RU2543648C1 - Plasma pulverised coal burner - Google Patents
Plasma pulverised coal burner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543648C1 RU2543648C1 RU2014100831/06A RU2014100831A RU2543648C1 RU 2543648 C1 RU2543648 C1 RU 2543648C1 RU 2014100831/06 A RU2014100831/06 A RU 2014100831/06A RU 2014100831 A RU2014100831 A RU 2014100831A RU 2543648 C1 RU2543648 C1 RU 2543648C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- stage
- mixture
- burner
- supply
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для растопки котлов и стабилизации горения пылеугольного факела (подсветки) в котлах, например энергетических и котлах ЖКХ, а также для воспламенения мелкодисперсного твердого топлива с предварительной электротермохимической подготовкой (ЭТХП).The invention relates to energy and can be used for kindling boilers and stabilizing the combustion of a pulverized coal torch (backlight) in boilers, for example, energy and housing boilers, as well as for igniting finely divided solid fuels with preliminary electrothermochemical preparation (ETCP).
Известно устройство для безмазутной растопки пылеугольного котла, представляющее собой растопочную горелку прямоточного типа, состоящее из цилиндрической камеры ЭТХП с расположенным на ее боковой поверхности патрубком и размещенным на этом патрубке плазмотроном для ввода потока плазмы в эту камеру. Конструкция камеры ЭТХП состоит из двух соосных труб (внутренняя из нержавеющей стали), пространство между которыми заполняется стойким к высокой температуре огнеупорным теплоизоляционным материалом (шамотобетон, карборунд и т.д.), называемым муфелем. Поступающий по направлению продольной оси камеры прямой незакрученный поток аэросмеси взаимодействует с вводимым через патрубок перпендикулярно оси камеры потоком низкотемпературной плазмы. Контактирующая с потоком плазмы аэросмесь нагревается и воспламеняется, нагревая остальную аэросмесь в объеме муфелизированной камеры. Нагретая до температуры самовоспламенения аэросмесь попадает далее в топочное пространство, где горение ее продолжается при смешении с вторичным воздухом. В данной конструкции время пребывания частиц угольной пыли в камере ЭТХП минимизировано и определяется линейной скоростью поступающего потока аэросмеси. Такая установка хорошо зарекомендовала себя при использовании высокореакционных углей (см. Жуков М.Ф. и др. Низкотемпературная плазма, т.16, Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела. - Новосибирск: Наука, 1995, с.83-86, рис.3.5б).A device for oil-free kindling of a coal-fired boiler is known, which is a direct-flow type ignition burner consisting of an ETHP cylindrical chamber with a nozzle located on its side surface and a plasmatron located on this nozzle for introducing a plasma flow into this chamber. The design of the ETHP chamber consists of two coaxial pipes (internal stainless steel), the space between which is filled with a heat-resistant refractory heat-insulating material (chamotobeton, carborundum, etc.) called a muffle. The direct untwisted flow of the mixture arriving in the direction of the longitudinal axis of the chamber interacts with the low-temperature plasma stream introduced through the pipe perpendicular to the axis of the chamber. The air mixture in contact with the plasma stream heats up and ignites, heating the rest of the air mixture in the volume of the muffle chamber. The aerosol mixture heated to a temperature of self-ignition then enters the combustion chamber, where its combustion continues when mixed with secondary air. In this design, the residence time of the particles of coal dust in the chamber ECP is minimized and is determined by the linear velocity of the incoming flow of the air mixture. This installation has proven itself when using highly reactive coals (see Zhukov MF et al. Low-temperature plasma, vol. 16, Plasma oil-free kindling of boilers and stabilization of the combustion of a pulverized coal torch. - Novosibirsk: Nauka, 1995, p. 83-86, fig.3.5b).
Недостатком установки является невозможность эффективного регулирования процесса ЭТХП; изготовление муфелизированной камеры является технически сложной и относительно дорогой операцией; время пребывания частиц угольной пыли в камере ЭТХП минимизировано и определяется линейной скоростью поступающего вдоль оси горелки потока аэросмеси.The disadvantage of this installation is the impossibility of effectively regulating the process of ECP; making a muffle chamber is technically difficult and relatively expensive; the residence time of the coal dust particles in the ETC chamber is minimized and is determined by the linear velocity of the air mixture flow along the axis of the burner.
