УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОДУГОВОГО РОЗЖИГА ПАРОМАЗУТНОЙ ФОРСУНКИ

Полезная модель относится к энергетике и может быть использовано для электродугового розжига паромазутной форсунки в топке котла и стабилизации пламени горелок различных топочных устройств, сжигающих различные виды топлива.
Известно устройство для создания электрического контакта, содержащее крепежный электропроводящий болт, постоянный магнит и в электропроводящем корпусе с минимум одной рабочей поверхностью, выполненном с возможностью закрепления электрического проводника (RU, №94768 U1, МКИ Н43В 3/00, 2010 г.). Постоянный магнит выполнен в виде кольца, к которому прикреплен электрический проводник. Настоящее устройство предназначено для создания электрического контакта, например, как сварочной оснастки, том числе и в промышленных масштабах.
Недостатком данного устройства является низкая надежность крепления к наклонным или вертикальным поверхностям свариваемой детали. При вибрации свариваемой детали постоянный магнит будет сползать вниз и электрический контакт прервется.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является «Способ электродугового розжига паромазутной форсунки и система для его осуществления» (RU, заявка на изобретение №2012120124 от 15.05.2012, МКИ F23Q 5/00, 2012 г.). Система содержит электродуговой запальник, выполненный из двух стержневых электродов, снабженных приводным механизмом их продольного перемещения в направляющей трубе, один стержневой электрод подсоединен к высоковольтному источнику тока, а второй заземлен, и паромазутную форсунку. Стержневые электроды и паромазутная форсунка установлены с возможностью пересечения, соответственно, электродугового разряда и факела форсунки в топке котла. Один стержневой электрод (внешний) выполнен в виде несущей трубы, внутри которой расположен второй осевой стержневой электрод, а между ними коаксиально установлен электрический изолятор, причем стержневой электрод, выполненный в виде несущей трубы, заземлен.
К недостаткам данной системы электродугового розжига паромазутной форсунки можно отнести ненадежность его работы, вследствие сложности электрического соединения осевого стержневого электрода посредством электрического провода с высоковольтным источником тока. Это создает сложности при эксплуатации и ремонте этой системы.
Технической задачей полезной модели является создание устройства электродугового розжига паромазутной форсунки с простым и надежным в эксплуатации электрическим соединением осевого стержневого электрода с высоковольтным источником тока при вибрации. Это ускоряет монтаж и демонтаж этого устройства.
Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве электродугового розжига паромазутной форсунки, содержащем электродуговой запальник, выполненный в виде двух стержневых электродов, внешний стержневой электрод, выполнен в виде несущей трубы, внутри которой коаксиально расположены электрические изоляторы и осевой стержневой электрод, на передних торцах стержневых электродов выполнены рабочие контакты, предназначенные для получения электродугового разряда, внешний стержневой электрод заземлен, а осевой стержневой электрод электрически соединен с высоковольтным источником тока, причем электродуговой запальник и паромазутная форсунка установлены с возможностью пересечения, соответственно, электродугового разряда и факела форсунки в топке котла. Согласно полезной модели, к заднему торцу осевого стержневого электрода присоединена контактная пластина из ферромагнитного электропроводящего материала, рядом с ней по продольной оси осевого стержневого электрода последовательно установлены электропроводящая прокладка и постоянный магнит, к электропроводящей прокладке присоединен электрический проводник соединенный с высоковольтным источником тока, причем контактная пластина, электропроводящая прокладка и постоянный плоский магнит расположены в электроизоляционном стакане, находящемся внутри заднего торца внешнего стержневого электрода
Контактная пластина и электропроводящая прокладка выполнены в виде плоских цилиндров, а постоянный магнит - в виде плоского кольца, причем их внешние диаметры выполнены одинаковой длины.
На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства электродугового розжига паромазутной форсунки, положение электродугового запальника при розжиге паромазутной форсунки, на фиг.2 - вид А (увеличено).
Устройство содержит электродуговой запальник 1, выполненный в виде двух стержневых электродов, внешний стержневой электрод 2, выполнен в виде несущей трубы, внутри которой коаксиально расположены электрические изоляторы 3 и осевой стержневой электрод 4. На передних торцах стержневых электродов 3 и 4 выполнены, соответственно, рабочие контакты 5 и 6, предназначенные для получения электродугового разряда. Внешний стержневой электрод 2 заземлен. К заднему торцу осевого стержневого электрода 4 присоединена контактная пластина 7 из ферромагнитного электропроводного материала, рядом с ней по продольной оси осевого стержневого электрода 4 последовательно установлена электропроводящая прокладка 8, выполненная из электропроводного немагнитного материала, и постоянный магнит 9. К электропроводящей прокладке 8 присоединен электрический проводник 10, который соединен с высоковольтным источником тока (не показан). Контактная пластина 7, электропроводящая прокладка 8 и постоянный магнит 9 расположены в электроизоляционном стакане 11, находящемся внутри заднего торца внешнего стержневого электрода 2.
