CN204141574U - 采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电站煤粉锅炉冷态点火及低负荷稳燃的技术领域，具体而言，涉及一种采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，在煤粉燃烧室（9）的进口和出口处分别设有一级氧枪（6）和二级氧枪（11），保证了进入煤粉燃烧室（9）内的煤粉充分燃烧；煤粉燃烧室（9）的燃烧器喷口（13）的两侧设有三级氧枪（14），该氧枪对燃烧器喷口（13）回流区进行三次补氧，进一步提高煤粉燃尽率；另外，燃烧器喷口（13）的两侧加设水冷壁（16），从而保证了燃烧器不会被烧损。

Description

采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及电站煤粉锅炉冷态点火及低负荷稳燃的技术领域，具体而言，涉及一种采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器。 

背景技术

中国石油的人均可采储量仅为世界均值的８％，2003年中国消费2.6亿吨原油，其中包括净进口9000万吨，目前我国石油消费对国外的依存度高达47.3％。据国际能源机构（IEA）预测：中国2020年一次能源消费中，石油为5亿吨，中国自产1亿吨，需要进口4亿吨，占1998年世界贸易量的25％。2013年年底,全国发电装机容量12.3亿千瓦左右，其中火电8.6亿千瓦，约占69.9%，初步统计共计耗油约3000万吨，其中锅炉点火启动及稳燃用油约1425万吨，随着新机组的陆续投运，点火及稳燃用油将继续快速增加。另外，随着国际能源需求的迅猛增长，原油价格迅速上扬，挖掘燃煤机组节油潜力、节能降耗已成为当前我国火电机组的当务之急。锅炉点火目前主要有传统大油枪点火、等离子点火、微油点火等几种方式。传统大油枪耗油巨大已逐渐淘汰；等离子点火煤种适用性差、投资造价高不能广泛推广；微油点火煤种适应性相对较广，但现有技术中的微油点火的方式中煤粉的燃尽率较低、煤粉点火启动难度较大。

例如授权公告号为CN203258754U的中国实用新型专利，其公开了一种微油冷态点火和超低负荷稳燃燃烧器，具有煤粉管道，煤粉管道内设有相连接的一级煤粉燃烧室、二级煤粉燃烧室，在一级煤粉燃烧室前端斜向设有油燃烧室、油燃烧器、二级煤粉燃烧室和煤粉管道上连接有煤粉燃烧室，煤粉管道和煤粉燃烧室外设有冷却风进风管，煤粉燃烧室与冷却风进风管之间设有多级环缝冷却气膜。本发明通过能级放大原理，点燃大量的煤粉，但是在起初阶段点燃煤粉时由于氧气不足煤粉被点燃的难度很大，而且煤粉的燃烧率也不理想。

再例如授权公告号为CN202303364U的中国实用新型专利，其公开了一种采用富氧点火集低负荷稳燃的新型煤粉燃烧器，该燃烧器的渐扩管、煤粉浓缩装置、一级煤粉燃烧室、二级煤粉燃烧室和喷口流线型浓缩装置同轴安装燃烧器本体上，一级燃烧室供氧管、气化油富氧燃烧筒、火检装置和可切换富氧气化油枪套筒均布置于同一剖面上，减小煤粉流动阻力，避免尾迹回流区煤粉堆积；利用供氧装置、煤粉浓缩装置、气化油富氧燃烧筒在燃烧器内部两次形成高煤粉浓度、煤粉浓度、油枪出力，实现煤粉炉劣质煤种冷炉启动点火升温升压要求以及低负荷稳燃。本实用新型通过在燃烧器本体的外围设置冷却风壳体内通入冷却风对燃烧器进行冷却，这种方式虽然可以将燃烧器室内温度降低，但是当存在当燃烧器存在微小的泄漏时来自冷却风壳体内的冷却风都会使煤粉燃烧更加强烈，严重时将烧损燃烧器。

又例如申请号为201310506650.9的中国发明专利，其公开了一种新型富氧微油点火和超低负荷稳燃燃烧器，包括富氧导管，中心轴线重合的一次风管、圆筒形油煤混合燃烧室、二次风管、二次风箱和预燃室。二次风箱在管壁上设置有朝周向倾斜的二次风进口；二次风箱沿轴向贯穿有一次风管，一次风管内同轴设置有油煤混合燃烧室，在油煤混合燃烧室设有高能微油点火油枪和富氧导管；一次风管外同轴套设装有旋流叶片的二次风管，并在出口端安装有钝体；二次风箱内设有预燃室，预燃室进口端设有分级风道，并在燃烧器出口安装若干扰动风喷口。本发明的点火节油率达到90%以上，具有低负荷和超负荷稳燃功能，使得该燃烧器还具有煤粉燃尽率高的优点。但是该燃烧器内缺少冷却装置，燃烧器一直处于高温状态，时间久了会造成燃烧器的烧损。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，加氧点火技术就是在微油点火技术基础上发展而来的。与单纯投油点燃煤粉相比，投油加氧助燃在煤种适应性、煤粉燃烧效果及煤粉燃尽率、环保方面效果更加突出、节油效果更好、应用前景广阔。

