Горелочное устройство

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для растопки и работы котлов с жидким шлакоудалением Горелочное устройство содержит растопочную горелку, включающую циркуляционную трубу с муфелем, размещенную в воздушном коробе, перед входным торцом которой установлены кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК) с растопочной мазутной форсункой, размещенной внутри кольцевого сопла, и воздушное сопло, тангенциально пристыкованное к кольцевому соплу подачи пыли, образованному внешним и внутренним коаксиальными патрубками, заведенными через фронтальную стенку воздушного короба внутрь циркуляционной трубы, а с противоположной стенки воздушного короба к нему пристыкован входным торцом горелочный насадок, выходной торец которого заведен внутрь амбразуры горелочного устройства топки котла, а также дополнительная горелка с коаксиальными соплами подачи пыли высокой концентрации и воздуха, ось которой направлена на под камеры сгорания топки котла под острым углом к оси растопочной горелки, причем оси циркуляционной трубы и горелочного насадка установлены эксцентрично относительно друг друга и лежат в одной вертикальной плоскости с образованием между циркуляционной трубой и горелочным насадком в верхней их части зазора, через который в горелочный насадок растопочной горелки заведен выходной торец указанной дополнительной горелки, ось которой лежит в этой же вертикальной плоскости, при этом выходной и входной торцы внутренних поверхностей, соответственно, муфеля и горелочного насадка в нижней их части состыкованы между собой, а входной торец дополнительной горелки заведен внутрь воздушного короба через его фронтальную стенку над циркуляционной трубой. Оси циркуляционной трубы и горелочного насадка растопочной горелки направлены на под камеры сгорания, а внешний коаксиальный патрубок кольцевого сопла подачи пыли высокой концентрации и муфель состыкованы заподлицо внутренними поверхностями, диаметры которых равны. Это позволяет повысить эффективность воспламенения и обеспечить надежное вытекание жидкого шлака из камеры сгорания топки котла за счет того, что после растопки котла растопочная горелка работает в режиме штатной горелки, подсвечивая под камеры сгорания, что повышает экономичность работы котла. 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для растопки и работы котлов с жидким шлакоудалением.

Известно горелочное устройство в топке (патент РФ 2313034, опубл. 20.12.2007 г. Бюл. 35), содержащее циркуляционную трубу, перед входным торцом которой размещено сопло подачи инжектирующего агента, а со стороны выходного торца установлен горелочный насадок так, что циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли высокой концентрации (ПВК), холодного высоконапорного воздуха и горячего слабонапорного воздуха, и воздушные сопла, при этом сопла высоконапорного холодного воздуха размещены спутно потоку в кольцевом зазоре между циркуляционной трубой и горелочным насадком так, что их выходные торцы расположены в плоскости выходного и входного торцов, соответственно, циркуляционной трубы и горелочного насадка, подключенного к источнику слабонапорного горячего воздуха.

Недостатком известного устройства является невозможность подсветки факелом горелочного устройства надподового пространства топки котла для обеспечения бесперебойного вытекания жидкого шлака, так как ось горелочного устройства расположена горизонтально.

Известно горелочное устройство в топке (патент РФ 2294484, опубл. 27.02.2007 г. Бюл. 6), содержащее растопочную горелку, включающую циркуляционную трубу с муфелем, размещенную в воздушном коробе, перед входным торцом которой установлены сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК), заведенное через фронтальную стенку воздушного короба внутрь циркуляционной трубы, растопочная мазутная форсунка и воздушные сопла, а с противоположной стенки воздушного короба к нему пристыкован входным торцом горелочный насадок, выходной торец которого заведен внутрь амбразуры горелочного устройства топки котла, причем оси циркуляционной трубы и горелочного насадка расположены горизонтально, а также дополнительная горелка с коаксиальными соплами подачи пыли высокой концентрации и воздуха, ось которой направлена на под камеры сгорания топки котла под острым углом к оси растопочной горелки.

Недостатком известного горелочного устройства является наличие периферийной камеры сгорания, в которой установлена указанная дополнительная горелка, что влечет повышение себестоимости отпускаемой электроэнергии и пара, а, следовательно, снижается эффективность работы оборудования котла.

