一种等离子燃烧器制造技术

技术编号:8752056 阅读:263 留言:0更新日期:2013-05-30 07:00
本实用新型专利技术公开了一种等离子燃烧器,该燃烧器包括方形喷嘴(1)、方圆过渡体(2)、燃烧室(3)、等离子发生器(6)、裂化室(7)、密封棉(8)、浓淡分离装置(9)。所述燃烧器的方形喷嘴(1)、方圆过渡体(2)、燃烧室(3)、裂化室(7)都具有3层组织结构,内层(4)是耐高温1600℃,耐压强度大于80MPa,密度大于3.0的铬刚玉,而且是不分片的整体式,中间层(5)是使用温度1700℃的氧化铝高温保温材料,外层是1Cr18Ni9Ti耐热钢板。该燃烧器的内层材料耐高温耐磨,因此真正实现了等离子燃烧器使煤粉催化、汽化、裂化、着火、燃烧等功效,使用寿命长,不需要维修,延长电厂检修周期,提高生产效率。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种等离子燃烧器,尤其是一种适用更高温、更耐磨煤粉的等离子燃烧器。真正实现了等离子燃烧器使煤粉催化、汽化、裂化、着火、燃烧等功效。能适应其它等离子燃烧器不能适应的劣质煤种。
技术介绍
等离子点火技术的研究始于20世纪70年代美国研制的等离子煤粉点火器。其点火机理:依靠等离子发生器发射的高温等离子体射流,直接点燃一次风煤粉,实现冷风点火。80年代后期我国引进国外技术进行了一些等离子点火试验。随着不断的发展及改进,目前国内等离子点火装置基本上都是利用直流电流在空气介质气压0.005~0.02MPa的条件下接触引弧,在强磁场控制下获得350kW以下的直流空气等离子体,等离子体随着功率的不同,电弧后形成的中心温度也各有不同,350kW功率可产生T>4700℃的局部中心高温区,温度梯度由内向外逐步减弱,电弧长度200-300mm内电弧温度梯度为最外层,温度为1200-700℃。等离子煤粉点火的原理为:煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用,迅速释放出挥发物,使煤粉颗粒破裂粉碎并再造挥发份,从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行,使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快,也有助于加速煤粉的燃烧,这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。目前等离子点火装置发展分为两大流派:一种是降低功率低温点火,使用等离子电弧火焰温度直接点火煤粉,对设备环境材质及工艺要求低,制作成本低,但等离子体产生的化学活性粒子利用较少,达不到等离子汽化、催化、裂化、化学、着火、燃烧等真正功效。另一种是适当提高功率有效利用电弧高温梯度及梯度长度,使煤粉中的活性粒子如原子(C、H、O)、原子团(OH、H2、O2)、离子(O2-、H2-、OH-、O-、H+)和电子等有效的热化学转换,促进燃料完全燃烧,对等离子发生器采用了循环水冷技术和燃烧分级方式等,但炉膛内壁未实现较好的隔热及保温措施,常产生设备烧坏现象,使用寿命达不到规定要求。
技术实现思路
为了解决上述问题,本技术提供了一种具有多层结构的等离子燃烧器,能提高等离子功率,有效的利用等离子电弧温度及温度梯度,充分利用活化粒子如原子(C、H、O)、原子团(OH、H2、O2)、离子(O2-、H2-、OH-、O-、H+)和电子等有效的热化学转换,促进煤粉完全燃烧。所述技术方案如下:一种等离子燃烧器,所述燃烧器包括方形喷嘴、方圆过渡体、燃烧室、等离子发生器、裂化室、密封棉、浓淡分离装置,其特征在于所述燃烧器的方形喷嘴、方圆过渡体、燃烧室、裂化室都具有3层组织结构,内层是铬刚玉或碳化硅,中间层是氧化铝保温材料,外层是耐热钢板。所述内层是铬刚玉,其由质量百分比大于等于91%的Al2O3,5%的Cr2O3,小于等于0.5%Fe2O3以及适量的高温胶黏剂混合,通过制作模具压制成型,然后再由1500℃以上的高温烧结而成。所述内层的铬刚玉耐高温1600℃,耐压强度大于80Mpa,密度大于3.0g/cm3。所述中间层选用使用温度1700℃的氧化铝高温保温材料。所述外层用1Cr18Ni9Ti耐热钢板制成。所述内层是碳化硅。所述内层是不分片的整体式。所述燃烧器由三层不同材质结合为一体,外层为耐热不锈钢,中间层为氧化铝保温材料,内层为铬刚玉制造而且是不分片的整体式,完全不同于现有技术中耐火瓷砖的拼接方式,也不同于其它耐火材料分块拼接形式(分块拼接会有沟槽裂缝不利于煤粉的冲刷而且耐温等级也不够),整体铬刚玉既能耐高温又能耐煤粉冲刷。使用寿命长,无需维修,提高生产效率。本技术真正实现了等离子燃烧器使煤粉催化、汽化、裂化、着火、燃烧等功效,使用寿命长,不需要维修,延长电厂检修周期,提高生产效率。同时,能适应其它等离子燃烧器不能适应的劣质煤种。附图说明图1是一种具有多层结构的等离子燃烧器的结构图;图2是煤粉气相温度-体积百分比图,其中K指开氏温度;图3是煤粉固相温度-质量百分比图,其中K指开氏温度。具体实施方式下面将参考附图,对本技术的具体实施方式进行详细描述。如图1所示,示出了一种具有多层结构的等离子燃烧器的结构图,所述燃烧器包括方形喷嘴1、方圆过渡体2、燃烧室3、等离子发生器6、裂化室7、密封棉8、浓淡分离装置9、前支轮10、后支轮11。其中方圆过渡体2是从方形喷嘴1到圆形燃烧室3的过渡段。方形喷嘴1、方圆过渡体2、燃烧室3、裂化室7、浓淡分离装置9依次连接,等离子发生器6位于裂化室7上,方形喷嘴1、方圆过渡体2、燃烧室3之间通过焊接连为一体,燃烧室3与裂化室7,以及裂化室7与浓淡分离装置9通过各自端部的法兰盘连为一体,且在燃烧室3与裂化室7、以及裂化室7与浓淡分离装置9之间都设置耐高温的密封棉8,如陶瓷纤维或玻璃纤维等作为密封材料,以保证燃烧器的整体密封效果。考虑到燃烧器支撑及移动的方便设计了2个前支轮和2个后支轮,前后支轮分别通过各自的支架座安装在燃烧器上。前后支架座分别焊接在方形喷嘴1、燃烧室3的外壳上,M16*65的沉头螺栓通过各自支架座上的孔从支架座内(即面向燃烧器的一侧)向外伸出,前后支轮上开设有腰形孔,因此在安装前后支轮时只要将支轮套在螺栓上,调整上下高度一致后将M16螺母紧固即可。所述燃烧器的耐热耐磨部件方形喷嘴1、方圆过渡体2、燃烧室3、裂化室7都具有3层组织结构,其内层4是铬刚玉,中间层5是氧化铝保温材料,如轻质氧化铝,外层是耐热钢板。其中内层4的铬刚玉是由质量百分比大于等于91%的Al2O3,5%的Cr2O3,小于等于0.5%Fe2O3以及适量的高温胶黏剂(比如磷酸二氢铝无机胶合剂,该处采用磷酸二氢铝与Al2O3、SiO2等混合、搅拌均匀制作高温粘结剂,从粘合剂的成分来看都是耐高温材料,随Al2O3、SiO2的比例不同,相对耐温也不同,Al2O3的质量百分比越高,就越耐高温,一般配置比例为质量百分比15%的磷酸二氢铝,大于60%的Al2O3,20%的SiO2,极少Fe2O3等,其耐温度可达1500℃-1600℃)混合均匀,通过制作模具压制成型,然后再由1500℃以上的高温烧结而成。且该层是不分片的整体式,完全不同于现有技术的分块拼接形式。该内层4耐高温1600℃,耐压强度大于80Mpa,密度大于3.0,能同时满足耐热耐磨要求,且便于煤粉冲刷,其具体性能如下表: 铬刚玉显气孔率%≤18密度g/cm3≥3.本文档来自技高网
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一种等离子燃烧器

