RU2410603C1 - Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива - Google Patents
Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410603C1 RU2410603C1 RU2009142313/06A RU2009142313A RU2410603C1 RU 2410603 C1 RU2410603 C1 RU 2410603C1 RU 2009142313/06 A RU2009142313/06 A RU 2009142313/06A RU 2009142313 A RU2009142313 A RU 2009142313A RU 2410603 C1 RU2410603 C1 RU 2410603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- secondary air
- fuel
- chamber
- resonant
- rod electrodes
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и т.д. для обеспечения безмазутного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива. Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива содержит корпус, стержневые электроды (5) для генерирования электрической дуги, топливопровод (7) и трубопровод (8) вторичного воздуха. Согласно изобретению корпус разделен поперечной перегородкой (3) на резонансную (1) и охлаждающую (2) камеры, причем в центре перегородки (3) выполнен проход (4) вторичного воздуха, в нем установлены с возможностью продольного перемещения стержневые электроды (5), при этом их рабочая часть направлена внутрь резонансной камеры (1). 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и т.д. для обеспечения безмазутного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива.
Известно устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива, выполненное в виде плазменной пылеугольной горелки, принятое в качестве прототипа, содержащей канал подачи аэросмеси, канал подачи вторичного воздуха с установленным в нем завихрителем, плазмотрон-запальник со стержневыми электродами. Плазмотрон запальник с электродами установлен в канале подачи аэросмеси. Электроды выполнены графитовыми и размещены по всей длине канала подачи аэросмеси. Плазмотрон-запальник снабжен соплами двустороннего истечения и установлен с возможностью продольного перемещения между стержневыми электродами, при этом сопла плазмотрона сориентированы на концы электродов (патент RU №2059926, С1, МКИ F23D 1/00, F23Q 13/00, 1992).
Недостатком этой плазменной пылеугольной горелки являются высокие удельные затраты электроэнергии на воспламенение пылеугольного топлива. Другим ее недостатком является низкая надежность воспламенения пылеугольного топлива, а также большая удельная электрическая мощность горелки и большие ее размеры. Для обеспечения заданного режима горения факела необходима периодическая подача изнашиваемых электродов в зону их сгорания. Для чего необходим механизм подачи электродов, находящихся под напряжением. Это требует непрерывного технологического обслуживания системы, а учитывая, что розжиг ведется одновременно на нескольких горелочных устройствах, требуется наличие специальной службы для их обслуживания. Все это ведет к росту эксплуатационных затрат и снижению надежности работы системы розжига. Наличие вспомогательной плазменной системы для зажигания основной дуги еще более усложняет систему и снижает без того низкую техническую надежность функционирования системы розжига. Применение подаваемых электродов требует наличия свободного пространства около котла, а это делает в большинстве случаев данный способ и горелку для его осуществления неприемлемыми для реализации на действующих электрических станциях.
Задачей изобретения является создание устройства, которое позволяет с минимальными удельными затратами энергии зажигать аэросмесь. Это повышает надежность воспламенения пылеугольного топлива и устойчивость его последующего горения, а также позволяет уменьшить электрическую мощность устройства и минимизировать его размеры.
Обеспечиваемый изобретением технический результат достигается в устройстве плазменного воспламенения пылеугольного топлива, содержащем корпус, стержневые электроды для генерирования электрической дуги, топливопровод и трубопровод вторичного воздуха. Согласно изобретению корпус разделен поперечной перегородкой на резонансную и охлаждающую камеры, причем в центре перегородки выполнен проход вторичного воздуха, в нем установлены с возможностью продольного перемещения стержневые электроды, их рабочая часть направлена внутрь резонансной камеры, а электрическую дугу генерируют переменным током высокой частоты в резонансной камере с образованием акустического поля.
Конец топливопровода введен в резонансную камеру, причем его продольная ось направлена под углом к продольной оси резонансной камеры, а зона распыла топлива пересекается с электрической дугой.
Трубопровод вторичного воздуха подведен к охлаждающей камере. Частоту переменного тока выбирают в диапазоне 1-20 кГц.