按照本实用新型的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，包括煤粉燃烧室，以及设置在煤粉燃烧室前端的渐扩管、后端的燃烧器喷口，所述煤粉燃烧室的进口和出口处分别设有一级氧枪和二级氧枪；煤粉燃烧室的燃烧器喷口的两侧均设有三级氧枪；燃烧器喷口的两侧设有水冷壁。在煤粉燃烧室的进口和出口处分别设有一级氧枪和二级氧枪，保证了进入煤粉燃烧室内的煤粉充分燃烧；煤粉燃烧室的燃烧器喷口的两侧设有三级氧枪，该氧枪对燃烧器喷口回流区进行三次补氧，进一步提高煤粉燃尽率；另外，燃烧器喷口的两侧加设水冷壁，从而保证了燃烧器不会被烧损。

优选的是，所述煤粉燃烧室置于燃烧器直管段内。

在上述任一方案中优选的是，所述煤粉燃烧室与燃烧器直管段同轴，通过筋板焊接在一起。

在上述任一方案中优选的是，所述燃烧器直管段的端部通过渐扩管连接有一次风管。

在上述任一方案中优选的是，所述煤粉燃烧室的长度为400-620毫米；煤粉燃烧室的出口距燃烧器喷口处为700-1000毫米。

在上述任一方案中优选的是，所述煤粉燃烧室与渐扩管之间设有煤粉浓缩装置。

在上述任一方案中优选的是，所述煤粉燃烧室靠近燃烧器喷口处设有火检装置。

在上述任一方案中优选的是，所述煤粉燃烧室上设有气化小油枪燃烧筒，气化小油枪燃烧筒内设有气化小油枪。

在上述任一方案中优选的是，所述气化小油枪燃烧筒与煤粉燃烧室的轴线呈50-75度的夹角。

在上述任一方案中优选的是，所述一级氧枪置于一级氧枪外套管内，一级氧枪设置在煤粉燃烧室前100-500毫米处。

在上述任一方案中优选的是，所述一级氧枪外套管采用耐磨材料制作，其与燃烧器直管段垂直焊接。

本申请利用一级氧枪对经过煤粉浓缩装置浓缩的浓相煤粉气流进行初期加氧，高浓度氧气与高浓度煤粉充分混合后进入煤粉燃烧室，补充煤粉燃烧初期释放的大量挥发煤粉燃烧所需氧气。挥发的煤粉燃烧释放的热量使得煤粉燃烧室整体温度得到大幅提升，为煤粉着火提供良好条件，使得浓向煤粉在煤粉燃烧室内迅速被点燃。

在上述任一方案中优选的是，所述二级氧枪置于二级氧枪外套管内，二级氧枪距离煤粉燃烧室出口为50-200毫米。

在上述任一方案中优选的是，所述二级氧枪外套管通过焊接的方式固定在燃烧器直管段上，二级氧枪外套管的安装角度与煤粉燃烧室的轴向呈45-75度的夹角。

在煤粉燃烧室的出口处挥发的煤粉已经消耗大量氧气处于缺氧区，利用二级氧枪对已经着火的煤粉及稀向煤粉进行二次补氧，使得煤粉焦炭及稀向煤粉得到充分燃烧。

在上述任一方案中优选的是，所述三级氧枪置于三级氧枪外套管内，三级氧枪外套管的中心线与水冷壁纵切面交点距离煤粉燃烧室的轴中心线的距离为200-500毫米。

在上述任一方案中优选的是，所述三级氧枪外套管的安装角度与煤粉燃烧室轴向呈60-75度夹角。

利用煤粉燃烧器喷口两侧的三级氧枪对燃烧器喷口的回流区进行三次补氧，进一步提高煤粉燃尽率 。

在本申请中各级的氧枪均可以通过调整供氧量、气化油枪出力等一些列参数，以适应不同煤种的燃烧特性及提高本装置的应用范围。

综上所述，本实用新型的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器具有以下优点：点火时，一级氧枪提供的高浓度氧与煤粉浓缩装置提供的高浓度煤粉充分混合后进入煤粉燃烧室，补充煤粉燃烧初期释放的大量挥发煤粉燃烧所需氧气，挥发的煤粉燃烧释放的热量使得煤粉燃烧室整体温度得到大幅提升，为煤粉着火提供良好条件，使得浓向煤粉在煤粉燃烧室内迅速被点燃；在煤粉燃烧室的出口处挥发的煤粉已经消耗大量氧气处于缺氧区，利用二级氧对已经着火的煤粉及稀向煤粉进行二次补氧，使得煤粉焦炭及稀向煤粉得到充分燃烧；利用煤粉燃烧器喷口两侧的三级氧枪对燃烧器喷口处的回流区进行三次补氧，进一步提高煤粉燃尽率；燃烧器喷口的两侧设有水冷壁避免发生燃烧器被烧损的现象。

