RU2213305C1 - Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning - Google Patents
Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213305C1 RU2213305C1 RU2002101512A RU2002101512A RU2213305C1 RU 2213305 C1 RU2213305 C1 RU 2213305C1 RU 2002101512 A RU2002101512 A RU 2002101512A RU 2002101512 A RU2002101512 A RU 2002101512A RU 2213305 C1 RU2213305 C1 RU 2213305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- chamber
- nozzle
- plasma
- ignition
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001535 kindling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для розжига и стабилизации горения топлива в котельных установках, топочных устройствах и других теплогенерирующих устройствах. The invention relates to the field of power engineering and can be used for ignition and stabilization of fuel combustion in boiler plants, furnace devices and other heat-generating devices.
Наиболее традиционным способом воспламенения топлива является способ, при котором плазмотрон размещают в непосредственной близости от мазутной форсунки горелки так, что сопло плазмотрона касается поверхности конуса распыла мазутного факела (М.Ф. Жуков, Е.И. Карпенко, В.С. Перегудов и др. "Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела". /Под ред. В.Е. Мессерле, В.С. Перегудова, Новосибирск, Наука, Сиб. изд. фирма РАН, 1995, стр. 98). The most traditional way to ignite the fuel is the method in which the plasma torch is placed in the immediate vicinity of the fuel oil nozzle of the burner so that the plasma torch nozzle touches the surface of the spray cone of the fuel oil torch (M.F. Zhukov, E.I. Karpenko, V.S. Peregudov, etc. . "Plasma oil-free kindling of boilers and stabilization of the combustion of a pulverized coal torch." / Under the editorship of V.E. Messerle, V.S. Peregudov, Novosibirsk, Nauka, Sib. Publishing house of the Russian Academy of Sciences, 1995, p. 98).
Недостатком данного способа воспламенения является попадание топлива из-за неравномерности его распыла на плазмотрон, что ведет к закоксовыванию и уменьшению срока эксплуатации электродов плазмотрона. Кроме того, при необходимости снижения расхода топлива через форсунку изменяется угол раскрытия факела, что ведет к увеличению расстояния между соплом плазмотрона и поверхностью конуса распыла факела. С другой стороны, в процессе эксплуатации в результате естественного износа изменяются параметры работы форсунки, что также ведет к изменению угла раскрытия факела и его нестабильности. The disadvantage of this method of ignition is the ingress of fuel due to the uneven distribution of it on the plasma torch, which leads to coking and shortening the life of the electrodes of the plasma torch. In addition, if it is necessary to reduce fuel consumption through the nozzle, the angle of opening of the torch changes, which leads to an increase in the distance between the plasma torch nozzle and the surface of the torch spray cone. On the other hand, during operation, as a result of natural wear and tear, the nozzle operating parameters change, which also leads to a change in the angle of opening of the torch and its instability.
Известно плазмохимическое устройство подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива, содержащее камеру подготовки топлива, в торцевой части которой размещены плазмотрон и паротопливная форсунка, при этом паротопливная форсунка смонтирована под углом к оси плазмотрона для обеспечения пересечения факела распыла указанной форсунки с плазменным факелом плазмотрона, причем указанная камера выполнена с охлаждающей рубашкой, полость которой сообщена с полостью камеры подготовки топлива (RU, полезная модель 19312, F 23 D 1/00, опубл. 20.08.2001). A plasma-chemical fuel preparation device for ignition and stabilization of fuel combustion is known, comprising a fuel preparation chamber, in the end part of which there is a plasmatron and a steam fuel nozzle, while the steam fuel nozzle is mounted at an angle to the axis of the plasma torch to ensure intersection of the spray nozzle of the specified nozzle with the plasma torch of the plasma torch, the specified chamber is made with a cooling jacket, the cavity of which is in communication with the cavity of the fuel preparation chamber (RU, utility model 19312, F 23 D 1/00, publ. 08/20/2001).
Недостатком данного устройства является нестабильная его работа при увеличении тепловой мощности создаваемого факела, что приводит к сбоям в работе плазмотрона. The disadvantage of this device is its unstable operation with an increase in the thermal power of the created torch, which leads to malfunctions of the plasma torch.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по повышению тепловой мощности запального факела и увеличению его геометрических параметров. The present invention is aimed at solving the technical problem of increasing the thermal power of the pilot flame and increasing its geometric parameters.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств и надежности за счет обеспечения устойчивого розжига и стабилизации горения топлива в течение срока службы плазмотрона. The technical result achieved in this case is to improve performance and reliability by ensuring stable ignition and stabilizing fuel combustion during the life of the plasma torch.
