CN101603684B - 一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置，它涉及一种燃烧装置。解决了现有的燃烧装置存在主油枪和同侧辅助油枪之间的距离较大、主油枪和对侧辅助油枪没有交错设置，致使易发生点火失败的问题。主油枪和对侧辅助油枪交错相对设置在浓煤粉管道的侧壁上，主油枪中心线、同侧辅助油枪中心线与浓煤粉管道中心线交点之间的距离为80-100mm；主油枪中心线、对侧辅助油枪中心线与浓煤粉管道中心线交点之间的距离为500-700mm。主油枪和同侧辅助油枪之间的距离很近保证辅助油枪中喷出的雾化良好的燃油可以直接喷入主油枪点燃产生的高温火焰中剧烈燃烧且二者喷出的燃油燃烧后产生的火焰相互支持，形成一个整体的火焰，火焰的长度和粗度都很大，刚性很好，能够点燃高浓度的煤粉。

Description

一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，具体涉及一种应用于W型火焰锅炉的多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置。

背景技术

大型电站锅炉在点火和低负荷稳燃过程中用油量巨大，发电企业为了节约燃油，节油重点由低负荷稳燃过程转向锅炉点火与停炉过程(电厂锅炉启停时耗油占60％，低负荷稳燃耗油占40％)。因此，研究微油点火燃烧技术对我国电力工业及整个国民经济的发展有十分重要的意义。中国专利申请号为ZL200720170025.1的实用新型专利，该设计沿燃烧器单侧依次布置主油枪和辅助油枪，主油枪的特点是油量小，一般为30-50kg/h，雾化程度好，油滴的平均粒径为5-10μm，容易点燃，燃烧放热快，利用点火装置将主油枪喷出的燃油点燃后，能够很快地形成初始高温火焰，但是由于主油枪的油量小，所以油燃烧后产生的高温火焰不是十分剧烈。辅助油枪的特点是油量大，一般为80-100kg/h，辅助油枪不配备点火器，而是依靠主油枪产生的火焰来点燃，由于辅助油枪的油量大，因此点燃后产生的火焰长度和粗度都很大，火焰燃烧十分剧烈，能够点燃大量的煤粉，实现微油点火和低负荷稳燃，但它存在以下缺点：1.该微油点火燃烧装置给粉量大，全部煤粉都通入一个管道内燃烧，煤粉的吸热量大，着火热值高，不易被点燃，因此，该微油点火装置只能燃用挥发份含量高、着火温度低、易点燃的烟煤煤种，而在燃用难点燃的贫煤，无烟煤煤种时，易发生点火失败。2.由于是采用了单侧布置油枪的方式，因此对煤粉的加热是单面加热，靠近油枪一侧的煤粉燃尽率很高，燃烧情况很好，但是油枪对面大量的煤粉都没有被点燃，经过实验表明，油枪对侧燃烧器出口处经常发生黑粉的情况；3.主油枪和辅助油枪之间的距离较大，一般为200-300mm，这样主辅油枪点燃产生的火焰是相对独立的，两股火焰没能相互支持，火焰的长度和粗度都很小，刚性差，点燃的粉量较少，放热量小，点火效果差。而且辅助油枪不配备点火器，依靠主油枪产生的火焰来点燃，由于主油枪的油量小，燃烧后产生的高温火焰刚性差，放热量小，而燃烧器内的煤粉量大，煤粉浓度高，吸热量大，主油枪产生的火焰容易被扑灭，这样辅助油枪喷出的油无法被点燃，燃烧器出口处经常发生全部黑粉的情况，点火效果差。中国专利申请号为200720111989.9的实用新型专利，该设计采用油枪对侧对称布置的方式，这样两侧的煤粉都能够被点燃，但它存在以下缺点：1.该微油点火燃烧装置给粉量大，全部煤粉都通入一个管道内燃烧，煤粉的吸热量大，着火热值高，不易被点燃，因此，该微油点火装置只能燃用挥发份含量高、着火温度低、易点燃的烟煤煤种，而在燃用难点燃的贫煤，无烟煤煤种时，易发生点火失败。2.燃烧器两侧都只布置一个主油枪，每个主油枪的油量为30-50kg/h，油枪出力很小，点燃后火焰的长度和粗度都很小，刚性差，当管径稍大时，两油枪产生的火焰不能相互支持，相当于两个独立的火焰。由于燃烧器内煤粉浓度高，粉量大，煤粉吸热量大，仅靠主油枪放出的热量只能点燃部分煤粉，燃烧器出口处黑粉很多，如果把主油枪的出力提高，则燃油雾化恶化，燃尽时间长，放热慢，更加不利于煤粉的点燃。每个主油枪都设有点火装置，经济性差。W型火焰锅炉，燃用的煤种是挥发份含量低，着火温度高，难点燃的贫煤和无烟煤。目前国内尚无应用于W型火焰锅炉的微油量点燃煤粉燃烧装置。