Известно устройство в составе установки для реализации способа безмазутной растопки энергетического котла и подсветки пылеугольного факела, предусматривающее выделение части аэросмеси из общего потока, электротермохимическую подготовку с последующим смешением продуктов этого процесса с остальной (основной) частью аэросмеси в топочном пространстве. На входе горелки установлено устройство для регулирования двух потоков аэросмеси: первого - направляемого во внутреннюю трубу для электротермохимической подготовки и второго - направляемого в межтрубное пространство, свободного от огнеупорного теплоизоляционного материала, для термоподготовки и попутного охлаждения внутренней трубы. В связи с этим внутреннюю трубу можно изготавливать из обыкновенной стали, что в совокупности с отказом от муфеля уменьшает стоимость данного типа горелки и упрощает технологию изготовления в этой части горелки (см. патент RU №2180075, МПК F23D 1/00, H05H 1/32, опубл. 27.02.2002, Бюл. №6).A device is known as part of a plant for implementing the method of oil-free kindling of an energy boiler and illuminating a pulverized coal torch, which provides for the separation of part of the mixture from the general stream, electrothermochemical preparation, followed by mixing the products of this process with the rest (main) part of the mixture in the furnace space. At the inlet of the burner, a device is installed to control two flows of aerosol mixture: the first - directed into the inner pipe for electrothermochemical preparation and the second - sent to the annulus, free of refractory heat-insulating material, for heat treatment and cooling of the inner pipe. In this regard, the inner pipe can be made of ordinary steel, which together with the rejection of the muffle reduces the cost of this type of burner and simplifies the manufacturing technology in this part of the burner (see patent RU No. 2180075, IPC F23D 1/00, H05H 1/32 , published on February 27, 2002, Bull. No. 6).
Однако наличие патрубка для ввода потока плазмы увеличивает аэродинамическое сопротивление потоку аэросмеси в межтрубном пространстве, а наличие устройства для регулирования двух потоков аэросмеси внутри горелки существенно усложняет конструкцию данного типа и технологию ее изготовления.However, the presence of a nozzle for introducing the plasma flow increases the aerodynamic resistance to the flow of the air mixture in the annulus, and the presence of a device for regulating two flows of the air mixture inside the burner significantly complicates the design of this type and the technology of its manufacture.
Известны также различные варианты плазменных пылеугольных горелок, в основу которых положена идея создания способа плазменного воспламенения топлива с помощью этих горелок, обеспечивающих надежное и устойчивое плазменное воспламенение при минимально возможной электрической мощности, подводимой к плазмотронам. Пылеугольную аэросмесь подают в камеру термохимической подготовки топлива через закручивающее устройство или по пылепроводу, изогнутому по дуге окружности, центр которой расположен на стороне, противоположной плазмотрону. В этом случае образуется область с повышенной концентрацией пыли около внутренней поверхности камеры термохимической подготовки топлива, а струю плазмы подают в камеру в направлении по радиусу поперечного вертикального сечения камеры или по радиусу поперечного сечения, отстоящего от поперечного вертикального сечения на угол не более 15° (см. патент RU №2210032, МПК F23D; F23Q, опубл. 10.08.2003).Various variants of plasma dust-coal burners are also known, which are based on the idea of creating a method of plasma ignition of fuel using these burners, which provide reliable and stable plasma ignition with the minimum possible electric power supplied to the plasma torches. The pulverized coal mixture is fed into the thermochemical preparation chamber of the fuel through a swirling device or along a dust pipe bent along an arc of a circle, the center of which is located on the side opposite to the plasma torch. In this case, a region with an increased dust concentration is formed near the inner surface of the chamber for thermochemical fuel preparation, and a plasma jet is fed into the chamber in the direction along the radius of the transverse vertical section of the chamber or along the radius of the cross section separated from the transverse vertical section by an angle of no more than 15 ° (cm Patent RU No. 22210032, IPC F23D; F23Q, publ. 08/10/2003).
К недостаткам этих плазменных пылеугольных горелок следует отнести громоздкость конструкций ввиду наличия улиток для подачи разделенных потоков пылеугольной аэросмеси, а также улитки для подачи вторичного воздуха, что крайне ограничивает возможность встраивания подобных горелок в систему подачи топлива котлоагрегатов, находящихся в эксплуатации, например котлов типа Е-160-1,4-250КТ.The disadvantages of these plasma pulverized coal burners are the bulkiness of the structures due to the presence of snails for supplying separated streams of pulverized coal mixtures, as well as snails for supplying secondary air, which greatly limits the possibility of incorporating such burners into the fuel supply system of boilers in operation, for example, E- type boilers 160-1.4-250KT.