RU2244878C2 - Igniter (versions) - Google Patents

Igniter (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2244878C2
RU2244878C2 RU2001114075/06A RU2001114075A RU2244878C2 RU 2244878 C2 RU2244878 C2 RU 2244878C2 RU 2001114075/06 A RU2001114075/06 A RU 2001114075/06A RU 2001114075 A RU2001114075 A RU 2001114075A RU 2244878 C2 RU2244878 C2 RU 2244878C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
torch
plasmatron
injector
ignition device
Prior art date
Application number
RU2001114075/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001114075A (en
Inventor
А.А. Карпов (RU)
А.А. Карпов
В.И. Щелоков (RU)
В.И. Щелоков
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар"
Карпов Александр Александрович
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 Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар", Карпов Александр Александрович filed Critical Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар"
Priority to RU2001114075/06A priority Critical patent/RU2244878C2/en
Publication of RU2001114075A publication Critical patent/RU2001114075A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2244878C2 publication Critical patent/RU2244878C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: combustion control processes; lighting-up stabilizing the flame of burners of thermal power units.
SUBSTANCE: according to first version, proposed igniter includes plasmatron and auxiliary lighting-up injector mounted in such position that its jet of spraying intersects plasma jet of plasmatron. Lighting-up injector may be made in form of pneumohydraulic injector which is connected with autonomous fuel source or may take fuel from jet of main injector. Igniter may be provided with fuel thermal preparation chamber where plasmatron and lighting-up injector are located in one end other is located in zone of spray of main injector. According to other version, igniter is provided with casing having holes; it is made for of semicylinder.
EFFECT: low cost due to reduced power of plasmatron.
4 cl, 7 dwg

Description

Группа изобретений относится к области управления процессами горения и может быть использовано для розжига и стабилизации пламени горелок теплоэнергетических установок, сжигающих различные виды топлива.The group of inventions relates to the field of combustion control and can be used for ignition and stabilization of the flame of burners of heat power plants burning various types of fuel.

Известно запальное устройство для растопочной горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон (Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела. М.Ф.Жуков, Е.И.Карпенко, B.C.Перегудов и др. Под ред. В.Е.Мессерле, B.C.Перегудова. - Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН. 1995. С.98).A firing device for a kindling burner of a power plant containing a plasmatron is known (Plasma oil-free kindling of boilers and stabilization of the combustion of a pulverized coal torch. MF Zhukov, EI Karpenko, BC Peregudov et al. Edited by V.E. Messerle, BC Peregudova . - Novosibirsk: Science. Sib. Publishing company of the Russian Academy of Sciences. 1995. S. 98).

Недостатком конструкций с плазменньм поджигом основной горелки является большая требуемая мощность плазмотрона, что усложняет систему питания плазмотрона и увеличивает стоимость установки.The disadvantage of designs with plasma ignition of the main burner is the large required power of the plasma torch, which complicates the power supply system of the plasma torch and increases the cost of installation.

Наиболее близким к предложенным является запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон и средство подачи топлива к факелу плазмотрона через кольцевое пространство, охватывающее плазмотрон (WO 90/08289, F 23 D 1/00, F 23 Q 13/00, опубл. 26.07.1990). В данном устройстве в качестве дополнительного топлива используется пылеугольная смесь, которая является также рабочим топливом котлоагрегата.Closest to the proposed is the ignition device for a burner of a power plant, containing a plasmatron and means for supplying fuel to the torch of the plasma torch through an annular space covering the plasma torch (WO 90/08289, F 23 D 1/00, F 23 Q 13/00, publ. 26.07 .1990). In this device, as an additional fuel, a pulverized coal mixture is used, which is also the working fuel of the boiler unit.

Известная конструкция не приспособлена для работы с жидким топливом, которое требует специального приспособления для распыла, и при прохождении по кольцевому пространству вокруг плазмотрона капли топлива будут укрупняться, и их воспламенение и образование факела будет менее эффективно.The known design is not suitable for working with liquid fuel, which requires a special device for spraying, and when passing through the annular space around the plasma torch, droplets of fuel will become larger, and their ignition and flare formation will be less effective.

Технический результат группы изобретений заключается в повышении эффективности работы запального устройства на жидком топливе, а также расширение ассортимента запальных устройств.The technical result of the group of inventions is to increase the efficiency of the ignition device on liquid fuel, as well as expanding the range of ignition devices.

