Способ безопасной работы горелки в широком диапазоне нагрузок

Авторы патента:

F23Q9 - Вспомогательные воспламенительные факелы

Владельцы патента RU 2493489:

Общество с ограниченной ответственностью "Энерго Эстейт" (RU)

Изобретение относится к области теплотехники к способам для сжигания топлива при принудительной подаче воздуха и газа с предварительным смешением. Способ безопасной работы горелки в широком диапазоне нагрузок заключается в том, что в режиме розжига горелки подают искру на запальник, подвергают розжигу запальником пилотную горелку с раздельной подачей газа и воздуха, стабильность работы которой обеспечивают постоянным расходом газовоздушной смеси, осуществляют раздельную подачу газа и воздуха в основную горелку с последующим смесеобразованием в камере сгорания, при этом выводят основную горелку в режим минимальной тепловой мощности и разжигают факел основной горелки факелом пилотной горелки, устанавливают постоянный контроль за факелом пилотной горелки ионизационным датчиком и выключают запальник, продолжают работу горелки в широком диапазоне нагрузок, при этом исключают погасание основного факела горелки, в том числе и в случае отрыва факела, посредством поджига факелом постоянно работающей пилотной горелки, контролирующей основной факел горелки. Изобретение обеспечивает безопасную и надежную работу горелки в широком диапазоне нагрузок. 1 ил.

Изобретение относится к технике сжигания топлив в горелочных устройствах, в частности газообразного топлива. Способ может быть применен при работе энергетических, паровых и водогрейных котлов ТЭЦ.

Известен способ работы горелки (RU №2426946 С2), заключающийся в том, что подают газ на запальник и разжигают его искроразрядником. После того, как от датчика контроля факела запальника получен сигнал о наличии факела запальника, на горелку подают воздух и газ, при этом переводят горелку в режим минимальной тепловой мощности. Разжигают факел горелки факелом запальника. После получения сигнала с датчика контроля факела горелки о наличии факела горелки выключают запальник и искроразрядник. Производят автоматическое регулирование мощности горелки, факел которой контролируют датчиком контроля факела горелки. Известный способ работы горелки не обеспечивает надежного селективного контроля факела горелки в случае ее работы на многогорелочном котле при встречном расположении горелок. Селективность контроля пламени - это реагирование устройства контроля пламени только на пламя контролируемой горелки (определение согласно ГОСТ Р 52229-2004). При включении большого числа горелок зона контролируемого факела при погасании горелки заполняется горячими газами других горелок. Следовательно, возможно наличие ложного сигнала на датчике контроля факела горелки при погасании или отрыве факела горелки.

Известен способ работы горелки (SU №953372 А1), принятый в качестве прототипа, заключающийся в том, что осуществляют раздельную подачу газа и воздуха в основную горелку с последующим смесеобразованием в камере сгорания. Для розжига топливно-воздушной смеси используют пилотную горелку с раздельной подачей газа и воздуха, горючую смесь которой, в свою очередь, поджигают с помощью запально-защитного устройства (далее ЗЗУ). При этом горелка содержит корпус, газовую трубку, воздушные каналы, завихритель, камеру сгорания, пилотную горелку, снабженную ЗЗУ. В известном способе не описаны меры по обеспечению безопасной работы горелки.

Задачей изобретения является создание безопасного и надежного способа работы горелки в широком диапазоне нагрузок.

Технический результат достигается тем, что способ безопасной работы горелки в широком диапазоне нагрузок заключается в том, что в режиме розжига горелки подают искру на запальник, подвергают розжигу запальником пилотную горелку с раздельной подачей газа и воздуха, стабильность работы которой обеспечивают постоянным расходом газовоздушной смеси, осуществляют раздельную подачу газа и воздуха в основную горелку с последующим смесеобразованием в камере сгорания, при этом выводят основную горелку в режим минимальной тепловой мощности и разжигают факел основной горелки факелом пилотной горелки, устанавливают постоянный контроль за факелом пилотной горелки ионизационным датчиком и выключают запальник, продолжают работу горелки в широком диапазоне нагрузок, при этом исключают погасание основного факела горелки, в том числе и в случае отрыва факела, посредством поджига факелом постоянно работающей пилотной горелки, контролирующей основной факел горелки.

На фигуре представлена принципиальная схема горелки и блока газового автоматического для осуществления предлагаемого способа безопасной работы горелки.