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вихревая горелка, включающая улитку вторичного воздуха, улитку аэросмеси и коаксиально расположенные трубы вторичного воздуха, аэросмеси и внутреннюю трубу аэросмеси. Внутренняя труба аэросмеси выполнена в виде муфеля, длина которого составляет 0,4-0,6 от длины трубы аэросмеси, со встроенным в торце плазмотроном, имеющим напротив зоны горения плазменного факела отверстие, перекрываемое шибером, при этом оконечная часть трубы аэросмеси на 0,7-0,8 длины изнутри ошипована и обмурована огнеупорным и износостойким материалом. Выполнение внутренней трубы аэросмеси в виде муфеля со встроенным в его торце плазмотроном дает возможность производить термохимическую подготовку пылеугольного топлива к сжиганию до его вытекания в топочный объем, что в свою очередь позволило отказаться от использования для растопки и стабилизации горения пылеугольного факела мазута. Длина муфеля, составляющая 0,4-0,6 длины трубы аэросмеси, является оптимальной и обеспечивает необходимую степень электротермохимической подготовки топлива. При уменьшении длины снижается эффективность ЭТХПТ, не возникает "муфельный" эффект. При увеличении длины муфеля ухудшаются условия смешения основного потока аэросмеси и аэросмеси, прошедшей через муфель, в результате чего не вся аэросмесь подвергается термохимической подготовке. Обмуровка внутренней поверхности трубы аэросмеси на 0,7-0,8 ее длины огнеупорным и износостойким материалом выбрана таким образом, чтобы она перекрывала муфель на половину его длины, что достаточно для защиты трубы аэросмеси от воздействия высоких температур. Наличие у муфеля отверстия, перекрываемого шибером, обеспечивает регулируемую подачу частиц аэросмеси в зону горения плазменного факела, где она нагревается и частично газифицируется (см. патент RU №2171429, МГЖ F23D, опубл. 27.07.2001).Closest to the claimed invention in terms of technical nature and the achieved result is a vortex burner comprising a snail of secondary air, a snail of air mixture and coaxially arranged secondary air pipes, air mixture and the inner pipe of the air mixture. The internal mixture mixture tube is made in the form of a muffle, the length of which is 0.4-0.6 of the length of the mixture mixture pipe, with a plasma torch integrated in the end face and having a hole opposite the flame zone of the plasma torch, the terminal part of the mixture being 0.7 -0.8 inside lengths are studded and lined with refractory and wear-resistant material. The implementation of the internal mixture mixture tube in the form of a muffle with a plasmatron integrated in its end allows thermochemical preparation of pulverized coal for burning before it flows into the furnace volume, which in turn made it possible to refuse to use fuel oil for the kindling and stabilization of combustion. The length of the muffle, comprising 0.4-0.6 of the length of the mixture pipe, is optimal and provides the necessary degree of electrothermochemical preparation of the fuel. With a decrease in length, the efficiency of ETCPT decreases, and a "muffle" effect does not occur. With an increase in the length of the muffle, the mixing conditions of the main flow of the air mixture and the air mixture passing through the muffle deteriorate, as a result of which not all air mixture is subjected to thermochemical preparation. The lining of the inner surface of the mixture pipe by 0.7-0.8 of its length with a refractory and wear-resistant material is chosen so that it overlaps the muffle by half its length, which is sufficient to protect the mixture pipe from exposure to high temperatures. The presence of a hole in the muffle, covered by a gate, provides an controlled supply of aerosol particles to the combustion zone of the plasma torch, where it is heated and partially gasified (see patent RU No. 2171429, MGZH F23D, publ. July 27, 2001).
Недостатками горелки являются: наличие двух улиток, что ограничивает возможность встраивания подобных горелок в систему подачи топлива котлоагрегатов; невозможность эффективного процесса регулирования процесса ЭТХП и необходимость изготовления муфелизированной камеры, что является сложной технологической и дорогой операцией.The disadvantages of the burner are: the presence of two snails, which limits the possibility of embedding such burners in the fuel supply system of boiler units; the impossibility of an efficient process regulation process for ECP and the need to manufacture a muffle chamber, which is a complex technological and expensive operation.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении возможности встраивания предлагаемой конструкции горелки в существующие системы подачи топлива котлоагрегатов действующих электростанций, в осуществлении регулирования коэффициента избытка воздуха пылеугольной смеси, в установлении оптимальных режимов ЭТХПТ для различных марок угля и их смесей.The problem solved by the invention is to expand the ability to integrate the proposed burner design into existing fuel systems of boilers of existing power plants, to regulate the coefficient of excess air of a coal-dust mixture, to establish optimal EHPT modes for various grades of coal and their mixtures.
Технический результат изобретения - получение возможности регулирования коэффициента избытка воздуха пылеугольной смеси в разделенных каналах подачи пылеугольной смеси за счет подачи дополнительного воздуха в эти каналы, что позволяет регулировать процесс ЭТХПТ в предлагаемой конструкции горелки и тем самым влиять на его эффективность.The technical result of the invention is the ability to control the coefficient of excess air of the pulverized coal mixture in the separated supply channels of the pulverized coal mixture by supplying additional air to these channels, which makes it possible to regulate the process of ECPC in the proposed burner design and thereby affect its efficiency.
