CN103912895A - 一种火焰锅炉旋风筒富氧点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，包括旋风筒，所述旋风筒设有可调消旋拉杆，可调消旋拉杆上设有动态消旋片，旋风筒上设有静态消旋片，可调消旋拉杆内套装有纯氧助燃超高温微油枪，可调消旋拉杆内设有油氧预混燃烧室，油氧预混燃烧室与纯氧助燃超高温微油枪连接，可调消旋拉杆的端部设有乏气风出口，旋风筒的内底部设有中心燃烧筒，中心燃烧筒的底部设有煤粉氧喷嘴，旋风筒的底部设有气膜冷却风口，气膜冷却风口与中心燃烧筒对接，中心燃烧筒设有燃烧器喷口热电偶。本发明节省火焰锅炉在点火或稳燃过程中的用油量，可使燃烧器出口处的煤粉气流的旋转强度达到最大。

Description

一种火焰锅炉旋风筒富氧点火装置

技术领域

本发明涉及一种点火装置，特别涉及一种火焰锅炉旋风筒富氧点火装置。

背景技术

我国约有50多台燃烧器为旋风筒结构的W火焰锅炉，其点火和低负荷稳燃用油量巨大。一台600MW的该类型锅炉每次冷态启动约需消耗100～150吨燃油，同时每年的低负荷用油近千吨。在石油资源日益紧缺的情况下，巨大的石油用量给用户带来了沉重的经济负担。针对这种情况，我国研发了各种各样的W炉节油点火技术来解决这个问题：专利CN 102913948 A 公布了一种用于W火焰锅炉的点火装置，该专利在原炉膛前后墙下部的三次风喷口处增加了煤粉燃烧器，并在原燃烧器与新增燃烧器之间安装了切换阀门。该专利的优势主要是没有改变原有燃烧器的性能，但存在低负荷或紧急情况下锅炉需要助燃时，不能及时切换的问题，同时，由于在炉膛下部增加了燃烧器，降低了火焰中心，将造成锅炉水冷壁管内的液态水汽化点提出，有可能出现上部水冷壁管超温现象。专利CN 201599792 U 公布了一种W火焰锅炉微油点火燃烧器，该专利在原旋风分离器之前的来粉管道上设计了分叉管，将引出的煤粉通过一个新增加的燃烧器送入炉膛，该方案解决了原旋流煤粉气流不易点火的问题，但新增燃烧器的冷却改变了原有的炉内空气动力场，否则易造成燃烧器喷口烧损，而且，该方案同样存在切换操作工作量大，不能在紧急情况下迅速投入稳燃的问题。专利CN 201496958 U 公布了一种W火焰旋风分离少油点火燃烧器，该专利在原燃烧器内进行改造，实现了无需切换，稳燃时可以迅速投入的问题，但是其减阻器采取的固定安装方案，必将改变原旋风筒燃烧器内煤粉气流的旋转强度，进而改变原有的炉内空气动力场，同时该方案将造成在实际运行过程中，煤粉气流的旋转强度无法根据煤质的变化和燃烧的工况及时进行调整。W火焰锅炉是为燃用着火性能极差的的无烟煤设计的，该煤种非常不易点燃，且由于W炉燃烧器结构所限，实现较高的节油率难度很大，因此将氧气补充到W炉的点火过程中，是非常有必要的，但目前为止还尚未发现有用氧气助燃的W炉旋风筒燃烧器的专利。本专利将填补这项国内空白。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种节省火焰锅炉在点火或稳燃过程中的用油量，可使燃烧器出口处的煤粉气流的旋转强度达到最大的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，包括旋风筒，所述旋风筒设有可调消旋拉杆，可调消旋拉杆上设有动态消旋片，旋风筒上设有静态消旋片，可调消旋拉杆内套装有纯氧助燃超高温微油枪，可调消旋拉杆内设有油氧预混燃烧室，油氧预混燃烧室与纯氧助燃超高温微油枪连接，可调消旋拉杆的端部设有乏气风出口，旋风筒的内底部设有中心燃烧筒，中心燃烧筒的底部设有煤粉氧喷嘴，旋风筒的底部设有气膜冷却风口，气膜冷却风口与中心燃烧筒对接，中心燃烧筒设有燃烧器喷口热电偶，旋风筒的内底部设有一级煤粉浓缩环与二级煤粉浓缩环，一级煤粉浓缩环布置在靠近中心燃烧筒顶部的位置，二级煤粉浓缩环布置在靠近中心燃烧筒底部的位置。

