一种燃煤锅炉煤粉点燃的方法及点燃煤粉的燃烧器技术

一种燃煤锅炉用点燃煤粉的方法及点燃煤粉燃烧器，属于燃煤锅炉点火技术领域。该点燃煤粉燃烧器包括把煤粉－空气混合物吹入锅炉炉膛的一次风喷口和相对端的出火口，所述一次风喷口连接一个流道，该流道为截面面积阶梯状突然扩大的通道，且在所述流道中煤粉－空气能形成回流，在该回流区壁面上装设点火元件。该方法首先点燃回流，再利用已点燃的回流去点燃主气流来实现点燃全部煤粉气流。本发明专利技术点燃煤粉技术是一种投资低廉、结构简单，完全不用油且煤种适应性强的点火技术，符合了现阶段的市场需求，有效的节约了能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃煤锅炉中的点火技术，具体涉及一种制造成本低、结构简单 和操作简单的点燃煤粉的燃烧器以及使用该燃烧器进行煤粉点燃的方法。
技术介绍
在燃煤发电厂中，煤由磨煤机磨成细粉，然后用空气吹入炉膛燃烧，由于煤 较难着火，在锅炉启动时炉膛温度很低，煤粉不能被引燃，必需用油或天燃气或 人工煤气把炉膛加热到相当程度才能吹入煤粉进行燃烧，此外在锅炉处于低负荷 下炉膛温度也较低，燃烧不稳定也要靠油或可燃气体来助燃。由于电力负荷周期 性变化，锅炉频繁启停，这样大量的油消耗在机组的启动和低负荷运行中。因此不 用油或少用油的技术已用于部分发电厂中。现在所用的等离子体点火器，它利用带有电压的两极击穿空气产生温度极高 的等离子体来点燃煤粉，可以完全不用油实现电站锅炉启动，但因其结构复杂，并且投资费用高， 一台300丽的锅炉需投资450万元，此外，其操作复杂，使用 寿命短，机械故障多，因而维护费用也相当大，虽然它可以100%的节约用油，但 只能节约其中75%的费用。此外其煤种适应性差，不能点燃难着火的煤。等离子 体点火器已在200多台锅炉上得到应用。还有一种微油点火器，它利用压縮空气将油高效雾化，用少量的高燃烧率产 生的高温气体先点燃含煤浓的煤粉一一空气混合物(下简称混合物)中的煤粉(一 级点火)，然后用已点燃的混合物点燃含煤较稀的混合物(二级点火)，再用已点 燃的二级混合物再点燃更多的混合物(三级点火)。这样就实现了用少量油点 然大量煤粉的功能，可节约95%锅炉启动和低负荷助燃用油。虽然微油点火技术 与等离子体点火器相比构造较简单，但系统仍较复杂，控制监测点数目与等离子 体点火器相同，其投资虽仅为等离子的三分之一，但仍有130 180万元之巨。目 前已在100到600丽机组上得到应用。除了上述微油点火器外，还有一种高温空气无油点火器，它利用电磁感应技 术使高磁通密度较高频率的交变磁场作用于金属管，使管壁内产生涡流而发热， 然后使空气通过管中被加热，再用被加热的空气加热煤粉点燃煤粉。此项技术投资费用和等离子体点火器一样高，目前在少数电厂得到应用。除以上三种已经得到实际应用的技术外，另外还有电阻加热点火、电感应加 热点火以及激光点火等点火技术尚处在实验室阶段。然而，前述这些不用油或少 用油的点火技术的共同点是，以把所有要点燃的混合物全部加热到煤粒的燃点为 基本手段，所不同的是加热的方式，也就是说，其点火源均直接作用于全部要点 燃的混合物，因此需在较高温度(大大高于煤粒的燃点)下点火，并且在点火过 程中会产生更多的NOx污染，配套设备随之复杂化，造价高，因此都在不同程度 上存在着投资费用高，结构复杂，煤种适应性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种制造成本低、结构简单、操作简单和减少NOx 污染的燃煤锅炉用点燃煤粉的燃烧器。为达上述目的，本专利技术具体的内容为本专利技术燃煤锅炉用点燃煤粉的燃烧器，包括把煤粉一空气混合物吹入锅炉炉 膛的一次风喷口和相对端的出火口，所述一次风喷口连接一个流道，且在所述流 道中煤粉一空气能形成回流，在该回流区壁面上装设点火元件。具体的，其中第一种设计结构为点燃煤粉的燃烧器整体为阶梯形的通道，一 端为一次风喷口，另一端为出火口，通道其他壁面均封闭；所述阶梯型的通道，设与一次风喷口相连的第一流道、与出火口相连的第三流道以及在第一流道和第三流 道之间的第二流道，其中，第二流道较第一流道截面积突然扩大，第三流道较第一 流道截面积大，但比第二流道截面积小，第一流道与第二流道之间、第二流道与第三流道之间以封头壁连接；点火元件全部或分段布设设在第二流道顶部内壁或在第 三流道靠近第二流道的内壁面。其中，所述第一流道与第二流道之间、第二流道与第三流道之间以封头壁连接。其中，在第三流道靠近第二流道的内壁面，全部或分段布设点火元件。其中，第二流道在第一流道单侧扩大。其中，所述第二流道在垂直方向或水平方向突然扩大。其中，第二流道在第一流道双侧扩大。其中，所述第二流道在垂直方向或水平方向突然扩大。本专利技术还提供一种多级点燃煤粉的燃烧器，是将前述第一种设计的点燃煤粉 的燃烧器串接而成，且燃烧器之间相连通。