ЗАПАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)

Запальное устройство (варианты)
Группа полезных моделей относится к области управления процессами горения и может быть использована для розжига и стабилизации пламени горелок теплоэнергетических установок, сжигающих различные виды топлива.
Наиболее близким техническим решением из известных к данной полезной
модели являются запальное устройство для растопки мазутной горелки
f теплоэнергетической установки, содержащее плазмотрон (Плазменная безмазутная
I растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела. М.Ф. Жуков, Е И
гКарпенко, B.C. Перегудов и др Под ред. В Е. Мессерле, B.C. Перегудова Новосибирск: Наука. Сиб.изд. фирма РАН 1995. С 98).
Недостатком конструкций с плазменным поджигом основной горелки является  большая требуемая мощность плазмотрона, что усложняет систему питания ( плазмотрона и увеличивает стоимость установки
Технический результат, который может быть достигнут при реализации данных
полезных моделей, заключается в снижении стоимости установки за счет снижения требуемой мощности плазмотрона Этот результат достигается тем, что запальное
(устройство для горелки теплоэнергетической установки по первому варианту,
содержащем плазмотрон, согласно изобретению, снабжено вспомогательной
t-розжиговой топливной форсункой, установленной на выходе плазмотрона таким
образом, что факел ее распыла пересекается с плазменньм факелом плазмотрона
Кроме того, в варианте исполнения розжиговая форсунка представляет собой
пневмогидравлическую форсунку, выполненную с возможностью регулирования
1геометрических параметров факела путем изменения входных давлений топлива и газа
и установки выходного сопла различной формы.
1Кроме того, розжиговая форсунка предназначена для соединения с автономным
1В варианте исполнения вспомогательная розжиговая форсунка выполнена с
|возможностью отбора топлива от факела распыла топлива основной горелки
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что устройство
снабжено камерой термической подготовки топлива, в одном конце которой
j $ ь-  -м ч ч:- -г v Ј Л f Указанный результат достигается тем, что запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки по второму варианту, содержащее плазмотрон, снабжено соплом, установленньм на выходе отверстия плазмотрона соосно с ним и выполненным с возможностью подачи в него топлива. Указанный результат достигается также тем, что запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки по третьему варианту, содержащее плазмотрон, снабжено кожухом с отверстиями, установленным на выходе плазмотрона и предназначенным для размещения, по крайней мере, своей частью в факеле распыла основной горелки. Кожух может иметь форму цилиндра или полуцилиндра, установленного соосно с плазмотроном. Указанный результат достигается также тем, что запальное устройство для горелки теплоэнергетической установки по четвертому варианту, содержащее плазмотрон, снабжено накальным элементом, установленньм в периферийной части плазменного факела плазмотрона и предназначенным для размещения в факеле распыла топлива основной горелки. На фиг. 1 изображено расположение запального устройства по первому варианту в установочной трубе; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - пневмогидравлическая форсунка; на фиг.4 - схема отбора топлива от факела распыла основной горелки; на фиг. 5 - схема расположения запального устройства с камерой термической подготовки топлива; на фиг.6 - камера термической подготовки топлива; на фиг.7 - запальное устройство по второму варианту; на фиг. 8 - запальное устройство по третьему варианту; на фиг.9 - запальное устройство по третьему варианту; на фиг. 10 - варианты вида по стрелке А на фиг.9. Запальное устройство (ЗУ) для растопочной горелки теплоэнергетической установки по первому варианту полезной модели содержит плазмотрон 1, вспомогательную розжиговую топливную форсунку 2, которая может быть выполнена пневмогидравлической с возможностью регулирования геометрических параметров факела путем изменения входных давлений топлива и газа и установки выходного сопла 3 различной формы. Кроме того, ЗУ снабжено камерой 4 термической подготовки топлива, в одном конце которой размещены плазмотрон 1 и розжиговая форсунка 2, а противоположный конец камеры 4 предназначен для размещения в зоне факела распыла топлива основной растапливаемой горелки. ЗУ располагается в установочной трубе 5, проходящей либо параллельно основной растапливаемой горелке, либо под углом к ней.
