專(zhuān)利名稱(chēng)：一種等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱力鍋爐領(lǐng)域，涉及鍋爐附件，尤其涉及一種等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電站鍋爐點(diǎn)火普遍采用的方式為油槍點(diǎn)火。鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)先點(diǎn)燃油槍?zhuān)?油在爐膛中燃燒一定時(shí)間后將爐膛加熱到煤粉氣流的著火溫度，此時(shí)將煤粉吹入爐膛進(jìn)行油煤混燒。當(dāng)鍋爐達(dá)到50%以上負(fù)荷，煤粉氣流可以穩(wěn)定燃燒時(shí)，將燃料油逐漸切除，完成鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程。為了節(jié)約成本，降低電站鍋爐的燃料油耗量，國(guó)內(nèi)外很多公司開(kāi)發(fā)了等離子無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)，并在很多電站鍋爐上得到廣泛的應(yīng)用。但是，由于我國(guó)不同產(chǎn)地的動(dòng)力用煤煤質(zhì)差異很大，等離子點(diǎn)火在實(shí)際應(yīng)用中，存在一些不足
第一，等離子點(diǎn)火技術(shù)對(duì)煤質(zhì)的要求比較高。目前在國(guó)內(nèi)以煙煤為動(dòng)力用煤的電站鍋爐上，都有大量成功的等離子點(diǎn)火應(yīng)用實(shí)例，究其原因是煙煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)份含量高 (一般在30% 35%)，煤粉氣流容易被點(diǎn)燃。而等離子點(diǎn)火技術(shù)對(duì)無(wú)煙煤、貧煤和劣質(zhì)煙煤等揮發(fā)份含量較低的煤種適應(yīng)性較差，國(guó)內(nèi)鮮有貧煤鍋爐成功應(yīng)用等離子點(diǎn)火技術(shù)的實(shí)例，目前還沒(méi)有無(wú)煙煤鍋爐成功應(yīng)用等離子點(diǎn)火技術(shù)的實(shí)例。第二，鍋爐點(diǎn)火時(shí)，由于等離子發(fā)生器的能量通常在100 200KW左右，不足以將煤粉全部點(diǎn)燃。實(shí)際運(yùn)行情況顯示，鍋爐采用等離子點(diǎn)火技術(shù)，在鍋爐啟動(dòng)初期，飛灰含碳量高，大量煤粉沒(méi)有燃盡，尤其對(duì)于難燃盡的煤種，燃盡性能更差。未燃盡的煤粉易積聚在空預(yù)器的波形板或SCR反應(yīng)器的催化劑噴入處，容易造成未燃盡煤粉的二次燃燒，引起重大事故和經(jīng)濟(jì)損失。第三，鍋爐點(diǎn)火時(shí)，為保證穩(wěn)定點(diǎn)燃煤粉，實(shí)際運(yùn)行時(shí)通常采用較高的煤粉濃度， 所以鍋爐啟動(dòng)時(shí)負(fù)荷較高，鍋爐升溫速度較快，易造成蒸汽側(cè)氣溫超溫，容易導(dǎo)致過(guò)熱器管子超溫爆管等事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，它針對(duì)目前等離子點(diǎn)火方式的不足，能夠補(bǔ)充氧氣助燃。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案予以實(shí)現(xiàn)一種等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，包括等離子發(fā)生器和燃燒器，在等離子發(fā)生器外有一個(gè)用于補(bǔ)充氧氣助燃的環(huán)形氧氣套筒，等離子發(fā)生器、環(huán)形氧氣套筒和燃燒器同軸或不同軸方向布置，環(huán)形氧氣套筒與氧氣管路連接。該技術(shù)方案中，由于環(huán)形氧氣套筒連接安裝有氧氣管路，氧氣可以通過(guò)環(huán)形氧氣套筒進(jìn)入燃燒器，并在燃燒器內(nèi)及煤粉氣流在鍋爐內(nèi)流動(dòng)的空間內(nèi)形成局部富氧區(qū)，可以強(qiáng)化煤粉氣流的燃燒。所述的環(huán)形氧氣套筒截面形狀為圓形、橢圓形、多邊形或三角形等形狀，以圓形最為常見(jiàn)。
