CN101424398B - 一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，解决了现有技术中耗能高、着火不稳定、燃烧强度低、设备易磨损、煤种适应范围窄的缺陷，包括设于壳体中心的点火煤粉喷嘴，点火煤粉喷嘴外端口与点火腔室同中心轴连接，点火煤粉喷嘴内端与点火装置的喷出口连通，其中点火装置包括内设有氧气输送管的煤粉输送管，煤粉输送管出口和氧气输送管出气口分别与点火煤粉喷嘴内端口连通构成喷出口；内设有氧气输送管的煤粉输送管外部设有加热系统。具有耗能低、着火稳定可靠、燃烧强度高、设备不易磨损、煤种适应范围宽的优点。

Description

一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种点火装置中的导向火舌点火器，尤其涉及一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置。

背景技术

煤炭是中国的主要能源，中国煤炭资源虽丰富，但煤种多变、煤质较差，煤粉气流难于着火，难于燃尽。电力行业的火力发电厂煤粉炉在冷炉点火启动时，常规的点火启动方式一般采用设置在二次风口内的大型油燃烧装置，油燃烧装置的油枪总额定耗油量约为锅炉额定负荷时燃烧热量的30％，需持续几个小时，使炉膛各处均达到高温后，才投入煤粉燃烧，并且要拌烧到一定负荷后才根据规程规定逐步撤油。因此，煤粉炉在冷炉点火启动时耗油量非常大。近几年，电厂被迫燃用灰分高、热值低的劣质煤，常发生由于煤质差致使炉膛温度水平降低，从而导致造成灭火的高负荷灭火现象。为了稳定煤粉炉内的燃烧，需要经常投油助燃稳燃，而助燃油的消耗量远大于启动耗油量。全国火电厂每年的点火启动油耗及助燃油耗的费用相当大，而且该费用仍在不断增大。因此，电力企业的生产成本也在不断上升。

上世纪80年代中期我国开发出的少油点火燃烧器，2000年开发出的等离子无油点火技术，2003年、2005年相继开发出的微油冷态点火和超低负荷稳燃燃烧器。这些技术分别实现了少油、微油以及无油等离子点火，其中少油、微油点火技术还需要耗费一定量的燃油；等离子虽然实现了无油点火，但系统复杂，一次投资额太大，而且运行费用较高，需要耗费大量的水或高压空气进行冷却。另外等离子、微油技术还存在着由于较差煤质着火能量高、火焰传播速度慢，而等离子、微油点火的能量小，从而引起的煤种适应范围窄的问题。

我国一些单位也在同时开展高温富氧方面的研究工作以期待解决上述煤炭燃烧问题。其中专利申请名称为“富氧无油点火稳燃装置”，申请号为200610065437.9，公开号为CN1818476的中国发明专利申请文件介绍了一种富氧无油点火的方式，但这种方法还是基于传统的思路解决稳燃问题，引入高温富氧，可以强化燃烧的作用显而易见，但点火过程的节油根据其文件描述也只适应于易着火的烟煤。

现有设备的磨损速度以及磨损程度很高，通常是由于煤炭输送造成的，是设备的正常运行及寿命受到极大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耗能低、着火稳定可靠、燃烧强度高、设备不易磨损、煤种适应范围宽的干煤粉或超浓煤粉气流高温富氧无油点火燃烧装置，即浓相高温富氧无油点火燃烧装置。

本发明的技术方案是：

一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，包括设于壳体中心的点火煤粉喷嘴，点火煤粉喷嘴外端口与点火腔室同中心轴连接，点火煤粉喷嘴内端口与点火装置的喷出口连通，其特殊之处是：所述点火装置包括内设有氧气输送管的点火煤粉输送管，点火煤粉输送管出口和氧气输送管出气口分别与点火煤粉喷嘴内端口连通构成喷出口；内设有氧气输送管的点火煤粉输送管外部设有加热系统。

上述氧气输送管出气口由均匀分布有小孔的平板构成。

上述煤粉输送管出口和氧气输送管出气口平齐。

上述煤粉输送管与氧气输送管分别设有煤粉流量控制阀与氧气流量控制阀。

上述加热系统为电磁感应加热系统。

上述煤粉输送管连接有粉仓，氧气输送管连接有储气罐。

上述点火腔室连接有燃烧管，燃烧管为多级燃烧管。

本发明的优点是：

1、点火能量低。氧气占空气份额大约只占21％，而工程输送浓度大约在0.5kg/kg左右，采用本方案在同等条件下，将节约50％以上点火能量。着火在于其挥发分与氧气的恰当化合比，采用本方案将使着火温度降低50％以上，使得总体点火能量降低50％。综合上述两点，将使点火能量降低75％以上。

2、着火稳定可靠、燃烧强度高。将难于着火的煤粉部分转化为预混气体着火状况，从而提高着火稳定可靠性以及燃烧强度。

3、设备不易磨损。采用干煤粉输送系统，煤粉颗粒移动速度非常低，避免了常规输送方式分离元件易于磨损的问题。

4、煤种适应范围宽。使用本方案具有广泛的煤种适应性，任意煤种采用本方案均可实现无油点火启动。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