Горелка состоит из основной горелки с устройством 1 для подачи газа и воздушными каналами 2, пилотной горелки с устройством 3 для подачи газа и воздушным каналом 4 и газового запальника 5. Основная и пилотная горелки выполнены с раздельной подачей газа и воздуха. Подача газа в основную горелку осуществляется по основному газопроводу 6, на котором установлены первый запорный клапан 7 (далее первый ПЗКА), второй запорный клапан 8 (далее второй ПЗКА) и поворотный регулирующий затвор 9. Подача газа в пилотную горелку осуществляется по газопроводу 11, на котором установлен поворотный регулирующий затвор 12. В основную и пилотную горелки осуществляется принудительная подача воздуха, для регулирования количества которого, на входе в основную горелку установлен воздушный шибер 10, а на входе в пилотную горелку установлен воздушный шибер 13. Подача газа в запальник осуществляется по газопроводу 14 запальника, на котором установлен электромагнитный клапан 15. Для розжига запальника подается напряжение на устройство для электророзжига 16. Для контроля факела пилотной горелки используется ионизационный датчик 17 пилотной горелки. Для контроля факела запальника используется ионизационный датчик 18 запальника. Управление работой горелки и арматурой блока газового осуществляется в автоматическом режиме системой управления 19.

Пилотная горелка предназначена для контроля факела основной горелки. Использование пилотной горелки с принудительной подачей воздуха позволяет получить стабильный факел с гарантированными его параметрами. Расход воздуха на пилотную горелку составляет 2-5% от общего расхода воздуха.

Перед розжигом горелки запорная и регулирующая арматура должна находиться в следующем состоянии (смотри схему):

- первый ПЗКА 7 и второй ПЗКА 8 на основном газопроводе 6 должны находится в закрытом положении;

- воздушный шибер 10 перед основной горелкой должен находиться в закрытом положении;

- поворотный регулирующий затвор 9 на основном газопроводе 6 должен находиться в положении, соответствующем режиму минимальной тепловой мощности горелки;

- электромагнитный клапан 15 на газопроводе 14 запальника должен находиться в закрытом положении;

- поворотный регулирующий затвор 12 на газопроводе 11 и воздушный шибер 13 перед пилотной горелкой должны находиться в таких положениях, которые устанавливают величины расхода (давления) газа и воздуха, обеспечивающие стабильный факел пилотной горелки и ее постоянную мощность.

Работа горелки осуществляется в следующем порядке:

- После проведения подготовительных мероприятий согласно требованиям нормативной документации по подготовке системы газоснабжения горелки и воздухоснабжения (продувки газопровода и котла, опрессовки запорной арматуры и т.д.) за счет открытия соответствующей арматуры на газопроводе перед горелкой, производится розжиг газового запальника 5. Для этого открывают первый ПЗКА 7 на основном газопроводе 6, электромагнитный клапан 15 и подают напряжение на устройство 16 для электророзжига, искрой которого разжигают газовый запальник 5.

- После подтверждения наличия факела на запальнике 5 при помощи ионизационного датчика 18 запальника открывают второй ПЗКА 8 на основном газопроводе 6. Через регулирующий затвор 12 и воздушный шибер 13, расположенные перед пилотной горелкой подаются воздух и газ, образующие в камере сгорания газовоздушную смесь, которую разжигают факелом запальника 5. Подача газа на основную горелку происходит через регулирующий затвор 9, находящийся в положении, соответствующем минимальному расходу газа, а подача воздуха на основную горелку происходит через воздушный шибер 10 за счет его неплотного закрытия. Факел основной горелки разжигают факелом пилотной горелки.

- Факел пилотной горелки контролируют ионизационным датчиком 17. После получения сигнала, свидетельствующего о стабильном факеле на пилотной горелке, прекращают подачу газа к запальнику 5, закрывая электромагнитный клапан 15.

На этом процесс розжига горелки заканчивается.

В дальнейшем при работе основной горелки в широком диапазоне нагрузок регулировка величины расхода (давления) воздуха и газа на пилотную горелку не производится, т.е. величина расхода газовоздушной смеси остается постоянной. Изменение мощности горелки производится регулирующим затвором 9 и через регулятор соотношений "газ-воздух" шибером 10 основной горелки. Исключают погасание, в том числе и отрыв факела основной горелки посредством его поджига постоянно работающей пилотной горелкой. Наличие постоянного контроля за факелом постоянно действующей пилотной горелки гарантирует наличие и контроль основного факела горелки. При работе на котле нескольких горелок контроль факела каждой пилотной горелки обеспечивает селективный контроль основного факела каждой горелки.

Если ионизационный датчик пилотной горелки покажет отсутствие факела, будет прекращена подача газа на всю горелку.