进一步地，所述燃烧器喷口热电偶布置在中心燃烧筒的外侧壁。

进一步地，所述旋风筒设有锥形段。

进一步地，所述油氧预混燃烧室设有预混燃烧室热电偶。

进一步地，所述中心燃烧筒设有中心筒热电偶。

进一步地，所述纯氧助燃超高温微油枪包括燃油导管，燃油导管的外周面套装有纯氧导管，纯氧导管的外周面套装有高压冷却风导管，燃油导管、纯氧导管以及高压冷却风导管呈同轴布置，高压冷却风导管的出口设有配风盘，配风盘上设有若干配风孔，燃油导管的出口设有油喷嘴，纯氧导管的出口设有纯氧喷嘴。

进一步地，所述油喷嘴的扩散角度为30°～60°。

进一步地，所述配风孔呈等间距布置。

采用上述技术方案的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，由于所述旋风筒设有可调消旋拉杆，可调消旋拉杆上设有动态消旋片，旋风筒上设有静态消旋片，可调消旋拉杆内套装有纯氧助燃超高温微油枪，可调消旋拉杆内设有油氧预混燃烧室，油氧预混燃烧室与纯氧助燃超高温微油枪连接，可调消旋拉杆的端部设有乏气风出口，旋风筒的内底部设有中心燃烧筒，中心燃烧筒的底部设有煤粉氧喷嘴，旋风筒的底部设有气膜冷却风口，气膜冷却风口与中心燃烧筒对接，中心燃烧筒设有燃烧器喷口热电偶，旋风筒的内底部设有一级煤粉浓缩环与二级煤粉浓缩环，一级煤粉浓缩环布置在靠近中心燃烧筒顶部的位置，二级煤粉浓缩环布置在靠近中心燃烧筒底部的位置，所以当需要增大燃烧器出口处的煤粉气流的旋流强度时，可将可调消旋拉杆上升到最高的位置，此时，动态消旋片紧贴乏气风出口，远离旋转煤粉气流，完全失去了消旋作用，可使燃烧器出口处的煤粉气流的旋转强度达到最大；因此，在锅炉运行过程中，可以根据煤质和煤粉的着火情况，随时调整可调消旋拉杆的高度，以调节煤粉气流的旋流强度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明火焰锅炉旋风筒富氧点火装置的结构示意图。

图2为本发明所述纯氧助燃超高温微油枪的结构示意图。

图3为本发明所述静态消旋片的俯视图。

图4为本发明所述位于最底位置的动态消旋片的结构示意图。

图5为本发明所述位于最高位置的动态消旋片的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，一种火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，包括旋风筒1，旋风筒1设有可调消旋拉杆2，可调消旋拉杆2上设有动态消旋片3，旋风筒1上设有静态消旋片5，可调消旋拉杆2内套装有纯氧助燃超高温微油枪11，可调消旋拉杆2内设有油氧预混燃烧室6，油氧预混燃烧室6与纯氧助燃超高温微油枪11连接，可调消旋拉杆2的端部设有乏气风出口10，旋风筒1的内底部设有中心燃烧筒7，中心燃烧筒7的底部设有煤粉氧喷嘴8，旋风筒1的底部设有气膜冷却风口9，气膜冷却风口9与中心燃烧筒7对接，中心燃烧筒7设有燃烧器喷口热电偶16，旋风筒1的内底部设有一级煤粉浓缩环13与二级煤粉浓缩环15，一级煤粉浓缩环13布置在靠近中心燃烧筒7顶部的位置，二级煤粉浓缩环15布置在靠近中心燃烧筒7底部的位置，燃烧器喷口热电偶16布置在中心燃烧筒7的外侧壁，旋风筒1设有锥形段4，油氧预混燃烧室6设有预混燃烧室热电偶12，中心燃烧筒7设有中心筒热电偶14，纯氧助燃超高温微油枪11包括燃油导管17，燃油导管17的外周面套装有纯氧导管18，纯氧导管18的外周面套装有高压冷却风导管19，燃油导管17、纯氧导管18以及高压冷却风导管19呈同轴布置，高压冷却风导管19的出口设有配风盘23，配风盘23上设有若干配风孔22，燃油导管17的出口设有油喷嘴20，纯氧导管18的出口设有纯氧喷嘴21；油喷嘴20的扩散角度为30°～60°；配风孔22呈等间距布置，配风孔22的数量为24个。