附图说明

图1为按照本实用新型的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器的一优选实施例的结构简图。

附图中标号：

一次风管1，渐扩段2，燃烧器直管段3，煤粉浓缩装置4，一级氧枪外套管5， 一级氧枪6，气化小油枪燃烧筒7，气化小油枪8，煤粉燃烧室9，二级氧枪外套管10，二级氧枪11，火检装置12，燃烧器喷口13，三级氧枪14，三级氧枪外套管15，水冷壁16，筋板17。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，按照本实用新型的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器的一优选实施例的结构简图。按照本实用新型的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，包括煤粉燃烧室9，以及设置在煤粉燃烧室9前端的渐扩管2、后端的燃烧器喷口13，所述煤粉燃烧室9的进口和出口处分别设有一级氧枪6和二级氧枪11；煤粉燃烧室9的燃烧器喷口13的两侧均设有三级氧枪14；燃烧器喷口13的两侧设有水冷壁16。在煤粉燃烧室9的进口和出口处分别设有一级氧枪6和二级氧枪11，保证了进入煤粉燃烧室9内的煤粉充分燃烧；煤粉燃烧室9的燃烧器喷口13的两侧设有三级氧枪14，该氧枪对燃烧器喷口13回流区进行三次补氧，进一步提高煤粉燃尽率；另外，燃烧器喷口13的两侧加设水冷壁16，从而保证了燃烧器不会被烧损。

本实用新型的工作过程为：进入到煤粉燃烧室9的煤粉点火时，一级氧枪6提供的高浓度氧与煤粉浓缩装置4提供的高浓度煤粉充分混合，补充煤粉燃烧初期释放的大量挥发的煤粉燃烧所需氧气，煤粉在煤粉燃烧室9内燃烧，为了使在煤粉燃烧室9出口挥发的煤粉已经消耗大量氧气处于缺氧区的煤粉能够充分燃烧，利用二级氧枪11对已经着火的煤粉及稀向煤粉进行二次补氧，使得煤粉焦炭及稀向煤粉得到充分燃烧，最后利用煤粉燃烧器喷口13两侧三级氧枪14对燃烧器喷口13的回流区进行三次补氧，进一步提高煤粉燃尽率。

在本实施例中，所述煤粉燃烧室9置于燃烧器直管段3内。

在本实施例中，所述煤粉燃烧室9与燃烧器直管段3同轴，通过筋板17焊接在一起。

在本实施例中，所述燃烧器直管段3的端部通过渐扩管2连接有一次风管1。

在本实施例中，所述煤粉燃烧室9的长度为400-620毫米；煤粉燃烧室9的出口距燃烧器喷口13处为700-1000毫米。

优选的是，本实施例中煤粉燃烧室9的长度为400毫米；煤粉燃烧室9的出口距燃烧器喷口13处为700毫米。

进一步优选的是，煤粉燃烧室9的长度为620毫米；煤粉燃烧室9的出口距燃烧器喷口13处为1000毫米。

最佳优选的是，煤粉燃烧室9的长度为505毫米；煤粉燃烧室9的出口距燃烧器喷口13处为850毫米。

在本实施例中，所述煤粉燃烧室9与渐扩管2之间设有煤粉浓缩装置4。

在本实施例中，所述煤粉燃烧室9靠近燃烧器喷口13处设有火检装置12。在点火过程中，火检12能够持续对气化小油枪燃烧筒7出口火焰进行检测，保证锅炉安全运行。

在本实施例中，所述煤粉燃烧室9上设有气化小油枪燃烧筒7，气化小油枪燃烧筒7内设有气化小油枪8。

在本实施例中，所述气化小油枪燃烧筒7与煤粉燃烧室9的轴线呈50-75度的夹角，利用气化小油枪燃烧筒7产生的高温火焰顺利地点燃进入到煤粉燃烧室9内的煤粉。

优选的是，本实施例中所述气化小油枪燃烧筒7与煤粉燃烧室9的轴线呈60度的夹角。通过试验证明当气化小油枪燃烧筒7与煤粉燃烧室9的轴线呈60度的夹角时，气化小油枪燃烧筒7产生的高温火焰点燃进入到煤粉燃烧室9内的煤粉的效果最佳。