Технический результат достигается тем, что плазменная пылеугольная горелка, состоящая из двух соосных, коаксиально расположенных труб различного диаметра, внутренней и внешней, со встроенным в торце внутренней трубы на фланце электродуговым плазмотроном, согласно изобретению дополнительно снабжена двумя отдельными регулируемыми каналами подачи воздуха: один - для подачи дополнительного воздуха во внутреннюю трубу первой ступени, а второй - для подачи дополнительного воздуха во внешнюю трубу второй ступени, которые выполнены из труб с тангенциальным входом и установлены перпендикулярно соосным трубам: внешней и внутренней, и жестко соединены с ними, а электродуговой плазмотрон установлен вдоль горизонтальной оси внутренней трубы, кроме того, на выходе питателей, каждый из которых установлен над входом труб с тангенциальным входом, установлены шибера с возможностью регулирования расходов аэросмеси, состоящей из угольной пыли и воздуха.The technical result is achieved by the fact that a plasma pulverized coal burner, consisting of two coaxial, coaxially arranged pipes of various diameters, internal and external, with an electric arc plasma torch integrated in the end of the internal pipe on the flange, according to the invention is additionally equipped with two separate adjustable air supply channels: one for supplying additional air to the inner pipe of the first stage, and the second to supply additional air to the external pipe of the second stage, which are made of pipes with tangential inlet and installed perpendicular to the coaxial pipes: external and internal, and are rigidly connected to them, and the arc plasma torch is installed along the horizontal axis of the inner pipe, in addition, at the output of the feeders, each of which is installed above the pipe inlet with a tangential inlet, gates are installed with the possibility regulation of air mixture consumption, consisting of coal dust and air.
Отличительными существенными признаками заявляемого изобретения являются:Distinctive essential features of the claimed invention are:
- выполнение двух отдельных регулируемых каналов подачи воздуха: один - для подачи дополнительного воздуха во внутреннюю трубу, другой - для подачи дополнительного воздуха во внешнюю трубу, позволяет регулировать коэффициент избытка воздуха пылеугольной смеси за счет дополнительной подачи воздуха во внутреннюю и внешнюю трубы подачи аэросмеси;- the implementation of two separate adjustable air supply channels: one to supply additional air to the inner pipe, the other to supply additional air to the outer pipe, allows you to adjust the coefficient of excess air of the coal-dust mixture due to the additional air supply to the inner and outer pipes of the air mixture;
- выполнение каналов подачи воздуха в виде труб с тангенциальном входом, которые установлены перпендикулярно соосным трубам: внутренней и внешней, и соединенных с ними жестко, дает возможность регулировать коэффициент избытка воздуха пылеугольной смеси путем дополнительной подачи воздуха через трубы с тангенциальным входом во внутреннюю и внешнюю трубы;- the implementation of the air supply channels in the form of pipes with a tangential inlet, which are installed perpendicular to the coaxial pipes: internal and external, and rigidly connected to them, makes it possible to adjust the coefficient of excess air of the coal-dust mixture by additional air supply through pipes with a tangential entrance to the internal and external pipes ;
- тангенциальная подача аэросмеси во внутреннюю трубу первой ступени создает вихревой закрученный поток, тем самым увеличивается интенсивность взаимодействия пылеугольной аэросмеси с плазменным факелом и в итоге повышается эффективность ЭТХПТ в плазменной горелке;- the tangential feed of the mixture into the inner tube of the first stage creates a swirling swirl flow, thereby increasing the intensity of the interaction of the pulverized coal mixture with the plasma torch and, as a result, the efficiency of ECPT in the plasma torch;
- благодаря наличию вышеуказанных конструктивных отличий принцип разделения потока аэросмеси на два остается, а основное назначение потока аэросмеси, направляемого во внешнюю трубу второй ступени, заключается в охлаждении внутренней трубы первой ступени, где и происходит основной процесс ЭТХПТ, а поток аэросмеси в пространстве, образованном внутренней поверхностью внешней трубы и наружной поверхностью внутренней трубы, где происходит смешение аэросмеси первой и второй ступеней, подвергается термохимической подготовке;- due to the presence of the above design differences, the principle of separation of the air mixture stream into two remains, and the main purpose of the air mixture stream directed to the outer pipe of the second stage is to cool the internal pipe of the first stage, where the main process of ECPT occurs, and the air mixture in the space formed by the internal the surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe, where the first and second stage air mixtures are mixed, undergoes thermochemical preparation;