Способ безопасной работы горелки в широком диапазоне нагрузок заключается в том, что в режиме розжига горелки подают искру на запальник, подвергают розжигу запальником пилотную горелку с раздельной подачей газа и воздуха, стабильность работы которой обеспечивают постоянным расходом газовоздушной смеси, осуществляют раздельную подачу газа и воздуха в основную горелку с последующим смесеобразованием в камере сгорания, при этом выводят основную горелку в режим минимальной тепловой мощности и разжигают факел основной горелки факелом пилотной горелки, устанавливают постоянный контроль за факелом пилотной горелки ионизационным датчиком и выключают запальник, продолжают работу горелки в широком диапазоне нагрузок, при этом исключают погасание основного факела горелки, в том числе и в случае отрыва факела, посредством поджига факелом постоянно работающей пилотной горелки, контролирующей основной факел горелки.

Изобретение относится к проточным устройствам для импульсного зажигания высокоскоростных потоков гомогенных и гетерогенных горючих смесей в различных энергетических установках, прежде всего в импульсно-детонационных технологических устройствах и в импульсно-детонационных двигателях летательных аппаратов.

Устройство для сжигания топлива и способ сжигания топлива // 2485398

Горелка газовоздушная инжекционная для поджига газокислородных машинных резаков // 2471121

Изобретение относится к инжекционным горелочным устройствам, преимущественно к горелкам, предназначенным для поджига газокислородных машинных резаков. .

Устройство дистанционного розжига факельных газов // 2463521

Изобретение относится к устройствам розжига газовых горелок факельных установок и может быть использовано в нефтегазовой, нефтехимической и других отраслях промышленности при утилизации сбросных газов и многофазных систем промстоков.

Способ сжигания угля микропомола и угля обычного помола в пылеугольной горелке и устройство для его реализации // 2460941

Изобретение относится к области теплоэнергетики - способу и устройству для сжигания угля микропомола и угля обычного помола в пылеугольной горелке. .

Способ регулирования раздельной подачи топлива // 2449217

Изобретение относится к области энергетики. .

Горелка газовой турбины и газовая турбина // 2439433

Изобретение относится к газовой горелке. .

Запальное устройство // 2424469

Изобретение относится к вспомогательным горелкам, предназначенным для зажигания главных горелок, установленных в топочном пространстве, и обеспечивает при его использовании повышение надежности работы запального устройства при расширении его функциональных возможностей.

Электротермическое устройство для розжига и контроля пламени в газовых горелках // 2395038

Изобретение относится к устройству для розжига и контроля пламени в газовых горелках. .

Запальное устройство // 2374560

Изобретение относится к запальным устройствам для силовых установок, таких как кислородо-водородные парогенераторы. .

Газомазутная горелка // 2518759

Изобретение относится к энергетике, а именно к газомазутной вихревой горелке с принудительной подачей воздуха. Горелка для сжигания газообразного и/или жидкого топлива применяется в паровых и водогрейных котлах. Горелка состоит из основной горелки с устройством для подачи газообразного топлива и с устройством для подачи жидкого топлива, пилотной горелки и запальной горелки. Пилотная горелка с принудительной подачей воздуха расположена в корпусе основной горелки. При работе на газообразном топливе пилотная горелка используется для контроля факела основной горелки. В качестве датчика факела основной горелки, работающей на жидком топливе, используется фотодатчик. Запальная горелка, расположенная в корпусе основной горелки используется для розжига факела пилотной горелки и факела основной горелки, работающей как на газообразном, так и на жидком топливе. Задача изобретения - создание безопасной горелки для котлов большой мощности. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ зажигания и эксплуатации горелок при газификации углеродосодержащих видов топлива // 2533275

Изобретение относится к области энергетики. Способ зажигания и эксплуатации горелок при газификации углеродосодержащих типов топлива с использованием по меньшей мере двух газификационных горелок заключается в том, что одна из газификационных горелок выполнена в виде пусковой горелки, для зажигания которой служит по меньшей мере одна пилотная горелка, которую зажигают посредством электрического запального элемента, при этом посредством пилотной горелки в пусковой горелке воспламеняют смесь из горючего газа и кислородосодержащего газа, при этом после зажигания пусковой горелки от нее зажигают по меньшей мере одну другую газификационную горелку и пусковую горелку за счет смены среды эксплуатируют далее в качестве одной из газификационных горелок углеродосодержащего топлива. Изобретение позволяет предотвратить непрерывный расход горючего газа в пилотной или же запальной горелке. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Воспламенитель // 2542710