Известно горелочное устройство (патент РФ 2378572, МПК F23D 1/00, опубликовано: 10.01.2010 Бюл. 1), содержащее растопочную горелку, включающую циркуляционную трубу с муфелем, размещенную в воздушном коробе, перед входным торцом которой установлены кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК) с растопочной мазутной форсункой, размещенной внутри кольцевого сопла, и воздушное сопло, тангенциально пристыкованное к кольцевому соплу подачи пыли, образованному внешним и внутренним коаксиальными патрубками, заведенными через фронтальную стенку воздушного короба внутрь циркуляционной трубы, а с противоположной стенки воздушного короба к нему пристыкован входным торцом горелочный насадок, выходной торец которого заведен внутрь амбразуры горелочного устройства топки котла, а также дополнительная горелка с коаксиальными соплами подачи пыли высокой концентрации и воздуха, ось которой направлена на под камеры сгорания топки котла под острым углом к оси растопочной горелки, причем оси циркуляционной трубы и горелочного насадка установлены эксцентрично относительно друг друга и лежат в одной вертикальной плоскости с образованием между циркуляционной трубой и горелочным насадком в верхней их части зазора, через который в горелочный насадок растопочной горелки заведен выходной торец указанной дополнительной горелки, ось которой лежит в этой же вертикальной плоскости, при этом выходной и входной торцы внутренних поверхностей, соответственно, муфеля и горелочного насадка в нижней их части состыкованы между собой, а входной торец дополнительной горелки заведен внутрь воздушного короба через его фронтальную стенку над циркуляционной трубой.

Недостатком известного устройства является использование растопочной горелки горелочного устройства только для растопки котла, в остальное время работы котла растопочная горелка не используется, что снижает экономичность работы котла.

В основу изобретения положена задача повышения эффективности и экономичности воспламенения и обеспечения бесперебойного вытекания жидкого шлака из камеры сгорания топки котла.

Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, содержащем растопочную горелку, включающую циркуляционную трубу с муфелем, размещенную в воздушном коробе, перед входным торцом которой установлены кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК) с растопочной мазутной форсункой, размещенной внутри кольцевого сопла, и воздушное сопло, тангенциально пристыкованное к кольцевому соплу подачи пыли, образованному внешним и внутренним коаксиальными патрубками, заведенными через фронтальную стенку воздушного короба внутрь циркуляционной трубы, а с противоположной стенки воздушного короба к нему пристыкован входным торцом горелочный насадок, выходной торец которого заведен внутрь амбразуры горелочного устройства топки котла, а также дополнительная горелка с коаксиальными соплами подачи пыли высокой концентрации и воздуха, ось которой направлена на под камеры сгорания топки котла под острым углом к оси растопочной горелки, причем оси циркуляционной трубы и горелочного насадка установлены эксцентрично относительно друг друга и лежат в одной вертикальной плоскости с образованием между циркуляционной трубой и горелочным насадком в верхней их части зазора, через который в горелочный насадок растопочной горелки заведен выходной торец указанной дополнительной горелки, ось которой лежит в этой же вертикальной плоскости, при этом выходной и входной торцы внутренних поверхностей, соответственно, муфеля и горелочного насадка в нижней их части состыкованы между собой, а входной торец дополнительной горелки заведен внутрь воздушного короба через его фронтальную стенку над циркуляционной трубой, согласно полезной модели, оси циркуляционной трубы и горелочного насадка растопочной горелки направлены на под камеры сгорания, а внешний коаксиальный патрубок кольцевого сопла подачи пыли высокой концентрации и муфель состыкованы заподлицо внутренними поверхностями, диаметры которых равны.

Направление осей циркуляционной трубы и горелочного насадка растопочной горелки на под камеры сгорания, при этом внешний коаксиальный патрубок кольцевого сопла подачи пыли высокой концентрации и муфель состыкованы заподлицо внутренними поверхностями, диаметры которых равны, позволяет обеспечить не только растопку с настильной подачей пыли из кольцевого сопла на раскаленную поверхность муфеля, но и подсветку топки котла факелом растопочной горелки во время работы котла, что повышает эффективность воспламенения и исключает вынужденный простой растопочной горелки во время работы котла.