Этот результат достигается тем, что в запальном устройстве для горелки теплоэнергетической установки по первому варианту, содержащем плазмотрон, снабженный вспомогательным розжиговьм устройством, установленным на выходе плазмотрона с возможностью пересечения его факела с плазменным факелом плазмотрона, согласно изобретению вспомогательное устройство выполнено в виде топливной форсунки, установленной с возможностью отбора топлива от факела распыла топлива основной горелки.This result is achieved in that in the ignition device for a burner of a power plant according to the first embodiment, comprising a plasma torch equipped with an auxiliary ignition device installed at the output of the plasma torch with the possibility of intersection of its torch with the plasma torch of the plasma torch, according to the invention, the auxiliary device is made in the form of a fuel nozzle installed with the possibility of fuel selection from the spray torch of the fuel of the main burner.

Топливная форсунка может представлять собой пневмогидравлическую форсунку.The fuel nozzle may be a pneumohydraulic nozzle.

Кроме того, устройство может быть снабжено камерой термической подготовки топлива, в одном конце которой размещены плазмотрон и топливная форсунка, а противоположный открытый конец ее предназначен для размещения в зоне факела распыла топлива основной горелки.In addition, the device can be equipped with a thermal fuel preparation chamber, at one end of which there is a plasmatron and a fuel nozzle, and its opposite open end is designed to be placed in the zone of the fuel spray of the main burner.

Указанный результат достигается также тем, что запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки по второму варианту, содержащее плазмотрон, снабжено кожухом с отверстиями, выполнеными в виде полуцилиндра, установленным на выходе плазмотрона и предназначенным для размещения, по крайней мере, своей частью в факеле распыла соосно с ним и предназначенным для размещения, по крайней мере, своей частью в факеле распыла основной горелки.The indicated result is also achieved by the fact that the ignition device for the burner of the heat and power plant according to the second embodiment, containing a plasmatron, is equipped with a casing with holes made in the form of a half cylinder, mounted at the outlet of the plasma torch and designed to accommodate at least part of it in the spray torch coaxially with him and intended to accommodate, at least part of it in the spray torch of the main burner.

На фиг.1 изображено расположение запального устройства по первому варианту в установочной трубе; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.3 - пневомидравлическая 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.Figure 1 shows the location of the ignition device according to the first embodiment in the installation pipe; figure 2 - node 1 in figure 1; figure 3 - pneumohydraulic nozzle; figure 4 - diagram of the selection of fuel from the spray torch of the main burner; figure 5 - arrangement of the ignition device with a camera for thermal preparation of fuel; figure 6 - camera thermal preparation of fuel; Fig.7 - ignition device according to the second embodiment.

Запальное устройство (ЗУ) для растопочной горелки теплоэнергетической установки по первому варианту изобретения содержит плазмотрон 1, розжиговую топливную форсунку 2 (фиг.1), 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 (фиг.3). Кроме того, ЗУ снабжено камерой 4 термической подготовки топлива, в одном конце которой размещены плазмотрон 1 и розжиговое устройство в виде топливной форсунки 2, а противоположный конец камеры 4 предназначен для размещения в зоне факела распыла топлива основной растапливаемой горелки (фиг.6). ЗУ располагается в установочной трубе 5, проходящей либо параллельно основной растапливаемой горелке, либо под углом к ней (фиг.1).The ignition device (charger) for a kindling burner of a power plant according to the first embodiment of the invention comprises a plasmatron 1, an ignition fuel nozzle 2 (Fig. 1), which can be made pneumohydraulic with the possibility of adjusting the geometric parameters of the torch by changing the input pressure of the fuel and gas and setting the output nozzle 3 of various shapes (FIG. 3). In addition, the charger is equipped with a chamber 4 for thermal preparation of fuel, at one end of which there is a plasma torch 1 and an ignition device in the form of a fuel nozzle 2, and the opposite end of the chamber 4 is designed to be placed in the zone of the spray of fuel of the main heated burner (Fig. 6). The charger is located in the installation pipe 5, passing either parallel to the main fired burner, or at an angle to it (Fig. 1).

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 горелка может включать в себя несколько ЗУ с плазмотронами 1, питающимися последовательно (во времени) от одного блока питания, который располагается вблизи котлоагрегата.The initiating device for igniting the torch of the main burner is the plasma torch 1. Air or any other substance is used as the working fluid. When voltage is applied to the electrodes of the plasma torch 1, a torch is formed at its output containing ionized dissociation products with high chemical activity and initiating the combustion of the fuel mixture. Plasmatron 1 is installed in the memory. The kindling burner may include several memories with plasmatrons 1, fed sequentially (in time) from one power supply, which is located near the boiler unit.

Кроме мазута в качестве запального топлива может использоваться газ, дизельное топливо, керосин и др. горючие продукты.In addition to fuel oil, gas, diesel fuel, kerosene and other combustible products can be used as ignition fuel.

Запальное устройство по первому варианту работает следующим образом.The ignition device according to the first embodiment operates as follows.

