СХЕМА БЕЗМАЗУТНОЙ РАСТОПКИ КОТЛА Российский патент 1997 года по МПК F23K1/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для растопки котла.

Известна схема пылеприготовления котла (Д. М. Хзмалян, Я. А. Каган. "Энергия" Москва, 1976, стр. 291, рис. 14 4б), содержащая бункер пыли с пылепитателем и линию подачи пыли к горелке топки котла, подключенную к линии горячего воздуха.

Недостатком известной схемы является отсутствие термоподготовки топлива перед сжиганием, что затрудняет процесс растопки и горения пыли, так как при входе пыли в топку этот процесс происходит в объеме топки, что снижает ее объем для горения, и догорание затягивается до конвективных поверхностей.

Известна схема растопочной пылесистемы котла (Журнал "Электрические станции" N 10, 1991, стр. 40 42. статья "Растопочные пылесистемы паровых котлов" Сеулин Н.А. и др.), содержащая растопочный бункер пыли с пылепитаталем, подключенный к горелке котла линией подачи пыли, соединенной с горячим воздухом.

Недостатком известной схемы является отсутствие термоподготовки пыли до растопочной горелки, что затрудняет процесс воспламенения и дестабилизирует горение.

Известна схема безмазутной растопки котла (Фелькер А.А. Пронин М.С. и др. О безмазутной растопке паровых котлов, сжигающих канско-ачинские буровые угли. Журнал "Теплоэнерегетика", 1991, N 3, стр. 22 25, рис. 2, 3), содержащая растопочный бункер пыли, пылепитатели, линию подачи пыли к растопочной горелке топки котла, подключенную к линии горячего воздуха, и электрозапальное устройство, установленное в растопочной горелке.

Недостатком известной схемы является ненадежность воспламенения из-за отсутствия выделения нужного количества горячих газов или пыли в момент ее контакта с раскаленной поверхностью электрозапального устройства в виду краткого времени, контакта, составляющего сотые доли секунды.

Задачей изобретения является увеличение надежности воспламенения пыли при растопке котла и уменьшение энергозатрат при этом за счет горения горячих газов, образованных при термическом разложении пыли до растопочной горелки.

Задача решается тем, что в схеме безмазутной растопки котла, содержащей растопочный бункер пыли с пылепитателями, линию подачи пыли к растопочной горелке котла, подключенную к линии горячего воздуха, и электрозапальное устройство, согласно изобретению, между растопочным бункером пыли и растопочной горелкой размещена дополнительная линия термического разложения пыли, включающая участок термоподготовки расчетной длины в виде вертикальной петли с перепускным газоходом и шибером, сообщающийся на входе с линией горячего воздуха через дополнительный электрокалорифер и с растопочной горелкой на выходе через камеру предварительного зажигания, установленную перед растопочной горелкой и соединенную с ней перепускной трубой, в которой размещено указанное электрозапальное устройство, а перед камерой предварительного зажигания на выходном участке термоподготовки выполнено дросселирующее устройство в виде суженного канала расчетного сечения.

Надежность воспламенения в растопочной горелка котла обеспечивается тем, что воспламеняются перед горелкой горючие газы, полученные в дополнительной линии термического разложения пыли, за счет контакта пыли с горячим воздухом, дополнительного подогреваемым в электрокалорифере, при этом время контакта определяется длиной участка термоподготовки, которая может меняться с помощью регулировочного шибера, установленного на перепускном газоходе.

Уменьшение энергозатрат достигается тем, что подогрев основной пыли, поступающей в растопочную горелку, идет за счет тепла сгорания горючих газов в камере предварительного зажигания, установленной перед растопочной горелкой и соединенной с ней перепускной трубой, в которой размещено электрозапальное устройство. Горящие газы, выходя из камеры предварительного зажигания через перепускную трубу с электрозапальным устройством, воспламеняются и поступают в растопочную горелку, в которой подсушивают основное количество пыли, поступающее в горелку. Это способствует выделению горячих летучих из основной пыли и ее воспламенению. Отрыв факела в растопочной горелке маловероятен, так как она постоянно подсвечивается факелом, выходящим из камеры предварительного зажигания. В случае отсутствия наличия пламени в горелке, датчик наличия пламени отключает пылепитатели в автоматическом режиме, чтобы исключить напуск негорящей пыли в котел.

Существующие схемы растопки не предусматривают предварительного получения горючих газов из пыли, что обуславливает ненадежность воспламенения, так как времени контакта пыли с электрозапальным устройством недостаточно для образования дозы газов, нужной для растопки. Как показали испытания на полупромышленном стенде, требуется контакт пыли с горячим теплоносителем в течение 1 секунды для образования горючего газа, нужного для запала. Существующие запальники при их длине 0,5 м и скорости аэросмеси 20 м/сек, дают время контакта 0,025 сек, что недостаточно для запала.

Преимуществом схемы безмазутной растопки является ее простота: термическое разложение пыли происходит во время транспорта незначительной части пыли по отдельному участку от бункера пыли до горелки в присутствии дополнительно подогретого в электрокалорифере воздуха. Включение электрокалорифера, электрорастопочного устройства осуществляется только на время растопки горелки. После воспламенения пыли в горелке эти системы отключаются.

Благодаря тому, что термической деструкции подвергается только часть пыли, схема растопки имеет высокую экономичность.

Дросселирующее устройство в виде канала суженного расчетного сечения, установленное перед камерой предварительного зажигания, исключает проскок пламени на участок термоподготовки, так как скорость аэросмеси в сужении больше скорости распространения пламени.

На чертеже представлена схема разомкнутой растопки котла.

