СИСТЕМА ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F23K1/00 

Изобретение относится к приготовлению топлива перед сжиганием и может быть использовано на тепловых электрических станциях для растопки котлов, работающих по схеме прямого вдувания.

Известна система пылеприготовления [1] cодержащая газозаборную шахту, течку для подачи сырого топлива, мельницу-вентилятор, основной и дополнительный пылеконцентраторы, патрубки концентрированной смеси которых подсоединены к горелкам, при этом сбросная труба основного пылеконцентратора подсоединена на вход дополнительного пылеконцентратора.

Недостатком известной пылесистемы является трудность работы котла в режиме растопки при отсутствии горячих топочных газов, так как без выхода горючих летучих из угля нет воспламенения.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система пылеприготовления [2] содержащая газозаборную шахту с газозаборным окном, течку для подачи сырого топлива, мельницу-вентилятор, основной и дополнительный пылеконцентраторы, патрубки концентрированной смеси которых подсоединены к основной и дополнительной горелкам, при этом сбросная труба основного пылеконцентратора подсоединена на вход дополнительного пылеконцентратора.

Недостатком известной пылесистемы является неустойчивость воспламенения при растопке котла и нестабильность горения при его работе.

Задача изобретения стабилизация воспламенения и горения.

Задача решается тем, что в системе пылеприготовления, содержащей газозаборную шахту с газозаборным окном, течку для подачи сырого топлива, мельницу-вентилятор, расположенные в корпусах основной и дополнительный пылекоцентраторы с патрубками концентрированной смеси, подключенными соответственно к основной и дополнительной горелкам, причем сбросная труба основного пылеконцентратора подсоединена к входу дополнительного пылеконцентратора, согласно изобретению дополнительная горелка установлена по ходу потока в патрубке концентрироаванной смеси дополнительного пылеконцентратора, выходной участок которого выполнен снизу вверх с косым торцовым срезом и заведен с образованием кольцевого зазора внутрь патрубка концентрированной смеси основного пылеконцентратора, а дополнительный пылеконцентратор выполнен в виде поворотной камеры, в начальном участке которой установлен сепарационный элемент в виде крестовины из двух патрубков, торцы которых соединены с корпусом.

Установка дополнительной горелки по ходу потока в патрубке концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора позволяет с помощью ее предварительно прогреть патрубок перед подачей пыли в него, что обеспечивает воспламенение тонкой пыли на выходе из патрубка. По ходу потока горелка установлена, чтобы не задувало пламя.

Выходной участок патрубка концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора выполнен снизу вверх с косым торцовым срезом и заведен с образованием кольцевого зазора внутрь патрубка концентрированной смеси основного пылеконцентратора для того, чтобы с помощью факела горения тонкодисперсной пыли обеспечить воспламенение грубодисперсной пыли, а косой торцовый срез снизу-вверх выходного участка исключает обрыв этого факела, находящегося в аэродинамической тени косого среза.

Дополнительный пылеконцентратор выполнен в виде поворотной камеры, в начальном участке которой установлен сепарационный элемент в виде крестовины из двух патрубков, торцы которых соединены с корпусом, для того чтобы отжать пыль к наружной стенке корпуса пылеконцентратора и вывести ее в патрубок концентрированной смеси для создания в нем растопочной концентрации.

Сепарационный элемент в виде крестовины из двух патрубков, торцы которых соединены с корпусом, предотвращает вращение аэросмеси в поворотной камере и способствует сепарации пыли на стенки корпуса, так как меняет сечение при проходе через него, а это вызывает интенсивное выпадение пыли, так как за крестовиной резко образуется широкое сечение, в котором газ теряет скорость, а пыль отделяется из дрейфа с газом, выпадая на наружную стенку, где и захватывается патрубком концентрированной смеси, на входе в который может быть установлен язычковый шибер, меняющий концентрацию пыли в патрубке концентрированной смеси.

Таким образом, решается задача растопки котлов с системой прямого вдувания, в которой воспламенение было затруднено из-за слишком малой концентрации пыли, не обеспечивающей стабильного воспламенения. Кроме того, для воспламенения требуется выделение горючих газов из угольной частицы, которые вспыхивают первые и поджигают коксовую основу угольной частицы. Все эти процессы происходили уже в топке, поэтому при горении пыли факел отрывался от горелки ввиду неготовности пыли к горению.

Предлагаемая пылесистема исключает этот недостаток. Горение в топке начинается в самой горелке благодаря предварительной подготовке пыли к горению, которая осуществляется путем прогрева крупной пыли в патрубке концентрированной смеси теплом от сгорания мелкодисперсной пыли внутри этого патрубка при работе дополнительной горелки, установленной внутри патрубка концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора.

На чертеже изображена система пылеприготовления.

Система пылеприготовления содержит газозаборную шахту 1 с газозаборным окном 2, течку 3 для подачи сырого топлива, мельницу-вентилятор 4, расположенные в корпусах основной и дополнительный пылеконцентраторы 5 и 6 с патрубками 7 и 8 концентрированной смеси, подключенными соответственно к основной и дополнительной горелкам 9 и 10, причем сбросная труба 11 основного пылеконцентратора подсоединена к входу дополнительного пылеконцентратора 6. Дополнительная горелка 10 установлена по ходу потока в патрубке 8 концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора 6, выходной участок которого выполнен снизу вверх с косым торцовым срезом 12 и заведен с образованием кольцевого зазора 13 внутрь патрубка 7 концентрированной смеси основного пылеконцентратора 5, а дополнительный пылеконцентратор 6 выполнен в виде поворотной камеры 14, в начальном участке которой установлен сепарационный элемент 15 в виде крестовины из двух патрубков 16, торцы которых соединены с корпусом.