Воспламенитель содержит свечу зажигания с центральным и боковым электродами, форкамеру и каналы подвода топлива и воздуха в форкамеру. Форкамера выполнена цилиндрической формы и содержит корпус и внутреннюю полость. Канал подвода топлива в форкамеру выполнен внутри центрального электрода и имеет центральное выходное отверстие, выходящее в форкамеру вдоль оси свечи зажигания. Система каналов подачи воздуха в форкамеру выполнена внутри корпуса форкамеры в виде входного, среднего и нижнего коллекторов, а также первого и второго каналов. Первый канал соединяет входной и средний коллекторы, а второй канал соединяет средний и нижний коллекторы. Нижний коллектор боковыми отверстиями соединен с внутренней полостью форкамеры. При этом боковые отверстия могут быть выполнены радиальными, под углом к оси свечи зажигания или тангенциальными. Боковой электрод свечи зажигания может быть выполнен L-образной формы из двух частей: токопроводящей и рабочей. Боковой электрод может быть выполнен по меньшей мере с одним отверстием. Технический результат - увеличение мощности и диаметра воспламеняющего факела, а также дальности его проникновения в камеру сгорания цилиндра, что обеспечивает более надежное зажигание при запуске двигателя внутреннего сгорания, особенно при низких температурах и высокой влажности, а также более полное сгорание топлива. 10 з.п. ф-лы, 26 ил.

Горелка предварительного смешения // 2551462

Изобретение относится к области энергетики. Горелка предварительного смешения (1) с каналом подвода воздуха (21) по меньшей мере одним каналом подачи пилотного газа (23), который содержит по меньшей мере одну направленную к каналу подвода воздуха (21) стенку канала (39) и один входящий в канал подвода воздуха (21) выходной конец пилотного газа (29), с расположенным в канале подвода воздуха (21) против направления потока к выходному концу пилотного газа (29) запальным элементом (35), стенка канала (39) подачи пилотного газа (23) против направления потока к запальному элементу (35) содержит по меньшей мере одно отверстие для выхода газа (37) и причем канал подачи пилотного газа (23) по направлению потока по меньшей мере одного отверстия для выхода газа (37) содержит сопротивление потоку (41, 43, 47, 49, 51, 55) и причем сопротивление потоку выполнено путем сужения (41, 43, 47, 49) канала подачи пилотного газа (23), причем сужение выполнено посредством расположенного на стенке канала (39) направленного вовнутрь выступа (47, 49), или сужение осуществляется посредством установленной в канал (23) уменьшающей поперечное сечение канала втулки (41), или сужение выполняется посредством установленного в канал (23) уменьшающего поперечное сечение канала элемента (51, 55), и по меньшей мере один канал подачи пилотного газа выполнен в виде по меньшей мере одной трубки пилотного газа (23), которая проложена в полости (19) горелки (1) и которая выходит из полости (19) в расположенном против направления потока к запальному элементу (35) месте и входит в канал подвода воздуха (21), причем стенка трубки образует стенку канала, и по меньшей мере одно отверстие для выхода газа (37) расположено на входящем в канал подвода воздуха (21) участке (27) трубки пилотного газа (23). Изобретение позволяет создать горелку, которая имеет порядок воспламенения, который делает ненужным наличие собственной запальной горелки. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Двигатель внутреннего сгорания и воспламенитель // 2563561

Группа изобретений относится к энергетическим машинам и может найти применение в транспорте и в теплоэнергетике. Техническим результатом является уменьшение габаритов воспламенителя, повышение эффективности искрового разряда и повышение надежности зажигания. Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндр с поршнем, головку цилиндров, воспламенитель, включает в себя свечу зажигания и форкамеру с полостью, имеющую резьбовое отверстие для установки свечи зажигания, и резьбовой участок для вворачивания форкамеры в головку цилиндров, камеру воспламенения цилиндрической формы, днище с отверстиями в нем, отличающийся тем, что форкамера выполнена из двух деталей, в первую ввернута свеча зажигания, а вторая ввернута с внутренней стороны головки цилиндров и содержит цилиндрическую часть и внутренний корпус, внутри которого выполнена дополнительная полость, отверстия выполнены в форме щелей, направленных под углом к плоскости поршня, а на торце поршня против форкамеры выполнено углубление. Оси цилиндра и воспламенителя могут быть совмещены или выполнены под углом. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система обнаружения и зажигания пламени запальника // 2566616

