RU2213304C1 - Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning - Google Patents

Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning Download PDF

Info

Publication number
RU2213304C1
RU2213304C1 RU2002101511A RU2002101511A RU2213304C1 RU 2213304 C1 RU2213304 C1 RU 2213304C1 RU 2002101511 A RU2002101511 A RU 2002101511A RU 2002101511 A RU2002101511 A RU 2002101511A RU 2213304 C1 RU2213304 C1 RU 2213304C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
chamber
steam
nozzle
preparation
Prior art date
Application number
RU2002101511A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002101511A (en
Inventor
Ю.И. Димитриенко
А.А. Хоменко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Группа компаний "Премиум"
Хоменко Александр Андреевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Группа компаний "Премиум", Хоменко Александр Андреевич filed Critical Закрытое акционерное общество "Группа компаний "Премиум"
Priority to RU2002101511A priority Critical patent/RU2213304C1/en
Publication of RU2002101511A publication Critical patent/RU2002101511A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2213304C1 publication Critical patent/RU2213304C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heat power industry. SUBSTANCE: plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning has chamber for preliminary preparation of fuel which houses plasma generator and steam-and-fuel injector. Steam-and-fuel injector is located in face part of chamber for preliminary preparation of fuel. Specified chamber should carry cooling jacket which space communicates with space of chamber for preliminary preparation of fuel. Facility is provided with element extracting ignition flame and space of cooling jacket communicates with space of chamber for preliminary preparation of fuel through perforation in face wall of jacket. Steam-and-fuel injector is mounted in face part of chamber for preliminary preparation of fuel with direction of its nozzle along longitudinal axis of chamber for preliminary preparation of fuel and plasma generator is installed on side wall of chamber for preliminary preparation of fuel at some distance from nozzle of steam-and-fuel nozzle in direction along longitudinal axis of chamber for preliminary preparation of fuel towards outlet hole of element extracting ignition flame. Facility is fitted with additional steam-and-fuel injector mounted on side wall of chamber for preliminary preparation of fuel at some distance from plasma generator and is directed towards outlet hole of element extracting ignition flame. Additional steam-and-fuel injector is placed at angle with axis of key steam-and-fuel injector with direction of nozzle towards outlet hole of element extracting ignition flame. Wall of cooling jacket has holes to supply air into location zone of steam-and-fuel injector. EFFECT: increased functional reliability of facility. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для розжига и стабилизации горения топлива в котельных установках, топочных устройствах и других теплогенерирующих устройствах. The invention relates to the field of power engineering and can be used for ignition and stabilization of fuel combustion in boiler plants, furnace devices and other heat-generating devices.

Наиболее традиционным способом воспламенения топлива является способ, при котором плазмотрон размещают в непосредственной близости от мазутной форсунки горелки так, что сопло плазмотрона касается поверхности конуса распыла мазутного факела (М. Ф. Жуков, Е.И.Карпенко, В.С.Перегудов и др. "Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела", под ред. В. Е.Мессерле, В.С.Перегудова, Новосибирск, Наука, Сиб. изд. фирма РАН, 1995, стр. 98). The most traditional way to ignite the fuel is the method in which the plasmatron is placed in the immediate vicinity of the fuel oil nozzle of the burner so that the plasma torch nozzle touches the surface of the spray cone of the fuel oil torch (M.F. Zhukov, E.I. Karpenko, V.S. Peregudov, etc. . "Plasma oil-free kindling of boilers and stabilization of the combustion of a pulverized coal torch", edited by V. E. Messerle, V. S. Peregudov, Novosibirsk, Nauka, Sib. Ed. Firm RAS, 1995, p. 98).

Недостатком данного способа воспламенения является попадание топлива из-за неравномерности его распыла на плазмотрон, что ведет к закоксовыванию и уменьшению срока эксплуатации электродов плазмотрона. Кроме того, при необходимости снижения расхода топлива через форсунку изменяется угол раскрытия факела, что ведет к увеличению расстояния между соплом плазмотрона и поверхностью конуса распыла факела. С другой стороны, в процессе эксплуатации в результате естественного износа изменяются параметры работы форсунки, что также ведет к изменению угла раскрытия факела и его нестабильности. The disadvantage of this method of ignition is the ingress of fuel due to the uneven distribution of it on the plasma torch, which leads to coking and shortening the life of the electrodes of the plasma torch. In addition, if it is necessary to reduce fuel consumption through the nozzle, the angle of opening of the torch changes, which leads to an increase in the distance between the plasma torch nozzle and the surface of the torch spray cone. On the other hand, during operation, as a result of natural wear and tear, the nozzle operating parameters change, which also leads to a change in the angle of opening of the torch and its instability.

