ионизационное устройство для защиты котлоагрегата от обрыва факела горелки

Формула изобретения

ИОНИЗАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОТЛОАГРЕГАТА ОТ ОБРЫВА ФАКЕЛА ГОРЕЛКИ с принудительным наддувом, содержащее контрольный электрод с контактным узлом, коаксиально размещенный в опорной трубе, проходящей через сферический шарнир, фиксируемый на фронте котлоагрегата удерживающим узлом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ориентации контрольного электрода в створ факела и эксплуатационной надежности, оно содержит эластичный диэлектрический трубопровод, стопорный, фиксирующий, центрирующий винты и упорное разрезное кольцо, контрольный электрод выполнен в виде проходной трубки с изогнутым концом, сферический шарнир выполнен в виде пустотелого шара с проходной втулкой, удерживающий узел выполнен в виде обечайки с внутренней канавкой, а в опорной трубе выполнены сквозные отверстия, причем проходная трубка соединена с линией принудительного наддува посредством эластичного диэлектрического трубопровода, опорная труба закреплена в проходной втулке стопорным винтом, а пустотелый шар закреплен в обечайке с помощью упорного разрезного кольца, размещенного во внутренней канавке обечайки, фиксирующего и центрирующего винтов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контролю процесса горения, в частности к устройствам для защиты котлоагрегата от обрыва факела горелки.

Известно устройство для контроля наличия факела, содержащее контрольный электрод с контактным узлом, коаксиально размещенный в опорной трубе, закрепленной в удерживающем узле фронта котлоагрегата [1] .

К недостатку данного устройства следует отнести низкую эксплуатационную надежность из-за выгорания контрольного электрода и невысокую точность установки электрода в створ факела из-за возможности перемещения только вдоль оси, т. е. вглубь топки.

Наиболее близким по функционально-конструктивным признакам является устройство, содержащее контрольный электрод с контактным узлом и фиксируемый сферический шарнир электрода с удерживающим узлом фронта котлоагрегата [2] .

Недостаток данного устройства заключается в следующем:

необходимость изготовления сферического шарнира из диэлектрического материала с высокой термостойкостью;

малый угол поворота шарнира с контрольным электродом;

ненадежная фиксация сферического шарнира в удерживающем узле фронта котлоагрегата;

выгорание контрольного электрода, находящегося в створе факела;

перегрев шарнира и удерживающего узла за счет теплопередачи от топки и фронта котлоагрегата.

Все это вместе взятое значительно снижает возможность точной ориентации электрода в створ факела и эксплуатационную надежность.

Цель изобретения - повышение точности ориентации контрольного электрода в створ факела и эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем контрольный электрод с контактным узлом, коаксиально размещенный в опорной трубе, и фиксируемый сферический шарнир электрода с удерживающим узлом фронта котлоагрегата, контрольный электрод выполнен в виде проходной трубки с изогнутым концом, входящим в створ факела, и соединен посредством эластичного диэлектрического трубопровода с линией наддува горелки, сферический шарнир выполнен в виде пустотелого шара с проходной втулкой со стопорным винтом, в которых размещена опорная труба, удерживающий узел выполнен в виде обечайки с фиксирующими и центрирующими винтами и канавкой с упорным разрезным кольцом, между которыми размещен пустотелый шар, причем внутренний диаметр обечайки превышает диаметр шара на величину кольцевого зазора, с внутренней стороны упорного кольца выполнены канавки, а на концах опорной трубы выполнены сквозные отверстия для прохода эжектируемого охлаждающего наружного воздуха.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - общий вид устройства; на фиг. 3 - разрезное упорное кольцо.

