ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ЗАПАЛЬНИКА ДЛЯ РОЗЖИГА ПАРОМАЗУТНОЙ ФОРСУНКИ

Полезная модель относится к энергетике и может быть использована для электродугового розжига паромазутной форсунки и стабилизации пламени горелок различных топочных устройств, сжигающих различные виды топлива.
Известен выключатель-разъединитель высокого напряжения (патент RU №2423749, МКИ Н01Н 31/04, 2010 г.), содержащий, по крайней мере, один полюс, механизм для разъединения с приводом, систему полюсных тяг, блокировочное устройство и механизм взвода отключающей пружины, установленный в отдельном корпусе и состоящий из жестко закрепленных на валу системы рычагов и отключающей пружины. Блокировочное устройство снабжено дополнительным приводом и тягой, кроме того, блокировочное устройство содержит расположенный в корпусе механизма взвода отключающей пружины дополнительный вал, на котором установлены рычаги, один из которых взаимодействует с рычагом механизма взвода отключающей пружины, а другой - с тягой блокировочного устройства.
Недостатком этого устройства является сложность его конструкции и обязательное использование электроэнергии для управления устройством для его включения и выключения. Настоящие недостатки не позволяют использовать настоящее устройство в качестве приводного механизма продольного перемещения электродугового запальника для розжига паромазутной форсунки.
Известно устройство для розжига и стабилизации горения топлива, содержащее, плазмотрон, расположенный в трубе вблизи форсунки горелки в топке котла (RU, №23328 U1, МПК F23D 1/00, 2002 г.). Плазмотрон выполнен водоохлаждаемым постоянного тока с вихревой стабилизации дуги и регулируемой мощностью и связан электрически с неуправляемым трехфазным двухполупериодным выпрямителем через последовательно подключенный водоохлаждаемый балластный резистор с регулируемым сопротивлением.
Недостатком данного устройства является стационарная установка плазмотрона вблизи факела форсунки внутри топки котла. Вследствие попадания топлива, из неравномерности его распыла, на плазмотрон, происходит закоксование и уменьшение срока эксплуатации электродов плазмотрона. Это не обеспечивает длительность и надежность работы плазмотрона.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является «Способ электродугового розжига паромазутной форсунки и система для его осуществления» (решение о выдаче патента по заявке 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, состоящую из корпуса, сопла и подводящих мазутопроводов и паропроводов с задвижками и механизмами их управления, причем стержневые электроды и паромазутная форсунка установлены с возможностью пересечения, соответственно, электродугового разряда и факела форсунки в топке котла, система устройством контроля и управления и датчиком напряжения, причем устройство контроля и управления соединено с датчиком напряжения, с приводным механизмом продольного перемещения стержневых электродов в направляющей трубе, с высоковольтным источником тока и с задвижками на подводящих мазутопроводе и паропроводе, а датчик напряжения соединен с одним из стержневых электродов. 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 сложность конструкции и высокую, стоимость приводного механизма продольного перемещения стержневых электродов. К другим его недостаткам можно отнести низкую скорость экстренного срабатывания, а также необходимость для этого электричества.
Технической задачей полезной модели является создание надежного в эксплуатации приводного механизма продольного перемещения электродугового запальника для розжига паромазутной форсунки, который будет иметь простую и надежную конструкцию, а также обладать быстродействием.
Поставленная техническая задача решается тем, что в приводном механизме продольного перемещения электродугового запальника для розжига паромазутной форсунки, содержащем электродуговой запальник, выполненный в виде двух стержневых электродов, внешний стержневой электрод, выполненный в виде несущей трубы, внутри которой коаксиально расположены электрический изолятор и осевой стержневой электрод, причем электродуговой запальник и паромазутная форсунка установлены с возможностью пересечения, соответственно, электродугового разряда и факела форсунки в топке котла. Новым, согласно полезной модели, является выполнение приводного механизма в виде винтовой пружины, подвижный конец которой снабжен толкателем, который соединен с внешним стержневым электродом посредством зажимного хомута и снабжен запорно-пусковым устройством, которое связано с датчиком контроля факела паромазутной форсунки.
Винтовая пружина расположена в направляющей трубе, продольная ось которой параллельна продольной оси перемещения электродугового запальника.
Зажимной хомут установлен на внешнем стержневом электроде с возможностью регулировки его положения вдоль продольной оси этого электрода.
На фиг.1 представлена принципиальная схема в разрезе приводного механизма перемещения электродугового запальника для розжига паромазутной форсунки; на фиг.2 представлен приводной механизм в разрезе, винтовая пружина находится во взведенном положении, электродуговой запальник и паромазутной форсунки, находятся в нерабочем положении; на фиг.3 представлен приводной механизм в разрезе, винтовая пружина находится в рабочем положении, электродуговой запальник и паромазутной форсунки, находятся в рабочем положении.
