專利名稱：一種等離子燃煤點火裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于動力技術，主要提出了一種等離子燃煤點火裝置，其功能是實現熱電廠燃煤鍋爐的可靠點火和有效穩(wěn)燃，不需要考慮燃煤的質量，并能簡化鍋爐點火啟動過程。
該方案的缺點是只能燃燒揮發(fā)份高的優(yōu)質煤。
2、另一種煤粉點火裝置，(見俄聯邦專利PΦ№1732119，K JI F23Q5/00，1992)也是大家所知道的。它包括煤粉管、點火室、等離子發(fā)生器。煤粉管通過煤粉輸送孔道與煤粉源連接，管上裝有輸送壓縮空氣的孔道。
該方案缺點是需要提高等離子發(fā)生器的功率。相應地，整個裝置體積龐大。因等離子束和煤粉流的相互作用的條件不好，煤粉易黏附在管壁上，其結果是等離子束甚至不能與煤粉顆粒相接觸，此外點火過程也不能調整。
3、還有一種點火裝置(見俄聯邦專利PΦ№2174652，KJI F23Q5/00，2001)，它包括煤粉管、點火室和等離子發(fā)生器，煤粉輸送管通過煤粉輸送孔道與煤粉源相連，管上裝有輸送壓縮空氣的孔道，并能調節(jié)空氣送風孔道的大小。
該方案缺點是工作穩(wěn)定性和有效性取決于燃煤的質量，在使用高灰分的貧煤時，其有效性降低。此外，該裝置的啟動過程復雜。
本實用新型的目的是這樣實現的它包括煤粉管，煤粉管和輔助煤粉進給孔道都與煤粉源連接；煤粉管上開有輸送壓縮空氣的縫隙切口，與煤粉管相連的還有燃燒室和能夠相對于噴射器作往復運動的等離子發(fā)生器；其中等離子發(fā)生器定位于煤粉管和燃燒室的中心線上；進給量可調節(jié)的壓縮空氣通過空氣進給管道與噴射器連通，在噴射器的縱向中心線上還有一個導向環(huán)和可以在噴射器內作往復移動的調節(jié)套筒；它們與噴射器及等離子發(fā)生器出口的縱向中心線同心；此外，輔助煤粉進給孔道的出口設在噴射器出口的前面。
其中，在煤粉管壁上制有縫隙切口，至少有2處，并與煤粉管的縱向中心線成一定角度；它們之中離噴射器入口邊緣的最近距離不大于煤粉管直徑的6倍；同時每個縫隙切口都相互隔離，與每個縫隙切口相對應的壓縮空氣導入孔道也相互隔離，并裝有空氣調節(jié)器，縫隙切口間的縱向距離不超過煤粉管直徑的0.9倍；本實用新型的主要特征可以具有下述功能“等離子發(fā)生器定位在煤粉管的燃燒室的中心線上”這一特征，保證了等離子束與煤粉相互作用時間盡可能地延長，并使該時間的長短與煤粉管的直徑大小無關，并排除了管壁相對面的等離子發(fā)生器的損壞。
“進給量可調節(jié)的壓縮空氣從空氣進給管道進入噴射器”這一特征，通過對進入空氣流量和流速的調節(jié)，確保了對燃燒過程能有效地調整。
“導向環(huán)和可以在噴射器內作往復移動調節(jié)套筒，它們與噴射器及等離子發(fā)生器出口的縱向中心線同心”這一特征，由于調整套管可根據等離子場內不同溫度，相對于煤粉進給流進行移動，故促進和提高了點火過程的有效性和可靠性，保證了整個裝置的工作性能，同時消除了對等離子束的不良影響。
“輔助煤粉進給孔道的出口設置在噴射器出口的前面”這一特征，簡化了煤粉——空氣流與等離子束的相互作用過程，增強了煤粉和等離子束相互作用效果，因而減少了體積，降低了等離子的功率，從而保證了更有效地利用煤粉供給管內的空間。
