RU2189528C1

RU2189528C1 - Device for firing-up and lighting coal-dust cone

Info

Publication number: RU2189528C1
Application number: RU2001114298A
Authority: RU
Inventors: А.А. Карпов; В.И. Щелоков
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар"; Карпов Александр Александрович
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2002-09-20

Abstract

FIELD: heat-power engineering; firing-up pulverized-coal burners and maintenance of flame in boiler units by lighting pulverized-coal jet. SUBSTANCE: device includes plasmatron and aeromixture firing-up chamber; it is also provided with chamber for thermochemical preparation of fuel which is located at inlet of aeromixture firing-up chamber; plasmatron and fuel injector are arranged in said chamber in such way that spray cone of injector intersects with plasma flame of plasmatron. Proposed fuel injector is just pneumohydraulic injector used for spraying liquid fuel by means of water steam. Thermochemical fuel preparation chamber is provided with cooling jacket. When air is used as cooling medium, cavity of cooling jacket is communicated with thermochemical fuel preparation chamber. Cooling jacket is made in form of ejector nozzle. EFFECT: low cost of plasma system; enhanced reliability; automation of process with use of low-power plasmatron. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для розжига пылеугольных горелок и поддержания пламени в котлоагрегате путем подсвески пылеугольного факела. The invention relates to the field of power engineering and is intended for ignition of pulverized coal burners and for maintaining the flame in the boiler by illuminating the pulverized coal torch.

Наиболее близким техническим решением из известных к данному изобретению является устройство для розжига и подсветки пылеугольных факелов, содержащее плазмотрон и камеру розжига аэросмеси [1]. The closest technical solution known to this invention is a device for ignition and illumination of pulverized coal torches, containing a plasma torch and a chamber for ignition of air mixtures [1].

Недостатком известного устройства является высокая требуемая мощность плазмотрона. Обычно для розжига пылеугольной горелки требуется тепловая мощность плазменной струи около 200 кВт. Системы питания плазмотронов такой мощности представляют собой массивные дорогостоящие устройства. A disadvantage of the known device is the high required power of the plasma torch. Typically, a plasma jet thermal power of about 200 kW is required to ignite a coal burner. Power systems for plasmatrons of such power are massive expensive devices.

Технический результат, который может быть достигнут в настоящем изобретении, заключается в объединении плазменного и мазутного розжига, что обеспечивает снижение стоимости плазменной системы, высокую надежность и возможность автоматизации процесса с применением плазмотрона малой мощности. Этот результат достигается тем, что устройство для розжига и подсветки пылеугольных котлов, содержащее плазмотрон и камеру розжига аэросмеси, согласно изобретению снабжено камерой термохимической подготовки топлива, которая размещена на входе в камеру розжига аэросмеси и в которой размещены плазмотрон и топливная форсунка таким образом, что факел распыла форсунки пересекается с плазменным факелом плазмотрона. The technical result that can be achieved in the present invention is to combine plasma and fuel oil ignition, which reduces the cost of the plasma system, high reliability and the ability to automate the process using a low power plasma torch. This result is achieved in that the device for ignition and illumination of pulverized coal boilers containing a plasmatron and an ignition chamber for igniting mixtures, according to the invention, is equipped with a thermochemical preparation chamber for fuel, which is located at the inlet to the ignition chamber of the aerosol mixture and in which the plasmatron and fuel nozzle are placed so that the torch spray nozzle intersects with the plasma torch of the plasma torch.

Кроме того, результат достигается тем, что топливная форсунка представляет собой пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью распыла жидкого топлива с помощью водяного пара или иного газа. In addition, the result is achieved in that the fuel nozzle is a pneumo-hydraulic nozzle configured to spray liquid fuel with water vapor or other gas.

В варианте исполнения камера термохимической подготовки топлива выполнена с охлаждающей рубашкой. In an embodiment, the thermochemical fuel preparation chamber is made with a cooling jacket.

Кроме того, в варианте исполнения при использовании воздуха в качестве охлаждающей среды полость охлаждающей рубашки сообщена с камерой термохимической подготовки топлива. In addition, in the embodiment, when using air as a cooling medium, the cavity of the cooling jacket is in communication with the thermochemical preparation chamber of the fuel.

На чертеже изображена схема описываемого устройства. The drawing shows a diagram of the described device.

Устройство содержит плазмотрон 1, камеру 2 розжига аэросмеси, камеру 3 термохимической подготовки топлива, сообщенную с камерой 2 розжига. В камере 3 размещены плазмотрон 1 и топливная форсунка 4, выполненная пневмогидравлической. Камера 3 выполнена с охлаждающей рубашкой 5, соединенной с каналом 6 подвода охлаждающей среды. При использовании воздуха в качестве охлаждающей среды полость охлаждающей рубашки 5 сообщена с камерой 3. Охлаждающая рубашка 5 выполнена таким образом, что она является соплом эжектора. The device contains a plasmatron 1, a chamber 2 for igniting an air mixture, a chamber 3 for thermochemical preparation of fuel, in communication with a chamber 2 for ignition. In the chamber 3 there is a plasmatron 1 and a fuel nozzle 4, made pneumohydraulic. The chamber 3 is made with a cooling jacket 5 connected to a channel 6 for supplying a cooling medium. When using air as a cooling medium, the cavity of the cooling jacket 5 is in communication with the chamber 3. The cooling jacket 5 is designed so that it is an ejector nozzle.