При подаче напряжения на электроды плазмотрона 1 на его выходе образуется факел, содержащий ионизированные продукты диссоциации рабочего тела, обладающие высокой активностью и инициирующие горение топливной смеси, выходящей из топливной форсунки 2 и попадающей в зону факела плазмотрона 1 (см. фиг.2). На форсунке 2 образуется факел, пересекающийся с факелом плазмотрона 1, в результате образуется устойчивый высокотемпературный факел.When voltage is applied to the electrodes of the plasma torch 1, a torch is formed at its output, containing ionized products of dissociation of the working fluid, which are highly active and initiate the combustion of the fuel mixture exiting the fuel nozzle 2 and falling into the torch zone of the plasma torch 1 (see Fig. 2). A torch is formed on the nozzle 2, intersecting with the torch of the plasma torch 1, as a result, a stable high-temperature torch is formed.

С целью оптимизации условий для розжига мазутного факела котлоагрегата или другого теплотехнического устройства факел топливной 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.3). Изменяя расход и давление топлива и распыливающего газа, а также форму сопла 3, можно достичь требуемого размера и пространственного распределения капель топлива.In order to optimize the conditions for igniting a fuel oil flame of a boiler unit or other heat engineering device, the fuel nozzle 2 flame is organized with a predetermined distribution of parameters over the flame space (temperature distribution, size and concentration of fuel particles, etc.). This is achieved by spraying fuel using a pneumatic-hydraulic nozzle 2 equipped with a profiled nozzle 3 (figure 3). By changing the flow rate and pressure of the fuel and atomizing gas, as well as the shape of the nozzle 3, the desired size and spatial distribution of the fuel droplets can be achieved.

Автономное питание топливной 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 пневмогидравлическую форсунку 2, выполняющую роль эжектора, засасывая топливо и распыливая его газом.Autonomous power supply of the fuel injector 2 may be associated with technical difficulties (the need to clean the fuel pipelines in the interval between switching on, additional automation devices, etc.). In some cases, it is possible to take fuel from the spray torch of the main burner (figure 4). In this case, part of the fuel is taken out by a trap 6 installed in the spray torch, and enters the pneumohydraulic nozzle 2, which acts as an ejector, sucking in the fuel and spraying it with gas.

С целью повышения удобства эксплуатации плазмотрон 1 и форсунка 2 размещены в торце трубы 7, расположенном снаружи котлоагрегата (фиг.6), а открытый конец трубы 7 размещается внутри котлоагрегата на расстоянии 100-1000 мм от факела основной мазутной форсунки 8 растопочной горелки (фиг.5).In order to increase the convenience of operation, the plasma torch 1 and nozzle 2 are placed at the end of the pipe 7 located outside the boiler unit (Fig. 6), and the open end of the pipe 7 is placed inside the boiler unit at a distance of 100-1000 mm from the torch of the main fuel oil nozzle 8 of the ignition burner (Fig. 5).

В этом случае упрощаются условия охлаждения плазмотрона 1 и топливных каналов топливной форсунки 2. Топливо в топливную 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.In this case, the cooling conditions of the plasma torch 1 and the fuel channels of the fuel nozzle 2 are simplified. The fuel is supplied to the fuel nozzle 2 in such a quantity as to ensure the permissible temperature of the gas in the flame tube 7 with a lack of oxidizer. When leaving the flame tube 7, the products of incomplete combustion and thermal decomposition combine with the oxygen of the blast air and burn out, forming a high-temperature stable flame.

По второму варианту изобретения (фиг.7) на выходе из плазмотрона 1 соосно с ним установлен кожух, например, в виде цилиндра или полуцилиндра 9 с отверстиями или прорезями, который размещается в факеле распыла основной горелки. Часть топлива попадает через отверстия внутрь цилиндра, где воспламеняется плазменным факелом. Продукты сгорания выходят как по оси цилиндра, так и через отверстия с противоположной стороны. В случае использования полуцилиндра 9 проникающее через отверстия топливо поджигается струей, и пламя распространяется в направлении движения капель топлива. Нагретый плазменной струей цилиндр или полуцилиндр 9 тоже способствует воспламенению топлива. Кожух может иметь также иную форму, например, с поперечным сечением в виде трапеции, эллипса и т.п.According to the second embodiment of the invention (Fig. 7), at the outlet of the plasma torch 1, a casing is mounted coaxially with it, for example, in the form of a cylinder or half cylinder 9 with holes or slots, which is placed in the spray torch of the main burner. Part of the fuel enters through the holes into the cylinder, where it is ignited by a plasma torch. Combustion products exit both along the axis of the cylinder and through openings on the opposite side. In the case of using a half cylinder 9, the fuel penetrating through the holes is ignited by the jet, and the flame propagates in the direction of movement of the fuel droplets. A cylinder or a half cylinder 9 heated by a plasma jet also contributes to ignition of the fuel. The casing may also have a different shape, for example, with a cross section in the form of a trapezoid, ellipse, etc.