Известно плазмохимическое устройство подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива, содержащее камеру подготовки топлива, в торцевой части которой размещены плазмотрон и паротопливная форсунка, при этом паротопливная форсунка смонтирована под углом к оси плазмотрона для обеспечения пересечения факела распыла указанной форсунки с плазменным факелом плазмотрона, причем указанная камера выполнена с охлаждающей рубашкой, полость которой сообщена с полостью камеры подготовки топлива (RU, полезная модель 19312, F 23 D 1/00, опубл. 20.08.2001). A plasma-chemical fuel preparation device for ignition and stabilization of fuel combustion is known, comprising a fuel preparation chamber, in the end part of which there is a plasmatron and a steam fuel nozzle, while the steam fuel nozzle is mounted at an angle to the axis of the plasma torch to ensure intersection of the spray nozzle of the specified nozzle with the plasma torch of the plasma torch, the specified chamber is made with a cooling jacket, the cavity of which is in communication with the cavity of the fuel preparation chamber (RU, utility model 19312, F 23 D 1/00, publ. 08/20/2001).

Недостатком данного устройства является нестабильная его работа при малых расходах топлива и уменьшении тепловой мощности плазмотрона. The disadvantage of this device is its unstable operation at low fuel consumption and a decrease in the thermal power of the plasma torch.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по гарантированному обеспечению работы устройства при малых расходах топлива и малой мощности применяемого плазмотрона. The present invention is directed to solving the technical problem of guaranteed operation of the device at low fuel consumption and low power of the used plasma torch.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств и надежности за счет обеспечения устойчивого розжига и стабилизации горения топлива в течение срока службы плазмотрона. The technical result achieved in this case is to improve performance and reliability by ensuring stable ignition and stabilizing fuel combustion during the life of the plasma torch.

Указанный технический результат достигается тем, что плазмохимическое устройство подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива содержит камеру предварительной подготовки топлива, в которой размещены плазмотрон и паротопливная форсунка, при этом паротопливная форсунка размещена в торцевой части камеры предварительной подготовки топлива, а указанная камера выполнена с охлаждающей рубашкой, полость которой сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива, устройство снабжено элементом вывода запального факела, а полость охлаждающей рубашки сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива через перфорацию в торцевой стенке рубашки, паротопливная форсунка смонтирована в торцевой части камеры предварительной подготовки топлива с направлением ее сопла вдоль продольной оси камеры предварительной подготовки топлива, а плазмотрон смонтирован в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива на расстоянии от сопла паротопливной форсунки в направлении вдоль продольной оси камеры предварительной подготовки топлива в сторону выходного отверстия элемента вывода запального факела. The specified technical result is achieved by the fact that the plasma-chemical device for preparing fuel for ignition and stabilizing the combustion of fuel contains a preliminary fuel preparation chamber, in which a plasmatron and a steam fuel nozzle are placed, while the steam fuel nozzle is placed in the end part of the preliminary fuel preparation chamber, and this chamber is made with cooling the jacket, the cavity of which is in communication with the cavity of the chamber for preliminary preparation of fuel, the device is equipped with an output element ignition torch, and the cavity of the cooling jacket is in communication with the cavity of the preliminary fuel preparation chamber through perforations in the end wall of the jacket, the steam nozzle is mounted in the front part of the preliminary fuel preparation chamber with the nozzle directed along the longitudinal axis of the preliminary fuel preparation chamber, and the plasma torch is mounted in the side wall of the preliminary fuel preparation chamber preparation of fuel at a distance from the nozzle of the steam fuel nozzle in the direction along the longitudinal axis of the chamber for preliminary fuel preparation towards the outlet opening outlet element pilot flame.

При этом оно может быть снабжено дополнительной паротопливной форсункой, установленной в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива на расстоянии от плазмотрона в направлении выходного отверстия элемента вывода запального факела. Moreover, it can be equipped with an additional steam fuel nozzle installed in the side wall of the preliminary fuel preparation chamber at a distance from the plasma torch in the direction of the outlet of the ignition torch output element.