Схема содержит растопочный бункер 1 пыли с пылепитателями 2 и 3, линию 4 подачи пыли к растопочной горелке 5 топки 6 котла, подключенную к линии 7 горячего воздуха(от пыли соседнего работающего котла) и электрозапальное устройство 8. Между растопочным бункером 1 пыли и растопочной горелкой 5 размещена дополнительная линия 9 термического разложения пыли, включающая участок 10 термоподготовки расчетной длины выполненной в виде вертикальной петли с перепускным газоходом 11 и шибером 12, сообщающийся на входе с линией 7 горячего воздуха через дополнительный электрокалорифер 13 и с растопочной горелкой 5 на выходе через камеру 14 предварительного зажигания, установленную перед растопочной горелкой 5 и соединенную с ней перепускной трубой 15, в которой размещено указанное электрозапальное устройство, при этом перед камерой 14 предварительного зажигания на выходном участке термоподготовки установлено дросселирующее устройство 16 в виде суженного канала расчетного сечения. Растопочная горелка 5 имеет сопла 17 вторичного воздуха и датчики 18 наличия пламени, установленные также в камере 14 предварительного зажигания, соединенные исполнительным механизмом с питателями 2 и 3 в автоматическом режиме.

Схема безмазутной растопки котла работает следующим образом.

Включается линия 7 горячего воздуха с электрокалорифером 13 и электрозапальным устройством 8 и прогревается вся пылесистема. Шибер 12 перекрыт. Включается питатель 3(в ручном режиме) и пыль через линию 9 термического разложения подается в камеру 14 предварительного зажигания, где происходит воспламенение горючих газов, образованных в линии 9, от электрозапального устройства 8, через которое проходят горючие газы перед поступлением в растопочную горелку 5. При отсутствии воспламенения в камере 14 предварительного зажигания, датчики 18 наличия пламени автоматически отключают пылепитатель 3. Пылесистема продувается горячим воздухом, переводится на более жесткий режим термического разложения пыли (увеличение температуры воздуха с помощью электрокалорифера 13, уменьшение количества пыли, увеличение температуры электрозапального устройства 8) и вновь включается пылепитатель 3. При воспламенении горючих газов в камере 14 предварительного зажигания, включается пылепитатель 2, и пыль горячим воздухом подается по линии 4 подачи пыли в растопочную горелку 5 топки 6 котла. 0при отсутствии наличия пламени в горелке 5, датчиком 18, установленным в горелке 5, отключается пылепитатель 2. При этом пылепитатель 3, подающий пыль в камеру 14 предварительного зажигания, при наличии в ней пламени, может работать. После дополнительного прогрева растопочной горелки 5 снова включается пылепитатель 2 с меньшей подачей пыли. При воспламенении пыли в растопочной горелке 5, пылепитателя 2 и 3 переводятся на полную подачу пыли, при этом шибер 12 может быть открыт, а электрокалорифер 13 отключен. Воспламенение будет происходить за счет тепловой инерции электрозапального устройства 8, которое также может быть отключено. При открывании пламени, процесс повторяется по описанной схеме. После выхода котла на рабочий режим растопочная горелка 5 может использоваться для подсветки факела при пиковых нагрузках котла или при глубокой разгрузке мельниц при отсутствии нагрузки (в ночное время) как дежурная горелка.

Благодаря наличию камеры предварительного зажигания и получению горючих газов до горелки, отрыв факела у горелки 5 маловероятен, так как в случае отрыва пламени, оно вновь воспламеняется за счет постоянного наличия пламени в камере 14 предварительного зажигания. Дросселирующее устройство 16 исключает проскок пламени на участок 10 термоподготовки пыли. Шибером 12 регулируется время термоподготовки: при закрытом шибере время увеличивается, так как пыль идет по более длинному пути через всю петлю, что позволяет работать на разных углях.

Использование: на тепловых электростанциях для растопки котлов. Сущность изобретения. Схема включает основную и дополнительную линию подачи пыли от бункера 1 пыли к растопочной горелке 5 котла. Дополнительная линия 9 имеет участок 10 термоподготовки расчетной длины в виде вертикальной петли с перепускным газоходом 11 и шибером 12 для регулировки времени пребывания пыли в зоне горячих газов, дополнительно подогреваемых в дополнительном калорифере 13, установленном на входе в линию 9. На выходе линии 10 установлено дросселирующее устройство 16 в виде суженного канала расчетного сечения для предупреждения проскока пламени из горелки 5 на участок термоподготовки. Перед горелкой 05 установлена камера 14 предварительного зажигания (КПЗ), к которой подсоединено дросселирующее устройство. В горелке имеются датчики 18 наличия пламени, соединенные исполнительным механизмом с пылепитателями 2 и 3. В перепускной трубе 15, соединяющей КПЗ 14 с горелкой 5, размещено электрозапальное устройство 8. 1 ил.

Схема безмазутной растопки котла, содержащая растопочный бункер пыли с пылепитателями, линию подачи пыли к растопочной горелке топки котла, подключенную к линии горячего воздуха, и электрозапальное устройство, отличающаяся тем, что между растопочным бункером пыли и растопочной горелкой размещена дополнительная линия термического разложения пыли, включающая участок термоподготовки расчетной длины, выполненный в виде вертикальной петли с перепускным газоходом и шибером, сообщающийся на входе с линией горячего воздуха через дополнительный электрокалорифер и с растопочной горелкой на выходе через камеру предварительного зажигания, установленную перед растопочной горелкой и соединенную с ней перепускной трубой, в которой размещено указанное электрозапальное устройство, а перед камерой предварительного зажигания на выходном участке термоподготовки выполнено дросселирующее устройство в виде суженного канала расчетного сечения.