发明内容

本发明为了解决现有的燃烧装置存在主油枪和同侧辅助油枪之间的距离较大、主油枪和对侧辅助油枪没有交错设置，致使易发生点火失败的问题；进而提一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置。

本发明所提出的多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置应用于W型火焰锅炉，燃用的煤种是挥发份含量低、着火温度高、难点燃的贫煤和无烟煤。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置包括一次风管道、格栅均分器、煤粉浓淡分离器、两个浓煤粉管道、淡煤粉管道、淡煤粉管道挡板、火检件、两个主油枪、两个同侧辅助油枪和两个对侧辅助油枪；所述格栅均分器的入口端与一次风管道的一端连接，格栅均分器内设有煤粉浓淡分离器，格栅均分器的出口端分别与两个浓煤粉管道的入口端、淡煤粉管道的入口端连接，两个浓煤粉管道的出口端、淡煤粉管道的出口端分别对应与炉拱上从内向外依次设有的浓煤粉气流喷口、淡煤粉气流喷口连接，淡煤粉管道内设有淡煤粉管道挡板，每个浓煤粉管道的弯管段的外侧壁上由上至下依次设置有主油枪、同侧辅助油枪，对侧辅助油枪设置在同侧辅助油枪和炉拱之间的浓煤粉管道的内侧壁上，即主油枪和对侧辅助油枪交错相对设置在浓煤粉管道的侧壁上，主油枪中心线和同侧辅助油枪中心线二者与浓煤粉管道中心线交点之间的距离为80-100mm；主油枪中心线和对侧辅助油枪中心线二者与浓煤粉管道中心线交点之间的距离为500-700mm，在同侧辅助油枪下方的浓煤粉管道的外侧壁上设有火检件。

