ЗАЖИГАТЕЛЬНО-ТОПОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УГОЛЬНОМ КОТЛЕ

Настоящая полезная модель относится к зажигательно-топочному устройству для применения в угольном котле.
Стартовое зажигание и умеренное устойчивое горение традиционного промышленного угольного котла потребляют большое количество топливного масла. Например, в 1999 году электроэнергетика Китая потребила на эти цели приблизительно 13,65 миллиона тонн топливного масла. Уже более десяти лет проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, связанные с пусковой камерой, и были получены значительные успехи в отношении способов комбинированного сжигания угля и топливного масла вблизи сопла горелки для пылевидного угля с использованием миниатюрного маслонагнетателя. Топливосберегающий эффект такого способа является значительным. Однако до сих пор отсутствуют усиливающий горение миниатюрный маслонагнетатель и усиливающая горение миниатюрная горелка для пылевидного угля с функцией внутреннего сгорания пылевидного угля. Вследствие этого топливосберегающий эффект является ограниченным, что неблагоприятно влияет на экономические показатели электроэнергетики.
В основу полезной модели поставлена задача создания зажигательно-топочного устройства для применения в угольном котле, которое способно значительно сэкономить топливное масло.
Эта задача реализуется в зажигательно-топочном устройстве для применения в угольном котле, которое включает один или более усиливающих горение миниатюрных маслонагнетателей и горелку для пылевидного угля, где усиливающий горение миниатюрный маслонагнетатель включает форсунку, воздухозаборник, масляную горелку, первый воздухоподводящий цилиндр и зажигательное устройство, в то время как горелка для пылевидного угля включает охлаждающее устройство, воздухозаборник, расширительный канал, упор, внешнее сопло, охлаждающий воздушный цилиндр и второй воздухоподводящий цилиндр.
В зажигательно-топочном устройстве для применения в угольном котле, согласно настоящему техническому решению, пылевидный уголь в горелке воспламеняется с помощью усиливающего горение миниатюрного маслонагнетателя, а работающий на пылевидном угле котел, в свою очередь, запускается за счет тепла, выделяемого в
результате сгорания пылевидного угля, и приходит в состояние устойчивого горения. В результате этого может быть сэкономлено большое количество топливного масла (до более чем 90%), при этом экономические характеристики являются весьма привлекательными.
Предпочтительные варианты настоящей полезной модели будут детально обсуждаться далее со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых:
Фиг.1 представляет схематически конструкцию зажигательно-топочного устройства в соответствии с настоящей полезной моделью;
фиг.2 - разрез по линии А-А на фиг.1.
фиг.3 - половинный вид сбоку справа на устройство по фиг.1. Как показано на фиг.1, зажигательно-топочное устройство для применения в угольном котле включает один или более миниатюрных маслонагнетателей 14 и горелку 3 для пылевидного угля, где миниатюрный маслонагнетатель 14 включает форсунку 17, масляную горелку 15, зажигательное устройство 18, первые воздухоподводящие цилиндры 9, 10 и воздухозаборник 19. Горелка 3 для пылевидного угля включает многоступенчатые, проемного типа воздушно-пленочные охлаждающие кольца, воздухозаборник 22, расширительный канал 1, упор 4, внешнее сопло 2, охлаждающую рубашку 5, охлаждающий воздушный цилиндр 21 и второй воздухозаборник 11. Названные детали соединены между собой с помощью сварки и/или резьбового соединения.
Миниатюрный маслонагнетатель 14 может быть направлен по одной оси с горелкой для пылевидного угля или же может быть расположен под углом к ней. В конкретном случае может быть только один миниатюрный маслонагнетатель, который заглублен по отношению к горелке 3 для пылевидного угля. В альтернативном случае миниатюрный маслонагнетатель может быть введен в горелку для пылевидного угля в аксиальном направлении в зоне (или зонах) изгиба труб. В еще одном альтернативном случае может быть более одного миниатюрного маслонагнетателя, которые могут быть расположены симметрично по отношению к горелке для пылевидного угля и под углом к ней.
В форсунке 17 миниатюрного маслонагнетателя 14 может осуществляться механическое распыление, распыление паром или распыление воздухом.
В одном из предпочтительных вариантов между воздухоподводящим цилиндром 10 миниатюрного маслонагнетателя 14 и внешней стенкой масляной горелки 15 может быть предусмотрен охлаждающий зазор.
Названная выше масляная горелка 15 может включать циклон 16, охладитель 13 в
виде гофрированного листа, глубокие кислород-пополняющие отверстия 12 и корпус 20.