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого горелочного устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на 4 фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Горелочное устройство содержит растопочную горелку 1, включающую циркуляционную трубу 2 с муфелем 3, размещенную в воздушном коробе 4, перед входным торцом которой установлено кольцевое сопло 5 подачи пыли высокой концентрации (ПВК), сопло 6 горячего воздуха, тангенциально пристыкованное к кольцевому соплу 5, с растопочной мазутной форсункой 7, размещенной внутри кольцевого сопла 5 подачи ПВК, заведенного через фронтальную стенку 8 воздушного короба внутрь муфеля 3 циркуляционной трубы 2, а с противоположной стенки 9 воздушного короба 4 к нему пристыкован входным торцом горелочный насадок 10, выходной торец которого заведен внутрь амбразуры 11 горелочного устройства топки 12 котла. Оси циркуляционной трубы 2, горелочного насадка 10 растопочной горелки 1 и дополнительной горелки 13 с коаксиальными соплами 14 и 15 подачи ПВК и горячего воздуха, направлены на под (не обозначен) камеры сгорания топки 12 котла, и диаметры их одинаковы. Ось дополнительной горелки 13 направлена под острым углом к оси растопочной горелки 1 для обеспечения эффективного воспламенения пыли в дополнительной горелке 13 за счет смешения факелов. К соплу 14 подачи ПВК соосно пристыковано сопло 6 подачи горячего воздуха для создания растопочной концентрации пыли на выходе из дополнительной горелки 13. Оси циркуляционной трубы 2 и горелочного насадка 10 установлены эксцентрично относительно друг друга и лежат в одной вертикальной плоскости с образованием между циркуляционной трубой и горелочным насадком в верхней их части зазора 16, через который в горелочный насадок 10 растопочной горелки 1 заведен выходной торец указанной дополнительной горелки 13, ось которой лежит в этой же вертикальной плоскости, при этом выходной и входной торцы внутренних поверхностей, соответственно, муфеля 3 и горелочного насадка 10 в нижней их части состыкованы между собой, а входной торец дополнительной горелки 13 заведен внутрь воздушного короба 4 через фронтальную стенку 8 над циркуляционной трубой 2. Муфель может быть выполнен из фасонных клиновых кирпичей, фиксируемых в кожухе 17 муфеля 3, выполненном для удобства монтажа из нижнего и верхнего полуцилиндров 18 и 19, при этом нижний полуцилиндр 18 установлен под муфелем 3, и закреплен на противоположных стенках воздушного короба 4, а верхний размещен над муфелем 3 и может быть выполнен из разъемных полуколец. Проходное сечение зазора 16 может быть расширено за счет выполнения на воздушном коробе 4 откоса 20 в виде прилива с боковинами 21, скашивающего прямой угол в месте стыка воздушного короба 4 с горелочным насадком 10 в верхней его части. Сопла 5 и 14 подачи ПВК в растопочную и дополнительную горелки 1 и 13 соединены, соответственно, пылепроводами 22 и 23 с источником 24 ПВК через трехходовой кран 25, причем выходной торец растопочной мазутной форсунки 7 установлен внутри кольцевого сопла 5 подачи ПВК в растопочную горелку. Кольцевое сопло 5 подачи ПВК, установлено соосно муфелю 3 и образовано внешним и внутренним коаксиальными патрубками 26 и 27, открытыми в муфель 3, и заглушено плоской кольцевой крышкой 28 с наружной стороны. К патрубку 26 тангенциально подсоединены пылепровод 22 ПВК и воздушное сопло 6. Внутри патрубка 27 размещены выходной торец растопочной мазутной форсунки 7 и запальник 29, заведенные через плоскую круглую крышку 30, установленную с наружной стороны с гляделкой 31. Воздушный короб 4 соединен с источником 32 горячего воздуха. Внешний коаксиальный патрубок 26 кольцевого сопла 5 подачи пыли высокой концентрации и муфель 3 циркуляционной трубы 2 состыкованы заподлицо внутренними поверхностями, диаметры которых равны.