Электродуговой запальник 1 содержит два стержневых электрода 2 и 3. Стержневой электрод 2 выполнен в виде несущей трубы, в полости которой расположен второй осевой стержневой электрод 3, а между ними коаксиально расположен электрический изолятор 4. Такое выполнение электродугового запальника 1 обеспечивает ему дополнительную продольную жесткость и безопасность работы обслуживающего персонала. На концах стержневых электродов 2 и 3 выполнены рабочие контакты, соответственно, 5 и 6, которые предназначены для получения электродугового разряда. Внешний стержневой электрод 2, с расположенным в его полости осевым стержневым электродом 3, установлен с возможностью продольного перемещения в направляющей трубе 7, расположенной в стенке 8 топки котла. Стержневые электроды 2 и 3 выполнены из тугоплавкого материала, например вольфрама или нержавеющей стали. Осевой стержневой электрод 3 соединен с высоковольтным источником тока (не показан), а внешний стержневой электрод 2 заземлен. Стержневые электроды 2 и 3 снабжены приводным механизмом, предназначенным для их продольного перемещения в направляющей трубе 7 в топку котла и обратно. Приводной механизм состоит из винтовой пружины 9, расположенной в направляющей трубе 10, продольная ось которой параллельна продольной оси перемещения электродугового запальника 1. Подвижный конец винтовой пружины 9 снабжен толкателем 11, который соединен с внешним стержневым электродом 3 посредством зажимного хомута 12. Зажимной хомут 12 закреплен на внешнем стержневом электроде 3 с возможностью регулировки его положения вдоль продольной оси этого электрода 3. Толкатель 11 снабжен запорно-пусковым устройством 13, а винтовая пружина 9 - устройством для ее натяжения (не показано).
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. Паромазутная форсунка 14, направляющая труба 7 и, соответственно, стержневые электроды 2 и 3 установлены соосно друг другу. Стержневые электроды 2 и 3 электродугового запальника 1 и корпус 15 паромазутной форсунки 14 могут иметь длину 3-5 метров, которая зависит от размеров топки котла, на котором они установлены. Запорно-пусковое устройство 13 соединено с датчиком 19 контроля факела паромазутной форсунки 14.
Приводной механизм продольного перемещения электродугового запальника для розжига паромазутной форсунки работает следующим образом.
В паромазутную форсунку 14 мазут и пар поступают, соответственно, по мазутопроводу 17 и паропроводу 18. В корпусе 15 форсунки 14 происходит их смешение и образование паромазутной смеси, которая через сопло 16 в виде струи подается в топку.
В режиме ожидания толкатель 11 посредством запорно-пускового устройства 13 удерживает винтовую пружину 9 во бзведенном положении. При этом зажимной хомут 12 удерживает внешний стержневой электрод 2, и соответственно электрод 3, в положении когда их рабочие контакты, соответственно, 5 и 6 не доходят до сопла 16 корпуса 15 паромазутной форсунки 14.
При затухании факела паромазутной форсунки 14 с датчика 19 контроля факела этой форсунки 14 на запорно-пусковое устройство 13 поступает сигнал и оно срабатывает. При этом толкатель 11 освобождает запирающий пружину 9 находящуюся во взведенном положении. Пружина распрямляется в направляющей трубе 10 и давит на толкатель 11, и соответственно, на зажимной хомут 12. Зажимной хомут 12 перемещает внешний стержневой электрод 2 с осевым электродом 3 электродугового запальника 1 по направляющей трубе 10 в нужную точку топки котла, которая предварительно определяется экспериментальным путем. Длина выдвижения внешнего стержневого электрода 2 с осевым электродом 3 электродугового запальника 1 может регулироваться посредством перемещения зажимного хомута 12 вдоль продольной оси внешнего стержневого электрода 2. Одновременно с этим на стержневые электроды 2 и 3 подают по команде с датчика 19 напряжение от высоковольтного источника (не показан), в результате чего между рабочими контактами 5 и 6 будут происходить электродуговые разряды. При этом рабочие контакты 5 и 6 будут находиться в зоне действия струи паромазутной смеси выходящей из сопла 16. Напряжение электродуговых разрядов будет максимальным и, соответственно, его мощность также будет максимальной, а электродуговой разряд будет максимально растянут. Между рабочими контактами 5 и 6 возникает электродуговой разряд максимальной длины, обусловленный пробойным промежутком между ними. При соприкосновении дугового разряда максимальной длины и максимальной» мощности с паромазутной смесью происходит быстрый розжиг паромазутной форсунки 14 и с минимальным расходом мазута.
После розжига паромазутной форсунки 14 и установлении устойчивого высокотемпературного факела стержневые электроды 2 и 3 отключают от источника высоковольтного питания и их вместе с рабочими контактами 5 и 6 задвигают обратно в направляющую трубу 10, где они будут находиться до следующего розжига паромазутной форсунки 14. Для этого пружину 9 взводят вручную, при этом пружина 9 уменьшается в длине, запорно-пусковое устройство 13 запирает ее и удерживает во взведенном положении. Уборка рабочих контактов 5 и 6 стержневых электродов 2 и 3 из зоны распыла паромазутной форсунки 14 исключает их закоксование и повышает надежность работы электродугового запальника.
Предлагаемый приводной механизм продольного перемещения электродугового запальника для розжига паромазутной форсунки в топке котла имеет простую и надежную конструкцию, вследствие чего он надежен в эксплуатации, а так же обладает быстродействием в работе и не требует снабжения электроэнергией.