Инициирующим устройством для воспламенения факела основной горелки является плазмотрон 1. В качестве рабочего тела используется воздух или любое другое вещество. При подаче напряжения на электроды плазмотрона 1 на его выходе образуется факел, содержащий ионизированные продукты диссоциации, обладающие высокой химической активностью и инициирующие горение топливной смеси. Плазмотрон 1 устаналивается в ЗУ. Растопочная группа может включать в себя несколько ЗУ с плазмотронами 1, питающимися последовательно (во времени) от одного блока питания, который располагается вблизи котлоагрегата.
Кроме мазута в качестве запального топлива может использоваться газ, дизельное топливо, керосин и др. горючие продукты.
С целью оптимизации условий для розжига мазутного факела котлоагрегата или другого теплотехнического устройства факел розжиговой форсунки 2 организуется с заданным распределением параметров по пространству факела (распределение температуры, размеров и концентрации частиц топлива и пр.). Это достигается распылением топлива с помощью пневмогидравлической форсунки 2, снабженной профилированным соплом 3 (фиг.З). Изменяя расход и давление топлива и распыливающего газа, а также форму сопла 3, можно достичь требуемого размера и пространственного распределения капель топлива.
Автономное питание розжиговой форсунки 2 может быть связано с техническими трудностями (необходимость очистки топливных трубопроводов в промежутке между включениями, дополнительные устройства автоматики и пр.). В ряде случае возможен отбор топлива от факела распыла основной горелки (фиг.4). В этом случае часть топлива отбирается ловушкой 6, устанавливаемой в факеле распыла, и поступает в розжиговую пневмогидравлическую форсунку 2, выполняющую роль эжектора, засасывающего топливо и распыливающего его газом.
С целью повышения удобства эксплуатации плазмотрон 1 и форсунка 2 размещены в торце трубы 7, расположенном снаружи колоагрегата (фиг.6), а открытый конец трубы 7 размещается внутри котлоагрегата на расстоянии 100-1000 мм от факела основной мазутной форсунки 8 основной горелки (фиг.З).
В этом случае упрощаются условия охлаждения плазмотрона 1 и топливных каналов розжиговой форсунки 2. Топливо в розжиговую форсунку 2 подается в таком количестве, чтобы обеспечить допустимую температуру газа в жаровой трубе 7 при недостатке окислителя. При выходе из жаровой трубы 7 продукты неполного сгорания и термического разложения соединяются с кислородом дутьевого воздуха и догорают, образуя высокотемпературный устойчивый факел.
По второму варианту полезной модели для распиливания топлива розжиговой форсунки 2 используется энергия струи плазмотрона (фиг. 7). В этом случае на выходном отверстии плазмотрона 1 устанавливают сопло 9, в которое через канал 10, соединенный с боковым отверстием сопла 9, подводится топливо. Струя плазмы распыливает и поджигает топливо.
По третьему варианту полезной модели (фиг. 8) на выходе из плазмотрона 1 соосно с ним установлен кожух, например, в виде цилиндра 11 или полуцилиндра 12 с отверстиями или прорезями, который размещается в факеле распыла основной горелки. Часть топлива попадает через отверстия внутрь цилиндра 11, где воспламеняется плазменным факелом. Продукты сгорания выходят как по оси цилиндра 11, так и через отверстия с противоположной стороны. В случае использования полуцилиндра 12 проникающее через отверстия топливо поджигается струей, и пламя распространяется в направлении движения капель топлива. Нагретый плазменной струей цилиндр 11 или полуцилиндр 12 тоже способствует воспламенению топлива. Кожух может иметь также иную форму, например, с поперечным сечением в виде трапеции, эллипса и т.п.
В данном варианте устройства созданы благоприятные условия для горения, предотвращения сбива пламени розжиговой горелки топливным факелом основной горелки и для стабилизации пламени.
По четвертому варианту полезной модели воспламенение топлива основной горелки организовано с помощью накального элемента 13, размещенного в периферийной части плазменного факела плазмотрона 1 (фиг.9). С целью формирования требуемого фронта пламени накальный элемент 13 может иметь различную конфигурацию (фиг. 10). Плоская пластина (а) направит основную часть пламени вдоль плазменной струи. Уголковый (б) и полукруглый (в) профили распространят пламя вдоль факела топлива.
Накальный элемент может располагать как между факелом  распыла основной мазутной форсунки 8 и факелом плазмотрона 1, так и за факелом плазмотрона 1.