“在煤粉管壁上布置有縫隙切口，至少有2處，并與煤粉管的縱向中心線成一定角度”這一特征，使工作條件更加實用化。試驗結果表明在此條件下，調節(jié)煤粉供給管的空氣動力學性能的過程(管腔內的空氣動力噴口形成過程)更加有效了。該特征保證了煤粉管內壁不被破壞。
在煤粉管2壁上制有縫隙切口7-10，至少有2處，并與煤粉管2的縱向中心線18成一定角度；它們之中離噴射器21入口邊緣的最近距離不大于煤粉管2直徑的6倍；同時每個縫隙切口7-10都相互隔離，與每個縫隙切口相對應的壓縮空氣導入孔道11、12、13、14也相互隔離，并裝有空氣調節(jié)器，縫隙切口間的縱向距離不超過煤粉管(2)直徑的0.9倍。
煤粉管2用管材制作，最好制成“L”形，且水平段和垂直段圓滑連接。
煤粉供給管2的水平段擔當燃燒室15，等離子束6在此處與沿著垂直管段進入的煤粉相互作用，從噴射器入口邊緣到縫隙切口7、8、9、10的最近距離不大于煤粉供給管直徑的6倍。
等離子發(fā)生器5采用常規(guī)結構，功率約為30～40kw，同時等離子發(fā)生器5出口的縱向中心線應與煤粉管2的水平段中心線、調節(jié)套筒24的中心線18及噴射器21的縱向中心線相重合。這意味著等離子束6與本裝置中上述零件都是同心的。
等離子發(fā)生器5可相對噴射器21作往復運動，以實現調節(jié)空氣流量和進入燃燒室15的熱氣流量的目的。
調節(jié)套筒24和導向環(huán)22之間采用螺紋連接，可使調節(jié)套筒24相對導向環(huán)22作軸向移動。(這些在圖中未示出)縫隙切口7和8、9和10均留有連接線，其寬度依照與它相應的空氣導入通道11、12、13、14的壁厚來確定。空氣導入通道11～14和二次空氣導入孔道16，其筒壁是承力構件，保證了結構的整體性(從結構上講，它們是一樣的)，它們作成帶有環(huán)槽、包圍著管2的有關部位，它上面有孔，并與空氣源接通(圖中未示出)，上述各孔在尺寸上是有差別的。二次進風腔17與氣源也是相通的(圖中未示出)。
噴射器21采用“文丘里”噴嘴，它的長度超過了寬度，因此噴射器21和煤粉管2只能在彎管4處連接。也就是說其出口與孔3相等。
輔助煤粉管25采用金屬或其他耐火材料制成，同時它的出口(圖中未示出)開在間隙26的上部，而入口(圖中未示出)則面對著煤粉源1。
本實用新型裝置的工作原理如下等離子發(fā)生器5進入工作狀態(tài)，產生等離子束6，使其作用區(qū)域限制在沿噴射器21的縱向中心線上。空氣與煤粉的混合氣體通過輔助煤粉進給管25送入間隙26，可調節(jié)的壓縮空氣通過管道20(噴射器入口)進入燃燒室15。等離子束6通過調節(jié)套24的內腔，穿過間隙26，將進入輔助煤粉進給管25內的煤粉與空氣的混合物帶入噴射器21的孔道內，最后一并進入煤粉供給管2。在此過程中，煤粉流和等離子束持續(xù)地相互作用，煤粉顆粒便開始燃燒，繼而灼熱的煤粉粒子進入燃燒室15(實際上這已經不是等離子束而是火焰了)。由于等離子體與灼熱的煤粉粒子加在一起的體積大于等離子束的原始體積，便能很容易使經過管2垂直管段后進入點火室15的煤粉流28開始燃燒起來。
此時進入空氣導入通道11-14和16的壓縮空氣通過縫隙切口7-10進入煤粉管2的空腔。通過切口7-10送入的氣流形成一個“空氣套”覆蓋著管壁，阻止燃燒著的煤粉顆粒與管壁2接觸，并將火焰緊縮成束狀，定位于管2的中心線18上。隨后灼熱的煤粉粒子進入鍋爐燃燒室并與里面的煤粉一起燃燒。在煤粉管2出口前端，通過二次空氣導入通道16再向管2內灼熱的煤粉氣流中混合一定量的二次空氣，以保持煤粉和空氣有合理的混合比，使燃燒更充分。