Количество и угол наклона завихрительных пластин циклона 16, а также размер и количество глубоких кислород-пополняющих отверстий 12 могут выбираться с учетом силы завихрения и скорости потока. В одном из предпочтительных вариантов циклон 16 имеет 6-16 завихрительных пластин с углом 30-60°.
Упомянутые выше многоступенчатые проемного типа воздушно-пленочные охлаждающие кольца, такие как первое охлаждающее кольцо 6, второе охлаждающее кольцо 7 и третье охлаждающее кольцо 8, а также охлаждающая рубашка 5, образуют систему охлаждения горелки 3 для пылевидного угля. Система охлаждения горелки 3 для пылевидного угля может иметь ту же самую конструкцию, что и воздушно-пленочная охладительная система в виде гофрированного листа, применяемая в масляной горелке 15 миниатюрного маслонагнетателя 14.
Ниже будет описана работа зажигательно-топочного устройства для применения в угольном котле со ссылками на прилагаемые чертежи в соответствии с предпочтительными вариантами настоящей полезной модели.
Для запуска котла вначале запускают зажигательное устройство. Когда форсунка 17 выбрасывает распыленное топливное масло, пусковое устройство генерирует электрические искры, которые воспламеняют топливное масло. Сжатый воздух в воздухоподводящем цилиндре 10 разделяют на три потока: один проходит через циклон 16 миниатюрного маслонагнетателя 14 в масляную горелку 15 для создания в ней зоны устойчивого горения пламени; другой поток проходит через периферийную область циклона в масляную горелку 15 для участия в дожиге; часть третьего потока проходит через глубокие кислород-пополняющие отверстия 12 в масляную горелку 15 для участия в усиленнии добавляемым кислородом горения, а другая часть третьего потока проходит через внутреннюю и наружную части гофрированного зазора многоступенчатого охладителя 13 в виде гофрированного листа на внешнюю стенку масляной горелки для создания высокоскоростного пленочного потока воздуха с целью защиты стенки цилиндра сгорания от высокотемпературного удара. Названная другая часть принимает участие в процессе сгорания после охлаждения внутренней и наружной стенок масляной горелки 15.
Миниатюрный маслонагнетатель с усовершенствованным процессом сгорания генерирует высокотемпературное пламя с температурой до 1400-1600°С. Пламя всегда окружено пленочным потоком воздуха, образуемым многоступенчатым гофрированным газо-пленочным охладителем, введенным в горелку 3 для пылевидного угля. Быстро проникая в горелку 3 для пылевидного угля, пламя миниатюрного маслонагнетателя 14 воспламеняет находящийся внутри нее пылевидный уголь. Горелка 3 (или горелки) для
пылевидного угля 3 оборудована(ы) также многоступенчатым проемного типа воздушно-пленочным охладителем(ями), с помощью которого(ых) сжатый воздух, поступающий из канала 21 охлаждающего воздуха, охлаждает поверхность внутренней стенки горелки, благодаря чему предотвращаются закоксовывание горелки и ее повреждения, вызываемые процессом горения.
Для большего усиления сгорания пылевидного угля через воздухозаборник 11 горелки 3 для пылевидного угля могут вводиться в зависимости от рабочих условий воздух или сухой пар. Высокотемпературные частицы угля, смешанные с сухим паром, вводимьм через воздухозаборник 11, генерируют окись углерода и водород с высокой теплотворной способностью:
2
2
С+НО→СО+Н
В результате этого сгорание пылевидного угля усиливается.
Когда запуск котла в целом завершается, миниатюрный маслонагнетатель отключается, пылевидный уголь проходит через трубу справа налево в камеру сгорания. Таким образом процедура обычного запуска завершается.
Благодаря применению миниатюрного маслонагнетателя для интенсификации сгорания возникающее высокотемпературное пламя обладает теплом до 2 миллионов килокалорий и значительно облегчает воспламенение большого объема пылевидного угля, включая тощий уголь и антрацит. Например, обычно холодный запуск котла генератора мощностью 0,3 миллиона кВт потребляет 100 тонн дизельного масла. При использовании настоящей полезной модели расход масла составит не более 6 тонн. Это означает 94%-ную экономию, что подтверждает высокие экономические показатели настоящей полезной модели.
Другим преимуществом данной полезной модели является то, что при наличии масляных систем объем работы при конвертировании системы и себестоимость являются низкими. Кроме того, миниатюрный маслонагнетатель требует меньше ухода, а его конструкция является простой и надежной.