ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Техническое решение относится к области теплоэнергетики и может быть использована на тепловых электрических станциях для безмазутной растопки котлов.
Известно горелочное устройство (патент на полезную модель №95072 МПК F23D1/06, опубл. 10.06.2010.), содержащее растопочную горелку, включающую циркуляционную трубу с горелочным насадком, размещенные внутри кольцевого воздушного сопла, перед входным торцом которой установлено кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК), заведенное внутрь циркуляционной трубы и снабженное тангенциальными патрубками подачи пыли высокой концентрации и высоконапорного воздуха, причем внутрь кольцевого сопла подачи пыли высокой концентрации заведено аксиальное сопло слабонапорного воздуха с регулирующим шибером, а входной участок кольцевого воздушного сопла подключен к воздушной магистрали через регулирующий шибер, при этом выходной торец кольцевого воздушного сопла заведен внутрь амбразуры горелочного устройства топки котла, а трубчатые электронагреватели (ТЭНы) размещены между циркуляционной трубой и обечайкой.
Недостатком известного горелочного устройства является сокращение срока службы электронагревателей за счет их перегрева при работе горелочного устройства в режиме штатной горелки.
Известно горелочное устройство (патент на полезную модель №109528 МПК F23D1/02, опубл. 20.10.2011), содержащее растопочную горелку, включающее циркуляционную трубу с горелочным насадком, перед входным торцом горелки установлено кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК), заведенное внутрь циркуляционной трубы, снабженное тангенциальными патрубками подачи пыли высокой концентрации, причем внутрь кольцевого сопла подачи пыли высокой концентрации заведено аксиальное сопло слабонапорного воздуха с регулирующим шибером, а трубчатые электронагреватели (ТЭНы) размещены между циркуляционной трубой и обечайкой, на торце которой установлен цилиндроконический коллектор с пристыкованным к нему тангенциальным патрубком с шибером, соединенным с источником холодного воздуха, причем цилиндрическая часть коллектора больше диаметра обечайки и соединена кольцевой вертикальной вставкой с циркуляционной трубой.
Недостатком известного горелочного устройства является подача внутрь горелочного устройства холодного воздуха, что снижает эффективность растопки котла.
В основе нового технического решения лежит задача повышения эффективности растопки котла.
Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, включающем растопочную горелку и циркуляционную трубу с горелочным насадком, в котором перед входным торцом горелки установлено кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации, заведенное внутрь циркуляционной трубы и снабженное тангенциальными патрубками подачи пыли высокой концентрации, внутрь кольцевого сопла подачи пыли высокой концентрации заведено аксиальное сопло слабонапорного воздуха с регулирующим шибером, трубчатые электронагреватели размещены между циркуляционной трубой и обечайкой, на которой установлен цилиндроконический коллектор, цилиндрическая часть которого больше диаметра обечайки и соединена кольцевой вертикальной вставкой с циркуляционной трубой, согласно новому техническому решению, цилиндроконический коллектор установлен на выходном торце обечайки, а кольцевая вертикальная вставка соединена с выходным торцом циркуляционной трубы, при этом входной участок циркуляционной трубы имеет дополнительные тангенциальные патрубки подачи горячего воздуха, направленные спутно тангенциальным патрубкам подачи пыли высокой концентрации и соединяющие цилиндроконический коллектор через кольцевую полость между циркуляционной трубой и обечайкой с кольцевым соплом.
Установка на выходном торце обечайки цилиндроконического коллектора и соединение кольцевой вертикальная вставки с выходным торцом циркуляционной трубы так, что входной участок циркуляционной трубы имеет дополнительные тангенциальные патрубки подачи горячего воздуха, соединяющие цилиндроконический коллектор через кольцевую полость между циркуляционной трубой и обечайкой с кольцевым соплом, направленные спутно тангенциальным патрубкам подачи пыли высокой концентрации, увеличивает температуру воздуха, подаваемого в горелочное устройство, обеспечивая устойчивое воспламенение пыли, что повышает эффективность растопки котла.
На фиг.1 схематично изображено горелочное устройство (продольный разрез); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Горелочное устройство, содержащее растопочную горелку, включает циркуляционную трубу 1 с горелочным насадком 2. Перед входным торцом горелки установлено кольцевое сопло 3 подачи пыли высокой концентрации (ПВК), заведенное внутрь циркуляционной трубы 1 и снабженное тангенциальными патрубками 4 подачи пыли высокой концентрации. Внутрь кольцевого сопла 3 подачи пыли высокой концентрации заведено аксиальное сопло слабонапорного воздуха 5 с регулирующим шибером 6. Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) 7 размещены между циркуляционной трубой 1 и обечайкой 8, на торце которой установлен цилиндроконический коллектор 9 с пристыкованным к нему тангенциальным патрубком 10 с шибером 11, который соединен с источником 12 холодного воздуха. При этом цилиндрическая часть 13 коллектора 9 больше диаметра обечайки 8 и соединена кольцевой вертикальной вставкой 14 с циркуляционной трубой 1. Цилиндроконический коллектор 9 установлен на выходном торце обечайки 8, а кольцевая вертикальная вставка 14 соединена с выходным торцом циркуляционной трубы 1, при этом входной участок циркуляционной трубы имеет дополнительные тангенциальные патрубки 15 подачи горячего воздуха, соединяющие Цилиндроконический коллектор 9 через кольцевую полость 16 между циркуляционной трубой 1 и обечайкой 8 с кольцевым соплом 3. Тангенциальные патрубки 15 подачи горячего воздуха направленны спутно тангенциальным патрубкам 4 подачи пыли высокой концентрации. Горелочное устройство имеет также источник воздуха 17, соединенный с кольцевым воздушным соплом 18 подачи третичного воздуха в топку 19 котла.
Горелочное устройство работает следующим образом. При включении трубчатых электронагревателей 7 прогревается циркуляционная труба 1. Открывается шибер 11, и холодный воздух от источника 12 холодного воздуха поступает через тангенциальный патрубок 10 в Цилиндроконический коллектор 9. Из цилиндроконического коллектора 9 холодный воздух распределяется в кольцевой полости 16 между циркуляционной трубой 1 и обечайкой 8 и между трубчатыми электронагревателями 7, обдувая их, что повышает температуру воздуха, поступающего в кольцевое сопло 3. После прогрева до температуры самовоспламенения пыли на раскаленные стенки циркуляционной трубы 1 через кольцевое сопло 3 тангенциальными патрубками 4 подачи пыли высокой концентрации в растопочном режиме подается пыль высокой концентрации (ПВК). Аэросмесь воспламеняется и горит в присутствии слабонапорного воздуха, подаваемого из аксиального воздушного сопла 5, регулируемого шибером 6. После этого аэросмесь поступает в горелочный насадок 2 и далее в топку 19 котла. Туда же из кольцевого воздушного сопла 18 подается третичный воздух от источника воздуха 17, обеспечивая воспламенение выделяющихся из топлива в циркуляционной трубе 1 летучих горючих, которые своим факелом поджигают коксовую основу, догорающую в топке 19 котла. После растопки котла трубчатые электронагреватели 7 отключаются, а растопочное горелочное устройство работает в режиме штатной горелки,
Таким образом, повышение температуры воздуха, подаваемого в циркуляционную трубу горелочного устройства во время растопки котла, способствует повышению эффективности растопки.