- установка электродугового плазмотрона вдоль горизонтальной оси внутренней трубы первой ступени обеспечивает эффективную электротермохимическую обработку части пылеугольного топлива аэросмеси, поступающей во внутреннюю трубу первой ступени горелки тангенциально плазменному факелу плазмотрона (см. фиг.1, поз.5), при этом плазменный факел плазмотрона вытягивается вдоль оси внутренней трубы первой ступени, что исключает возможность соприкасания плазменного факела со стенками внутренней трубы и его перегрев и прожигание;- installation of an arc plasma torch along the horizontal axis of the first stage inner pipe ensures efficient electrothermochemical treatment of a part of pulverized coal fuel mixtures entering the inner pipe of the first stage of the burner tangentially to the plasma torch of the plasma torch (see Fig. 1, item 5), while the plasma torch of the plasma torch extends along the axis of the inner tube of the first stage, which eliminates the possibility of contact of the plasma torch with the walls of the inner tube and its overheating and burning;
- установка питателей в виде бункеров с пылеугольной смесью, каждый из которых расположен над входом труб с тангенциальным входом, обеспечивает необходимый запас угольной пыли на время растопки котлоагрегата или стабилизации горения пылеугольного факела в топке котла, кроме того, при необходимости дает возможность использовать мелкодисперсные отходы угля (пыль, отсев) в первой ступени, а во второй ступени - более крупные фракции угля после дробления или помола;- installation of feeders in the form of bunkers with a pulverized coal mixture, each of which is located above the inlet of the pipes with a tangential inlet, provides the necessary supply of coal dust during the ignition of the boiler unit or stabilization of the combustion of the pulverized coal torch in the boiler furnace, in addition, if necessary, it allows the use of finely dispersed coal waste (dust, screening) in the first stage, and in the second stage - larger fractions of coal after crushing or grinding;
- установка шиберов на выходе питателей обеспечивает возможность регулирования расходов угольной пыли через первую и вторую ступени плазменной горелки и, соответственно, установления оптимальной концентрации потоков аэросмеси регулированием расходов подачи воздуха (см. фиг.1, поз.8 и 9), что в свою очередь позволяет регулировать длину, температуру и интенсивность горения пылеугольного факела в топке котла, то есть потока аэросмеси, прошедшей ЭТХПТ в плазменной горелке (см. фиг.1, поз.22).- the installation of gates at the output of the feeders provides the ability to control the flow of coal dust through the first and second stages of the plasma torch and, accordingly, to establish the optimal concentration of air mixture flows by controlling the flow rate of the air supply (see figure 1, pos. 8 and 9), which in turn allows you to adjust the length, temperature and intensity of the combustion of the pulverized coal torch in the furnace of the boiler, that is, the flow of air mixture, passed ETCP in a plasma torch (see figure 1, item 22).
Таким образом, предлагаемая совокупность конструктивных признаков позволяет достичь технический результат, заключающийся в возможности регулирования коэффициента избытка воздуха пылеугольной смеси в двух отдельных регулируемых каналах для подачи в них пылеугольной смеси и подачи дополнительного воздуха в эти каналы, что позволяет регулировать процесс ЭТХПТ в данных горелках и тем самым влиять на его эффективность.Thus, the proposed set of design features allows to achieve a technical result, which consists in the possibility of controlling the coefficient of excess air of the pulverized coal mixture in two separate adjustable channels for supplying the pulverized coal mixture in them and supplying additional air to these channels, which makes it possible to regulate the process of ECPT in these burners and most affect its effectiveness.
Из уровня техники по научно-технической литературе и патентной документации заявителю не известны технические решения, содержащие совокупность признаков, сходных или эквивалентных заявляемым, изложенных в формуле предлагаемого изобретения.From the prior art for scientific and technical literature and patent documentation, the applicant is not aware of technical solutions containing a combination of features similar or equivalent to those claimed, set forth in the claims of the present invention.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом и фото, на которых:The essence of the claimed invention is illustrated in the drawing and photo, in which:
на фиг.1 схематично изображено устройство плазменной пылеугольной горелки;figure 1 schematically shows the device of a plasma pulverized coal burner;
на фото 2 показано устройство плазменной пылеугольной горелки в рабочем состоянии с выходом пылеугольного факела из горелки.