Контактная пластина 7 и электропроводящая прокладка 8 выполнены в виде плоских цилиндров, а постоянный магнит 9 - в виде плоского кольца, причем их внешние диаметры выполнены одинаковой длины. Постоянный магнит 9 выполнен в виде плоского кольца, что позволяет пропустить через его центр электрический проводник 10, который соединяет электропроводящую прокладку 8 с высоковольтным источником тока. Электродуговой запальник 1 установлен с возможностью продольного перемещения в направляющей трубе 12, расположенной в стенке 13 топки котла.
Паромазутная форсунка 14 состоит из корпуса 15 и сопла 16, которые входят в топку котла. К корпусу 15 форсунки 14 присоединены подводящие мазутопровод 17 и паропровод 18. Электродуговой запальник 1 и паромазутная форсунка 14 установлены с возможностью пересечения, соответственно, электродугового разряда и факела форсунки 14 в топке котла.
Устройство электродугового розжига паромазутной форсунки в топке котла работает следующим образом.
Между постоянным магнитом 9 и контактной пластиной 7 действуют силы прижима, а так как электропроводящая прокладка 8 находится между ними, то постоянный магнит 9 обеспечивает ее постоянный прижим к контактной пластине 7. Этим самым обеспечивается постоянный и надежный электрический контакт между электропроводящей прокладкой 8 и контактной пластиной 7.
Электроизоляционный стакан 11 предотвращает сдвиг постоянного магнита 9 и электропроводящей прокладки 8 относительно контактной пластины 7 в поперечном направлении относительно продольной оси электродугового запальника 1. Постоянный контакт между электропроводящей прокладкой 8 и контактной пластиной 7 обеспечивает простое и надежное электрическое соединение между ними даже при вибрации и нагреве электродугового запальника 1. Для создания максимального прижима электропроводящей прокладки 8 к контактной пластине 7 последние выполнены в виде плоских цилиндров одинакового диаметра (несколько меньше внутреннего диаметра электроизоляционного стакана 11). Это создает максимальную площадь их соприкосновения, что снижает электрическое сопротивление и повышает усилия прижима между электропроводящей прокладкой 8 и контактной пластиной 7. Для корректировки силы притяжения постоянного магнита 8 к контактной пластине 7 толщина электропроводящей прокладки 8 может быть изменена: при увеличении ее толщины повышается ее электрическое сопротивление и уменьшается сила прижима электропроводящей прокладкой 8 к контактной пластине 7 и наоборот. Такая регулировка требуется для удобства монтажа и демонтажа этого электрического соединения.
Так как задний торец электродугового запальника 1 постоянно находится с внешней стороны стенке 13 котла топки котла, то это исключает нагрев постоянного магнита 9, а это делает надежным электрический контакт между электропроводящей прокладкой 8 и контактной пластиной 7.
Для розжига паромазутной форсунки 14 в нее подают мазут и пар, соответственно, по мазутопроводу 17 и паропроводу 18. В корпусе 15 форсунки 16 происходит их смешение и образование паромазутной смеси, которая через сопло 15 в виде струи подается в топку котла. Одновременно с этим на осевой стержневой электрод 4 подают напряжение от высоковольтного источника тока. Возникает электрическая цепь:
высоковольтный источник тока, электрический проводник 10, электропроводящая прокладка 8, контактная пластина 7, осевой стержневого электрод 4, рабочий контакт 6, электрическая дуга, рабочий контакт 5, внешний стержневой электрод 2 и высоковольтный источник тока. Во время розжига паромазутной форсунки 14 рабочие контакты 5 и 6, соответственно, внешнего стержневого электрода 2 и осевого стержневого электрода 4 электродугового запальника 1 будут находиться в зоне действия струи паромазутной смеси выходящей из сопла 16 паромазутной форсунки 14. Между рабочими контактами 5 и 6 будут происходить электродуговые разряды. При этом благодаря воздействию струи паромазутной смеси напряжение электродуговых разрядов будет максимальным и, соответственно, его мощность также будет максимальной, а электродуговой разряд будет максимально растянут, вследствие чего происходит быстрый розжиг паромазутной форсунки 14 с минимальным расходом мазута.
После розжига паромазутной форсунки 14 и установлении на ней устойчивого высокотемпературного факела осевой стержневой электрод 4 отключают от источника высоковольтного питания.
Предлагаемое устройство электродугового розжига паромазутной форсунки в топке котла надежно в эксплуатации, так как имеет простое и надежное электрическое соединение осевого стержневого электрода с высоковольтным источником тока в условиях высокой температуры в топке котла и вибрации. Это позволяет ускорить монтаж и демонтаж устройства при эксплуатации и ремонте.