一种煤粉燃烧系统技术方案

本发明专利技术提供一种煤粉燃烧系统，应用于新建或者改造现有的大型煤粉锅炉，包括：一个煤粉浓淡分离装置，其中浓相风煤混合物被导入点火风管；一个点火风管，沿一次风管的轴线布置，其直径小于所述一次风管的直径；一个反射装置，连接到所述点火风管的出口，能够反转通过所述点火风管进入炉膛的风和煤粉混合物的流动方向；一个环状折射装置，设置在所述点火风管上，能够将反转方向之后的一部分煤粉的流动方向进一步向一次风管轴线方向收拢；一个火焰发生装置。本发明专利技术可以显著增加锅炉的煤粉在火焰中回流的距离，延长煤粉在火焰中停留的时间，使煤粉可以得到更好的预热和点燃，改进煤粉点火和稳燃性能。

【技术实现步骤摘要】
一种煤粉燃烧系统
本专利技术涉及大型煤粉锅炉启动点火和低负荷稳燃
，特别是电站锅炉。
技术介绍
大型煤粉锅炉，特别是电站锅炉采用的都是悬浮燃烧，传统的点火方式是采用油枪加热炉膛，使炉膛温度达到所燃煤质的着火温度，然后再投入煤粉燃烧。因此其启动、低负荷稳燃都需要消耗大量的燃油，成本极高。近十多年，逐渐发展出两种新型点火技术：一种是微油点火，它是将油枪装在煤粉燃烧器内部，利用少量的燃油点燃煤粉；另一种是将等离子发生器装在煤粉燃烧器内部，通过等离子火炬点燃煤粉。然而这两种技术也有着非常明显的缺点：微油点火节油率虽然达到80%～90%，但由于基数大，仍需消耗数量可观的燃油；等离子点火虽然不需要消耗燃油，但是系统负载，设备投资大，耗电量高，等离子阴阳极寿命短，配件价格高，只适应高挥发分的煤种。但是无论采用微油点火还是等离子点火技术，煤粉都是在燃烧器内靠油火焰或等离子火炬来点燃，然后就随火焰被喷射到炉膛，所以煤粉在火焰中停留时间非常短，很难被充分加热并燃烧。因此，大型煤粉锅炉在低负荷工况下，由于炉膛温度比较低，无法维持煤粉的持续燃烧，需要额外的点火源来稳燃。之前已公开的专利CN106352331所公布的技术方案为：将携带煤粉的一次风分离成浓淡两相，浓相一次风通过特殊的反射装置发生折返，然后与淡相一次风相互作用，形成湍流区域，煤粉在湍流区域内可以停留较长的时间，从而得到充分的预热和点燃。然而这种技术也存在一些局限性：对于电站锅炉常用的四角切圆燃烧方式，其采用的直流燃烧器要求一次风的风速比较高，而且浓相一次风折返后会以一定的角度扩散，扩散后的浓相一次风风速降低、能量分散，在高速的淡相一次风作用下，会部分被吹散，虽然可以形成稳定的湍流区域和稳定火焰，但是仍有进一步改进的空间。而且目前电站锅炉普遍存在煤质较差、热值偏低的情况，煤粉点燃、燃尽困难，这就需要形成更大的湍流区域，使煤粉在火焰中停留更长的时间才能形成稳定的火焰。
技术实现思路
本专利技术提供一种煤粉燃烧系统，应用于新建或者改造现有的大型煤粉锅炉。根据本专利技术的一个实施实例，在一次风管内设置一个直径较小的点火风管，采用风量较小的点火风输送煤粉，当煤粉着火初期，不需要加热过量的空气，因此火焰温度较高，煤粉被加热燃烧的速率较高。通过点火风管出口处的反射装置使煤粉在火焰中反向运动，在一次风作用下逐渐减速再正向加速随火焰喷射入炉膛，这个过程大大延长了煤粉在火焰中加热的时间。根据本专利技术的一个实施实例，在煤粉燃烧系统中安装一个煤粉浓淡分离装置。在锅炉点火时，一次风和煤粉混合物在进入炉膛之前，受到所述煤粉浓淡分离装置的作用发生浓相、淡相分离；浓相风煤混合物进入所述点火风管的入口、之后在所述反射装置的作用下折返从而回流；淡相风煤混合物在所述点火风管外流动，遭遇回流的浓相风煤混合物，形成湍流区域；处于所述湍流区域的煤粉被火焰发生装置点燃。根据本专利技术的一个实施实例，在点火风管上设置一个环状折射装置。