專利名稱：等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍋爐煤粉點(diǎn)火技術(shù)，更具體是涉及一種等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤 粉燃燒器，尤其應(yīng)用于點(diǎn)燃單靠等離子體加熱難以穩(wěn)定著火的煤種。
背景技術(shù)：
常規(guī)煤粉燃燒鍋爐中普遍采用油點(diǎn)火方式，在鍋爐啟動(dòng)時(shí)利用油槍將燃油點(diǎn)燃后 直接噴入爐膛，油在爐膛中燃燒一定時(shí)間后將爐膛加熱到煤粉的著火溫度，此時(shí)再將煤粉 噴入爐膛以點(diǎn)燃煤粉，然后使油槍逐步退出運(yùn)行。隨著等離子體煤粉點(diǎn)火技術(shù)的出現(xiàn)和不斷成熟，在煤粉鍋爐中采用了等離子體煤 粉點(diǎn)火裝置代替油槍，在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中點(diǎn)燃煤粉，節(jié)省了大量燃油。然而，這些鍋爐機(jī) 組的燃料通常以揮發(fā)份含量較高的煙煤為主，對(duì)于揮發(fā)份含量較低、著火難度較大的煤種 (揮發(fā)份是指煤在加熱過(guò)程中部分有機(jī)物和礦物質(zhì)發(fā)生分解產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)，其主要成 分為碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氫氣等易燃?xì)怏w，是煤的重要著火特性指標(biāo))，采用等離子體 煤粉點(diǎn)火技術(shù)實(shí)現(xiàn)鍋爐機(jī)組的啟動(dòng)還存在一定的困難。目前，通過(guò)提升等離子體品質(zhì)(增 大焓值)、優(yōu)化燃燒器結(jié)構(gòu)等手段能夠在一定程度上改善等離子體煤粉點(diǎn)火的效果，但仍難 以取得較大程度的突破。目前的等離子體煤粉燃燒器通常采用分級(jí)點(diǎn)火的方式，即，利用分隔筒等結(jié) 構(gòu)將煤粉氣流在燃燒器內(nèi)強(qiáng)制分級(jí)，在中國(guó)專利ZL. 03^58412. 6中公開的中心筒或 ZL. 200920145979. 6中公開的煤粉濃縮裝置中使部分煤粉直接與熱等離子體接觸，將其加 熱至著火溫度以上，使煤粉中的揮發(fā)份迅速釋放并開始燃燒。這部分煤粉揮發(fā)份燃燒放出 的熱量用于加熱第二級(jí)的煤粉氣流，使其達(dá)到著火溫度以上以實(shí)現(xiàn)著火。依此類推，通過(guò) 煤粉點(diǎn)燃煤粉的方式，在燃燒器通入爐膛的出口處，大部分煤粉揮發(fā)份和部分焦炭(煤在 加熱過(guò)程中，析出揮發(fā)份后的殘留物稱為焦炭，是煤的主要熱值來(lái)源)均已開始著火，可使 剩余焦炭進(jìn)入爐膛后繼續(xù)燃燒，并最終燃盡。對(duì)于揮發(fā)份含量較低的煤種，諸如無(wú)煙煤、貧煤等，盡管等離子體釋放出的熱量可 以將中心筒或煤粉濃縮裝置內(nèi)的煤粉氣流加熱，使其開始著火、燃燒，但由于其揮發(fā)份含量 較少，燃燒后釋放出的熱量不足以將下一級(jí)的煤粉氣流加熱至著火溫度以上，達(dá)不到煤粉 點(diǎn)燃煤粉的效果，因此，在燃燒器出口處不能形成穩(wěn)定的火焰。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是，提出一種將燃?xì)馔ㄈ氲入x子體煤粉燃燒器，作為輔助燃料 來(lái)改善難著火煤種點(diǎn)火特性、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)等離子體煤粉點(diǎn)火的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒 器，其中，通過(guò)加入少量易著火的輔助燃料如燃?xì)獬洚?dāng)揮發(fā)份，以改善燃煤品質(zhì)，有效地提 高了等離子體煤粉點(diǎn)火能力。