Указанный технический результат достигается тем, что в плазмохимическом устройстве подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива, содержащем камеру предварительной подготовки топлива, в которой размещены плазмотрон и паротопливная форсунка, при этом плазмотрон размещен в торцевой части камеры, а паротопливная форсунка смонтирована под углом к оси плазмотрона с направлением ее сопла в сторону направления плазменного факела плазмотрона для обеспечения пересечения факела распыла указанной форсунки с плазменным факелом плазмотрона, причем указанная камера выполнена с охлаждающей рубашкой, полость которой сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива, оно снабжено элементом вывода запального факела в виде сопла или трубы, полость охлаждающей рубашки сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива через перфорацию в торцевой стенке рубашки, паротопливная форсунка смонтирована в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива с расположением ее сопла на расстоянии от сопла плазмотрона в направлении вдоль оси плазмотрона. The specified technical result is achieved by the fact that in the plasma-chemical device for the preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel combustion, containing a preliminary fuel preparation chamber, in which a plasmatron and a steam fuel nozzle are placed, the plasma torch is placed in the end part of the chamber, and the steam fuel nozzle is mounted at an angle to the axis the plasma torch with the direction of its nozzle in the direction of the direction of the plasma torch of the plasma torch to ensure the intersection of the spray torch of the specified nozzle with the plasma torch m of a plasma torch, said chamber being made with a cooling jacket, the cavity of which is in communication with the cavity of the fuel pretreatment chamber, it is equipped with an ignition torch outlet element in the form of a nozzle or pipe, the cavity of the cooling jacket is communicated with the cavity of the fuel pretreatment chamber through perforation in the end wall of the shirt, the steam fuel nozzle is mounted in the side wall of the fuel pre-treatment chamber with its nozzle located at a distance from the plasma torch nozzle in the direction along the axis plasmatron.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата. These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата. The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the above set of features of the required technical result.
На фиг. 1 представлена конструктивная схема плазмохимического устройства для подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива; на фиг. 2 - конструкция розжиговой паротопливной форсунки. In FIG. 1 shows a structural diagram of a plasma-chemical device for preparing fuel for ignition and stabilization of fuel combustion; in FIG. 2 - design ignition steam fuel nozzle.
Согласно изобретению плазмохимическое устройство подготовки топлива для розжига и стабилизации горения топлива содержит камеру предварительной подготовки топлива, сообщенную с элементом вывода запального факела, выполненного в виде трубы или сопла, при этом в указанной камере размещены плазмотрон и паротопливная форсунка. Плазмотрон размещен в торцевой части камеры, а паротопливная форсунка смонтирована под углом к оси плазмотрона с направлением ее сопла в сторону направления плазменного факела плазмотрона (в сторону выходного отверстия трубы или сопла) для обеспечения пересечения факела распыла указанной форсунки с плазменным факелом плазмотрона. При этом паротопливная форсунка смонтирована в боковой стенке камеры предварительной подготовки топлива с расположением ее сопла на расстоянии от сопла плазмотрона в направлении вдоль оси плазматрона. According to the invention, a plasma-chemical device for preparing fuel for ignition and stabilizing the combustion of fuel contains a preliminary fuel preparation chamber in communication with an output element of an ignition torch made in the form of a pipe or nozzle, while a plasmatron and a steam fuel nozzle are placed in said chamber. The plasma torch is located in the end part of the chamber, and the steam-fuel nozzle is mounted at an angle to the axis of the plasma torch with the direction of its nozzle in the direction of the plasma torch of the plasma torch (towards the outlet of the pipe or nozzle) to ensure the intersection of the spray torch of the nozzle with the plasma torch of the plasma torch. In this case, the steam-fuel nozzle is mounted in the side wall of the preliminary fuel preparation chamber with its nozzle located at a distance from the plasma torch nozzle in the direction along the axis of the plasmatron.
Указанная камера выполнена с охлаждающей рубашкой, полость которой сообщена с полостью камеры предварительной подготовки топлива через перфорацию в торцевой стенке рубашки. The specified chamber is made with a cooling jacket, the cavity of which is in communication with the cavity of the chamber for preliminary preparation of fuel through perforation in the end wall of the shirt.