当浓相风煤混合物从点火风管出口处的反射装置喷射出时，会形成以一定的角度扩散的回流，所述环状折射装置会限制这种扩散，并将部分煤粉进一步向一次风管轴线方向收拢，从而增强浓相风煤混合物的回流的穿透性，增加回流的距离，延长煤粉在火焰中的停留时间，使煤粉得到更充分的预热并点燃，从而改进煤粉点火和稳燃性能。根据本专利技术的一个实施实例，点火系统包括：一个煤粉浓淡分离装置，浓相风煤混合物被导入点火风管；一个点火风管，沿一次风管的轴线布置，其直径小于所述一次风管的直径；一个反射装置，连接到所述点火风管的出口，能够反转通过所述点火风管进入炉膛的风和煤粉混合物的流动方向；一个环状折射装置，设置在点火风管上，在所述反射装置与所述煤粉浓淡分离装置之间布置，能够将反转方向之后的一部分煤粉的流动方向朝一次风管的轴线收拢；一个火焰发生装置。本专利技术可以显著增加锅炉的煤粉在火焰中回流的距离，延长煤粉在火焰中停留的时间，使煤粉可以得到更好的预热和点燃，改进煤粉点火和稳燃性能。优选地，在锅炉点火后，浓相风煤混合物经过所述反射装置的作用下折返从而回流；部分浓相风煤混合物在回流过程中、在环状折射装置的作用下、进一步向一次风管的轴线收拢，进入煤粉火焰，从而被预热、点燃。浓相风煤混合物因此在火焰中的流程较长，可以得到充分的预热；被点燃之后，也可以实现稳定的燃烧。优选地，所述环状折射装置是设置在点火风管上的一段管子，其内径随浓相风煤粉混合物的回流的方向逐渐减小。由于回流的浓相风煤混合物会以一定的角度发生扩散，扩散后的风煤混合物能量分散，在一次风火焰中回流距离短，预热不够充分。在所述环状折射装置的作用下，浓相风煤混合物的扩散会被限制，并且部分煤粉进一步向一次风管轴线方向收拢，从而增强浓相风煤混合物的回流的穿透性，增加回流的距离。需要指明的是，以上所述的环状折射装置是本专利技术的一个实施实例。本行业专业技术人员可以理解，有很多其它环状折射装置和方式可以采用，都属于本专利技术的范围之内。优选地，在所述反射装置和所述煤粉浓淡分离装置之间布置第二个环状折射装置，从而进一步增加回流距离，增强火焰稳定性。优选地，所述煤粉浓淡分离装置是一个环状钝体，在一次风管的内壁上、以与一次风管的轴线相垂直的方向布置。根据本专利技术的一个实施实例，所述环状钝体沿一次风管的切面呈三角形，便于浓相风煤混合物被导入沿一次风管中心轴线布置的点火风管，而淡相风煤混合物从点火风管和一次风管的间隙流动。实验表明，这种钝体分布方式可以很好的实现浓淡分离：淡相风煤混合物所含的煤粉浓度很低，肉眼观察接近透明。优选地，所述煤粉浓淡分离装置是一个旋风分离器，所产生的浓相风煤混合物导入所述点火风管。根据本专利技术的实施实例，众多的、商用的旋风分离器都可以采用，适应具体项目的要求。根据本专利技术的一个实施实例，旋风分离器布置在距离炉膛较远的位置。需要指明的是，以上所述的浓淡分离装置是本专利技术的一个实施实例；本行业专业技术人员可以理解，有很多其它浓淡分离装置和方式可以采用，都属于本专利技术的范围之内。优选地，所述反射装置是反射帽，所述反射帽和所述点火风管外壁形成一个环形间隙，所述点火风和煤粉的混合物通过所述环形间隙离开所述点火风管。需要指明的是，以上所述的反射帽是本专利技术的一个实施实例；本行业专业技术人员可以理解，有很多其它反射装置和方式可以采用，都属于本专利技术的范围之内。本专利技术提供一种煤粉燃烧方法，应用于新建或者改造现有的大型煤粉锅炉。