Предлагаемая конструкция плазменной пылеугольной горелки состоит из двух коаксиально расположенных труб различного диаметра: металлической внутренней трубы 1 диаметром, например, 220 мм и длиной 1,5 м и металлической внешней трубы 2 диаметром, например, 270 мм и длиной 2,5 м. Внутри внешней трубы 2 соосно установлена металлическая внутренняя труба 1. Внутренняя труба 1 является первой ступенью горелки, а внешняя труба 2 является второй ступенью горелки. На торце внутренней трубы 1 первой ступени установлен фланец 3, на котором вдоль горизонтальной оси внутренней трубы 1 установлен и закреплен электродуговой плазмотрон 4 типа ЭДП-212, так чтобы плазменный факел 5 электродугового плазмотрона 4 был направлен по горизонтальной оси внутренней трубы 1 первой ступени (см. фиг.1). Внутренняя труба 1 первой ступени выполнена из обыкновенной стали. В плазменной пылеугольной горелке дополнительно выполнены два отдельных регулируемых канала для подачи воздуха: один - для подачи дополнительного воздуха во внутреннюю трубу 1 первой ступени, а второй - для подачи дополнительного воздуха во внешнюю трубу 2 второй ступени. Каналы для подачи дополнительного воздуха выполнены в виде труб 6 и 7 с тангенциальным входом, которые установлены перпендикулярно соосным трубам: внутренней 1 и внешней 2. Трубы 6 и 7 с тангенциальным входом жестко соединены, например, сваркой с отверстиями (на фиг.1 не показаны), выполненными в соосных трубах: внутренней 1 и внешней 2, так, чтобы дополнительный воздух и угольная пыль подавались тангенциально двумя потоками внутрь соосных труб: внутренней 1 и внешней 2. При этом канал для подачи дополнительного воздуха и пылеугольной смеси, выполненный из трубы 6 с тангенциальным входом, является топливопроводом первой ступени, а канал для подачи дополнительного воздуха и пылеугольной смеси, выполненный в виде трубы 7 с тангенциальным входом, является топливопроводом второй ступени.The proposed design of a plasma pulverized coal burner consists of two coaxially arranged pipes of various diameters: a metal inner pipe 1 with a diameter of, for example, 220 mm and a length of 1.5 m and a metal
Подвод потоков 8 и 9 аэросмеси, состоящей из угольной пыли и воздуха, во внутреннюю трубу 1 первой ступени и внешнюю трубу 2 второй ступени осуществляется через дополнительно установленные отдельные регулируемые трубы 6 и 7 с тангенциальным входом. При этом по трубе 6 с тангенциальным входом осуществляется подвод потока 8 аэросмеси первой ступени, а по трубе 7 с тангенциальным входом осуществляется подвод потока 9 аэросмеси второй ступени. Над трубами 6 и 7 с тангенциальным входом установлены питатели 10 и 11 в виде бункеров с пылеугольной смесью. Подача дополнительного воздуха во внутреннюю трубу 1 первой ступени и во внешнюю трубу 2 второй ступени осуществляется через трубы 6 и 7 с тангенциальным входом через патрубки 12 и 13 ввода воздуха, соответственно для первой и второй ступеней, а пылеугольная смесь из питателей 10 и 11 подается через патрубки 14 и 15 ввода угольной пыли, соответственно первой и второй ступени, в трубы 6 и 7 с тангенциальным входом и далее во внутреннюю трубу 1 первой ступени и во внешнюю трубу 2 второй ступени. На входе патрубков 12 и 13 ввода воздуха, соответственно для первой и второй ступеней, установлены шибера: воздушный шибер 16 первой ступени и воздушный шибер 17 второй ступени. На выходе из питателей 10 и 11 установлены шибера 18 и 19 с возможностью регулирования расходов аэросмеси. Для регулирования коэффициента избытка воздуха в подаваемых потоках 8 и 9 аэросмеси, состоящей из пылеугольной смеси и воздуха, в конструкции горелки дополнительно установлены трубы 6 и 7 с тангенциальным входом для подачи в них первичного дополнительного воздуха.The supply of air mixtures 8 and 9, consisting of coal dust and air, into the inner pipe 1 of the first stage and the
Поток аэросмеси 20 первой ступени, прошедший обработку плазмой во внутренней трубе 1, состоит из раскаленных частиц угля в виде искр и горючего газа, выделенного из частиц угля при взаимодействии их с плазмой при температуре 1200-1500°C. В пространстве, образованном внутренней поверхностью внешней трубы 2 и оконечной частью внутренней трубы 1, происходит смешение потоков 20 и 21 аэросмеси первой и второй ступеней. Суммарный поток 22 аэросмеси, прошедший ЭТХПТ в плазменной пылеугольной горелке, в виде горящего факела выходит из внешней трубы 2 второй ступени в топку котла (последняя на фиг.1 не показана), где продолжает интенсивно гореть при избытке воздуха.The flow of aerosol mixture 20 of the first stage, which has undergone a plasma treatment in the inner pipe 1, consists of hot coal particles in the form of sparks and combustible gas released from coal particles during their interaction with plasma at a temperature of 1200-1500 ° C. In the space formed by the inner surface of the
Кроме того, устройство имеет источник питания 23, который представляет собой тиристорный трехфазный преобразователь (выпрямитель) переменного тока в постоянный. Источник питания 23 имеет силовой кабель 24 со знаком плюс и силовой кабель 25 со знаком минус, которые соединены с электродуговым плазмотроном 4.In addition, the device has a power source 23, which is a thyristor three-phase converter (rectifier) AC to DC. The power source 23 has a power cable 24 with a plus sign and a power cable 25 with a minus sign, which are connected to an electric arc plasma torch 4.
Плазменная пылеугольная горелка работает следующим образом.A plasma pulverized coal burner operates as follows.