本发明的技术效果为：

一、中国专利申请号为ZL200720170025.1的实用新型专利，该设计沿燃烧器单侧依次布置主油枪和辅助油枪，主油枪的特点是油量小，一般30-50kg/h，雾化程度好，油滴的平均粒径为5-10μm，容易点燃，燃烧放热快，利用点火装置将主油枪喷出的燃油点燃后，能够很快地形成初始高温火焰，但是由于主油枪的油量小，所以油燃烧后产生的高温火焰不是十分剧烈。辅助油枪的特点是油量大，一般为80-100kg/h，辅助油枪不配备点火器，而是依靠主油枪产生的火焰来点燃，由于辅助油枪的油量大，因此点燃后产生的火焰长度和粗度都很大，火焰燃烧十分剧烈，能够点燃大量的煤粉，实现微油点火和低负荷稳燃，但它存在以下缺点：1.该微油点火燃烧装置给粉量大，全部煤粉都通入一个管道内燃烧，煤粉的吸热量大，着火热值高，不易被点燃，因此，该微油点火装置只能燃用挥发份含量高、着火温度低、易点燃的烟煤煤种，而在燃用难点燃的贫煤，无烟煤煤种时，易发生点火失败。2.由于是采用了单侧布置油枪的方式，因此对煤粉的加热是单面加热，靠近油枪一侧的煤粉燃尽率很高，燃烧情况很好，但是油枪对面大量的煤粉都没有被点燃，经过实验表明，油枪对侧燃烧器出口处经常发生黑粉的情况；3.主油枪和辅助油枪之间的距离较大，一般为200-300mm，这样主辅油枪点燃产生的火焰是相对独立的，两股火焰没能相互支持，火焰的长度和粗度都很小，刚性差，点燃的粉量较少，放热量小，点火效果差。而且辅助油枪不配备点火器，依靠主油枪产生的火焰来点燃，由于主油枪的油量小，燃烧后产生的高温火焰刚性差，放热量小，而燃烧器内的煤粉量大，煤粉浓度高，吸热量大，主油枪产生的火焰容易被扑灭，这样辅助油枪喷出的油无法被点燃，燃烧器出口处经常发生全部黑粉的情况，点火效果差。本发明的优点是：1.煤粉气流进入煤粉浓淡分离器进行浓淡分离后，浓侧煤粉进入两个浓煤粉管道，淡侧煤粉进入一个淡煤粉管道，每个浓煤粉管道内的煤粉量占煤粉总量的48％，煤粉的着火热降低，着火温度下降，容易点燃。淡煤粉管道内的煤粉浓度很低，粉量很少，只占总粉量的4％，所以不在淡煤粉管道内布置微油点火装置，这部分煤粉直接射入浓煤粉管道煤粉燃烧产生的高温火焰中稳定燃烧。例如某电厂660MW的W型火焰锅炉单只燃烧器满负荷出力为6.5t/h，给粉量较大，煤粉不易被点燃。若采用中国专利申请号为ZL200720170025.1的实用新型专利，全部煤粉都通入一个管道内燃烧，煤粉的吸热量很大，不易被点燃。应用本发明每个浓煤粉管道的粉量约为3.1t/h，粉量适中，煤粉的吸热量小于中国专利申请号为ZL200720170025.1的实用新型专利的全部煤粉总吸热量的50％，着火热值低于原设计全部煤粉总着火热值的40％，着火温度比原设计降低了50℃左右，煤粉容易点燃。淡煤粉管道的粉量为0.3t/h，粉量很少，煤粉浓度很低，在淡煤粉管道内不布置微油点火装置，由于淡煤粉管道喷口与浓煤粉管道喷口距离很近，淡煤粉管道内煤粉直接射入浓煤粉管道煤粉燃烧产生的高温火焰中被点燃并稳定燃烧。2.油枪采用对侧布置，避免了单侧布置油枪时对远端燃料加热不利的弊端，整个燃烧器内部煤粉燃尽率很高，燃烧情况很好。3.主油枪和同侧辅助油枪之间的距离很近，为80-100mm，目的是为保证辅助油枪中喷出的雾化良好的燃油可以直接喷入主油枪点燃产生的高温火焰中剧烈燃烧，主油枪与辅助油枪喷出的燃油燃烧后产生的火焰相互支持，形成一个整体的火焰，火焰的长度和粗度都很大，刚性很好，能够点燃高浓度的煤粉。

二、中国专利申请号为200720111989.9的实用新型专利，该设计采用油枪对侧对称布置的方式，这样两侧的煤粉都能够被点燃，但它存在以下缺点：1.该微油点火燃烧装置给粉量大，全部煤粉都通入一个管道内燃烧，煤粉的吸热量大，着火热值高，不易被点燃，因此，该微油点火装置只能燃用挥发份含量高、着火温度低、易点燃的烟煤煤种，而在燃用难点燃的贫煤，无烟煤煤种时，易发生点火失败。2.燃烧器两侧都只布置一个主油枪，每个主油枪的油量为30-50kg/h，两个油枪的油量最大只有100kg/h，油枪出力很小，点燃后火焰的长度和粗度都很小，刚性差，当管径稍大时，两油枪产生的火焰不能相互支持，相当于两个独立的火焰。由于燃烧器内煤粉浓度高，粉量大，煤粉吸热量大，仅靠主油枪放出的热量只能点燃部分煤粉，燃烧器出口处黑粉很多，如果把主油枪的出力提高，则燃油雾化恶化，燃尽时间长，放热慢，更加不利于煤粉的点燃。每个主油枪都设有点火装置，经济性差。本发明的优点是：1.煤粉气流进入煤粉浓淡分离器进行浓淡分离后，浓侧煤粉进入两个浓煤粉管道，淡侧煤粉进入一个淡煤粉管道，每个浓煤粉管道内的煤粉量占煤粉总量的48％，煤粉的着火热降低，着火温度下降，容易点燃。淡煤粉管道内的煤粉浓度很低，粉量很少，只占总粉量的4％，所以不在淡煤粉管道内布置微油点火装置，这部分煤粉直接射入浓煤粉管道煤粉燃烧产生的高温火焰中稳定燃烧。例如某电厂660MW的W型火焰锅炉单只燃烧器满负荷出力为6.5t/h，给粉量较大，煤粉不易被点燃。若采用中国专利申请号为200720111989.9的发明专利，全部煤粉都通入一个管道内燃烧，煤粉的吸热量很大，不易被点燃。应用本发明每个浓煤粉管道的粉量约为3.1t/h，粉量适中，煤粉的吸热量小于原设计(中国专利申请号为200720111989.9的发明专利)全部煤粉总吸热量的50％，着火热值低于原设计全部煤粉总着火热值的40％，着火温度比原设计降低了50℃左右，煤粉容易点燃。淡煤粉管道的粉量为0.3t/h，粉量很少，煤粉浓度很低，在淡煤粉管道内不布置微油点火装置，由于淡煤粉管道喷口与浓煤粉管道喷口距离很近，淡煤粉管道内煤粉直接射入浓煤粉管道煤粉燃烧产生的高温火焰中被点燃并稳定燃烧。2.本发明在主油枪同侧布置同侧辅助油枪，对侧布置对侧辅助油枪，三个油枪的油量可达到250kg/h，油量很大，是原设计(中国专利申请号为200720111989.9的发明专利)的2.5倍，点燃后产生的火焰长度和粗度都很大，刚性强，火焰燃烧十分剧烈，对侧辅助油枪不配置点火装置，而是利用煤粉被点燃后产生的火焰来点燃其喷出的燃油，由于煤粉的浓度高，吸热量大，所以在燃烧器内运行时不会立即被主油枪，同侧辅助油枪产生的高温火焰点燃，而是会在燃烧器内运行一段距离后才会被点燃，因此对侧辅助油枪入口处布置在煤粉被点燃处，这样对侧辅助油枪喷出的燃油直接进入煤粉点燃产生的火焰中剧烈燃烧，放出大量热量，利用这些热量来点燃未被点燃的煤粉。按照某电厂660MW的W型火焰锅炉燃烧器实际尺寸及运行参数建立了1∶1实验台系统，经过实验证明：采用本发明微油点火煤粉燃烧装置，能够成功点燃挥发份含量低的贫煤，无烟煤煤种，点火用油量为40t，节油率在70％以上。