本實(shí)用新型在裝置方面是這樣實(shí)現(xiàn)的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，包括等離 子體點(diǎn)火裝置和第一級(jí)燃燒筒，在第一級(jí)燃燒筒的出口處設(shè)有注氣裝置，注氣裝置通過(guò)送氣管能夠與燃?xì)庠聪噙B接，用于將燃?xì)庾⑷朊悍廴紵鲀?nèi)。優(yōu)選地，注氣裝置設(shè)計(jì)為輸氣管 或注氣筒。在本實(shí)用新型中，所述燃?xì)庠粗傅氖强梢苑€(wěn)定提供氣態(tài)可燃物的裝置。優(yōu)選地，第一級(jí)燃燒筒設(shè)計(jì)為中心筒或者煤粉濃縮裝置。關(guān)于煤粉濃縮裝置，在本 實(shí)用新型中可以采用在中國(guó)專利ZL200920145979.6中詳細(xì)描述的煤粉濃縮裝置；也可以 采用其他形式的煤粉濃縮裝置，只要該濃縮裝置滿足以下兩個(gè)條件即可第一，煤粉空氣流 會(huì)從濃縮裝置的出口流出，第二，流出的煤粉空氣流至少部分地處于著火狀態(tài)，這樣就能夠 保證由注氣裝置在煤粉濃縮裝置出口附近注入的燃?xì)獗幻悍刍鹧纥c(diǎn)燃并燃燒，從而燃燒的 燃?xì)夥催^(guò)來(lái)促進(jìn)煤粉的燃燒。優(yōu)選地，在注氣筒端面和/或周面上設(shè)有一定數(shù)量的小孔，作為燃?xì)馍淞鞒隹冢?這里稱為注氣孔。當(dāng)燃燒器采用等離子體裝置進(jìn)行煤粉點(diǎn)火時(shí)，使燃?xì)?可以是天然氣、液 化石油氣、煤氣等可燃?xì)怏w)通過(guò)送氣管進(jìn)入注氣筒內(nèi)，并由注氣孔噴出，進(jìn)入煤粉濃縮裝 置出口處的煤粉火焰中。由于燃?xì)庾鳛闅怏w燃料，著火容易，相當(dāng)于提高了煤粉中的揮發(fā)份 含量。燃?xì)庠诘谝患?jí)燃燒筒(如中心筒或煤粉濃縮裝置)出口處被第一級(jí)煤粉氣流形成的 火焰引燃，釋放出大量的熱能，從而促進(jìn)該區(qū)域有更多的煤粉被點(diǎn)燃，以至于獲得的總熱量 足夠?qū)⒌诙?jí)的煤粉氣流點(diǎn)燃，形成穩(wěn)定的煤粉火焰。優(yōu)選地，注氣筒與第一級(jí)燃燒筒同軸地布置，注氣筒的入口與第一級(jí)燃燒筒的出 口平齊或重疊，并且注氣筒的入口直徑大于或等于第一級(jí)燃燒筒的出口直徑。優(yōu)選地，注氣筒設(shè)計(jì)為雙壁結(jié)構(gòu)，由內(nèi)、外周壁以及兩側(cè)端壁圍成一個(gè)腔室，送氣 管與該腔室相連通。優(yōu)選地，在注氣筒的內(nèi)壁上和/或在注氣筒的出口端面上設(shè)有注氣孔。在注氣筒 出口端面上設(shè)置的注氣孔的軸線朝向注氣筒的出口那側(cè)向注氣筒軸線傾斜。優(yōu)選地，沿煤粉燃燒器中的煤粉氣流流動(dòng)方向在等離子體點(diǎn)火裝置的后面設(shè)有中 心筒或者煤粉濃縮裝置，煤粉濃縮裝置的筒狀后部或者中心筒構(gòu)成注氣筒的內(nèi)壁，注氣筒 的出口端面與中心筒或者煤粉濃縮裝置筒狀后部的出口端面平齊，或位于其出口端面的后按本實(shí)用新型的采用上述等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器實(shí)施等離子體燃?xì)鈴?fù)合 點(diǎn)火的方法，包括以下的步驟首先，通過(guò)煤粉燃燒器的等離子體點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的熱等離子體將部分煤粉、即第 一級(jí)煤粉氣流在燃燒器的第一級(jí)燃燒筒內(nèi)點(diǎn)燃，在第一級(jí)燃燒筒的出口形成穩(wěn)定的煤粉火 焰；其次，在第一級(jí)燃燒筒出口附近，利用注氣裝置(例如注氣筒或輸氣管)輸入一定 量的燃?xì)猓谝研纬傻拿悍刍鹧娴淖饔孟率谷細(xì)馊紵?，形成更?qiáng)烈的燃?xì)饣鹧?；接著，剩余煤粉氣流被第一?jí)煤粉氣流及燃?xì)庵鹚a(chǎn)生的熱量加熱至著火溫 度以上，也開始燃燒；最后，大部分已著火的煤粉氣流被送出燃燒器噴口進(jìn)入爐膛。