本发明火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，在燃油导管17外加装一个纯氧导管18，在纯氧导管18外加装一个高压冷却风导管19，三者实现同轴布置；在高压冷却风导管19的出口加装一个配风盘23，在配风盘23上均匀布置24个角度为30°～90°的直径为φ12mm的配风孔22，在燃油导管17出口处安装一个扩散角度为30°～60°的油喷嘴20；在纯氧导管18的出口环形布置间隙为4mm的纯氧喷嘴21，其角度与油枪轴线成30°～60°；燃油从燃油导管17流动到油喷嘴20处，以30°～60°的扩散角喷出，纯氧从纯氧导管18流动到纯氧喷嘴21处以30°～60°的收缩角喷出，与燃油进行强烈的撞击后，油气混合物进入油氧预混燃烧室6，在此处发生剧烈燃烧，同时，高压冷却风从高压冷却风导管19流动到配风盘23处，经配风孔22流出，混合到纯氧火焰中，补充燃烧所需空气，并对配风盘进行冷却，纯氧火焰与高压冷却风混合后，从油氧预混燃烧室6喷出，进入燃烧器；煤粉沿切向位置进入旋风筒1后，沿锥形段4旋转下行至静态消旋片5，在该消旋片的作用下，贴壁的一部分煤粉气流改为直流，经过一级煤粉浓缩环13后，大部分煤粉向燃烧器的中心区域运动，形成浓相煤粉进入中心燃烧筒7，与油氧预混燃烧室6喷出的超高温富氧火焰强烈混合，开始燃烧；淡相煤粉从中心筒的外侧经二级煤粉浓缩环15导向后，在中心燃烧筒7的出口处向燃烧器中心区域流动，同时氧气通过煤粉氧喷嘴8与淡相煤粉混合后进入燃烧器的中心，利用浓煤粉火焰的热量点燃淡相煤粉。

本发明火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，当需要增大燃烧器出口处的煤粉气流的旋流强度时，可将可调消旋拉杆2上升到最高的位置，此时，动态消旋片3紧贴乏气风出口10，远离旋转煤粉气流，完全失去了消旋作用，可使燃烧器出口处的煤粉气流的旋转强度达到最大；反之，当需要减小燃烧器出口处的煤粉气流的旋流强度时， 可将可调消旋拉杆2下降到最低的位置，此时，动态消旋片3和静态消旋片5重合，可将燃烧器断面划分成若干块直流区域，煤粉气流通过该区域后全部转变的直流射流，不存在旋流现象。安装于可调消旋拉杆2处的动态消旋片3可随可调消旋拉杆2上下移动；当将可调消旋拉杆2下调到最底位置时，动态消旋片3将与静态消旋片5实现吻合，此时，在两个消旋片的配合作用下，煤粉气流将由旋流变为直流，此时旋流强度几乎降为零；当将可调消旋拉杆2上调到最高位置时，动态消旋片3退到了乏气风出口10的下方，此时该消旋片不起消旋作用，煤粉气流的旋流强度也达到了最大；因此，在锅炉运行过程中，可以根据煤质和煤粉的着火情况，随时调整可调消旋拉杆2的高度，以调节煤粉气流的旋流强度。