Из уровня техники не выявлено решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения. Поэтому можно утверждать, что предложенное техническое решение соответствует условию изобретательского уровня.
На фиг.1 представлено продольное сечение плазменного устройства воспламенения пылеугольного топлива, на фиг.2 - поперечный разрез устройства по А-А.
Предлагаемое плазменное устройство воспламенения пылеугольного топлива содержит цилиндрическую резонансную камеру 1, охлаждающую камеру 2 и установленную между ними перегородку 3. Камера 1 выполнена из термостойкого материала, а перегородка 3 - из термостойкого и диэлектрического материала. В центре перегородки 3 выполнен проход 4 вторичного воздуха и в нем расположены с возможностью продольного перемещения стержневые электроды 5. Они электрически соединены с источником питания 6. Продольные оси стержневых электродов 5 выполнены параллельными относительно продольной оси резонансной камеры 1. В последнюю введен топливопровод 7, продольная ось которого направлена под углом к продольной оси резонансной камеры 1. Трубопровод 8 вторичного воздуха подведен к охлаждающей камере 2.
Работа устройства плазменного воспламенения пылеугольного топлива осуществляется следующим образом.
В резонансную камеру 1 по топливопроводу 7 подают подготовленное пылеугольное топливо, сюда же через проход 4 из охлаждающей камеры 2 поступает вторичный воздух. В резонансной камере 1 вторичный воздух смешивается с пылеугольным топливом.
От источника питания 6 на стержневые электроды 5 подают переменный ток в диапазоне 1-20 кГц и посредством известных устройств зажигают электрическую дугу, например, с помощью осциллятора (не показан). При этом между рабочими частями стержневых электродов 5, расположенных в резонансной камере 1, происходит замыкание электрической цепи и возбуждается мощная пульсирующая электрическая дуга, а вокруг нее образуется электрическое поле. На это электрическое поле накладывается акустическое поле в виде мощных акустических колебаний, генерируемых электрической дугой, которые в резонансной камере 1 многократно усиливаются. Это способствует дополнительному измельчению пылеугольного топлива и его интенсивному тепловому нагреву. Конструкция резонансной камеры 1 обеспечивает распространение акустических колебаний в сторону ее выхода, что повышает эффективность работы всего устройства.
По трубопроводу 8 вторичный воздух подают в охлаждающую камеру 2, в ней он проходит между стержневыми электродами 5 и охлаждает их. Далее этот вторичный воздух подают через проход 4 в резонансную камеру 1, где он попадает в зону распыла пылеугольного топлива, которая пересекается с горящей электрической дугой. При этом электрическая дуга взаимодействует с пылеугольной аэросмесью и воспламеняет ее, а электрическое поле интенсифицирует этот процесс горения. В результате горения части угля вся аэросмесь воспламеняется, происходят выделение горючих элементов из угля и частичная газификация коксового осадка. На выходе из резонансной камеры 1 получают топливную смесь с температурой свыше 700°С и содержанием горючих веществ в газовой фазе до 40%. Такая смесь устойчиво горит, что позволяет ее использовать для различных технологических процессов, например для зажигания пылеугольной аэросмеси при создании более мощного пылеугольного факел.
Выбор частоты работы источника питания 6 зависит от размеров резонансной камеры 1 и величины расхода воспламеняемого топлива. Так, высокая частота используется для создания устройств малого размера и малым расходом пылеугольного топлива, а низкая частота - для создания устройств большого размера и большим расходом пылеугольного топлива. Оптимальная частота источника питания 6 устанавливается экспериментально, применительно к конструктивным параметрам резонансной камеры, величины расхода топлива и динамических характеристик топливовоздушной смеси. С ростом размеров резонансной камеры используются более низкие частоты, ограниченные необходимостью обеспечения устойчивости горения дуги, на уровне единиц килогерц. Для обеспечения резонансных процессов в миниатюрных инициаторах используются более высокие частоты на уровне десятков килогерц.
Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива работает в диапазоне токов от долей до единиц ампера, в результате чего эрозия стержневых электродов 5 практически отсутствует, что исключает необходимость их частой замены в процессе эксплуатации устройства. Количество стержневых электродов 5, установленных в проходе 4, зависит от размеров устройства для плазменного воспламенения пылеугольного топлива и его мощности. Эти электроды 5 устанавливают коаксиально относительно продольной оси резонансной камеры 1 и на одинаковом расстоянии друг от друга.
По мере износа стержневых электродов 5 в резонансной камере 1 их продвигают из охлаждающей камеры 2 в резонансную камеру 1. После выработки стержневых электродов 5 производят их замену. Эти операции производят при плановых технологических осмотрах и ремонтах котельного оборудования.
Применение предлагаемого изобретения позволяет воспламенять пылеугольное топливо с минимальными удельными затратами энергии. Это повышает надежность воспламенения пылеугольного топлива и устойчивость его последующего горения. Изобретение уменьшает электрическую мощность устройства и минимизирует его размеры.
Claims (4)
1. Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива, содержащее корпус, стержневые электроды для генерирования электрической дуги, топливопровод и трубопровод вторичного воздуха, отличающееся тем, что корпус разделен поперечной перегородкой на резонансную и охлаждающую камеры, причем в центре перегородки выполнен проход вторичного воздуха и в нем установлены с возможностью продольного перемещения стержневые электроды, причем их рабочая часть направлена внутрь резонансной камеры, а электрическую дугу создают переменным током высокой частоты в резонансной камере с образованием акустического поля.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конец топливопровода введен в резонансную камеру, причем его продольная ось направлена под углом к продольной оси резонансной камеры, а зона распыла топлива пересекается с электрической дугой.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод вторичного воздуха подведен к охлаждающей камере.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что частоту переменного тока выбирают в диапазоне 1-20 кГц.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142313/06A RU2410603C1 (ru) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142313/06A RU2410603C1 (ru) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2410603C1 true RU2410603C1 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=46308500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142313/06A RU2410603C1 (ru) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410603C1 (ru) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498159C1 (ru) * | 2012-05-17 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Сибтехэнерго" - инженерная фирма по наладке, совершенствованию технологий и эксплуатации электро-энергооборудования предприятий и систем | Способ сжигания пылеугольного топлива |
RU2514534C2 (ru) * | 2012-05-15 | 2014-04-27 | Закрытое акционерное общество "СибЭнергоГруп" | Способ электродугового розжига паромазутной форсунки и устройство для его осуществления |
EA030081B1 (ru) * | 2016-06-16 | 2018-06-29 | Николай Николаевич Воротников | Отопительная газогенераторная резонансно-ускорительная установка |
CN109404964A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-01 | 航天神洁(北京)环保科技有限公司 | 基于等离子石墨棒电极的推进系统 |
RU2704178C1 (ru) * | 2019-02-21 | 2019-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" | Устройство факельного сжигания топлива |
WO2019221640A1 (ru) | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" | Устройство и способ факельного сжигания топлива |
RU2726023C1 (ru) * | 2019-02-22 | 2020-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа |
CN111520743A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-11 | 西安热工研究院有限公司 | 一种自动伸缩式等离子点火装置 |
RU2731087C1 (ru) * | 2020-01-22 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью «КОТЭС Инжиниринг» | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа |
RU2731081C1 (ru) * | 2020-04-17 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью «КОТЭС Актив» | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа с использованием электроионизационного воспламенителя |
RU2731139C1 (ru) * | 2019-12-03 | 2020-08-31 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Актив" | Способ факельного сжигания топливовоздушной угольной смеси и устройство для реализации способа |
RU2779675C1 (ru) * | 2021-08-25 | 2022-09-12 | Денис Сергеевич Синельников | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа |
-
2009
- 2009-11-17 RU RU2009142313/06A patent/RU2410603C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-OS 3107649 A1, 11.11.1982. * |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514534C2 (ru) * | 2012-05-15 | 2014-04-27 | Закрытое акционерное общество "СибЭнергоГруп" | Способ электродугового розжига паромазутной форсунки и устройство для его осуществления |
