等离子体燃气复合煤粉燃烧器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种等离子体燃气复合煤粉燃烧器，包括等离子体点火装置和第一级燃烧筒，其中，在第一级燃烧筒的出口处设有注气装置（１０５），注气装置通过送气管（５０１）能够与燃气源相连接，用于将燃气注入煤粉燃烧器（１０１）内。在本实用新型专利技术中，利用燃气（煤气、液化石油气或天然气等）作为辅助燃料，使一些挥发份含量较低的煤种也可以采用等离子体进行煤粉点火，充分发挥出等离子体点火的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种锅炉煤粉点火技术，更具体是涉及一种等离子体燃气复合煤 粉燃烧器，尤其应用于点燃单靠等离子体加热难以稳定着火的煤种。
技术介绍
常规煤粉燃烧锅炉中普遍采用油点火方式，在锅炉启动时利用油枪将燃油点燃后 直接喷入炉膛，油在炉膛中燃烧一定时间后将炉膛加热到煤粉的着火温度，此时再将煤粉 喷入炉膛以点燃煤粉，然后使油枪逐步退出运行。随着等离子体煤粉点火技术的出现和不断成熟，在煤粉锅炉中采用了等离子体煤 粉点火装置代替油枪，在锅炉启动过程中点燃煤粉，节省了大量燃油。然而，这些锅炉机 组的燃料通常以挥发份含量较高的烟煤为主，对于挥发份含量较低、着火难度较大的煤种 (挥发份是指煤在加热过程中部分有机物和矿物质发生分解产生的气态物质，其主要成 分为碳氢化合物、一氧化碳和氢气等易燃气体，是煤的重要着火特性指标)，采用等离子体 煤粉点火技术实现锅炉机组的启动还存在一定的困难。目前，通过提升等离子体品质(增 大焓值)、优化燃烧器结构等手段能够在一定程度上改善等离子体煤粉点火的效果，但仍难 以取得较大程度的突破。目前的等离子体煤粉燃烧器通常采用分级点火的方式，即，利用分隔筒等结 构将煤粉气流在燃烧器内强制分级，在中国专利ZL. 03^58412. 6中公开的中心筒或 ZL. 200920145979. 6中公开的煤粉浓缩装置中使部分煤粉直接与热等离子体接触，将其加 热至着火温度以上，使煤粉中的挥发份迅速释放并开始燃烧。这部分煤粉挥发份燃烧放出 的热量用于加热第二级的煤粉气流，使其达到着火温度以上以实现着火。依此类推，通过 煤粉点燃煤粉的方式，在燃烧器通入炉膛的出口处，大部分煤粉挥发份和部分焦炭(煤在 加热过程中，析出挥发份后的残留物称为焦炭，是煤的主要热值来源)均已开始着火，可使 剩余焦炭进入炉膛后继续燃烧，并最终燃尽。对于挥发份含量较低的煤种，诸如无烟煤、贫煤等，尽管等离子体释放出的热量可 以将中心筒或煤粉浓缩装置内的煤粉气流加热，使其开始着火、燃烧，但由于其挥发份含量 较少，燃烧后释放出的热量不足以将下一级的煤粉气流加热至着火温度以上，达不到煤粉 点燃煤粉的效果，因此，在燃烧器出口处不能形成稳定的火焰。
技术实现思路
本技术的目的是，提出一种将燃气通入等离子体煤粉燃烧器，作为辅助燃料 来改善难着火煤种点火特性、进而实现等离子体煤粉点火的等离子体燃气复合煤粉燃烧 器，其中，通过加入少量易着火的辅助燃料如燃气充当挥发份，以改善燃煤品质，有效地提 高了等离子体煤粉点火能力。本技术在装置方面是这样实现的等离子体燃气复合煤粉燃烧器，包括等离 子体点火装置和第一级燃烧筒，在第一级燃烧筒的出口处设有注气装置，注气装置通过送气管能够与燃气源相连接，用于将燃气注入煤粉燃烧器内。优选地，注气装置设计为输气管 或注气筒。在本技术中，所述燃气源指的是可以稳定提供气态可燃物的装置。优选地，第一级燃烧筒设计为中心筒或者煤粉浓缩装置。关于煤粉浓缩装置，在本 技术中可以采用在中国专利ZL200920145979.6中详细描述的煤粉浓缩装置；也可以 采用其他形式的煤粉浓缩装置，只要该浓缩装置满足以下两个条件即可第一，煤粉空气流 会从浓缩装置的出口流出，第二，流出的煤粉空气流至少部分地处于着火状态，这样就能够 保证由注气装置在煤粉浓缩装置出口附近注入的燃气被煤粉火焰点燃并燃烧，从而燃烧的 燃气反过来促进煤粉的燃烧。优选地，在注气筒端面和/或周面上设有一定数量的小孔，作为燃气射流出口， 这里称为注气孔。