其中的可燃質(zhì)(包 括Co、焦炭等)繼續(xù)燃燒，在爐膛內(nèi)逐步形成穩(wěn)定的煤粉火焰。本實(shí)用新型的積極效果在于利用燃?xì)?煤氣、液化石油氣或天然氣等)作為輔助 燃料，使一些揮發(fā)份含量較低的煤種也可以采用等離子體進(jìn)行煤粉點(diǎn)火，充分發(fā)揮出等離子體點(diǎn)火的優(yōu)點(diǎn)。離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用第一級(jí)煤粉火焰可靠 地點(diǎn)燃燃?xì)猓恍枰黾尤細(xì)獾狞c(diǎn)火裝置及火檢等設(shè)備。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。


圖1為一種帶有注氣筒和煤粉濃縮裝置的等離子體煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種內(nèi)壁設(shè)有注氣孔的注氣筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一種端面設(shè)有注氣孔的注氣筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為一種帶有注氣筒和中心筒的等離子體煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖5為一種與煤粉濃縮裝置連為一體的注氣筒結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，在等離子體煤粉燃燒器101內(nèi)安裝有煤粉濃縮裝置102，作為第一級(jí) 燃燒筒，和設(shè)置在煤粉濃縮裝置102前面的等離子體點(diǎn)火裝置103(相對(duì)于煤粉氣流在燃燒 器內(nèi)的流動(dòng)方向而言)，這三者優(yōu)選同軸布置。煤粉氣流由煤粉管道104進(jìn)入等離子體煤粉 燃燒器101內(nèi)，其中部分煤粉氣流流入煤粉濃縮裝置102內(nèi)(第一級(jí)煤粉氣流)，其余煤粉 氣流在煤粉濃縮裝置102和等離子體煤粉燃燒器101的外燃燒筒之間通過(guò)(第二級(jí)煤粉氣 流)。等離子體點(diǎn)火裝置103所產(chǎn)生的熱等離子體處于煤粉濃縮裝置102入口處附近， 在這里，進(jìn)入煤粉濃縮裝置102的第一級(jí)煤粉氣流可以比較充分地與熱等離子體接觸，被 加熱至著火溫度以上，使煤粉中的揮發(fā)份析出，并開始著火、燃燒，在煤粉濃縮裝置102的 出口處形成比較穩(wěn)定的煤粉火焰。在煤粉濃縮裝置102的出口處與煤粉濃縮裝置102的筒狀后部同軸地安裝有注氣 筒 105。圖2給出了一種內(nèi)壁設(shè)有注氣孔的注氣筒的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在注氣筒105的內(nèi)、外周壁511、512以及兩側(cè)端壁之間形成了燃?xì)馇?室502。外壁512與送氣管501相連接，可使燃?xì)鈴娜細(xì)庠唇?jīng)送氣管501進(jìn)入燃?xì)馇皇?02 內(nèi)。內(nèi)壁511上設(shè)有一定數(shù)量的注氣孔503，燃?xì)馇皇?02內(nèi)的燃?xì)庥纱俗饪讎娙氲入x子 體煤粉燃燒器101內(nèi)，與煤粉濃縮裝置102出口處已形成的煤粉火焰混合、燃燒。被注入等離子體煤粉燃燒器101內(nèi)的燃?xì)庀喈?dāng)于大大增加了煤粉中揮發(fā)份的含 量，其著火后釋放出的熱量超過(guò)普通等離子體煤粉燃燒器在燃用煙煤時(shí)第一級(jí)煤粉氣流所 能產(chǎn)生的熱量。這部分熱量在等離子體煤粉燃燒器101內(nèi)被傳遞給第二級(jí)煤粉氣流，使其 溫度達(dá)到著火溫度以上，并著火、燃燒。這樣，在注氣筒105所注入的燃?xì)獾膮f(xié)助下，即使燃用揮發(fā)份含量較低的難著火 煤種時(shí)，大部分煤粉顆粒在等離子體煤粉燃燒器101內(nèi)也能有效著火，并在燃燒器出口形 成穩(wěn)定的煤粉火焰，大大擴(kuò)大了等離子體煤粉點(diǎn)火技術(shù)對(duì)燃煤的適用范圍。