RU2498159C1 (ru) * | 2012-05-17 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Сибтехэнерго" - инженерная фирма по наладке, совершенствованию технологий и эксплуатации электро-энергооборудования предприятий и систем | Способ сжигания пылеугольного топлива |
EA030081B1 (ru) * | 2016-06-16 | 2018-06-29 | Николай Николаевич Воротников | Отопительная газогенераторная резонансно-ускорительная установка |
WO2019221640A1 (ru) | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" | Устройство и способ факельного сжигания топлива |
CN109404964A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-01 | 航天神洁(北京)环保科技有限公司 | 基于等离子石墨棒电极的推进系统 |
RU2704178C1 (ru) * | 2019-02-21 | 2019-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" | Устройство факельного сжигания топлива |
RU2726023C1 (ru) * | 2019-02-22 | 2020-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа |
RU2731139C1 (ru) * | 2019-12-03 | 2020-08-31 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Актив" | Способ факельного сжигания топливовоздушной угольной смеси и устройство для реализации способа |
RU2731087C1 (ru) * | 2020-01-22 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью «КОТЭС Инжиниринг» | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа |
RU2731081C1 (ru) * | 2020-04-17 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью «КОТЭС Актив» | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа с использованием электроионизационного воспламенителя |
CN111520743A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-11 | 西安热工研究院有限公司 | 一种自动伸缩式等离子点火装置 |
RU2779675C1 (ru) * | 2021-08-25 | 2022-09-12 | Денис Сергеевич Синельников | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа |
RU2788490C1 (ru) * | 2022-02-07 | 2023-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС - Инновационные Технологии" | Устройство и способ сжигания топливовоздушной смеси |
RU2790745C1 (ru) * | 2022-02-09 | 2023-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирские энергетические решения" | Способ сжигания топлива |
RU2812313C2 (ru) * | 2022-06-28 | 2024-01-29 | Сергей Николаевич Кучанов | Способ плазменного воспламенения трудновоспламеняемых топливовоздушных смесей и горелочное устройство для его реализации при растопке котла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2410603C1 (ru) | Устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива | |
EP1371905B1 (en) | Plasma igniter with assembled cathode | |
US20050208442A1 (en) | Fuel combustion device | |
US10111314B2 (en) | Energy generation by igniting flames of an electropositive metal by plasmatizing the reaction gas | |
RU2349545C2 (ru) | Установка для получения технического углерода и водорода | |
CN2883947Y (zh) | 脉冲等离子点火器 | |
RU65177U1 (ru) | Горелка | |
RU2704178C1 (ru) | Устройство факельного сжигания топлива | |
CN107490025A (zh) | 燃气灶具 | |
RU2059926C1 (ru) | Способ сжигания низкосортных углей и плазменная пылеугольная горелка для его осуществления | |
CA3127705C (en) | Gasification device and plasma shutter with a microwave plazma slowing system of the gasification device | |
RU2731081C1 (ru) | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа с использованием электроионизационного воспламенителя | |
EP3627047B1 (en) | Device and method for flame combustion of fuel | |
RU2812313C2 (ru) | Способ плазменного воспламенения трудновоспламеняемых топливовоздушных смесей и горелочное устройство для его реализации при растопке котла | |
RU2726023C1 (ru) | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа | |
RU2779675C1 (ru) | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа | |
RU2301375C1 (ru) | Устройство для поджига и стабилизации горения твердого топлива | |
RU2731087C1 (ru) | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа | |
RU2731139C1 (ru) | Способ факельного сжигания топливовоздушной угольной смеси и устройство для реализации способа | |
RU2769172C1 (ru) | Пароплазменное горелочное устройство с внутрицикловой газификацией топлива | |
CN1207167A (zh) | 锅炉装置点火的方法 | |
RU2779343C1 (ru) | Устройство электрического воспламенения и факельного сжигания топливовоздушной смеси | |
RU2778593C1 (ru) | Способ воспламенения и факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа | |
RU2779345C1 (ru) | Устройство электрического воспламенения топливовоздушной смеси | |
CN214307097U (zh) | 一种基于水蒸气热等离子体的煤粉燃烧装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120202 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120202 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180427 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20120202 Effective date: 20190301 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190808 Effective date: 20190808 |