фиг. 1 изображено расположение запального устройства по первому варианту в установочной трубе; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - пневмогидравлическая форсунка; на фиг.4 - схема отбора топлива от факела распыла основной горелки; на фиг. 5 - схема расположения запального устройства с камерой термической подготовки топлива; на фиг.6 - камера термической подготовки топлива; на фиг.7 - запальное устройство по второму варианту; на фиг. 8 - запальное устройство по третьему варианту; на фиг.9 - запальное устройство по третьему варианту; на фиг. 10 - варианты вида по стрелке А на фиг.9. Запальное устройство (ЗУ) для растопочной горелки теплоэнергетической установки по первому варианту полезной модели содержит плазмотрон 1, вспомогательную розжиговую топливную форсунку 2, которая может быть выполнена пневмогидравлической с возможностью регулирования геометрических параметров факела путем изменения входных давлений топлива и газа и установки выходного сопла 3 различной формы. Кроме того, ЗУ снабжено камерой 4 термической подготовки топлива, в одном конце которой размещены плазмотрон 1 и розжиговая форсунка 2, а противоположный конец камеры 4 предназначен для размещения в зоне факела распыла топлива основной растапливаемой горелки. ЗУ располагается в установочной трубе 5, проходящей либо параллельно основной растапливаемой горелке, либо под углом к ней.

Инициирующим устройством для воспламенения факела основной горелки является плазмотрон 1. В качестве рабочего тела используется воздух или любое другое вещество. При подаче напряжения на электроды плазмотрона 1 на его выходе образуется факел, содержащий ионизированные продукты диссоциации, обладающие высокой химической активностью и инициирующие горение топливной смеси. Плазмотрон 1 устаналивается в ЗУ. Растопочная группа может включать в себя несколько ЗУ с плазмотронами 1, питающимися последовательно (во времени) от одного блока питания, который располагается вблизи котлоагрегата.

Кроме мазута в качестве запального топлива может использоваться газ, дизельное топливо, керосин и др. горючие продукты.

С целью оптимизации условий для розжига мазутного факела котлоагрегата или другого теплотехнического устройства факел розжиговой форсунки 2 организуется с заданным распределением параметров по пространству факела (распределение температуры, размеров и концентрации частиц топлива и пр.). Это достигается распылением топлива с помощью пневмогидравлической форсунки 2, снабженной профилированным соплом 3 (фиг.З). Изменяя расход и давление топлива и распыливающего газа, а также форму сопла 3, можно достичь требуемого размера и пространственного распределения капель топлива.

Автономное питание розжиговой форсунки 2 может быть связано с техническими трудностями (необходимость очистки топливных трубопроводов в промежутке между включениями, дополнительные устройства автоматики и пр.). В ряде случае возможен отбор топлива от факела распыла основной горелки (фиг.4). В этом случае часть топлива отбирается ловушкой 6, устанавливаемой в факеле распыла, и поступает в розжиговую пневмогидравлическую форсунку 2, выполняющую роль эжектора, засасывающего топливо и распыливающего его газом.

С целью повышения удобства эксплуатации плазмотрон 1 и форсунка 2 размещены в торце трубы 7, расположенном снаружи колоагрегата (фиг.6), а открытый конец трубы 7 размещается внутри котлоагрегата на расстоянии 100-1000 мм от факела основной мазутной форсунки 8 основной горелки (фиг.З).

В этом случае упрощаются условия охлаждения плазмотрона 1 и топливных каналов розжиговой форсунки 2. Топливо в розжиговую форсунку 2 подается в таком количестве, чтобы обеспечить допустимую температуру газа в жаровой трубе 7 при недостатке окислителя. При выходе из жаровой трубы 7 продукты неполного сгорания и термического разложения соединяются с кислородом дутьевого воздуха и догорают, образуя высокотемпературный устойчивый факел.

По второму варианту полезной модели для распиливания топлива розжиговой форсунки 2 используется энергия струи плазмотрона (фиг. 7). В этом случае на выходном отверстии плазмотрона 1 устанавливают сопло 9, в которое через канал 10, соединенный с боковым отверстием сопла 9, подводится топливо. Струя плазмы распыливает и поджигает топливо.

По третьему варианту полезной модели (фиг. 8) на выходе из плазмотрона 1 соосно с ним установлен кожух, например, в виде цилиндра 11 или полуцилиндра 12 с отверстиями или прорезями, который размещается в факеле распыла основной горелки. Часть топлива попадает через отверстия внутрь цилиндра 11, где воспламеняется плазменным факелом. Продукты сгорания выходят как по оси цилиндра 11, так и через отверстия с противоположной стороны. В случае использования полуцилиндра 12 проникающее через отверстия топливо поджигается струей, и пламя распространяется в направлении движения капель топлива. Нагретый плазменной струей цилиндр 11 или полуцилиндр 12 тоже способствует воспламенению топлива. Кожух может иметь также иную форму, например, с поперечным сечением в виде трапеции, эллипса и т.п.

В данном варианте устройства созданы благоприятные условия для горения, предотвращения сбива пламени розжиговой горелки топливным факелом основной горелки и для стабилизации пламени.

По четвертому варианту полезной модели воспламенение топлива основной горелки организовано с помощью накального элемента 13, размещенного в периферийной части плазменного факела плазмотрона 1 (фиг.9). С целью формирования требуемого фронта пламени накальный элемент 13 может иметь различную конфигурацию (фиг. 10). Плоская пластина (а) направит основную часть пламени вдоль плазменной струи. Уголковый (б) и полукруглый (в) профили распространят пламя вдоль факела топлива.

Накальный элемент может располагать как между факелом распыла основной мазутной форсунки 8 и факелом плазмотрона 1, так и за факелом плазмотрона 1.

Claims (9)

1. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено вспомогательной розжиговой топливной форсункой, установленной на выходе плазмотрона.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что розжиговая форсунка представляет собой пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью регулирования геометрических параметров факела путем изменения входных давлений топлива и газа и установки выходного сопла различной формы.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что розжиговая форсунка предназначена для соединения с автономным источником топлива.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что розжиговая форсунка выполнена с возможностью отбора топлива от факела распыла топлива основной горелки.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено камерой термической подготовки топлива, в одном конце которой размещены плазмотрон и розжиговая форсунка, а противоположный открытый конец ее предназначен для размещения в зоне факела распыла топлива основной горелки.

6. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено соплом, соединенным с плазмотроном и выполненным с возможностью подачи в него топлива.

7. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено кожухом с отверстиями, установленными на выходе плазмотрона, и предназначенным для размещения, по крайней мере, своей частью в факеле распыла топлива основной горелки.

8. Запальное устройство по п.7, отличающееся тем, что кожух выполнен в виде цилиндра или полуцилиндра, установленных соосно с плазмотроном.

9. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено накальным элементом, установленным на выходе плазмотрона и предназначенным для размещения в факеле распыла топлива основной горелки.