При работе устройства к плазмотрону 1, установленному в торце цилиндрической трубы 18, подводится рабочее тело (воздух) по каналу 7, электропитание 8 и вода на охлаждение по каналу 9. Топливная форсунка 4 устанавливается под углом к плазмотрону 1 таким образом, чтобы ее факел 10 распыла пересекался с плазменным факелом 11. When the device is operating, a plasmatron 1 installed in the end of the cylindrical pipe 18 is supplied with a working fluid (air) through channel 7, power supply 8, and water for cooling along channel 9. Fuel nozzle 4 is installed at an angle to the plasmatron 1 so that its torch 10 spray intersected with a plasma torch 11.

Для получения нужных параметров распыла может применяться пневмогидравлическая форсунка, снабженная соплом. Распыл топлива может осуществляться с помощью водяного пара. В этом случае вода, попадая в плазменный факел 11, диссоциирует на кислород и водород, создавая дополнительные горючие элементы. По каналу 6 в охлаждающую рубашку 5 подводится воздух, который служит для охлаждения стенок камеры 3 термохимической подготовки топлива, для регулирования давления в камере 3, выполняя роль инжектирующего газа и для получения нужного соотношения горючего и окислителя. Для охлаждения камеры 3 может быть использована вода, пропускаемая по межрубашечному пространству 12. To obtain the desired spray parameters, a pneumohydraulic nozzle equipped with a nozzle can be used. Fuel can be sprayed using water vapor. In this case, water falling into the plasma torch 11 dissociates into oxygen and hydrogen, creating additional combustible elements. Air is supplied through the channel 6 to the cooling jacket 5, which serves to cool the walls of the chamber 3 for thermochemical fuel preparation, to regulate the pressure in the chamber 3, acting as an injection gas and to obtain the desired ratio of fuel and oxidizer. To cool the chamber 3 can be used water passed through the inter-shell space 12.

Полученный в камере 3 горючий газ с температурой 1000-1300 К и коэффициентом избытка окислителя 0,2-0,3 поступает в камеру 2 розжига, куда подается разжигающая смесь угольной пыли и воздуха по каналу 13. По каналу 14 подается основная аэросмесь, а по каналу 15 - вторичный воздух. The combustible gas obtained in chamber 3 with a temperature of 1000–1300 K and an oxidizer excess coefficient of 0.2–0.3 enters the ignition chamber 2, where a firing mixture of coal dust and air is fed through channel 13. The main air mixture is fed through channel 14, and channel 15 - secondary air.

Возможны различные варианты размещения узлов устройства. На чертеже показан вариант с боковым размещением канала 14 для подачи основной аэросмеси и с центральным осевым расположением узлов розжига (плазмотрона 1 с форсункой 4 и камеры 3 термохимической подготовки топлива). В другом варианте аэросмесь подается по центральному осевому каналу, а узлы розжига расположены под углом к оси камеры 2. There are various options for placing the nodes of the device. The drawing shows a variant with a lateral placement of the channel 14 for supplying the main air mixture and with a central axial arrangement of the ignition units (plasma torch 1 with nozzle 4 and chamber 3 for thermochemical fuel preparation). In another embodiment, the aerosol is supplied through the central axial channel, and the ignition units are located at an angle to the axis of the chamber 2.

Для воспламенения и стабилизации пламени в камеру 2 достаточно подать 20% аэросмеси по каналу 13, при этом 80% аэросмеси подается по основному каналу 14. Поджиг основной аэросмеси происходит в камере 16, откуда горючая смесь поступает в топочное пространство 17, где смешивается с дутьевым воздухом, поступающим по каналу 15. To ignite and stabilize the flame, it is enough to feed 20% of the air mixture into the chamber 2 through the channel 13, while 80% of the air mixture is fed through the main channel 14. The main air mixture is ignited in the chamber 16, from where the combustible mixture enters the combustion chamber 17, where it is mixed with blast air arriving on channel 15.

Источник информации
1. Карпенко Е. И. , Жуков М.Ф., Мессерле В.Е. и др. Научно-технические основы и опыт эксплуатации плазменных систем воспламенения углей на ТЭС. Новосибирск, Наука. 1998, с. 78.Sourse of information
1. Karpenko E.I., Zhukov M.F., Messerle V.E. etc. Scientific and technical fundamentals and operating experience of plasma coal ignition systems at thermal power plants. Novosibirsk, Science. 1998, p. 78.

Claims

1. A device for igniting and illuminating a pulverized coal torch, containing a plasmatron and an ignition chamber for igniting the mixture, characterized in that it is equipped with a chamber for thermochemical preparation of fuel, which is located at the entrance to the ignition chamber for the mixture, and in which the plasmatron and fuel nozzle are placed so that the spray torch the nozzle intersects the plasma torch of the plasma torch.

2. The device according to p. 1, characterized in that the fuel nozzle is a pneumohydraulic nozzle configured to spray liquid fuel with water vapor.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the thermochemical fuel preparation chamber is made with a cooling jacket.

4. The device according to p. 3, characterized in that when using air as a cooling medium, the cavity of the cooling jacket is in communication with the thermochemical preparation chamber of the fuel.

5. The device according to p. 4, characterized in that the cooling jacket is made in the form of an ejector nozzle.