В данном варианте устройства созданы благоприятные условия для горения, предотвращения сбива пламени запального устройства в топливный факел основной горелки и для стабилизации пламени.In this embodiment of the device, favorable conditions are created for combustion, to prevent the ignition device from breaking down into the fuel torch of the main burner, and to stabilize the flame.

Claims (4)

1. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, снабженный вспомогательным розжиговым устройством, установленным на выходе плазмотрона с возможностью пересечения его факела с пламенным факелом плазмотрона, отличающееся тем, что вспомогательное розжиговое устройство выполнено в виде топливной форсунки, установленной с возможностью отбора топлива от факела распыла топлива основной горелки.1. The ignition device for the burner of a power plant, containing a plasma torch, equipped with an auxiliary ignition device installed at the output of the plasma torch with the possibility of intersection of its torch with a flame torch of the plasma torch, characterized in that the auxiliary ignition device is made in the form of a fuel nozzle mounted with the possibility of taking fuel from fuel spray torch of the main burner. 2. Запальное устройство по п.1, отличающееся тем, что топливная форсунка представляет собой пневмогидравлическую форсунку.2. The ignition device according to claim 1, characterized in that the fuel nozzle is a pneumohydraulic nozzle. 3. Запальное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено камерой термической подготовки топлива, в одном конце которой размещены плазмотрон и топливная форсунка, а противоположный, открытый, конец ее предназначен для размещения в зоне факела распыла топлива основной горелки.3. The ignition device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a thermal fuel preparation chamber, at one end of which there is a plasmatron and a fuel nozzle, and its opposite, open end, is designed to be placed in the zone of the fuel spray of the main burner. 4. Запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон, отличающееся тем, что оно снабжено кожухом с отверстиями, выполненным в виде полуцилиндра, установленным на выходе плазмотрона и предназначенным для размещения, по крайней мере, своей частью в факеле распыла топлива основной горелки.4. An ignition device for a burner of a heat power plant containing a plasma torch, characterized in that it is provided with a casing with holes made in the form of a half cylinder, mounted at the exit of the plasma torch and designed to accommodate at least part of the main burner in the spray of fuel.
RU2001114075/06A 2001-05-25 2001-05-25 Igniter (versions) RU2244878C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114075/06A RU2244878C2 (en) 2001-05-25 2001-05-25 Igniter (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114075/06A RU2244878C2 (en) 2001-05-25 2001-05-25 Igniter (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001114075A RU2001114075A (en) 2003-02-20
RU2244878C2 true RU2244878C2 (en) 2005-01-20

Family

ID=34978399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001114075/06A RU2244878C2 (en) 2001-05-25 2001-05-25 Igniter (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2244878C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2514534C2 (en) * 2012-05-15 2014-04-27 Закрытое акционерное общество "СибЭнергоГруп" Method for electric arc ignition of steam-oil nozzle and device for its realisation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2514534C2 (en) * 2012-05-15 2014-04-27 Закрытое акционерное общество "СибЭнергоГруп" Method for electric arc ignition of steam-oil nozzle and device for its realisation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1119506A (en) Low nox burner
US20040058290A1 (en) Self-sustaining premixed pilot burner for liquid fuels
KR20180107913A (en) Combustor nozzle
RU2419744C2 (en) Injection mixing burner
RU2244878C2 (en) Igniter (versions)
RU36135U1 (en) MULTI-FUEL BURNER
RU2731081C1 (en) Method for flare combustion of a fuel-air mixture and device for realizing a method using an electro-ionization igniter
RU19311U1 (en) IGNITION DEVICE (OPTIONS)
KR102220991B1 (en) Pilot burner for large size burner
RU2230256C1 (en) Method of heating air by spray cone and device for realization of this method
RU2189528C1 (en) Device for firing-up and lighting coal-dust cone
RU19312U1 (en) DEVICE FOR IGNITION AND LIGHTING OF THE DUST COAT TORCH
SU1588987A1 (en) Burner arrangement for furnace
RU2201553C2 (en) Burner for liquid-fuel combustion apparatuses
RU2779675C1 (en) Method for flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method
RU2229062C2 (en) Hot-bulb ignition burner
RU2778593C1 (en) Method for the ignition and flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method
KR100921700B1 (en) Burner available for vaporizing combustion of liquid fuel
RU2731087C1 (en) Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method
RU2813936C1 (en) Coaxial stepped burner of flare combustion of fuel-air mixture
RU2799164C1 (en) Burner for co-combustion of low-power liquid and low-energy coal fuel
RU2671263C1 (en) Device for thermal neutralization of industrial effluents
RU2731139C1 (en) Flare combustion method of fuel-air coal mixture and device for implementation of method
RU2381417C1 (en) Burner and burner operation method (versions)
RU1815502C (en) Torch

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20191016