所述的環(huán)形氧氣套筒在氧氣出口處可以不安裝任何附件，讓氧氣直接吹入燃燒器，也可以在氧氣出口處安裝噴嘴，噴嘴數(shù)為1個(gè)或者多個(gè)，以六個(gè)至十個(gè)最為常見(jiàn)。氧氣的噴射方向與煤粉氣流的流動(dòng)方向同向，或者呈一定角度，以0° 80°的角度最為常見(jiàn)。氧氣的流動(dòng)方向同煤粉氣流的流動(dòng)方向不同，可以造成適當(dāng)?shù)臄_動(dòng)，以利于氧氣和煤粉氣流的充分混合。所述的環(huán)形氧氣套筒在氧氣出口處可以安裝軸向旋轉(zhuǎn)葉片，葉片數(shù)為1片或者多片，以六片至十片最為常見(jiàn)。軸向旋轉(zhuǎn)葉片的角度可調(diào)。氧氣經(jīng)過(guò)軸向旋轉(zhuǎn)葉片后噴入燃燒器，有利于氧氣和煤粉氣流充分混合。所述的環(huán)形氧氣套筒在氧氣出口處可以安裝切向旋轉(zhuǎn)葉片，葉片數(shù)為1片或者多片，以六片至十片最為常見(jiàn)。切向旋轉(zhuǎn)葉片的角度可調(diào)。氧氣在環(huán)形的管內(nèi)通過(guò)，經(jīng)過(guò)切向旋轉(zhuǎn)葉片后噴入燃燒器，有利于氧氣和煤粉氣流充分混合。等離子發(fā)生器從環(huán)形氧氣套筒的中心孔內(nèi)通過(guò)。所述的環(huán)形氧氣套筒和等離子發(fā)生器可以分開(kāi)制造，也可以整體制作。所述的環(huán)形氧氣套筒和等離子發(fā)生器在鍋爐點(diǎn)火時(shí)可以分步插入燃燒器，也可以同步插入燃燒器；在點(diǎn)火完畢后，可以分步抽出燃燒器，或者同步一起抽出燃燒器。環(huán)形氧氣套筒還與吹掃空氣管路連接，環(huán)形氧氣套筒與吹掃空氣管路之間有吹掃空氣閥門(mén)；點(diǎn)火時(shí)，開(kāi)啟氧氣閥門(mén)，關(guān)閉吹掃空氣閥門(mén)；點(diǎn)火完成后，關(guān)閉氧氣閥門(mén)，打開(kāi)吹掃空氣閥門(mén)，可使用壓縮空氣吹掃氧氣套管。吹掃空氣管路可以通入空氣、氮?dú)饣蛘叨趸細(xì)?，在鍋爐點(diǎn)火完畢后，對(duì)管路、等離子發(fā)生器和燃燒器進(jìn)行吹掃，可以防止煤粉或者灰渣堵塞。在本發(fā)明的燃燒器內(nèi)，等離子發(fā)生器噴出的等離子體形成一個(gè)局部高溫區(qū)，高溫等離子體和煤粉氣流充滿(mǎn)其中。煤粉顆粒在高溫等離子體的作用下迅速釋放出揮發(fā)份，攜帶煤粉的空氣中所含的氧氣迅速與揮發(fā)份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，快速燃燒并釋放出熱量。這時(shí)通過(guò)燃燒器內(nèi)的氧氣套筒向燃燒器內(nèi)補(bǔ)充一定量的氧氣，形成局部的富氧區(qū)，實(shí)現(xiàn)揮發(fā)份或者焦炭或者二者混合物的富氧燃燒，使煤粉氣流的燃燒更劇烈，釋放出更多的熱量，最終迅速點(diǎn)燃一次風(fēng)煤粉氣流并使之穩(wěn)定燃燒。本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)電站鍋爐點(diǎn)火可以完全不用燃料油，可以直接點(diǎn)燃煤粉氣流，尤其是針對(duì)具有低揮發(fā)份、低熱值、高灰份這些典型劣質(zhì)煤特征的動(dòng)力用煤，采用本發(fā)明的燃燒器可以直接點(diǎn)燃，并且燃盡率高。本發(fā)明的燃燒器即可以充當(dāng)鍋爐的點(diǎn)火燃燒器，也可以充當(dāng)鍋爐的主燃燒器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，投資和運(yùn)行費(fèi)用適中，性?xún)r(jià)比高，煤種適應(yīng)廣泛，尤其適用于低揮發(fā)份煤種的富氧環(huán)境下的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1 一種補(bǔ)充氧氣助燃的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖(軸向布置)； 圖2 —種補(bǔ)充氧氣助燃的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖(徑向布置)；
圖3環(huán)形氧氣套筒結(jié)構(gòu)示意圖之一； 圖4環(huán)形氧氣套筒結(jié)構(gòu)示意圖之二； 圖5環(huán)形氧氣套筒結(jié)構(gòu)示意圖之三。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1
參照?qǐng)D1、圖3、圖4和圖5，本發(fā)明的一種補(bǔ)充氧氣助燃的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，包括等離子發(fā)生器1和燃燒器2。等離子發(fā)生器1、環(huán)形氧氣套筒3以及燃燒器2采用同軸方向布置，環(huán)形氧氣套管3與氧氣管路連接。點(diǎn)火時(shí)，開(kāi)啟總閥門(mén)4和氧氣閥門(mén)5，關(guān)閉吹掃空氣閥門(mén)6。氧氣通過(guò)環(huán)形氧氣套筒3噴入燃燒器2中，在燃燒器內(nèi)和煤粉氣流在鍋爐內(nèi)流動(dòng)的區(qū)域形成局部富氧區(qū)，促進(jìn)煤粉氣流中的揮發(fā)份和焦炭燃燒，提高了煤粉的燃盡率，減少了鍋爐滅火的可能性，最終使一次風(fēng)氣流迅速點(diǎn)燃穩(wěn)定燃燒。完成點(diǎn)火過(guò)程后，等離子點(diǎn)火燃燒器作為主燃燒器使用時(shí)，關(guān)閉氧氣閥門(mén)5，打開(kāi)吹掃空氣閥門(mén)6，使吹掃壓縮空氣通過(guò)氧氣管路，并對(duì)環(huán)形氧氣套筒3、燃燒器2，等離子發(fā)生器1等進(jìn)行吹掃，防止環(huán)形氧氣套筒3被煤粉或者灰渣堵塞。吹掃介質(zhì)也可采用氮?dú)饣蛘叨趸細(xì)怏w。實(shí)施例2