Ниже приводится пример конкретного исполнения изобретения. The following is an example of a specific embodiment of the invention.
В устройстве (фиг. 1) используется камера предварительной подготовки топлива 1, которая может присоединяться к элементу вывода запального факела в виде стандартной трубы 2 под запальное устройство, установленной в горелке. В торцевой части камеры предварительной подготовки топлива 1 располагается плазмотрон 3, а в боковой стенке этой камеры устанавливается паротопливная форсунка 4 под углом к оси плазмотрона так, что сопло форсунки направлено в сторону выходного отверстия трубы. Камера предварительной подготовки топлива 1 снабжена охлаждающей рубашкой 5 с перфорацией в ее торцевой стенке 8 рубашки. В качестве охладителя в рубашке 5 используется воздух, выполняющий также роль эжектора и окислителя. В данном устройстве может применяться дальнобойная паротопливная форсунка (фиг.2), в которой пар (как вариант, воздух) подается по прямому каналу 6, а топливо по каналу 7, расположенному под углом к нему, форсунка снабжена соплом. The device (Fig. 1) uses a chamber for preliminary preparation of fuel 1, which can be connected to the output element of the ignition torch in the form of a standard pipe 2 for the ignition device installed in the burner. A plasma torch 3 is located in the end part of the fuel pre-treatment chamber 1, and a steam-fuel nozzle 4 is installed in the side wall of this chamber at an angle to the axis of the plasma torch so that the nozzle nozzle is directed towards the pipe outlet. The chamber for preliminary preparation of fuel 1 is equipped with a cooling jacket 5 with perforation in its end wall 8 of the shirt. As the cooler in the jacket 5, air is used, which also acts as an ejector and an oxidizing agent. This device can be used long-range steam fuel nozzle (figure 2), in which steam (as an option, air) is supplied through a
В камере предварительной подготовки топливо направляется в высокотемпературную зону плазменного факела, где за счет высоких скоростей и относительно крупных капель в факеле распыла топлива разлагается только часть подаваемого топлива, а часть его попадает в стандартную трубу 2 под запальное устройство и смешивается с продуктами термического разложения горючего и окислителя. Воздух и топливо подаются в устройство с таким расчетом, чтобы разложение и горение топлива происходило при недостатке окислителя. На выходе из стандартной трубы 2 под запальное устройство продукты термического разложения и неполного сгорания топлива, имеющие высокое содержание активных радикалов, соединяются с окислителем, содержащимся в дутьевом воздухе, и образуют устойчивый высокотемпературный запальный факел, обеспечивающий надежное воспламенение газомазутной форсунки. Данное устройство может использоваться для плазмохимической подготовки пылеугольной смеси. In the preliminary preparation chamber, fuel is sent to the high-temperature zone of the plasma torch, where due to high speeds and relatively large droplets in the fuel spray torch, only part of the supplied fuel decomposes, and part of it enters the standard pipe 2 under the ignition device and mixes with the products of thermal decomposition of the fuel and oxidizing agent. Air and fuel are supplied to the device so that the decomposition and combustion of the fuel occurs when there is a lack of oxidizer. At the exit from the standard pipe 2 under the ignition device, the products of thermal decomposition and incomplete combustion of the fuel, having a high content of active radicals, are combined with the oxidizing agent contained in the blast air and form a stable high-temperature ignition torch, which ensures reliable ignition of the gas-oil nozzle. This device can be used for plasma-chemical preparation of a pulverized-coal mixture.