附图说明

图1是本发明的整体结构主剖视图，图2是图1的A向视图，图3是图1的I部放大图，图4a是旋风分离器示意图，图4b是图4a的B向视图，图4c是图4b的C向视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～3、图4a～4b说明本实施方式，本实施方式所述的一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置包括一次风管道2、格栅均分器3、煤粉浓淡分离器4、两个浓煤粉管道5、淡煤粉管道6、淡煤粉管道挡板7、火检件16、两个主油枪14、两个同侧辅助油枪15和两个对侧辅助油枪17；所述格栅均分器3的入口端与一次风管道2的一端连接，格栅均分器3内设有煤粉浓淡分离器4，格栅均分器3的出口端分别与两个浓煤粉管道5的入口端、淡煤粉管道6的入口端连接，两个浓煤粉管道5的出口端、淡煤粉管道6的出口端分别对应与炉拱11上从内向外依次设有的浓煤粉气流喷口9、淡煤粉气流喷口10连接，淡煤粉管道6内设有淡煤粉管道挡板7，每个浓煤粉管道5的弯管段的外侧壁上由上至下依次设置有主油枪14、同侧辅助油枪15，对侧辅助油枪17设置在同侧辅助油枪15和炉拱11之间的浓煤粉管道5的内侧壁上，即主油枪14和对侧辅助油枪17交错相对设置在浓煤粉管道5的侧壁上，主油枪14中心线和同侧辅助油枪15中心线二者与浓煤粉管道5中心线交点之间的距离L为80-100mm；主油枪14中心线和对侧辅助油枪17中心线二者与浓煤粉管道5中心线交点之间的距离M为500-700mm，在同侧辅助油枪15下方的浓煤粉管道5的外侧壁上设有火检件16。

多个所述燃烧装置对称安装在W型火焰锅炉两侧的炉拱11上(W型火焰锅炉的上炉膛1通过炉拱11与下炉膛12连接，还设有二次风箱8，在所述的炉拱11上从内向外依次设有浓煤粉气流喷口9、淡煤粉气流喷口10)，煤粉浓淡分离器可以是百叶窗浓淡分离器也可以使用旋风分离器，旋风分离器为现有技术，如图4a～4b；每个浓煤粉管道5内布置一套微油点火装置。