參照?qǐng)D2、圖3、圖4和圖5，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，等離子發(fā)生器1和環(huán)形氧氣套筒3從燃燒器2的徑向方向插入等離子燃燒器，并且等離子發(fā)生器噴出的高溫等離子體可以充滿(mǎn)在燃燒器內(nèi)部。實(shí)施例3
參照?qǐng)D3所示，環(huán)形氧氣套筒3在出口處安裝有軸向旋轉(zhuǎn)葉片，氧氣以旋流方式進(jìn)入燃燒器，強(qiáng)化了氧氣和煤粉氣流的混合。實(shí)施例4
參照?qǐng)D4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別在于，在環(huán)形氧氣套筒3的外壁面布置有切向旋轉(zhuǎn)葉片，氧氣以旋流方式進(jìn)入燃燒器，強(qiáng)化氧氣和煤粉氣流的混合。實(shí)施例5
參照?qǐng)D5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別在于，在環(huán)形氧氣套筒3的出口處安裝有氧氣噴嘴7，氧氣通過(guò)氧氣噴嘴7進(jìn)入燃燒器同煤粉摻混。
權(quán)利要求
1.一種等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，包括等離子發(fā)生器(1)和燃燒器(2)，其特征在于， 所述的等離子發(fā)生器(1)外有一個(gè)用于補(bǔ)充氧氣助燃的環(huán)形氧氣套筒(3)，等離子發(fā)生器 (1)、環(huán)形氧氣套筒(3)和燃燒器(2)同軸或不同軸方向布置，環(huán)形氧氣套管(3)與氧氣管路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形氧氣套筒，其特征在于，環(huán)形氧氣套筒(3)與氧氣管路之間有氧氣閥門(mén)(5)，環(huán)形氧氣套筒(3)的截面形狀為圓形或橢圓形或多邊形等形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，其特征在于，在環(huán)形氧氣套筒(3)的氧氣出口處安裝噴嘴，噴嘴數(shù)為1個(gè)或者多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，其特征在于，氧氣的噴射方向與煤粉氣流的流動(dòng)方向同向，或者呈一定角度，該角度為0° 80°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，其特征在于，在環(huán)形氧氣套筒(3)的氧氣出口處安裝軸向旋轉(zhuǎn)葉片，葉片數(shù)為1片或者多片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，其特征在于，在環(huán)形氧氣套筒(3)的氧氣出口處安裝切向旋轉(zhuǎn)葉片，葉片數(shù)為1片或者多片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任一項(xiàng)等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，其特征在于，環(huán)形氧氣套筒(3)還與吹掃空氣管路連接，環(huán)形氧氣套筒(3)與吹掃空氣管路之間有吹掃空氣閥門(mén) (6)；點(diǎn)火時(shí)，開(kāi)啟氧氣閥門(mén)(5)，關(guān)閉吹掃空氣閥門(mén)(6)；點(diǎn)火完成后，關(guān)閉氧氣閥門(mén)(5)，打開(kāi)吹掃空氣閥門(mén)(6)，可使用壓縮空氣吹掃氧氣套筒(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種等離子無(wú)油點(diǎn)火燃燒器，它包括等離子發(fā)生器和燃燒器，在等離子發(fā)生器外有一個(gè)用于補(bǔ)充氧氣助燃的環(huán)形氧氣套筒，等離子發(fā)生器和該套筒同軸布置，環(huán)形氧氣套筒與氧氣管路連接。由于環(huán)形氧氣套筒連接安裝有氧氣管路，氧氣可以通過(guò)環(huán)形氧氣套筒進(jìn)入燃燒器，并在燃燒器內(nèi)及煤粉氣流在鍋爐內(nèi)流動(dòng)的空間內(nèi)形成局部富氧區(qū)，可以強(qiáng)化煤粉氣流的燃燒。
文檔編號(hào)F23L7/00GK102519037SQ201110442988
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者張建文, 李月華, 趙洋, 鄭路 申請(qǐng)人:上海鍋爐廠(chǎng)有限公司