RU2451879C2 - Горелка для пыли высокой концентрации - Google Patents
Горелка для пыли высокой концентрации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451879C2 RU2451879C2 RU2009101594/06A RU2009101594A RU2451879C2 RU 2451879 C2 RU2451879 C2 RU 2451879C2 RU 2009101594/06 A RU2009101594/06 A RU 2009101594/06A RU 2009101594 A RU2009101594 A RU 2009101594A RU 2451879 C2 RU2451879 C2 RU 2451879C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dust
- nozzle
- burner
- fuel
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в котельных установках, работающих на пылеугольном топливе при транспортировании его в горелку по пылепроводам системы подачи пыли высокой концентрации (ПВК) под давлением, и обеспечивает при его использовании повышение устойчивости горения и экономичности сжигания переменного по реакционности топлива при низком уровне образования вредных веществ (оксидов азота NOx) в топочных газах. Указанный технический результат достигается в горелке ПВК, включающей корпус с подводящим пылепроводом ПВК, установленный в нем соосно пылевыдающий патрубок, состоящий из конуса-рассекателя и обтекателя, образующими полость, открытую в сторону топки, форсунку для подачи растопочного топлива, причем форсунка растопочного топлива заведена в полость пылевыдающего патрубка через трубу, открытый конец которой соединен с этой полостью, пылепровод ПВК подведен к пылевыдающему патрубку под углом α к его оси, равным от 20° до 90°, и соединен с ним промежуточным коробом, причем величина угла раскрытия конуса-рассекателя находится в пределах 20-150°. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных установках, работающих на пылеугольном топливе при транспортировании его в горелку по пылепроводам системы подачи пыли с высокой концентрацией (далее - ПВК) под давлением. Изобретение направлено на сокращение затрат пускового топлива при пусках, повышение устойчивости горения и экономичности сжигания переменного по реакционности топлива при низком уровне образования вредных веществ (оксидов азота NOx) в топочных газах, а так же на уменьшение габаритов горелки.
При традиционной схеме подачи пыли в горелку отработанным сушильным агентом по пылепроводам диаметром 300-500 мм мазутная форсунка, как правило, устанавливалась по центру горелки, соосно каналу первичного воздуха (см., например, В.М.Мейкляр. Современные котельные агрегаты ТКЗ. Москва, «Энергия», 1978, с.90, рис.4-9)[1]. Размер этой горелки в осевом направлении 4 м 30 см. Мазутная форсунка, установленная по ее центру, имеет еще больший размер. Большая длина горелки, как и форсунки, является недостатком конструкции, так как требует дополнительного пространства для установки котла, удорожает строительство в целом, а в дальнейшем затраты на обслуживание и ремонт. Кроме того, головка форсунки размещается за горелкой, и ее факел нагревает в целом все топочное пространство. При подаче пыли на горелку с работающей форсункой поджечь пыль от форсунки невозможно при не нагретой еще топке. Поэтому пыль подают только при повышении температуры газов в конце топки не менее, чем до 400 градусов Цельсия.
Разработка системы подачи пыли с высокой концентрацией уменьшила не только диаметр подводящего пыль к горелке пылепровода в 5-8 раз, но и его длину за счет более компактного его гиба перед горелкой. Но главным достижением была установка в корпусе горелки специального пылевыдающего патрубка (далее - ПВП), позволившего осуществить предварительную высокотемпературную обработку топлива и его частичное воспламенение и горение до соединения с основным воздухом для горения (см., например, US 6715432 В2, МПК F23D 1/00, оп. 06.04.2004, прототип). Применение ПВП позволило существенно стабилизировать процесс горения в топке с одновременным уменьшением вредных выбросов (NOx) без ухудшения выжига топлива.
Задачей изобретения является возможность использования ПВП в системах ПВК в качестве ограниченного внутреннего объема - смесительной камеры - для одновременного сжигания при необходимости твердого и растопочного (жидкого или газообразного) топлива; осуществления ввода растопочного топлива в объем пылевыдающего патрубка; подведения к форсунке воздуха для сжигания растопочного топлива; использования смесительной камеры как форкамера при растопках и пусках котла и, при необходимости, для подсветки факела; уменьшения осевой длины горелки.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в снижении выхода окислов азота NOx путем размещения форсунки для растопочного топлива по центру ПВП, что позволяет стабилизировать процесс горения. Указанный технический результат достигается в горелке для ПВК, включающей корпус с подводящим пылепроводом ПВК, установленный в нем соосно пылевыдающий патрубок, состоящий из конуса-рассекателя и обтекателя, образующими полость, открытую в сторону топки, форсунку для подачи растопочного топлива, причем форсунка растопочного топлива заведена в полость пылевыдающего патрубка через трубу, открытый конец которой соединен с этой полостью, пылепровод ПВК подведен к пылевыдающему патрубку под углом α к его оси, равным от 20° до 90° и соединен с ним промежуточным коробом, причем величина угла раскрытия конуса-рассекателя находится в пределах 20-150°.