煤粉气流进入煤粉浓淡分离器4进行浓淡分离后，浓侧煤粉进入两个浓煤粉管道5，淡侧煤粉进入一个淡煤粉管道6，浓煤粉管道5经由浓煤粉气流喷口9与下炉膛13连通；每个浓煤粉管道5内的粉量占总粉量的48％，由于粉量较少，在利用微油点火装置点燃时，煤粉吸热量小，着火热值低，着火温度低，容易点燃。高浓度的煤粉气流进入浓煤粉管道弯管段13后，由于离心力的作用，煤粉被浓缩在弯管段2的外侧一次风管道内，这样主油枪14和同侧辅助油枪15直接点燃经过浓缩后的高浓度煤粉，本发明主油枪14和同侧辅助油枪15之间的距离很近目的是为保证辅助油枪中喷出的雾化良好的燃油可以直接喷入主油枪点燃产生的高温火焰中中剧烈燃烧，火焰的刚性很好，不会被扑灭，这样大量的燃油在一次风管道内燃烧放出大量的热量能够点燃高浓度的煤粉。为了避免单侧布置油枪时对远端燃料加热不利的弊端，在主油枪14对侧布置对侧辅助油枪17，但是对侧辅助油枪17不配置点火装置，而是利用煤粉被点燃后产生的火焰来点燃其喷出的燃油，由于煤粉的浓度高，吸热量大，所以煤粉在燃烧器内运行时不会立即被主油枪14，同侧辅助油枪15产生的高温火焰点燃，而是会在燃烧器内运行一段距离后才会被点燃，因此对侧辅助油枪17入口处布置在煤粉被点燃处，这样对侧辅助油枪17喷出的燃油直接进入煤粉点燃产生的火焰中剧烈燃烧，放出大量热量，利用这些热量来点燃未被点燃的煤粉。淡煤粉管道6上安装有淡煤粉管道挡板7，通过调节淡煤粉管道挡板7的开度可以调节进入淡煤粉管道6内的风量。

具体实施方式二：结合图1～3、图4a～4b说明本实施方式，本实施方式所述主油枪14中心线和同侧辅助油枪15中心线二者与浓煤粉管道5中心线交点之间的距离为L为90-95mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述主油枪14中心线和对侧辅助油枪17中心线二者与浓煤粉管道5中心线交点之间的距离为M为600-650mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

Claims (3)

1.一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置，所述燃烧装置包括一次风管道（2）、格栅均分器（3）、煤粉浓淡分离器（4）、两个浓煤粉管道（5）、淡煤粉管道（6）、淡煤粉管道挡板（7）、火检件（16）、两个主油枪（14）、两个同侧辅助油枪（15）和两个对侧辅助油枪（17）；其特征在于：所述格栅均分器（3）的入口端与一次风管道（2）的一端连接，格栅均分器（3）内设有煤粉浓淡分离器（4），格栅均分器（3）的出口端分别与两个浓煤粉管道（5）的入口端、淡煤粉管道（6）的入口端连接，两个浓煤粉管道（5）的出口端、淡煤粉管道（6）的出口端分别对应与炉拱（11）上从内向外依次设有的浓煤粉气流喷口（9）、淡煤粉气流喷口（10）连接，淡煤粉管道（6）内设有淡煤粉管道挡板（7），每个浓煤粉管道（5）的弯管段的外侧壁上由上至下依次设置有主油枪（14）、同侧辅助油枪（15），对侧辅助油枪（17）设置在同侧辅助油枪（15）和炉拱（11）之间的浓煤粉管道（5）的内侧壁上，即主油枪（14）和对侧辅助油枪（17）交错相对设置在浓煤粉管道（5）的侧壁上，主油枪（14）中心线和同侧辅助油枪（15）中心线二者与浓煤粉管道（5）中心线交点之间的距离（L）为80-100mm；主油枪（14）中心线和对侧辅助油枪（17）中心线二者与浓煤粉管道（5）中心线交点之间的距离（M）为500-700mm，在同侧辅助油枪（15）下方的浓煤粉管道（5）的外侧壁上设有火检件（16）。

2.根据权利要求1所述的一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置，其特征在于：所述主油枪（14）中心线和同侧辅助油枪（15）中心线二者与浓煤粉管道（5）中心线交点之间的距离（L）为90-95mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种多油枪微油量点燃煤粉燃烧装置，其特征在于：所述主油枪（14）中心线和对侧辅助油枪（17）中心线二者与浓煤粉管道（5）中心线交点之间的距离（M）为600-650mm。

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