附图标记说明：

1-壳体、2-点火煤粉喷嘴、3-点火腔室、4-氧气输送管、5-煤粉输送管、6-加热系统、7-煤粉流量控制阀、8-氧气流量控制阀、9-粉仓、10-储气罐、11-燃烧管、13-外端口、14-内端口、15-周界风、16-煤粉燃烧风。

具体实施方式

本发明的结构示意图参见图1，一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，包括设于壳体1中心的点火煤粉喷嘴2，点火煤粉喷嘴2外端口13与点火腔室3同中心轴连接，点火煤粉喷嘴2内端与点火装置的喷出口连通，其中点火装置包括内设有氧气输送管4的煤粉输送管5，煤粉输送管5出口和氧气输送管4出气口分别与点火煤粉喷嘴2内端口14连通构成喷出口；内设有氧气输送管4的煤粉输送管5外部设有加热系统6，加热系统6可采用由中频电源、感应线圈、电磁感应器、补偿电容组成的电磁感应加热方式。当氧气输送管4出气口为均匀分布有小孔的平板结构时，可使氧气与挥发分析出的煤粉更加充分地混合。在点火装置的喷出口处，氧气输送管4出气口可缩于或伸出于煤粉输送管5出口，当煤粉输送管5出口和氧气输送管4出气口平齐时，即可保证煤粉与氧气充分混合又可避免氧气与煤粉在煤粉输送管5内的提前混合所引起的爆炸隐患。为了更好地控制煤粉与氧气的流量，可分别在煤粉输送管5与氧气输送管4上设置煤粉流量控制阀7与氧气流量控制阀8，以及在煤粉输送管5连接粉仓9，在氧气输送管4连接储气罐10。与点火腔室3连接的燃烧管11可为多级燃烧管。

工作原理：

少量点火干煤粉或超浓煤粉气流在输送过程中被加热到挥发分析出，适量纯氧供给点火煤粉着火需要的氧量，使该部分煤粉挥发分高强度燃烧，释放出足以引燃下级煤粉气流的热量，逐级引燃煤粉主气流，在无油条件下，完全燃烧煤粉，完成冷态点火启动过程，或在低负荷助燃时节约助燃油。

工作流程：

锅炉点火或助燃过程投用本设备时，煤粉流量控制阀7、氧气流量控制阀8打开，煤粉、氧气流经加热系统6时被加热到高温状态，煤粉挥发分析出。在点火煤粉喷嘴2处高温的煤粉与氧气混合后挥发分迅速着火燃烧，煤粉燃烧风16及时补充点火煤粉燃烧空气，使点火煤粉燃烧状态保持并强化，煤粉燃烧产生的高温烟气进入燃烧管11，与燃烧管11内的煤粉气流混合燃烧，再与下级煤粉气流混合燃烧；周界风15能够冷却喷口不被烧坏，同时补充残炭燃烧空气，最终燃烧煤粉气流以火炬状喷射进入炉膛，为锅炉升温升压提供热量。

加热系统6设置在煤粉输送管5上，可以将干煤粉加热到煤粉挥发分析出；氧气输送管4在加热段部分进入煤粉输送管5内，使得这部分氧气和干煤粉同步加热。

Claims (7)

1.一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，包括设于壳体(1)中心的点火煤粉喷嘴(2)，点火煤粉喷嘴(2)外端口(13)与点火腔室(3)同中心轴连接，点火煤粉喷嘴(2)内端口(14)与点火装置的喷出口连通，其特征在于：所述点火装置包括内设有氧气输送管(4)的点火煤粉输送管(5)，点火煤粉输送管(5)出口和氧气输送管(4)出气口分别与点火煤粉喷嘴(2)内端口(14)连通构成喷出口；内设有氧气输送管(4)的点火煤粉输送管(5)外部设有加热系统(6)。

2.根据权利要求1所述的一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，其特征在于：所述氧气输送管(4)出气口由均匀分布有小孔的平板构成。

3.根据权利要求1或2所述的一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，其特征在于：所述煤粉输送管(5)出口和氧气输送管(4)出气口平齐。

4.根据权利要求3所述的一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，其特征在于：所述煤粉输送管(5)与氧气输送管(4)分别设有煤粉流量控制阀(7)与氧气流量控制阀(8)。

5.根据权利要求4所述的一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，其特征在于：所述加热系统(6)为电磁感应加热系统。

6.根据权利要求5所述的一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，其特征在于：所述煤粉输送管(5)连接有粉仓(9)，氧气输送管(4)连接有储气罐(10)。

7.根据权利要求6所述的一种浓相高温富氧无油点火燃烧装置，其特征在于：所述点火腔室(3)连接有燃烧管(11)，燃烧管(11)为多级燃烧管。

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