根据本专利技术的一个实施实例，所述煤粉燃烧方法包括：在一次风和煤粉混合物进入炉膛之前，通过一个煤粉浓淡分离装置，将所述一次风和煤粉混合物实现浓相、淡相分离；浓相风煤混合物进入点火风管的入口，之后经过反射装置的作用下折返从而回流；浓相风煤混合物在回流过程中，部分浓相风煤混合物在环状折射装置的作用下，进一步向一次风管的轴线收拢；淡相风煤混合物在所述点火风管外流动，遭遇回流的浓相风煤混合物，形成湍流区域；处于所述湍流区域的煤粉被火焰发生装置点燃；其中，所述点火风管沿一次风管的轴线布置，其直径小于所述一次风管的直径；所述反射装置连接到所述点火风管的出口，能够反转通过所述点火风管进入炉膛的风和煤粉混合物的流动方向；所述环状折射装置设置在所述点火风管上，位于所述反射装置与所述煤粉浓淡分离装置之间，能够将反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤粉燃烧系统，应用于新建或者改造现有的大型煤粉锅炉，其特征在于，包括：一个煤粉浓淡分离装置；一个点火风管，沿一次风管的轴线布置，其直径小于所述一次风管的直径；一个反射装置，连接到所述点火风管的出口，能够反转通过所述点火风管进入炉膛的风和煤粉混合物的流动方向；一个火焰发生装置；一个环状折射装置，设置在所述点火风管上，在所述反射装置与所述煤粉浓淡分离装置之间布置，能够将反转方向之后的一部分煤粉的流动方向朝一次风管的轴线收拢；其中，在锅炉点火时，一次风和煤粉混合物在进入炉膛之前，受到所述煤粉浓淡分离装置的作用发生浓相、淡相分离；浓相风煤混合物进入所述点火风管的入口，之后经过所述反射装置的作用下折返从而回流；浓相风煤混合物在回流过程中，部分浓相风煤混合物在环状折射装置的作用下，进一步向一次风管的轴线收拢；淡相风煤混合物在所述点火风管外流动，遭遇回流的浓相风煤混合物，形成湍流区域；处于所述湍流区域的煤粉被火焰发生装置点燃。

【技术特征摘要】
1.一种煤粉燃烧系统，应用于新建或者改造现有的大型煤粉锅炉，其特征在于，包括：一个煤粉浓淡分离装置；一个点火风管，沿一次风管的轴线布置，其直径小于所述一次风管的直径；一个反射装置，连接到所述点火风管的出口，能够反转通过所述点火风管进入炉膛的风和煤粉混合物的流动方向；一个火焰发生装置；一个环状折射装置，设置在所述点火风管上，在所述反射装置与所述煤粉浓淡分离装置之间布置，能够将反转方向之后的一部分煤粉的流动方向朝一次风管的轴线收拢；其中，在锅炉点火时，一次风和煤粉混合物在进入炉膛之前，受到所述煤粉浓淡分离装置的作用发生浓相、淡相分离；浓相风煤混合物进入所述点火风管的入口，之后经过所述反射装置的作用下折返从而回流；浓相风煤混合物在回流过程中，部分浓相风煤混合物在环状折射装置的作用下，进一步向一次风管的轴线收拢；淡相风煤混合物在所述点火风管外流动，遭遇回流的浓相风煤混合物，形成湍流区域；处于所述湍流区域的煤粉被火焰发生装置点燃。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在锅炉点火后，浓相风煤混合物经过所述反射装置的作用下折返从而回流；部分浓相风煤混合物在回流过程中、在环状折射装置的作用下、进一步向一次风管的轴线收拢，进入煤粉火焰，从而被预热、点燃。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤粉浓淡分离装置是一个环状钝体，在一次风管的内壁上，以与一次风管的轴线相垂直的方向布置。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤粉浓淡...

【专利技术属性】
技术研发人员：施政，魏恺宁，
申请(专利权)人：施政，
类型：发明
国别省市：北京,11