Ионизационное устройство включает в себя контрольный электрод 1 с контактным узлом 2, коаксиально размещенный в опорной трубе 3, и фиксируемый сферический шарнир 4 электрода 1 с удерживающим узлом 5 фронта 6 котлоагрегата, контрольный электрод 1 выполнен в виде проходной трубки 1 с изогнутым концом, входящим в створ факела, и соединен посредством эластичного диэлектрического трубопровода 7 с линией 8 наддува горелки 9, сферический шарнир 4 выполнен в виде пустотелого шара 10 с проходной втулкой 11 со стопорным винтом 12, в которых размещена опорная труба 3, удерживающий узел 5 фронта 6 котлоагрегата выполнен в виде обечайки 13 с фиксирующими и центрирующими винтами 14 и канавкой 15 с упорным разрезным кольцом 16, между которыми размещен пустотелый шар 10, причем внутренний диаметр обечайки 13 превышает диаметр шара 10 на величину кольцевого зазора 17, с внутренней стороны упорного кольца 16 выполнены канавки 18, а на концах опорной трубы 3 выполнены сквозные отверстия 19 для прохода эжектируемого охлаждающего наружного воздуха.

Кроме того, на фиг. 1 указаны вторичный прибор 20, связанный входом с контактным узлом 2 контрольного электрода, а выходом - с блоком 21 управления клапана-отсекателя 22 топлива.

Ионизационное устройство работает следующим образом.

При нормальной работе котлоагрегата и наличии факела за счет ионизации пламени на контрольном электроде 1 имеется положительный потенциал, который усиливается вторичным прибором 20 и преобразуется в управляющий сигнал, передаваемый на блок 321 управления, который удерживает в открытом состоянии клапан-отсекатель 22 топлива.

Одновременно с этим от линии 8 наддува горелки 9 по эластичному диэлектрическому трубопроводу 7 (резиновый шланг) подается воздух во внутреннюю полость трубки 1. В результате прохождения воздуха на всем протяжении работы котлоагpегата происходит охлаждение контрольного электрода 1 и особенно той его изогнутой части, что находится в створе факела, что исключает выгорание электрода вне зависимости от режима работы котлоагрегата и вида используемого топлива. Экспериментальным путем установлено, что при давлении воздуха в линии 8 наддува более 40 мм водяного столба диаметр внутренней полости трубки 1 лежит в пределах 8-10 мм.

Кроме того, при работе котлоагрегата за счет разрежения в топке через сквозные отверстия 19 происходит естественный проток воздуха, который обеспечивает охлаждение опорной трубы 3, а через кольцевой зазор 17 между шаром 10 и обечайкой 13 и канавками 18 упорного кольца 16 - охлаждение сферического шарнира 4. Причем охлаждение шара 4 становится очень эффективным при выполнении последнего пустотелым и с топкими стенками. Направление движения эжектируемого наружного воздуха и воздуха от линии 8 наддува указано на фиг. 2 стрелками.

При обрыве факела пропадает потенциал на электроде 1 и вторичный прибор 20 отключает управляющий сигнал. В результате этого блок 21 управления отключает клапан-отсекатель 22, который прекращает подачу топлива в горелку 9.

Установка контрольного электрода 1 в створ факела осуществляется на малом режиме горения следующим образом.

Ослабляются винты 14 и опорная труба 3 вместе с полым шаром 10 на упорном кольце 16 поворачивается таким образом, чтобы ось ее была ориентирована примерно в центр факела, после чего шар 10 центрируется и фиксируется винтами 14. Затем ослабляется стопорный винт 12 втулки 11 и труба 3 вводится внутрь котлоагрегата до погружения отогнутого конца электрода 1 в факел при соответствующем повороте трубы 3 во втулке 11, таким образом, чтобы отогнутый конец электрода 1 был ориентирован примерно перпендикулярно оси факела. После этого стопорный винт 12 фиксируется. Затем производится проверка правильности установки контрольного электрода 1 на максимальном режиме работы котлоагрегата (увеличивается факел). Правильной признается такая установка электрода 1, при которой при всех режимах работы котлоагрегата в створе факела находится только трубка 1 и факел не касается опорной трубы. Добившись этого, жестко фиксируются винты 12 и 14.

Таким образом, благодаря новой совокупности признаков обеспечивается возможность точной ориентации контрольного электрода в створ факела и высокая эксплуатационная надежность за счет принудительного охлаждения электрода и естественного охлаждения конструкционных элементов устройства. (56) Контрольный электрод типа КЭ. Паспорт, М. , МВТА, 1975 г.

Патент ФРГ N 3143432, кл. F 23 N 5/12, 1983.