需要調節(jié)點火規(guī)程時，按下述方法完成通過縫隙切口7、8、9和10調節(jié)空氣用量，調節(jié)器采用裝在壓縮空氣管路上的常規(guī)的遙控調節(jié)閥來調節(jié)，在圖中未示出。
通過空氣進給孔道20(裝在管2的彎管段)輸給點火所需要的空氣，其流量用調節(jié)套筒24來調整。
需要調節(jié)灼熱煤粉混合物流的部位時，按下述方法進行例如如果要將燃燒部位往中心線18上方移動，可通過縫隙切口7和9下部切口，使下部進入空氣流量比通過縫隙切口8和10上部切口進入空氣流量大，等離子體和煤粉相互作用區(qū)便向上移動。如果需要將該作用區(qū)向相反方向移動，相反那就要通過加大上部切口的空氣流量而減少下部的切口的空氣流量。
權利要求1.一種等離子燃煤點火裝置，它包括煤粉管(2)，煤粉管(2)和輔助煤粉進給孔道(25)都與煤粉源(1)連接；煤粉管(2)上開有輸送壓縮空氣的縫隙切口(7、8、9、10)，與煤粉管(2)相連的還有燃燒室(15)和能夠相對于噴射器(21)作往復運動的等離子發(fā)生器(5)；其特征是等離子發(fā)生器(5)定位于煤粉管(2)和燃燒室(15)的中心線(18)上；進給量可調節(jié)的壓縮空氣通過空氣進給管道(20)與噴射器(21)連通，在噴射器(21)的縱向中心線上還有一個導向環(huán)(22)和可以在噴射器(21)內作往復移動的調節(jié)套筒(24)；它們與噴射器(21)及等離子發(fā)生器(5)出口的縱向中心線同心；此外，輔助煤粉進給孔道(25)的出口設在噴射器(21)出口的前面。
2.如權利要求1所述的一種等離子燃煤點火裝置，其特征是在煤粉管(2)壁上制有縫隙切口(7-10)，至少有2處，并與煤粉管(2)的縱向中心線(18)成一定角度；它們之中離噴射器(21)入口邊緣的最近距離不大于煤粉管(2)直徑的6倍；同時每個縫隙切口(7-10)都相互隔離，與每個縫隙切口相對應的壓縮空氣導入孔道(11、12、13、14)也相互隔離，并裝有空氣調節(jié)器，縫隙切口間的縱向距離不超過煤粉管(2)直徑的0.9倍。
專利摘要本實用新型主要提出了一種等離子燃煤點火裝置，主要用于熱電廠燃煤鍋爐的可靠點火和有效穩(wěn)燃，不需考慮燃煤的質量，并能簡化點火啟動過程。本實用新型裝置由煤粉管、燃燒室和能相對于噴射器作往復運動的等離子發(fā)生器等構成。等離子發(fā)生器沿煤粉管及燃燒室的中心線定位；能調節(jié)壓縮空氣流量和流速的孔道作成噴射器結構，在其中心線上分布有導向環(huán)，調節(jié)套筒可相對導向環(huán)作軸向往復運動；調節(jié)套筒與噴射器及等離子出口同心；輔助煤粉進給孔道的出口設在噴射器出口之前。二次壓縮空氣的進口通道是在煤粉管的管壁上制成的縫隙切口，至少有兩處，并與中心線成一定的角度，每個縫隙切口均相互隔開，空氣導入通道亦相互隔開，并分別配置空氣調節(jié)器。
文檔編號F23Q7/00GK2526693SQ0221302
公開日2002年12月18日 申請日期2002年3月1日 優(yōu)先權日2002年3月1日
發(fā)明者達斯托瓦洛夫.B.A, 魏建功, 高爾諾夫д.A, 何社利 申請人:洛陽泛華電力工程技術有限公司