ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для безмазутной растопки котлов.
Известно горелочное устройство (патент на полезную модель №95072, МПК F23D 1/06, опубликовано: 10.06.2010 Бюл. №16), содержащее растопочную горелку, включающую циркуляционную трубу с горелочным насадком, перед входным торцом которой установлено кольцевое сопло, заведенное внутрь циркуляционной трубы, снабженное тангенциальными патрубками, причем внутрь кольцевого сопла заведено аксиальное воздушное сопло, при этом горелочное устройство содержит также обечайку и трубчатые электронагреватели, установленные между циркуляционной трубой и обечайкой.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность растопки котла.
Известно горелочное устройство (патент на полезную модель №114356, МПК F23D 1/02, опубликовано: 20.03.2012, Бюл. №8), содержащее растопочную горелку, включающую горизонтальную циркуляционную трубу с горелочным насадком, перед входным торцом которой установлено кольцевое сопло, заведенное внутрь циркуляционной трубы, снабженное тангенциальными патрубками, причем внутрь кольцевого сопла заведено аксиальное воздушное сопло, при этом горелочное устройство содержит также обечайку и трубчатые электронагреватели, установленные между циркуляционной трубой и обечайкой, количество которых равно числу, кратному трем.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность растопки котла.
Задача полезной модели - повышение эффективности растопки котла.
Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, содержащем растопочную горелку, включающую горизонтальную циркуляционную трубу с горелочным насадком, перед входным торцом которой установлено кольцевое сопло, заведенное внутрь циркуляционной трубы, снабженное тангенциальными воздушными патрубками, причем внутрь кольцевого сопла заведено аксиальное воздушное сопло, при этом горелочное устройство содержит также обечайку и трубчатые электронагреватели, установленные между циркуляционной трубой и обечайкой, количество которых равно числу, кратному трем, согласно полезной модели внутри аксиального воздушного сопла размещен осевой патрубок подачи пыли высокой концентрации (ПВК), при этом тангенциальные воздушные патрубки кольцевого сопла установлены под острым углом к вертикальной плоскости, горелочный насадок выполнен в виде раструба, образующего в сечении форму эллипса, а трубчатые электронагреватели изготовлены из карбида кремния и снабжены электроизоляторами.
Размещение внутри аксиального воздушного сопла осевого патрубка подачи пыли высокой концентрации (ПВК), при этом тангенциальные воздушные патрубки кольцевого сопла установлены под острым углом к вертикальной плоскости, горелочный насадок выполнен в виде раструба, образующего в сечении форму эллипса, а трубчатые электронагреватели изготовлены из карбида кремния и снабжены электроизоляторами, позволяет повысить эффективность растопки котла.
Установка тангенциальных воздушных патрубков кольцевого сопла под острым углом к вертикальной плоскости закручивает аэросмесь и обеспечивает ее винтовое движение внутри циркуляционной трубы, что увеличивает время пребывания пыли внутри циркуляционной трубы и повышает надежность воспламенения. Выполнение горелочного насадка в виде раструба, образующего в сечении форму эллипса расширяет выходящий из амбразуры горелочного устройства факел, способствует его перемешиванию с горячими топочными газами, и исключает обрыв факела. Выполнение трубчатых электронагревателей из карбида кремния увеличивает мощность нагрева, а электроизоляторы на трубчатых электронагревателях исключают возможность короткого замыкания с циркуляционной трубой.
На фиг.1 изображен продольный разрез горелочного устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Горелочное устройство, содержит растопочную горелку, включающую горизонтальную циркуляционную трубу 1 с горелочным насадком 2, перед входным торцом которой установлено кольцевое сопло 3, заведенное внутрь циркуляционной трубы, снабженное тангенциальными воздушными патрубками 4, причем внутрь кольцевого сопла 3 заведено аксиальное воздушное сопло 5, при этом горелочное устройство содержит также обечайку 6 и трубчатые электронагреватели 7, установленные между циркуляционной трубой 1 и обечайкой 6, количество которых равно числу, кратному трем. Согласно полезной модели, внутри аксиального воздушного сопла 5 размещен осевой патрубок 8 подачи пыли высокой концентрации (ПВК), при этом тангенциальные воздушные патрубки 4 кольцевого сопла 3 установлены под острым углом к вертикальной плоскости, горелочный насадок 2 выполнен в виде раструба, образующего в сечении форму эллипса, а трубчатые электронагреватели 7 изготовлены из карбида кремния и снабжены электроизоляторами 9. Между обечайкой 6 и электроизоляторами 9 размещен теплоизоляционный слой 10.
Горелочное устройство работает следующим образом.
Включаются трубчатые электронагреватели 7, и прогревается циркуляционная труба 1 растопочной горелки. После прогрева циркуляционной трубы 1 до температуры самовоспламенения пыли, в растопочном режиме, на раскаленные стенки циркуляционной трубы 1 через кольцевое сопло 3 тангенциальными патрубками 4 подаются высоконапорный воздух для закрутки аэросмеси, а через осевой патрубок 8 - пыль высокой концентрации (ПВК), которая воспламеняется и горит в присутствии слабонапорного воздуха, подаваемого из аксиального воздушного сопла 5. Далее аэросмесь поступает в горелочный насадок 2. После растопки котла трубчатые электронагреватели 7 отключаются, а горелочное устройство работает в режиме штатной горелки.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность растопки котла.
Горелочное устройство предназначено не только для растопки котла, но и для работы в штатном режиме, что позволяет в 2-3 раза снизить выбросы окислов азота за счет снижения температуры горения, расширить минимальный диапазон нагрузок котла без обрыва факела, и обеспечить маневренность и устойчивость работы котла.