Система пылеприготовления содержит также сбросную трубу 17 дополнительного пылеконцентратора 6, подсоединенную к сбросной горелке 18 топки 19 котла. Между патрубками 8 и 17 может быть установлен язычковый шибер 20 для регулирования концентрации пыли в патрубке 8 концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора 6.

Система пылеприготовления работает следующим образом.

Включается дополнительная горелка 10, работающая на дополнительном топливе в момент растопки котла, и прогревается патрубок 8 концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора 6 до красного каления, а затем включается мельница-вентилятор 4 на растопочный режим. Мелкая пыль, отжатая в поворотной камере 14 дополнительного пылеконцентратора 6 к стенке корпуса, попадает в раскаленный патрубок 8 и воспламеняется, воспламеняя своим факелом крупную пыль, выходящую из патрубка 7 концентрированной смеси основного пылеконцентратора 5 к основной горелке 9 топки 19 котла. Концентрация для растопки достигается с помощью язычкового шибера 20. За счет воспламенения части мелкой пыли происходит прогрев и воспламенение остальной крупной пыли. Газовый балласт сбрасывается через сбросную трубу 17 дополнительного пылеконцентратора 6 в сбросную горелку 18 топки 19 котла. При выходе мельницы-вентилятора 4 на рабочий режим, подача дополнительного топлива в дополнительную горелку 10 прекращается и горелка работает за счет выгорания мелкой пыли от тепловой инерции раскаленного патрубка 8 концентрированной смеси. Косой торцовый срез 12 исключает отрыв факела, выходящего из патрубка 8, так как факел находится в аэродинамической тени.

Таким образом, благодаря предварительному зажиганию мелкой пыли, которая легче воспламеняется, происходит воспламенение всей пыли и ее устойчивое горение. Устойчивость достигается тем, что до горелки 9 происходит два предварительных воспламенения: сначала мелкой, а затем крупной пыли соответственно в патрубках 8 и 7, которыми исключается отрыв факела в основной горелке 9, так как в случае отрыва факел снова возгорается от дополнительной горелки 10.

В рабочем режиме горелка 10 выполняет роль подсветки факела, так как за счет тепла от горения мелкой пыли происходит термическая деструкция крупной пыли с выделением горючих летучих, которые вспыхивают в основной горелке 9, поджигая всю массу пыли.

Предлагаемая система пылеприготовления обеспечивает растопку котлов, работающих по схеме прямого вдувания, без применения специальных растопочных бункеров пыли, что значительно удешевляет стоимость станции, так как нужная растопочная концентрация мелкой пыли достигается в патрубке 8 концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора 6 (с помощью язычкового шибера 20 или без него при подборе соответствующего сечения патрубка 8).

Использование: на тепловых электрических станциях для растопки котлов с прямым вдуванием без промежуточного растопочного бункера пыли. Сущность изобретения: в системе пылеприготовления, содержащей два последовательно соединенных пылеконцентратора 5 и 6, патрубки 7 и 8 концентрированной смеси совмещены с образованием кольцевого зазора между ними, при этом в патрубок 8 вставлена дополнительная горелка 10 по ходу потока, а патрубок 7 подсоединен к основной горелке 9 топки 19 котла. При растопке котла горелкой 10 прогревается патрубок 8 до красного каления, в котором при подаче в него тонкодисперсной пыли происходит первоначальное воспламенение, которое распространяется на крупнодисперсное топливо в патрубке 7 при подаче в него крупнодисперсной пыли. Крупная пыль за счет тепла выгорания мелкой пыли прогревается, выделяет горючие газы, которые воспламеняются и поджигают коксовую основу, догорающую в основной горелке 9. Концентратор 6 выполнен в виде поворотной камеры, на входе которой установлен сепарационный элемент 15 в виде крестовины из двух патрубков, торцы которых соединены с корпусом. Сепарационный элемент 15 исключает вращение пыли по ходу вокруг своей оси и способствует ее сепарации на наружные стенки корпуса за счет выпадения пыли из потока при обтекании сепаратора 15. Выходной участок патрубка 8, заведенного внутрь патрубка 7, выполнен снизу вверх с косым торцовым срезом, обеспечивающим аэродинамическую тень для факела горения мелкодисперсной пыли, исключающей его отрыв. 1 ил.

СИСТЕМА ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ, содержащая газозаборную шахту с газозаборным окном, течку для подачи сырого топлива, мельницу-вентилятор, расположенные в корпусах основной и дополнительный пылеконцентраторы с патрубками концентрированной смеси, подключенными соответственно к основной и дополнительной горелкам, причем сбросная труба основного пылеконцентратора подсоединена к входу дополнительного пылеконцентратора, отличающаяся тем, что она содержит сепарационный элемент, дополнительная горелка установлена по ходу потока в патрубке концентрированной смеси дополнительного пылеконцентратора, выходной участок которого выполнен снизу вверх с косым торцевым срезом и заведен с образованием кольцевого зазора внутрь патрубка концентрированной смеси основного пылеконцентратора, а дополнительный пылеконцентратор выполнен в виде поворотной камеры, в начальном участке которой установлен упомянутый сепарационный элемент в виде крестовины из двух патрубков, торцы которых соединены с корпусом.