圖3給出了一種端面設(shè)置注氣孔的注氣筒的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，其整體結(jié) 構(gòu)與圖2給出的注氣筒相似，只是將注氣孔的位置由內(nèi)壁改至注氣筒出口端面，使得燃?xì)?可沿注氣筒105的軸線方向射出。優(yōu)選地，注氣孔503的軸線朝中心筒106出口那側(cè)向注氣筒105的軸線X-X傾斜，這樣更有利于燃?xì)馀c煤粉濃縮裝置102 (或中心筒106，圖4中表 示)出口的煤粉火焰充分摻混。按照本實(shí)用新型，也可以在注氣筒的端面和內(nèi)壁上都設(shè)置注氣孔503。圖4給出了采用這種注氣筒結(jié)構(gòu)的另一種等離子體煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖4所示，在等離子體煤粉燃燒器101內(nèi)安裝有中心筒106，作為第一級(jí)燃燒筒，和設(shè)置在 中心筒106前面的等離子體點(diǎn)火裝置103，煤粉氣流由煤粉管道104進(jìn)入等離子體煤粉燃燒 器101內(nèi)，其中部分煤粉氣流流入中心筒106內(nèi)(第一級(jí)煤粉氣流)，其余煤粉氣流在中心 筒106和等離子體煤粉燃燒器101的外燃燒筒之間通過(guò)(第二級(jí)煤粉氣流)。等離子體點(diǎn)火裝置103所產(chǎn)生的熱等離子體處在中心筒106內(nèi)。煤粉氣流經(jīng)過(guò)中 心筒106內(nèi)時(shí)，慣性較大的煤粉顆粒向中心筒106的中心軸線附近集中，與等離子體點(diǎn)火裝 置103所產(chǎn)生的熱等離子體充分接觸，被加熱至著火溫度以上，將煤粉中的揮發(fā)份析出，并 開始著火、燃燒，在中心筒106的出口處形成比較穩(wěn)定的煤粉火焰。中心筒106的出口處安裝有注氣筒105，其出口端面與中心筒106出口端面平齊， 或位于中心筒106出口端面的后面(相對(duì)于煤粉氣流在燃燒器內(nèi)的流動(dòng)方向而言)。由于 注氣孔503的軸線朝中心筒106出口那側(cè)偏向于注氣筒軸線X-X，使得燃?xì)馄蛑行耐?06 出口處的煤粉火焰射出。被注入等離子體煤粉燃燒器101內(nèi)的燃?xì)庀喈?dāng)于大大增加了煤粉中揮發(fā)份的含 量，其著火后釋放出的熱量超過(guò)普通等離子體煤粉燃燒器在燃用煙煤時(shí)第一級(jí)煤粉氣流所 能產(chǎn)生的熱量。這部分熱量在等離子體燃燒器101內(nèi)被傳遞給第二級(jí)煤粉氣流，使其溫度 達(dá)到著火溫度以上，并著火、燃燒。這樣，在注氣筒105所注入的燃?xì)獾膮f(xié)助下，即使燃用揮發(fā)份含量較低的難著火 煤種時(shí)，大部分煤粉顆粒在等離子體煤粉燃燒器101內(nèi)也能有效著火，并在燃燒器出口形 成穩(wěn)定的煤粉火焰，大大擴(kuò)大了等離子體煤粉點(diǎn)火技術(shù)對(duì)燃料的適用范圍。圖5給出了一種與煤粉濃縮裝置102結(jié)合為一體的注氣筒結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所 示，煤粉濃縮裝置的筒狀后部121取代了原注氣筒105的內(nèi)壁，將煤粉濃縮裝置102和注氣 筒105結(jié)合成一個(gè)單元，簡(jiǎn)化了整體結(jié)構(gòu)。在圖5中示出設(shè)置在注氣筒105出口端面的注氣 孔503。附加地或替代地，同樣也可以在筒狀后部121上設(shè)置注氣孔(未示出)。圖4中 所示的中心筒106與注氣筒105也可結(jié)合為一體(中心筒106構(gòu)成注氣筒105的內(nèi)壁)。在本實(shí)用新型中，代替注氣筒105，也可以采用簡(jiǎn)單的輸氣管，其出口端布置在中 心筒106或煤粉濃縮裝置102的出口附近，入口端與燃?xì)庠聪噙B接，用于向等離子體煤粉燃 燒器101內(nèi)注入燃?xì)?。在本?shí)用新型的上述實(shí)施例中，關(guān)于煤粉濃縮裝置，采用在中國(guó)專利 ZL. 200920145979. 6中詳細(xì)描述的煤粉濃縮裝置。
