ПЫЛЕУГОЛЬНАЯ ГОРЕЛКА

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована для газификации твердого топлива, а также в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известна пылеугольная горелка, содержащая корпус с входным патрубком для подачи смеси пара и окислителя, центральную трубу и отрезок трубы, которые расположены соосно и образуют кольцевой канал, контур охлаждения. По центральной трубе поступает топливный газ. Подача пылеугольного топлива осуществляется с помощью трубчатого элемента, расположенного спирально вокруг центральной трубы. (DD, No. F23D /276285, опубликовано 01.1982, ссылка на стр. 2 United States Patent Patent Number 4,704,971 МПК: F23D 1/02, опубликовано 10.11.1987)
Недостатком известной пылеугольной горелки является низкая надежность в эксплуатации и низкое качество получаемого газа в процессе газификации пылеугольного топлива.
Известна пылеугольная горелка, содержащая охлаждаемый корпус с входным патрубком для подвода смеси пара и окислителя, центральную трубу для подачи топливного газа, кольцевой канал для подачи окислителя и камеру сгорания, расположенную в нижней части центральной трубы. Между корпусом и центральной трубой организован кольцевой канал для транспортировки пылеугольного топлива, расположенный спирально вокруг центральной трубы. Корпус имеет водяное охлаждение, наружная сторона охлаждающей «рубашки» в нижней части покрыта огнеупорным слоем. (United States Patent Patent Number 4,704,971 МПК: F23D 1/02, опубликовано 10.11.1987).
По совокупности признаков это техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.
Недостатком известного устройства является сложность исполнения узла транспортировки топлива.
Заявленное техническое решение позволяет обеспечить надежность при эксплуатации горелки и высокое качество получаемого газа в процессе газификации пылеугольного топлива. Кроме того, применение центрального канала для транспортировки основного топлива (например, угольной пыли), на выходе из нижней части которого установлен дополнительно насадок с рассекателем и с отверстиями для прохода окислителя и топлива, и окружающего его среднего кольцевого канала окислителя обеспечивает равномерное перемешивание подаваемых компонентов до однородной горючей смеси, что способствует стабильной работе газификатора и получению высокого качества газа.
Предложена пылеугольная горелка, включающая охлаждаемый цилиндрический корпус с входными патрубками для подачи окислителя, топливного газа и угольной пыли, наружный кольцевой канал с перегородками для циркуляции воды и патрубками для входа и выхода воды, средний кольцевой канал для подачи окислителя, центральный канал для транспортировки угольной пыли, при этом на выходе из нижней части центрального канала дополнительно установлен насадок с рассекателем и с отверстиями.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий пылеугольной горелки, на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1.
Пылеугольная горелка для газификатора включает охлаждаемый цилиндрический корпус 1 с входными патрубками для подачи окислителя 2, топливного газа 3 и угольной пыли 4. Внутри корпуса от центра к периферии коаксиально расположены следующие каналы: центральный канал 5 для подачи угольной пыли, на выходе из нижней части которого установлен насадок 6 с рассекателем 7, в расширяющейся части насадка 6 выполнены отверстия 8 для прохода окислителя, а в рассекателе насадка 7 выполнены отверстия для прохода пылеугольного топлива 9 и пересечения его струй со струями окислителя. Внутри корпуса расположены средний кольцевой канал 10 для подачи окислителя и наружный кольцевой канал охлаждения 11 с перегородками 12 и патрубками входа 13 и выхода 14 воды.
Горелка работает следующим образом.
Горелка работает в двух режимах: режим прогрева камеры сгорания и режим газификации пылеугольного топлива. При работе горелки в режиме прогрева топливный газ через патрубок 3 поступает в средний канал 10, куда одновременно через патрубок 2 поступает воздух, образуя в среднем кольцевом канале 10 газовоздушную смесь, которая через отверстия 8, расположенные в стенке расширяющейся части насадка 6 и направленные к оси горелки под углом, поступает в зону реакции, где происходит ее воспламенение с помощью системы розжига. Вода для охлаждения корпуса 1 через входной патрубок 13 поступает в наружный кольцевой канал 11, далее опускается вниз, огибает перегородку 12 и, возвращаясь наверх, отводится через выходной патрубок 14. Время пребывания воды в контуре охлаждения не превышает 2-х секунд, а скорости циркуляции составляют порядка 1,5-2 м/с, благодаря чему происходит надежное охлаждение горелки по всей ее высоте. После прогрева камеры сгорания до температуры равной 1500°С топливный газ отключается и по центральной каналу 5 через патрубок 4 подается угольная пыль. Турбулизация горючей смеси на выходе из горелки организуется на пересекающихся струях угольной пыли и окислителя. При этом угольная пыль выходит через отверстия 9 расположенные в рассекателе насадка 7 и направленные от оси горелки под углом на пересечение со струями окислителя. Конструкция насадка 6 с рассекателем 7 и с отверстиями в расширяющейся его части для прохода окислителя 8 и отверстиями 9 в рассекателе насадка для прохода угольной пыли обеспечивает равномерное перемешивание подаваемых компонентов до однородной горючей смеси. После стабилизации процесса горения угольной пыли происходит постепенное замещение воздуха окислителем (паропаровоздушной смесью), который подается по среднему каналу 10 через входной патрубок 2 в количестве необходимом для начала процесса газификации угольной пыли.