От источника питания 23 через силовые кабели 24 и 25 запускается в работу электродуговой плазмотрон 4. Угольная пыль из питателя 10 подается воздухом во внутреннюю трубу 1 первой ступени, на которой установлен электродуговой плазмотрон 4, из расчета до 20% от общего расхода пыли через горелку. Угольная пыль подается тангенциально, закручивается по спирали по внутренней стенке трубы 1 и попадает на плазменный факел 5, горящий вдоль горизонтальной оси внутренней трубы 1, где частично возгорается, и плазменный факел 5 вытягивается во внешнюю трубу 2 - первая ступень. После этого угольная пыль до 80% от общего расхода через горелку подается воздухом из второго питателя 11 также тангенциально, закручивается по спирали по внутренней стенке внешней трубы 2 второй ступени большего диаметра, чем внутренняя. Основная масса пылевоздушной смеси, встречаясь с пылеугольным плазменным факелом 5 первой ступени, частично возгорается, и горящий плазменный факел 5 выходит из внешней трубы 2 второй ступени в топку котла (последняя на фиг.1 не показана), где при избытке воздуха происходит полное возгорание пылеугольного плазменного факела 5, выходящего из горелки в виде выхода суммарного потока 22 аэросмеси. Регулирование расходов дополнительного воздуха и пылеугольной пыли, их соотношение (концентрация в горелке) производится шиберами 18 и 19, установленными на выходе питателей 10 и 11. Регулирование тока на электродуговом плазмотроне 4 от 100 до 300 A и напряжения от 200 до 300 B производится на источнике питания 23, который выпрямляет переменный ток в постоянный. Совместное регулирование расхода воздуха и угля через горелку, тока и напряжения на электродуговом плазмотроне 4 позволяет регулировать длину и температуру пылеугольного факела 22 на выходе из горелки и, соответственно, регулировать мощность горелки.An electric arc plasma torch 4 is launched from a power source 23 through power cables 24 and 25. Coal dust from a feeder 10 is supplied by air to the inner pipe 1 of the first stage, on which an electric arc plasma torch 4 is installed, up to 20% of the total dust flow through the burner. Coal dust is fed tangentially, spirals along the inner wall of the pipe 1 and enters the plasma torch 5, burning along the horizontal axis of the inner pipe 1, where it partially ignites, and the plasma torch 5 is pulled into the outer pipe 2 - the first stage. After this, coal dust up to 80% of the total flow through the burner is also tangentially supplied by air from the second feeder 11, it is spirally twisted along the inner wall of the
Регулируемые шиберами 18 и 19 потоки 8 и 9 аэросмеси, состоящей из пылеугольной смеси и воздуха, по трубам 6 и 7 с тангенциальным входом поступают во внутреннюю трубу 1 первой ступени и внешнюю трубу 2 второй ступени тангенциально. Поток аэросмеси (угольная пыль + воздух), поступающий во внутреннюю трубу 1 первой ступени, подвергается электротермохимической подготовке плазмой, а поток аэросмеси (пылеугольная смесь + воздух), поступающий во внешнюю трубу 2 второй ступени, проходит термохимическую подготовку за счет снятия тепла с наружной стенки внутренней трубы 1. В пространстве, образованном внутренней поверхностью внешней трубы 2 второй ступени и оконечной частью внутренней трубы 1 первой ступени, происходит смешение потоков 20 и 21 аэросмеси первой и второй ступеней. Для регулирования коэффициента избытка воздуха в подаваемых потоках аэросмеси через трубы 6 и 7 с тангенциальным входом подается первичный дополнительный воздух через патрубки 12 и 13 ввода воздуха первой и второй ступени соответственно.The air mixtures 8 and 9, controlled by the shutters 18 and 19, consisting of a pulverized coal mixture and air, through the pipes 6 and 7 with a tangential inlet enter the inner pipe 1 of the first stage and the
Получение возможности регулирования коэффициента избытка воздуха пылеугольной смеси в дополнительно установленных отдельных регулируемых каналах, выполненных в виде труб 6 и 7 с тангенциальным входом, для подачи пылеугольной смеси из питателей 10 и 11 через патрубки 14 и 15 ввода угольной пыли первой и второй ступеней соответственно за счет подачи дополнительного воздуха в эти каналы через патрубки 12 и 13 ввода воздуха первой и второй ступеней соответственно позволяет регулировать процесс ЭТХПТ в предлагаемой конструкции плазменной пылеугольной горелки и тем самым влиять на его эффективность.The ability to control the coefficient of excess air of the pulverized coal mixture in additionally installed separate adjustable channels made in the form of pipes 6 and 7 with a tangential inlet for supplying the pulverized coal mixture from feeders 10 and 11 through nozzles 14 and 15 for introducing coal dust of the first and second stages, respectively, due to supplying additional air to these channels through the nozzles 12 and 13 of the air intake of the first and second stages, respectively, allows you to adjust the process EHPT in the proposed design of a plasma dust an oil burner and thereby affect its efficiency.