Изобретение относится к области энергетики. Способ для обнаружения и зажигания пламени характеризуется тем, что обеспечивают стержень пламени, причем один конец стержня пламени размещают в месте нахождения пламени горелки; закрывают участок стержня пламени изолятором на заданном расстоянии от указанного конца стержня пламени; определяют наличие пламени на горелке путем обнаружения напряжения на стержне пламени, которое обусловлено областью ионизированного газа пламени; и зажигают горелку искрой на стержне пламени, чтобы инициировать пламя на горелке; при этом изолятор устраняет влияние влажности для предотвращения электрической неисправности стержня пламени, которая делает стержень пламени неспособным обнаруживать напряжение на стержне пламени, вызываемое областью ионизированного газа пламени, или зажигать горелку с помощью искры. Изобретение позволяет противодействовать атмосферным осадкам запальникам, которые обеспечивают обнаружение и зажигание пламени. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Дежурная горелка // 2591378

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и нефтехимпереработки, в частности к устройствам дежурных и пилотных горелок факельных устройств. Дежурная горелка содержит сопло, узел ввода газовоздушной смеси, узел ввода дополнительного воздушного потока, корпус камеры смешения с боковым отверстием, полость которого соединена с полостью корпуса форкамеры через проходное отверстие, в котором установлен электрод искрового запальника. Форкамера размещена внутри камеры смешения, узел ввода газовоздушной смеси соединен с корпусом камеры смешения и с корпусом форкамеры через боковое отверстие в корпусе камеры смешения, которое разделено верхним краем кольцевого выступа проходного отверстия корпуса форкамеры, кольцевой выступ с наружной стенкой корпуса форкамеры, внутренней стенкой корпуса камеры смешения и с конусной поверхностью сопла для ввода дополнительного воздушного потока в полость корпуса форкамеры, образует круговой канал для подачи в полость корпуса форкамеры газовоздушной смеси, а электрод искрового запальника выполнен в виде трубки, соединенной с узлом ввода дополнительного воздушного потока и проходящей соосно сквозь камеру смешения, форкамеру и сопло, образуя круговой искровой зазор между срезом сопла и трубкой. Задачей изобретения является повышение надежности розжига и обеспечения контроля наличия пламени. Технический результат - повышение надежности розжига и обеспечение контроля наличия пламени. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Запальник // 2591379

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и нефтехимпереработки, в частности к устройствам электророзжига и контроля горения дежурных и пилотных горелок факельных устройств. Запальник содержит конфузор, герметично закрепленный на внутренней стенке газовода, форкамеру с запальным электродом, выполненную соосно газоводу в виде кольцевого коллектора, имеющего с газоводом общую продольную стенку и в котором по окружности выполнены два ряда сквозных отверстий, соединяющие полость форкамеры с входным и выходным участками полости камеры смешения, находящейся внутри газовода, на входе которой размещен узел подвода газовоздушной смеси. Полость кольцевого коллектора со стороны входного участка одним рядом боковых отверстий соединена с полостью конфузора, а со стороны выходного участка вторым рядом боковых отверстий соединена с полостью диффузора, герметично закрепленного на внутренней стенке газовода, причем диаметры отверстий в конфузоре выбраны из условия стабилизации пламени, а диаметры отверстий в диффузоре выбраны из условия, исключающего на них стабилизацию пламени. В полость форкамеры встроен датчик наличия пламени. Технический результат - повышение надежности розжига и обеспечение контроля наличия пламени. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Запальная горелка // 2630365

Изобретение относится к области энергетики, в частности к запальной горелке, и может быть использовано в устройствах для сжигания газообразного топлива в горелках диффузионно-кинетических. Запальная горелка содержит корпус, запальник, биметаллическую пластину, электромагнитный клапан, импульсную трубку подачи газа. Горелка дополнительно снабжена двумя микропереключателями, установленными над биметаллической пластиной, модулем GSM с блоком питания и воздушной трубкой, соединенной с дутьевым вентилятором основной горелки, при этом один из микропереключателей одним контактом соединен с включателем, а другим с электромагнитным клапаном с возможностью управления электромагнитным клапаном подачи газового топлива в основную горелку, а другой микропереключатель с помощью контактов установлен в модуле GSM с блоком питания с возможностью передачи сигнала на диспетчерский пункт и постоянного охлаждения биметаллической пластины воздухом от дутьевого вентилятора основной горелки с помощью воздушной трубки. Технический результат - постоянное обеспечение охлаждения биметаллической пластины запальной горелки, управление электрической схемой горелки по отключению подачи газового топлива при погасании запальной горелки, а также возможность передачи сигнала на удаленный пульт с помощью GSM. 2 ил.