При этом дополнительная паротопливная форсунка может быть смонтирована под углом к оси паротопливной форсунки с направлением ее сопла в сторону выходного отверстия элемента вывода запального факела. In this case, an additional steam fuel nozzle can be mounted at an angle to the axis of the steam fuel nozzle with the direction of its nozzle towards the outlet of the ignition torch output element.

При этом в стенке охлаждающей рубашки могут быть выполнены отверстия для подачи воздуха в зону расположения паротопливной форсунки. At the same time, holes can be made in the wall of the cooling jacket for supplying air to the zone of the location of the steam fuel nozzle.

При этом дополнительная паротопливная форсунка может быть смонтирована под углом к оси паротопливной форсунки с направлением ее сопла в сторону паротопливной форсунки. In this case, the additional steam fuel nozzle can be mounted at an angle to the axis of the steam fuel nozzle with the direction of its nozzle in the direction of the steam fuel nozzle.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата. These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата. The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the above set of features of the required technical result.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема плазмохимического устройства для подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива, первый пример исполнения; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, второй пример исполнения. In FIG. 1 shows a structural diagram of a plasma-chemical device for preparing fuel for ignition and stabilization of fuel combustion, the first embodiment; in FIG. 2 is the same as in FIG. 1, a second example of execution.

Согласно настоящему изобретению плазмохимическе устройство подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива представляет собой камеру предварительной подготовки топлива, в которой размещены плазмотрон и паротопливная форсунка. According to the present invention, the plasma-chemical fuel preparation device for ignition and stabilization of fuel combustion is a preliminary fuel preparation chamber in which a plasmatron and a steam fuel nozzle are placed.

Имеется элемент вывода запального факела, а паротопливная форсунка размещена в торцевой части камеры предварительной подготовки топлива с направлением ее сопла вдоль продольной оси камеры, а плазмотрон смонтирован в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива на расстоянии от сопла топливной форсунки в направлении вдоль продольной оси камеры предварительной подготовки топлива в сторону выходного отверстия элемента вывода запального факела. There is an output element of the ignition torch, and the steam-fuel nozzle is located in the end part of the fuel pre-treatment chamber with the direction of its nozzle along the longitudinal axis of the chamber, and the plasma torch is mounted in the side wall of the fuel pre-treatment chamber at a distance from the fuel nozzle nozzle in the direction along the longitudinal axis of the preliminary preparation chamber fuel towards the outlet of the ignition torch output element.

Камера предварительной подготовки топлива выполнена с элементом вывода запального факела и охлаждающей рубашкой, полость которой сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива через перфорацию в торцевой стенке. The fuel pretreatment chamber is made with an ignition torch outlet element and a cooling jacket, the cavity of which is in communication with the cavity of the fuel pretreatment chamber through perforation in the end wall.

Устройство может быть снабжено дополнительной паротопливной форсункой, установленной в боковой стенке камеры на расстоянии от плазмотрона в направлении выходного отверстия элемента вывода запального факела. The device can be equipped with an additional steam fuel nozzle mounted in the side wall of the chamber at a distance from the plasma torch in the direction of the outlet of the ignition torch output element.

Причем возможно исполнение, согласно которому дополнительная паротопливная форсунка может быть смонтирована под углом к оси паротопливной форсунки с направлением ее сопла в сторону выходного отверстия элемента вывода запального факела. Moreover, it is possible to perform according to which the additional steam fuel nozzle can be mounted at an angle to the axis of the steam fuel nozzle with the direction of its nozzle towards the outlet of the ignition torch output element.

Кроме того, в стенке охлаждающей рубашки могут быть выполнены отверстия для подачи воздуха в зону расположения паротопливной форсунки. In addition, openings can be made in the wall of the cooling jacket for supplying air to the area of the steam nozzle.

Кроме того, в стенке охлаждающей рубашки выполнены отверстия для подачи воздуха в зону расположения паротопливной форсунки. In addition, openings were made in the wall of the cooling jacket for supplying air to the area of the steam fuel nozzle.

При этом возможно выполнение элемента вывода факела в виде трубы или сопла. In this case, it is possible to carry out the torch output element in the form of a pipe or nozzle.

Ниже приводятся примеры конкретного исполнения изобретения. The following are examples of specific embodiments of the invention.