Кроме того, результат достигается тем, что:
рассекатель выполнен с центральным отверстием по его оси, соединеным с трубой для форсунки растопочного топлива;
ввод пылепровода ПВК в горелку осуществлен через боковую стенку корпуса горелки;
труба для форсунки растопочного топлива соединена через клапан с источником сжатого воздуха, а ее внешний конец снабжен сальником для предотвращения утечки этого воздуха;
стенки пылевыдающего патрубка горелки снабжены устройством для их термоконтроля.
Предложенная горелка изображена на чертеже. Соосно корпусу 1 горелки для сжигания концентрированной пыли внутри его установлен ПВП, состоящий из рассекателя 2 и обтекателя, составленного из конуса 3 и цилиндра 4. Конические поверхности рассекателя 2 и обтекателя образуют кольцеобразный канал 5. Между ПВП и пылепроводом 6 ПВК установлен промежуточный короб 7. Оси пылепровода 6 и ПВП образуют угол α. В рассекателе 2 выполнено осевое отверстие, соосно соединенное с концом трубы 8 для форсунки 9 растопочного топлива. Выступающий наружу конец трубы 8 снабжен сальником 10 и соединен трубой 11 через клапан 12 с источником сжатого воздуха. В проушине 13, прикрепленной снизу к ПВП, и лючке 14 установлен запальник 15. На стенке цилиндра 4 ПВП установлен термодатчик 16. Пылепровод 6 ПВК введен внутрь корпуса 1 горелки через верхнюю (боковую) стенку 17. Полость 18 внутри обтекателя, образованная цилиндром 4, конусом 3 и рассекателем 2, открыта в сторону топки.
Горелка для ПВК работает в двух режимах следующим образом.
Режим 1: рабочий режим.
Поток концентрированной аэросмеси от пылепитателя по пылепроводу 6 ПВК поступает в промежуточный короб 7, который необходим для преобразования потока пыли, движущегося под углом α, из стержневой в кольцевую форму. Изменив направление и форму, поток в таком виде поступает в кольцеобразный канал 5 ПВП и затем в полость 18 и, двигаясь вдоль внутренних стенок обтекателя, выходит через амбразуру горелки в топку параллельно оси горелки и оси ПВП. Угол раскрытия рассекателя 2 находится в пределах 20-150° и связан с реакционностью топлива и параметрами горелки.
Благодаря эжектирующей способности выходящего из кольцевого канала 5 за пределы рассекателя 2 потока аэросмеси, к нему через полость 18 подсасываются горячие инертные газы из топки. В результате этого по мере перемешивания происходит подогрев концентрированной аэросмеси, выделение летучих в центральных объемах полости 18 и их сгорание при значительном недостатке кислорода. При этом наружные слои аэросмеси, непосредственно контактирующие со стенками обтекателя, «холоднее» внутренних. Процесс горения в ПВП и уровень температур стенки обтекателя контролируется по показаниям датчика 16 термоконтроля. Головка форсунки 9 растопочного топлива находится внутри трубы 8 и не подвержена опасному действию высокой температуры газов, подсасываемых в полость 18 из топки. Клапан 12 «подорван», и сжатый воздух по трубам 11 и 8 поступает в полость 18 в минимальном количестве, обеспечивая нормальный температурный режим форсунки 9 и процесс воспламенения в полости 18. При его ухудшении через форсунку 9 подается растопочное топливо для «подсветки» факела в топке котла в целом. При нормальном режиме горения «подсветка» не требуется, и форсунка 9 на большинстве горелок отсутствует. Опыт показал, что установка ПВП в горелках для ПВК сама по себе стабилизирует процесс воспламенения и горения в топке, уменьшает случаи использования растопочного топлива для «подсветки». Поскольку процесс прогрева топлива в ПВП, выделение летучих и их воспламенение протекает при значительном недостатке воздуха, образование NOx резко снижается. В аварийных режимах, когда пылепитатели или пылесистема в целом остановлены, растопочное топливо начинает гореть в потоках сжатого и первичного воздуха, поступающих в ПВП, а затем в общем воздухе горелки.