Горелочное устройство работает следующим образом.

С помощью запальника 29 поджигается мазут в растопочной мазутной форсунке 7 и прогревается муфель 3 растопочной горелки 1. После прогрева муфеля 3 до температуры самовоспламенения пыли, в растопочном режиме, на раскаленные стенки муфеля 3 через кольцевое сопло 5 тангенциально подается пыль высокой концентрации (ПВК), поступающая от источника 24 ПВК через трехходовой кран 25 и пылепровод 22, и горячий воздух через сопло 6. Аэросмесь воспламеняется при контакте со стенками муфеля 3 и поступает в горелочный насадок 10, в который через зазор 16 поступает горячий воздух из воздушного короба 4. При контакте с воздухом горючие летучие, выделившиеся из топлива в муфеле 3, воспламеняются и своим факелом поджигают коксовую основу, догорающую в камере сгорания топки 12 котла. После растопки котла, растопочная мазутная форсунка 7 отключается, а растопочная горелка 1 работает в режиме штатной горелки, подсвечивая объем камеры сгорания котла для повышения температуры жидкого шлака, способствующей его вытеканию из топки. Поступающая от источника 24 ПВК трехходовым краном 25 переключается также и на сопло 14 подачи ПВК через пылепровод 23 на дополнительную горелку 13, в которую через сопло 15 подается горячий воздух. В факеле растопочной горелки 1 пыль, выходящая из выходного торца дополнительной горелки 13, воспламеняется и поступает в камеру сгорания топки 12, в ее надподовое пространство, где сгорает, обеспечивая безостановочную эвакуацию жидкого шлака из летки (не обозначена) топки 12 котла. Таким образом, растопочная горелка 1 после растопки котла не простаивает, а работает в режиме основной горелки, способствуя повышению температуры в надподовом пространстве, обеспечивая надежный режим вытекания жидкого шлака.

Предлагаемое техническое решение позволяет с помощью одного универсального устройства, содержащего две горелки: растопочную и дополнительную, повысить эффективность и экономичность воспламенения топлива, и обеспечить надежное вытекание жидкого шлака из камеры сгорания топки котла.

Горелочное устройство, содержащее растопочную горелку, включающую циркуляционную трубу с муфелем, размещенную в воздушном коробе, перед входным торцом которой установлены кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК) с растопочной мазутной форсункой, размещенной внутри кольцевого сопла, и воздушное сопло, тангенциально пристыкованное к кольцевому соплу подачи пыли, образованному внешним и внутренним коаксиальными патрубками, заведенными через фронтальную стенку воздушного короба внутрь циркуляционной трубы, а с противоположной стенки воздушного короба к нему пристыкован входным торцом горелочный насадок, выходной торец которого заведен внутрь амбразуры горелочного устройства топки котла, а также дополнительная горелка с коаксиальными соплами подачи пыли высокой концентрации и воздуха, ось которой направлена на под камеры сгорания топки котла под острым углом к оси растопочной горелки, причем оси циркуляционной трубы и горелочного насадка установлены эксцентрично относительно друг друга и лежат в одной вертикальной плоскости с образованием между циркуляционной трубой и горелочным насадком в верхней их части зазора, через который в горелочный насадок растопочной горелки заведен выходной торец указанной дополнительной горелки, ось которой лежит в этой же вертикальной плоскости, при этом выходной и входной торцы внутренних поверхностей соответственно муфеля и горелочного насадка в нижней их части состыкованы между собой, а входной торец дополнительной горелки заведен внутрь воздушного короба через его фронтальную стенку над циркуляционной трубой, отличающееся тем, что оси циркуляционной трубы и горелочного насадка растопочной горелки направлены на под камеры сгорания, а внешний коаксиальный патрубок кольцевого сопла подачи пыли высокой концентрации и муфель состыкованы заподлицо внутренними поверхностями, диаметры которых равны.