当燃烧器采用等离子体装置进行煤粉点火时，使燃气(可以是天然气、液 化石油气、煤气等可燃气体)通过送气管进入注气筒内，并由注气孔喷出，进入煤粉浓缩装 置出口处的煤粉火焰中。由于燃气作为气体燃料，着火容易，相当于提高了煤粉中的挥发份 含量。燃气在第一级燃烧筒(如中心筒或煤粉浓缩装置)出口处被第一级煤粉气流形成的 火焰引燃，释放出大量的热能，从而促进该区域有更多的煤粉被点燃，以至于获得的总热量 足够将第二级的煤粉气流点燃，形成稳定的煤粉火焰。优选地，注气筒与第一级燃烧筒同轴地布置，注气筒的入口与第一级燃烧筒的出 口平齐或重叠，并且注气筒的入口直径大于或等于第一级燃烧筒的出口直径。优选地，注气筒设计为双壁结构，由内、外周壁以及两侧端壁围成一个腔室，送气 管与该腔室相连通。优选地，在注气筒的内壁上和/或在注气筒的出口端面上设有注气孔。在注气筒 出口端面上设置的注气孔的轴线朝向注气筒的出口那侧向注气筒轴线倾斜。优选地，沿煤粉燃烧器中的煤粉气流流动方向在等离子体点火装置的后面设有中 心筒或者煤粉浓缩装置，煤粉浓缩装置的筒状后部或者中心筒构成注气筒的内壁，注气筒 的出口端面与中心筒或者煤粉浓缩装置筒状后部的出口端面平齐，或位于其出口端面的后按本技术的采用上述等离子体燃气复合煤粉燃烧器实施等离子体燃气复合 点火的方法，包括以下的步骤首先，通过煤粉燃烧器的等离子体点火装置产生的热等离子体将部分煤粉、即第 一级煤粉气流在燃烧器的第一级燃烧筒内点燃，在第一级燃烧筒的出口形成稳定的煤粉火 焰；其次，在第一级燃烧筒出口附近，利用注气装置(例如注气筒或输气管)输入一定 量的燃气，在已形成的煤粉火焰的作用下使燃气燃烧，形成更强烈的燃气火焰；接着，剩余煤粉气流被第一级煤粉气流及燃气着火所产生的热量加热至着火温 度以上，也开始燃烧；最后，大部分已着火的煤粉气流被送出燃烧器喷口进入炉膛。其中的可燃质(包 括Co、焦炭等)继续燃烧，在炉膛内逐步形成稳定的煤粉火焰。本技术的积极效果在于利用燃气(煤气、液化石油气或天然气等)作为辅助 燃料，使一些挥发份含量较低的煤种也可以采用等离子体进行煤粉点火，充分发挥出等离子体点火的优点。离子体燃气复合煤粉燃烧器的系统结构简单，利用第一级煤粉火焰可靠 地点燃燃气，不需要增加燃气的点火装置及火检等设备。以下结合附图，对本技术的优选实施例进行详细介绍。附图说明图1为一种带有注气筒和煤粉浓缩装置的等离子体煤粉燃烧器的结构示意图；图2为一种内壁设有注气孔的注气筒结构示意图；图3为一种端面设有注气孔的注气筒结构示意图；图4为一种带有注气筒和中心筒的等离子体煤粉燃烧器的结构示意图；以及图5为一种与煤粉浓缩装置连为一体的注气筒结构示意图。具体实施方式如图1所示，在等离子体煤粉燃烧器101内安装有煤粉浓缩装置102，作为第一级 燃烧筒，和设置在煤粉浓缩装置102前面的等离子体点火装置103(相对于煤粉气流在燃烧 器内的流动方向而言)，这三者优选同轴布置。煤粉气流由煤粉管道104进入等离子体煤粉 燃烧器101内，其中部分煤粉气流流入煤粉浓缩装置102内(第一级煤粉气流)，其余煤粉 气流在煤粉浓缩装置102和等离子体煤粉燃烧器101的外燃烧筒之间通过(第二级煤粉气 流)。等离子体点火装置103所产生的热等离子体处于煤粉浓缩装置102入口处附近， 在这里，进入煤粉浓缩装置102的第一级煤粉气流可以比较充分地与热等离子体接触，被 加热至着火温度以上，使煤粉中的挥发份析出，并开始着火、燃烧，在煤粉浓缩装置102的 出口处形成比较稳定的煤粉火焰。在煤粉浓缩装置102的出口处与煤粉浓缩装置102的筒状后部同轴地安装有注气 筒 105。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种等离子体燃气复合煤粉燃烧器，包括等离子体点火装置和第一级燃烧筒，其特征在于，在第一级燃烧筒的出口处设有注气装置，注气装置通过送气管（５０１）能够与燃气源相连接，用于将燃气注入煤粉燃烧器（１０１）内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宏，苗雨旺，王雨勃，李明，林淑胜，龚泽儒，张玉斌，刘欣，李平，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]