所述多级点燃煤粉的燃烧器，下一级燃烧器通过其上壁面或下壁面位置与前一级燃烧器出火口连通。具体的，其中第二种设计结构为所述点燃煤粉的燃烧器其一次风喷口连接 的流道为截面渐大的过渡管，所述过渡管的壁与流道轴线所形成的张角a大于12 °并小于90°。具体的，其中第三种设计结构为所述燃煤锅炉用点燃煤粉的燃烧器其一次 风喷口连接的流道为直管，在直管中或出口处放置钝体。本专利技术另一目的，在于提供一种燃煤锅炉煤粉点燃的方法。是将上述任一结 构的燃烧器安装在燃煤锅炉的原燃烧器位置或其他通向炉膛的适当位置，通过一 次风喷口送入煤粉一空气混合物，首先通过点火元件点燃燃烧器中回流区中的煤粉-空气混合物，利用点燃的回流进一步点燃主气流，并从出火口向锅炉炉膛中喷 入火焰。其中，所述点火元件采用化学能、热能、电能、光能等多种点火形式。 在燃煤锅炉燃烧器中产生回流的方法也是本专利技术重要内容。是将燃烧器流道 截面设计成上述第一种的阶梯状，或第二种的截面渐大的足够短的过渡管段的形 式，或第三种在燃烧器流道中或出口处放置钝体的形式，使从一次风喷口进入的 气体在流道中能产生回流。与现有技术相比，本专利技术的特点和效果在于1、 本专利技术是以火焰稳定性理论为依据(首先点燃回流)而设计的，这与之前所 有点火技术有实质的不同。2、 由于本专利技术燃烧器和点火方法是以火焰稳定性理论为依据而设计的，因此 它具有自稳定能力，混合物气流一经点燃即可停止外部热源的供给，火焰能自行 稳定，即进入燃烧器的混合物将稳定地不断被引燃。这一自稳定能力是所有现有 点火技术所不具备的，这是本燃烧器与己有技术中所有点火技术另一个实质不同。3、 由于本专利技术只需点燃回流混合物，且由于具有自稳定能力，外部热源供给时间约40分钟，因而既能实现100%地不用油点火，其能耗也是最低的。《本专利技术燃烧器用截面阶梯性扩大来产生回流，它可实现在较低温度(〈1000 °C)下引燃混合物主流，结构简单且不需大量使用昂贵的耐热钢，因而造价也是 最低的，约为微油点火技术的1/10。5、 利用本专利技术可以在较低温度(<1000°C)下引燃混合物，因而NOx的生成 也是最低的。6、 本专利技术的初级点火是点燃在回流区中靠近热壁的煤粉。由于回流区中流速 低(主气流的1/10， 二次回流为其1/100)且由于湍流涡流作用，使得部分煤粉在热壁附近停留时间很长，它们的着火过程是娄流化床；且只需回流区中有 一粒煤粉着火，由于回流速度低，在边界处的速度梯度也极低，火焰即可迅速传 遍全部回流区，进而引燃主气流。因此可以合理地推断凡是在流化床上可以燃 烧的煤种均可在本燃烧器上稳定燃煤这个功能也是上述所有点火技术不具备的。 7、本专利技术在较低温度下(<1000°C)点燃混合物，而无需冷却系统，在燃烧 器中不同时存在高于灰熔点的部位和低于灰熔点的部位，因此它的结渣几率是最 小的。附图说明图1A :为本专利技术点燃煤粉的燃烧器的立体结构示意图。图1B:为图1A所示点燃煤粉燃烧器内剖面及工作原理示意图。图2A:为本专利技术一侧突然扩大中再接触点位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃煤锅炉用点燃煤粉的燃烧器，包括把煤粉－空气混合物吹入锅炉炉膛的一次风喷口和相对端的出火口，其特征在于，所述一次风喷口连接一个流道，且在所述流道中煤粉－空气能形成回流，在该回流区壁面上装设点火元件。

【技术特征摘要】
1、一种燃煤锅炉用点燃煤粉的燃烧器，包括把煤粉-空气混合物吹入锅炉炉膛的一次风喷口和相对端的出火口，其特征在于，所述一次风喷口连接一个流道，且在所述流道中煤粉-空气能形成回流，在该回流区壁面上装设点火元件。2、根据权利要求l所述燃煤锅炉用点燃煤粉的燃烧器，其特征在于，其整体为阶梯形的通道， 一端为一次风喷口，另一端为出火口，通道其他壁面均封闭；所述阶梯型的通道，设与一次风喷口相连的第一流道、与出火口相连的第三流道以及在第一流道和第三流道之间的第二流道，其中，第二流道较第一流道截面积突然扩大，第三流道较第一流道截面积大，但比第二流道截面积小，第一流道与第二流道之间、第二流道与第三流道之间以封头壁连接；点火元件全部或分段布设设在第二流道顶部内壁或在第三流道靠近第二流道的内壁面。3、 根据权利要求2所述点燃煤粉的燃烧器，其特征在于，第二流道在第一流道单侧或双侧扩大。4、 根据权利要求3所述点燃煤粉的燃烧器，其特征在于，所述第二流道在垂直方向或水平方向突然扩大。5、 根据权利要求2或3或4所述燃煤锅炉用点燃煤粉的燃烧器，其特征在于，为多级燃烧器，由至少两个所述结构的燃烧器串接而成，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊成锐，
申请(专利权)人：熊成锐，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]