Режим 2, используемый при растопке котла.
При растопке в трубе 8 установлена форсунка 9 подачи растопочного топлива, и ее головка выступает в полость 18 ПВП, куда подается также сжатый воздух через клапан 12, трубу 11 и трубу 8. Сальник 10 на внешнем конце трубы 8 предотвращает утечку сжатого воздуха наружу. Через лючок 14 и проушину 13 на выходе горелки устанавливают запальник 15, факел которого частично засасывается в полость 18 и поджигает распыливаемое форсункой 9 растопочное топливо. Его факел прогревает ПВП до необходимой температуры, определяемой с помощью термодатчика 16, по достижении которой включается пылепитатель, и в процессе растопки начинает участвовать твердое топливо - угольная пыль. Уровень этой необходимой температуры определяется наладочными испытаниями. Размещение форсунки 9 в полости 18 ускоряет прогрев стенок ПВП, подъем температуры внутри ПВП и эффективность прогрева и воспламенения поступающей в полость 18 аэросмеси при растопке. Уже разгоревшийся в ПВП факел догорает в основном воздухе горелки в объеме топки и разогревает ее в целом. Это сокращает количество растопочного топлива, используемого для растопки за счет основного. Ввод пылепровода 6 в горелку через верхнюю 17 (или боковую) стенки под углом от 20° до 90° освобождает пространство перед горелкой и облегчает ее обслуживание и ремонт. После повышения температуры в топке и появления устойчивого воспламенения пыли в полости 18 пылевыдающего патрубка, что определяется по показанию термодатчика 16, необходимость работы запальника 15 отпадает, расход растопочного топлива через форсунку 9 уменьшается, а затем прекращается полностью, и работа горелки из растопочного режима 2 переводится в режим 1.
Таким образом, использование ПВП для сжигания двух видов топлива одновременно, в особенности при растопке, придает горелке для ПВК совершенно новые свойства, позволяющие использование ее не только в рабочем, но и в растопочном режиме, при этом сам ПВП работает как форкамера внутри основной горелки (минимуфель) при растопках котла или для «подсветки» факела в топке при поступлении низкореакционного топлива. Этим при растопке достигается экономия растопочного топлива - мазута или газа.
Таким образом, размещение форсунки для растопочного топлива 9 по центру ПВП превращает его в важнейший узел горелки, позволяющий не только стабилизировать процесс горения, снижать вредные выбросы, но и уменьшать количество растопочного топлива при пусках. Ввод пылепровода 6 через боковую стенку 17 в обход центральной оси горелки, занятой теперь растопочной форсункой 9, позволяет уменьшить длину горелки до 1,5-2 метров, улучшить условия ее эксплуатации. Для горелок системы ПВК эти два конструктивных изменения обладают несомненной новизной, несмотря на массовое применение установки растопочной форсунки по оси в традиционных горелках с первичными трубами диаметром 700-800 мм. Ранее пылепровод диаметром 70-80 мм с цельнолитым рассекателем на конце в системе ПВК принципиально не позволял разместить форсунку по центру горелки и получить упомянутые выше преимущества. При этом все горелки для ПВК во всей массе их применения по электростанциям страны выполнены с пылевыдающими патрубками только на Томь-Усинской ГРЭС ОАО «Кузбассэнерго».
Claims (5)
1. Горелка для пыли высокой концентрации (ПВК), включающая корпус с подводящим пылепроводом ПВК, установленный в нем соосно пылевыдающий патрубок, состоящий из конуса-рассекателя и обтекателя, образующими полость, открытую в сторону топки, форсунку для подачи растопочного топлива, отличающаяся тем, что форсунка растопочного топлива заведена в полость пылевыдающего патрубка через трубу, открытый конец которой соединен с этой полостью, пылепровод ПВК подведен к пылевыдающему патрубку под углом α к его оси, равным от 20° до 90°, и соединен с ним промежуточным коробом, причем величина угла раскрытия конуса-рассекателя находится в пределах 20-150°.
2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что рассекатель выполнен с центральным отверстием по его оси, соединенным с трубой для форсунки растопочного топлива.
3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что ввод пылепровода ПВК в горелку осуществлен через боковую стенку корпуса горелки.
4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что труба для форсунки растопочного топлива соединена через клапан с источником сжатого воздуха, а ее внешний конец снабжен сальником для предотвращения утечки этого воздуха.
5. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что стенки пылевыдающего патрубка горелки снабжены устройством для их термоконтроля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101594/06A RU2451879C2 (ru) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | Горелка для пыли высокой концентрации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101594/06A RU2451879C2 (ru) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | Горелка для пыли высокой концентрации |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009101594A RU2009101594A (ru) | 2010-07-27 |
RU2451879C2 true RU2451879C2 (ru) | 2012-05-27 |
Family
ID=42697737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009101594/06A RU2451879C2 (ru) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | Горелка для пыли высокой концентрации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2451879C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3393215A1 (de) | 2017-04-20 | 2018-10-24 | Andrey Senokosov | Lichtbogenplasmatron-oberflächenbehandlung |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1217016B (de) * | 1964-07-09 | 1966-05-18 | Steinmueller Gmbh L & C | Deckenbrenner fuer Kohlenstaubfeuerungen |
US3361182A (en) * | 1965-03-31 | 1968-01-02 | Pillard Chauffage | Air distributors of burners for solid, liquid or gaseous fuel |
RU2055268C1 (ru) * | 1992-03-31 | 1996-02-27 | Акционерное общество "Котэс" | Прямоточная горелка с низким выходом окислов азота (варианты) и способ сжигания топлива |
US6715432B2 (en) * | 2000-08-04 | 2004-04-06 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Solid fuel burner and method of combustion using solid fuel burner |
RU48027U1 (ru) * | 2005-04-18 | 2005-09-10 | Бондарев Алексей Михайлович | Горелка для концентрированной пыли |
-
2009
- 2009-01-19 RU RU2009101594/06A patent/RU2451879C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1217016B (de) * | 1964-07-09 | 1966-05-18 | Steinmueller Gmbh L & C | Deckenbrenner fuer Kohlenstaubfeuerungen |
US3361182A (en) * | 1965-03-31 | 1968-01-02 | Pillard Chauffage | Air distributors of burners for solid, liquid or gaseous fuel |
RU2055268C1 (ru) * | 1992-03-31 | 1996-02-27 | Акционерное общество "Котэс" | Прямоточная горелка с низким выходом окислов азота (варианты) и способ сжигания топлива |
US6715432B2 (en) * | 2000-08-04 | 2004-04-06 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Solid fuel burner and method of combustion using solid fuel burner |
RU48027U1 (ru) * | 2005-04-18 | 2005-09-10 | Бондарев Алексей Михайлович | Горелка для концентрированной пыли |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3393215A1 (de) | 2017-04-20 | 2018-10-24 | Andrey Senokosov | Lichtbogenplasmatron-oberflächenbehandlung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009101594A (ru) | 2010-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103069217B (zh) | 点火嘴及具备该点火嘴的加压型气化炉 | |
CN101576255A (zh) | 一种煤粉燃烧器 | |
CN101871648B (zh) | 多元燃料工业锅炉及窑炉燃烧器 | |
CN103644562A (zh) | 组合式节能生物质燃料锅炉 | |
CN110056873A (zh) | 一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置 | |
CN108954302A (zh) | 一种燃烧装置 | |
CN103307600B (zh) | 蓄热式燃气燃烧器 | |
CN201526966U (zh) | 带锥体射流装置的圆形内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴 | |
WO2011136629A3 (en) | Solid fuel fired boiler with a gas burner for household use and gas combustion method | |
CN201462825U (zh) | 一种煤粉燃烧器 | |
CN105674257A (zh) | 一种两级可调的水蒸汽等离子体旋流燃烧器 | |
RU2451879C2 (ru) | Горелка для пыли высокой концентрации | |
CN203384976U (zh) | 蓄热式燃气燃烧器 | |
RU199334U1 (ru) | Горелочное устройство для экологически чистой растопки котлов | |
CN201935215U (zh) | 一种生物质能混合燃料点火器 | |
CN206073070U (zh) | 低氮燃烧装置 | |
CN2883936Y (zh) | 气中气节能燃烧装置 | |
CN211925752U (zh) | 一种多功能脉冲烧嘴 | |
CN208475327U (zh) | 一种余热锅炉用燃烧器 | |
CN202660546U (zh) | 空气雾化油枪及两级气化油燃烧器 | |
CN2359570Y (zh) | 一种废液焚烧炉 | |
CN201293314Y (zh) | 低NOx液态排渣双旋流煤粉燃烧器 | |
CN110793027A (zh) | 一种预混单元及燃烧器 | |
CN110371927A (zh) | 一种天然气重整制氢装置的点火燃烧装置 | |
CN103983106A (zh) | 专用生物醇油的铝合金熔炼保温炉 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130120 |