Предлагаемое изобретение - плазменная пылеугольная горелка - по сравнению с прототипом (см. патент RU №2171429, МПК F23D, опубл. 27.07.2001) имеет следующие преимущества:The present invention is a plasma pulverized coal burner - compared with the prototype (see patent RU No. 2171429, IPC F23D, publ. 07.27.2001) has the following advantages:
- упрощение конструкции устройства и габаритов плазменной пылеугольной горелки, а в прототипе нагроможденность двумя улитками;- simplification of the design of the device and the dimensions of the plasma pulverized coal burner, and in the prototype a pile of two snails;
- внутри плазменной пылеугольной горелки производится электротермохимическая подготовка топлива с регулированием коэффициента избытка воздуха в подаваемых потоках аэросмеси, что позволяет оптимизировать процесс ЭТХПТ и встраивать ее в существующие системы подачи топлива котлоагрегатов действующих электростанций;- inside the plasma pulverized coal burner, electrothermochemical fuel preparation is carried out with the regulation of the excess air coefficient in the supplied air mixture flows, which allows optimizing the process of EHCP and integrating it into the existing fuel supply systems of the boilers of operating power plants;
- изготовление внутренней трубы первой ступени из обыкновенной стали уменьшает стоимость изготовления горелки, а в прототипе применен высокотемпературный теплоизолирующий материал для обмуровки внутренней трубы;- the manufacture of the inner pipe of the first stage of ordinary steel reduces the cost of manufacturing the burner, and in the prototype used high-temperature heat-insulating material for the lining of the inner pipe;
- конструкция плазменной вихревой горелки позволяет полностью автоматизировать процессы управления подачи воздуха, угольной пыли, температуры и длины пылеугольного факела в топке котла.- the design of the plasma vortex burner allows you to fully automate the control processes of the air supply, coal dust, temperature and the length of the pulverized coal torch in the boiler furnace.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100831/06A RU2543648C1 (en) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | Plasma pulverised coal burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100831/06A RU2543648C1 (en) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | Plasma pulverised coal burner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2543648C1 true RU2543648C1 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=53290203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014100831/06A RU2543648C1 (en) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | Plasma pulverised coal burner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543648C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658450C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of flaring of low-grade coals in boiler installations |
RU2766193C1 (en) * | 2020-10-26 | 2022-02-09 | Сергей Николаевич Кучанов | Method for stepwise combustion of pulverised coal fuel and apparatus for implementing the method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2171429C1 (en) * | 2000-11-22 | 2001-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПлазмотехБайкал" | Turbulent burner |
RU2180075C1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПлазмотехБайкал" | Method and plant for no-oil starting of power boiler and for pulverized-fuel flame firing |
RU2180077C1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПлазмотехБайкал" | Method firing-up boiler unit provided with vortex burner and plant for realization of this method |
RU2210032C2 (en) * | 2000-12-28 | 2003-08-10 | Карпенко Евгений Иванович | Method of plasma ignition of pulverized-coal fuel (variants) and plasma pulverized-coal burner for realization of this method |
EP2172706A1 (en) * | 2007-07-19 | 2010-04-07 | Yantai Longyuan Power Technology Co., Ltd. | A burner ignited by plasma |
-
2014
- 2014-01-10 RU RU2014100831/06A patent/RU2543648C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2171429C1 (en) * | 2000-11-22 | 2001-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПлазмотехБайкал" | Turbulent burner |
RU2210032C2 (en) * | 2000-12-28 | 2003-08-10 | Карпенко Евгений Иванович | Method of plasma ignition of pulverized-coal fuel (variants) and plasma pulverized-coal burner for realization of this method |
RU2180075C1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПлазмотехБайкал" | Method and plant for no-oil starting of power boiler and for pulverized-fuel flame firing |
RU2180077C1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПлазмотехБайкал" | Method firing-up boiler unit provided with vortex burner and plant for realization of this method |
EP2172706A1 (en) * | 2007-07-19 | 2010-04-07 | Yantai Longyuan Power Technology Co., Ltd. | A burner ignited by plasma |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658450C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of flaring of low-grade coals in boiler installations |
RU2766193C1 (en) * | 2020-10-26 | 2022-02-09 | Сергей Николаевич Кучанов | Method for stepwise combustion of pulverised coal fuel and apparatus for implementing the method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2670506C2 (en) | Start-up torch | |
KR940006903B1 (en) | Ignition and combustion supporting burner for pulverized solid fossil fuel | |
US4566393A (en) | Wood-waste burner system | |
RU2533269C2 (en) | Burner module for steel-casting units | |
US4144019A (en) | Vortex type burner | |
RU2210032C2 (en) | Method of plasma ignition of pulverized-coal fuel (variants) and plasma pulverized-coal burner for realization of this method | |
US4688496A (en) | Pulverized coal burner | |
RU2543648C1 (en) | Plasma pulverised coal burner | |
RU2683052C1 (en) | Vortex kindling pulverized coal burner | |
CA2881477A1 (en) | Combustion apparatus with indirect firing system | |
CN101650027B (en) | Multifunction coal dust combustor | |
RU2267055C1 (en) | Method for common burning of natural gas and dust of carbon- containing material in vertical prismatic tetrahedral fire box of boiler | |
CN101290119A (en) | Low NOx cyclone micro-oil coal powder burner | |
RU131849U1 (en) | Vortex Burner | |
RU109528U1 (en) | BURNER | |
EP0155120A2 (en) | Method operating a coal burner | |
WO2020120828A1 (en) | Method for burning fuel, burner and boiler | |
RU2180077C1 (en) | Method firing-up boiler unit provided with vortex burner and plant for realization of this method | |
EP0156048A1 (en) | Coal burner | |
RU2485398C1 (en) | Device for fuel burning and method of fuel burning | |
RU2778593C1 (en) | Method for the ignition and flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method | |
RU2047048C1 (en) | Device for firing pulverized fuel | |
RU2171429C1 (en) | Turbulent burner | |
RU2704923C1 (en) | Burner device (versions) | |
RU2508501C2 (en) | Fuel combustion method, and device for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200111 |