權(quán)利要求1.一種等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，包括等離子體點(diǎn)火裝置和第一級(jí)燃燒筒，其特 征在于，在第一級(jí)燃燒筒的出口處設(shè)有注氣裝置，注氣裝置通過(guò)送氣管(501)能夠與燃?xì)?源相連接，用于將燃?xì)庾⑷朊悍廴紵?101)內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，所述第一級(jí)燃燒 筒設(shè)計(jì)為中心筒或者煤粉濃縮裝置。
3.按權(quán)利要求1所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，所述注氣裝置設(shè) 計(jì)為輸氣管或注氣筒(105)。
4.按權(quán)利要求3所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，在注氣筒(105)端 面和/或周面上設(shè)有一定數(shù)量的注氣孔(50 ，作為燃?xì)馍淞鞒隹凇?br> 5.按權(quán)利要求3所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，注氣筒(10 與第 一級(jí)燃燒筒同軸地布置，注氣筒(105)的入口與第一級(jí)燃燒筒的出口平齊或重疊并且注氣 筒(105)的入口直徑大于或等于第一級(jí)燃燒筒的出口直徑。
6.按權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，注 氣筒(10 設(shè)計(jì)為雙壁結(jié)構(gòu)，由內(nèi)、外周壁以及兩側(cè)端壁圍成一個(gè)燃?xì)馇皇?502)，送氣管 (501)與該燃?xì)馇皇蚁噙B通。
7.按權(quán)利要求6所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，在注氣筒(105)的 內(nèi)壁上和/或在注氣筒(10 的出口端面上設(shè)有注氣孔(503)。
8.按權(quán)利要求6所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，在注氣筒(105)出 口端面上設(shè)置的注氣孔(503)的軸線朝向注氣筒(10 的出口那側(cè)向注氣筒軸線傾斜。
9.按權(quán)利要求6所述的等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，其特征在于，在等離子體點(diǎn)火 裝置(10 的后面設(shè)有中心筒(106)或者煤粉濃縮裝置(102)，該煤粉濃縮裝置的筒狀后部 或者該中心筒構(gòu)成注氣筒(103)的內(nèi)壁，注氣筒(10 的出口端面與中心筒或者煤粉濃縮 裝置筒狀后部的出口端面平齊，或位于其出口端面的后面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種等離子體燃?xì)鈴?fù)合煤粉燃燒器，包括等離子體點(diǎn)火裝置和第一級(jí)燃燒筒，其中，在第一級(jí)燃燒筒的出口處設(shè)有注氣裝置(105)，注氣裝置通過(guò)送氣管(501)能夠與燃?xì)庠聪噙B接，用于將燃?xì)庾⑷朊悍廴紵?101)內(nèi)。在本實(shí)用新型中，利用燃?xì)?煤氣、液化石油氣或天然氣等)作為輔助燃料，使一些揮發(fā)份含量較低的煤種也可以采用等離子體進(jìn)行煤粉點(diǎn)火，充分發(fā)揮出等離子體點(diǎn)火的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23D17/00GK201925933SQ201020689929
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉欣, 唐宏, 張玉斌, 李平, 李明, 林淑勝, 王雨勃, 苗雨旺, 龔澤儒 申請(qǐng)人:煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司