Настоящее изобретение промышленно применимо. Проведенные испытания устройства показали, что применение в данной схеме плазмотрона электрической мощностью 15-25 кВт при расходе топлива 11-14 г/с и воздуха 26-31 г/с обеспечивает формирование устойчивого направленного запального факела, имеющего длину до 2500 мм. The present invention is industrially applicable. Tests of the device showed that the use of a plasma torch with an electric power of 15-25 kW at a fuel consumption of 11-14 g / s and air 26-31 g / s in this circuit ensures the formation of a stable directional ignition torch having a length of up to 2500 mm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101512A RU2213305C1 (en) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101512A RU2213305C1 (en) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002101512A RU2002101512A (en) | 2003-08-10 |
| RU2213305C1 true RU2213305C1 (en) | 2003-09-27 |
Family
ID=29777342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002101512A RU2213305C1 (en) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2213305C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499193C1 (en) * | 2012-06-08 | 2013-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Supersonic plasma-chemical combustion-stabilisation device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1585943A (en) * | 1978-05-13 | 1981-03-11 | Union Carbide Corp | Pulverised coal arc heated igniter system |
| US4508040A (en) * | 1982-01-18 | 1985-04-02 | Skf Steel Engineering Aktiebolag | Method and plant for conversion of waste material to stable final products |
| SU1732119A1 (en) * | 1988-07-25 | 1992-05-07 | Институт теплофизики СО АН СССР | Dust-coal fuel igniter |
| RU2047048C1 (en) * | 1993-04-16 | 1995-10-27 | Институт теплофизики СО РАН | Device for firing pulverized fuel |
| RU2132515C1 (en) * | 1995-03-31 | 1999-06-27 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Method for plasma starting and stabilization of pulverized-fuel flame |
| RU19312U1 (en) * | 2001-05-29 | 2001-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар" | DEVICE FOR IGNITION AND LIGHTING OF THE DUST COAT TORCH |
-
2002
- 2002-01-23 RU RU2002101512A patent/RU2213305C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1585943A (en) * | 1978-05-13 | 1981-03-11 | Union Carbide Corp | Pulverised coal arc heated igniter system |
| US4508040A (en) * | 1982-01-18 | 1985-04-02 | Skf Steel Engineering Aktiebolag | Method and plant for conversion of waste material to stable final products |
| SU1732119A1 (en) * | 1988-07-25 | 1992-05-07 | Институт теплофизики СО АН СССР | Dust-coal fuel igniter |
| RU2047048C1 (en) * | 1993-04-16 | 1995-10-27 | Институт теплофизики СО РАН | Device for firing pulverized fuel |
| RU2132515C1 (en) * | 1995-03-31 | 1999-06-27 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Method for plasma starting and stabilization of pulverized-fuel flame |
| RU19312U1 (en) * | 2001-05-29 | 2001-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар" | DEVICE FOR IGNITION AND LIGHTING OF THE DUST COAT TORCH |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499193C1 (en) * | 2012-06-08 | 2013-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Supersonic plasma-chemical combustion-stabilisation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101324341B (en) | Pure oxygen ignition/stable combustion device and method for pulverized coal boiler | |
| US6718773B2 (en) | Method for igniting a thermal turbomachine | |
| RU2213305C1 (en) | Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning | |
| CN103017190B (en) | Oxygenating device igniting with little oil or without oil | |
| RU2244878C2 (en) | Igniter (versions) | |
| RU2213303C1 (en) | Plasma-chemical facility to prepare fuel for lighting up and stabilization of fuel burning | |
| RU2213304C1 (en) | Plasma-chemical facility for preparation of fuel for ignition and stabilization of fuel burning | |
| CN108343951B (en) | Pulverized coal combustion equipment and pulverized coal combustion boiler | |
| RU19312U1 (en) | DEVICE FOR IGNITION AND LIGHTING OF THE DUST COAT TORCH | |
| RU2171429C1 (en) | Turbulent burner | |
| JP2004198050A (en) | Animal and vegetable oil combustion device | |
| RU2215940C2 (en) | Plasma-chemical device for fuel ignition and fuel burning stabilization | |
| RU2731081C1 (en) | Method for flare combustion of a fuel-air mixture and device for realizing a method using an electro-ionization igniter | |
| RU2189528C1 (en) | Device for firing-up and lighting coal-dust cone | |
| CN203052700U (en) | Oxygen adding device of little-oil ignition or oil-free ignition | |
| CN201246737Y (en) | Anthracite duff combustion device of power station boiler | |
| CN222417425U (en) | A fire extraction and stabilizing combustion device and burner | |
| CN101334162A (en) | Power plant boiler anthracite pulverized combustion equipment | |
| RU2229062C2 (en) | Hot-bulb ignition burner | |
| KR910006270B1 (en) | Combustion method of particulate fuel | |
| US4416615A (en) | Fuel burner construction | |
| RU147336U1 (en) | FUEL COMBUSTION DEVICE | |
| RU2180077C1 (en) | Method firing-up boiler unit provided with vortex burner and plant for realization of this method | |
| RU2779675C1 (en) | Method for flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method | |
| CN201526986U (en) | Device and method for igniting pulverized coal by arc plasma |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070124 |