本发明火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，在燃烧器上设计了二级喷氧装置；第一级从纯氧助燃超高温微油枪11处进行补氧，微油枪喷出的燃油首先与纯氧进行强烈的混合燃烧，形成淡蓝色火焰，温度可达2000℃，具有极强的点火能量；第二级是从中心燃烧筒7出口的煤粉氧喷嘴8处进行补氧，此处煤粉浓度高、火焰温度高，但氧浓度极低，因此将氧气及时的补充到该区域，将大大增强温度已经达到着火温度的煤粉的燃烧，将氧气的助燃作用发挥到最佳；将原乏气管中心处的消旋杆去掉，安装空心的可调消旋拉杆2，在该可调消旋拉杆2上安装动态消旋片3，同时在旋风筒1的锥形段4的出口处安装静态消旋片5，在可调消旋拉杆2内同轴布置纯氧助燃超高温微油枪11，在该纯氧助燃超高温微油枪11处设置油氧预混燃烧室6；在原燃烧器的直筒段内加装中心燃烧筒7，并在其出口处安装二级煤粉浓缩环15与煤粉氧喷嘴8，在燃烧器的出口段加装气膜冷却风口9，在油氧预混燃烧室6、中心燃烧筒7、燃烧器喷口处安装三支热电偶；在富氧点火装置温度最高的位置安装了三支热电偶，分别是预混燃烧室热电偶、中心筒热电偶、燃烧器喷口热电偶，这三支热电偶将能够及时的监测旋风筒燃烧器在点火过程中的壁温情况，并将所测得的温度值与设定值进行比较，当这三支热电偶中只要有一支热电偶的温度超过设定值，将自动关小氧气调节阀，以防燃烧器出现超温现象；如果三支热电偶的实测温度均低于设定值，则自动开大氧气调节阀，以改善煤粉的着火情况，直至将该阀开到最大。

 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (8)

1.一种火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，包括旋风筒，其特征在于：所述旋风筒设有可调消旋拉杆，所述可调消旋拉杆上设有动态消旋片，所述旋风筒上设有静态消旋片，所述可调消旋拉杆内套装有纯氧助燃超高温微油枪，所述可调消旋拉杆内设有油氧预混燃烧室，所述油氧预混燃烧室与纯氧助燃超高温微油枪连接，所述可调消旋拉杆的端部设有乏气风出口，所述旋风筒的内底部设有中心燃烧筒，所述中心燃烧筒的底部设有煤粉氧喷嘴，所述旋风筒的底部设有气膜冷却风口，所述气膜冷却风口与中心燃烧筒对接，所述中心燃烧筒设有燃烧器喷口热电偶，所述旋风筒的内底部设有一级煤粉浓缩环与二级煤粉浓缩环，所述一级煤粉浓缩环布置在靠近中心燃烧筒顶部的位置，所述二级煤粉浓缩环布置在靠近中心燃烧筒底部的位置。

2.根据权利要求1所述的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，其特征在于：所述燃烧器喷口热电偶布置在中心燃烧筒的外侧壁。

3.根据权利要求1所述的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，其特征在于：所述旋风筒设有锥形段。

4.根据权利要求1所述的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，其特征在于：所述油氧预混燃烧室设有预混燃烧室热电偶。

5.根据权利要求1所述的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，其特征在于：所述中心燃烧筒设有中心筒热电偶。

6.根据权利要求1至5任一项所述的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，其特征在于：所述纯氧助燃超高温微油枪包括燃油导管，燃油导管的外周面套装有纯氧导管，纯氧导管的外周面套装有高压冷却风导管，燃油导管、纯氧导管以及高压冷却风导管呈同轴布置，高压冷却风导管的出口设有配风盘，配风盘上设有若干配风孔，燃油导管的出口设有油喷嘴，纯氧导管的出口设有纯氧喷嘴。

7.根据权利要求6所述的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，其特征在于：所述油喷嘴的扩散角度为30°～60°。

8.根据权利要求6所述的火焰锅炉旋风筒富氧点火装置，其特征在于：所述配风孔呈等间距布置。