В устройстве (фиг.1) используется камера предварительной подготовки топлива 1, который может присоединяться к элементу вывода запального факела в виде стандартной трубы 2 под запальное устройство, установленной в горелке. В торцевой части камеры предварительной подготовки топлива располагается паротопливная форсунка 3, а в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива устанавливается плазмотрон 4. Камера предварительной подготовки топлива снабжена охлаждающей рубашкой 5 с перфорацией в ее торцевой стенке 6. В качестве охладителя в рубашке 5 используется воздух, выполняющий также роль эжектора и окислителя. Из охлаждающей рубашки 5 часть воздуха может подаваться в начало камеры предварительной подготовки топлива через отверстия 7, что позволяет использовать плазмотрон меньшей мощности и уменьшить расход топлива. Воздух и топливо подаются в устройство с таким расчетом, чтобы разложение и горение топлива происходило при недостатке окислителя. На выходе из стандартной трубы 2 под запальное устройство продукты термического разложения и неполного сгорания топлива, имеющие высокое содержание активных радикалов, соединяются с окислителем, содержащимся в дутьевом воздухе, и образуют устойчивый высокотемпературный факел, обеспечивающий надежное воспламенение газомазутной форсунки. Данное устройство может использоваться для плазмохимической подготовки пылеугольной смеси. In the device (Fig. 1), a fuel pre-treatment chamber 1 is used, which can be connected to the output element of the ignition torch in the form of a standard pipe 2 for the ignition device installed in the burner. A steam nozzle 3 is located in the end part of the fuel pre-treatment chamber, and a plasma torch 4 is installed in the side wall of the fuel pre-preparation chamber 4. The fuel pre-treatment chamber is equipped with a cooling jacket 5 with perforation in its end wall 6. Air is used as a cooler in the jacket 5 also the role of an ejector and an oxidizing agent. From the cooling jacket 5, part of the air can be supplied to the beginning of the preliminary fuel preparation chamber through the openings 7, which allows using a plasma torch of lower power and reducing fuel consumption. Air and fuel are supplied to the device so that the decomposition and combustion of the fuel occurs when there is a lack of oxidizer. At the exit from the standard pipe 2 under the ignition device, the products of thermal decomposition and incomplete combustion of the fuel having a high content of active radicals are combined with the oxidizing agent contained in the blast air and form a stable high-temperature torch, which provides reliable ignition of the gas-oil nozzle. This device can be used for plasma-chemical preparation of a pulverized-coal mixture.

С целью снижения уровня стехиометрического соотношения окислителя и топлива а, увеличения длины факела и повышения его интенсивности возможно исполнение (фиг. 2), когда устройство снабжается дополнительной паротопливной форсункой 8, расположенной в боковой стенке камеры на расстоянии от плазмотрона 4. In order to reduce the stoichiometric ratio of oxidizer and fuel a, increase the length of the torch and increase its intensity, execution is possible (Fig. 2), when the device is equipped with an additional steam fuel nozzle 8 located in the side wall of the chamber at a distance from the plasma torch 4.

Настоящее изобретение промышленно применимо. Испытания устройства показали, что устойчивый запальный факел на выходе трубы 2 образуется уже при мощности плазмотрона от 0,8 кВт и расходе топлива 3,5-5,2 г/с при стехиометрическом соотношении окислителя и топлива 0,3<α<0,7. При этом длина запального факела была в пределах от 500 до 1500 мм. The present invention is industrially applicable. Tests of the device showed that a stable ignition torch at the outlet of the pipe 2 is formed even with a plasma torch power of 0.8 kW and a fuel consumption of 3.5-5.2 g / s with a stoichiometric ratio of oxidizer and fuel of 0.3 <α <0.7 . The length of the ignition torch was in the range from 500 to 1500 mm.

Claims (5)