【技术保护点】
一种等离子燃烧器,所述燃烧器包括方形喷嘴(1)、方圆过渡体(2)、燃烧室(3)、等离子发生器(6)、裂化室(7)、密封棉(8)、浓淡分离装置(9),其特征在于所述燃烧器的方形喷嘴(1)、方圆过渡体(2)、燃烧室(3)、裂化室(7)都具有3层组织结构,内层(4)是铬刚玉或碳化硅,中间层(5)是氧化铝保温材料,外层是耐热钢板。

【技术特征摘要】
1.一种等离子燃烧器,所述燃烧器包括方形喷嘴(1)、方圆过渡体(2)、燃烧室(3)、等离子发生器(6)、裂化室(7)、密封棉(8)、浓淡分离装置(9),其特征在于所述燃烧器的方形喷嘴(1)、方圆过渡体(2)、燃烧室(3)、裂化室(7)都具有3层组织结构,内层(4)是铬刚玉或碳化硅,中间层(5)是氧化铝保温材料,外层是耐热钢板。 
2.如权利要求1所述的等离子燃烧器,其特征在于所述内层(4)是铬刚玉,其耐高温1600℃,耐压强度...

【专利技术属性】
技术研发人员:冷飞跃刘飞
申请(专利权)人:南京创能电力科技开发有限公司
类型:实用新型
国别省市:

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