1. Плазмохимическое устройство подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива, содержащее камеру предварительной подготовки топлива, в которой размещен плазмотрон и паротопливная форсунка, при этом паротопливная форсунка размещена в торцевой части камеры предварительной подготовки топлива, а указанная камера выполнена с охлаждающей рубашкой, полость которой сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива, отличающееся тем, что оно снабжено элементом вывода запального факела, а полость охлаждающей рубашки сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива через перфорацию в торцевой стенке рубашки, паротопливная форсунка смонтирована в торцевой части камеры предварительной подготовки топлива с направлением ее сопла вдоль продольной оси камеры предварительной подготовки топлива, а плазмотрон смонтирован в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива на расстоянии от сопла паротопливной форсунки в направлении вдоль продольной оси камеры предварительной подготовки топлива в сторону выходного отверстия элемента вывода запального факела. 1. Plasma-chemical fuel preparation device for ignition and stabilization of fuel combustion, containing a preliminary fuel preparation chamber, in which a plasmatron and a steam fuel nozzle are located, wherein the steam fuel nozzle is located in the end part of the fuel preliminary preparation chamber, and said chamber is made with a cooling jacket, the cavity of which communicated with the cavity of the chamber for preliminary preparation of fuel, characterized in that it is equipped with an output element of the ignition torch, and the cavity of the cooling jacket and communicated with the cavity of the fuel pre-preparation chamber through perforation in the end wall of the shirt, the steam-fuel nozzle is mounted in the front part of the fuel pre-preparation chamber with the nozzle directed along the longitudinal axis of the fuel pre-preparation chamber, and the plasma torch is mounted in the side wall of the fuel pre-preparation chamber at a distance from steam nozzle nozzles in the direction along the longitudinal axis of the fuel pre-treatment chamber towards the outlet O-coagulant ignition torch. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной паротопливной форсункой, установленной в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива на расстоянии от плазматрона в направлении выходного отверстия элемента вывода запального факела. 2. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with an additional steam fuel nozzle mounted in the side wall of the preliminary fuel preparation chamber at a distance from the plasmatron in the direction of the outlet of the ignition torch output element. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная паротопливная форсунка смонтирована под углом к оси паротопливной форсунки с направлением ее сопла в сторону выходного отверстия элемента вывода запального факела. 3. The device according to claim 1, characterized in that the additional steam fuel nozzle is mounted at an angle to the axis of the steam fuel nozzle with the direction of its nozzle towards the outlet of the ignition torch output element. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в стенке охлаждающей рубашки выполнены отверстия для подачи воздуха в зону расположения паротопливной форсунки. 4. The device according to p. 1, characterized in that in the wall of the cooling jacket holes are made for supplying air to the area of the steam fuel nozzle. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная паротопливная форсунка смонтирована под углом к оси паротопливной форсунки с направлением ее сопла в сторону паротопливной форсунки. 5. The device according to p. 1, characterized in that the additional steam fuel nozzle is mounted at an angle to the axis of the steam fuel nozzle with the direction of its nozzle in the direction of the steam fuel nozzle.
RU2002101511A 2002-01-23 2002-01-23 Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning RU2213304C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101511A RU2213304C1 (en) 2002-01-23 2002-01-23 Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101511A RU2213304C1 (en) 2002-01-23 2002-01-23 Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002101511A RU2002101511A (en) 2003-08-10
RU2213304C1 true RU2213304C1 (en) 2003-09-27

Family

ID=29777341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002101511A RU2213304C1 (en) 2002-01-23 2002-01-23 Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2213304C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85910B (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER ATT STARTA PANNAN I ETT KRAFTVERK SOM UTNYTTJAR FAST BRAENSLE SAMT FOER ATT SAEKERSTAELLA FOERBRAENNINGEN AV BRAENSLET.
KR20180107913A (en) Combustor nozzle
US6718773B2 (en) Method for igniting a thermal turbomachine
RU2213304C1 (en) Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning
RU2213305C1 (en) Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning
RU2213303C1 (en) Plasma-chemical facility to prepare fuel for lighting up and stabilization of fuel burning
JP2005526205A (en) Burner and its driving method
RU2215940C2 (en) Plasma-chemical device for fuel ignition and fuel burning stabilization
RU2230256C1 (en) Method of heating air by spray cone and device for realization of this method
KR20030062166A (en) The burner for water-oil mixture using brown gas
JP4018809B2 (en) Additional combustion method using gas turbine exhaust gas and additional burner using this additional combustion method
RU19312U1 (en) DEVICE FOR IGNITION AND LIGHTING OF THE DUST COAT TORCH
RU2189528C1 (en) Device for firing-up and lighting coal-dust cone
CN214307105U (en) Combustion system
KR20070033651A (en) Flame spreader for burners
RU2219435C2 (en) Method of sootless burning of fuel
RU2171429C1 (en) Turbulent burner
JPH0241443Y2 (en)
RU2044220C1 (en) Gas multi-torch burner
KR950007902Y1 (en) Nozzle
KR940005105Y1 (en) Fuel nozzle for oil boiler
RU25575U1 (en) BURNER
KR20010047553A (en) Pulverized coal burner
KR100446331B1 (en) Gas burner
JPH11257614A (en) Low calorific gas combustion burner

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070124