在本实施例中，所述一级氧枪6置于一级氧枪外套管5内，一级氧枪6设置在煤粉燃烧室9前100-500毫米处。

优选的是，所述一级氧枪6置于一级氧枪外套管5内，一级氧枪6设置在煤粉燃烧室9前100毫米处。

进一步优选的是，所述一级氧枪6置于一级氧枪外套管5内，一级氧枪6设置在煤粉燃烧室9前500毫米处。

最佳优选的是，所述一级氧枪6置于一级氧枪外套管5内，一级氧枪6设置在煤粉燃烧室9前300毫米处。

在本实施例中，所述一级氧枪外套管5采用耐磨材料制作，其与燃烧器直管段3垂直焊接。

本申请利用一级氧枪6对经过煤粉浓缩装置4浓缩的浓相煤粉气流进行初期加氧，高浓度氧气与高浓度煤粉充分混合后进入煤粉燃烧室9，补充煤粉燃烧初期释放的大量挥发煤粉燃烧所需氧气。挥发的煤粉燃烧释放的热量使得煤粉燃烧室9整体温度得到大幅提升，为煤粉着火提供良好条件，使得浓向煤粉在煤粉燃烧室9内迅速被点燃。

在本实施例中，所述二级氧枪11置于二级氧枪外套管10内，二级氧枪11距离煤粉燃烧室9出口为50-200毫米。

在本实施例中，所述二级氧枪外套管10通过焊接的方式固定在燃烧器直管段3上，二级氧枪外套管10的安装角度与煤粉燃烧室9的轴向呈45-75度的夹角。

在煤粉燃烧室9的出口处挥发的煤粉已经消耗大量氧气处于缺氧区，利用二级氧枪11对已经着火的煤粉及稀向煤粉进行二次补氧，使得煤粉焦炭及稀向煤粉得到充分燃烧。

在本实施例中，所述三级氧枪14置于三级氧枪外套管15内，三级氧枪外套管15的中心线与水冷壁16纵切面交点距离煤粉燃烧室9的轴中心线的距离为200-500毫米。

优选的是，在本实施例中三级氧枪外套管15的中心线与水冷壁16纵切面交点距离煤粉燃烧室9的轴中心线的距离为200毫米。

进一步优选的是，在本实施例中所述三级氧枪外套管15的中心线与水冷壁16纵切面交点距离煤粉燃烧室9的轴中心线的距离500毫米。

最佳优选的是，在本实施例中所述三级氧枪外套管15的中心线与水冷壁16纵切面交点距离煤粉燃烧室9的轴中心线的距离为350毫米。

在本实施例中，所述三级氧枪外套管15的安装角度与煤粉燃烧室9轴向呈60-75度夹角。

利用煤粉燃烧器喷口13两侧的三级氧枪14对燃烧器喷口13的回流区进行三次补氧，进一步提高煤粉燃尽率 。

在本申请中各级的氧枪均可以通过调整供氧量、气化油枪出力等一些列参数，以适应不同煤种的燃烧特性及提高本装置的应用范围。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。 

Claims (15)

1.一种采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，包括煤粉燃烧室（9），以及设置在煤粉燃烧室（9）前端的渐扩管（2）、后端的燃烧器喷口（13），其特征在于：煤粉燃烧室（9）的进口和出口处分别设有一级氧枪（6）和二级氧枪（11）；煤粉燃烧室（9）的燃烧器喷口（13）的两侧均设有三级氧枪（14）；燃烧器喷口（13）的两侧设有水冷壁（16）。

2.如权利要求1所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：煤粉燃烧室（9）置于燃烧器直管段（3）内。

3.如权利要求1或2所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：煤粉燃烧室（9）与燃烧器直管段（3）同轴，通过筋板（17）焊接在一起。

4.如权利要求1或2所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：燃烧器直管段（3）的端部通过渐扩管（2）连接有一次风管（1）。

5.如权利要求1或2所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：煤粉燃烧室（9）的长度为400-620毫米；煤粉燃烧室（9）的出口距燃烧器喷口（13）处为700-1000毫米。

6.如权利要求1所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：煤粉燃烧室（9）与渐扩管（2）之间设有煤粉浓缩装置（4）。

7.如权利要求1所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：煤粉燃烧室（9）靠近燃烧器喷口（13）处设有火检装置（12）。

8.如权利要求1或2所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：煤粉燃烧室（9）上设有气化小油枪燃烧筒（7），气化小油枪燃烧筒（7）内设有气化小油枪（8）。

9.如权利要求8所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：气化小油枪燃烧筒（7）与煤粉燃烧室（9）的轴线呈50-75度的夹角。

10.如权利要求1所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：一级氧枪（6）置于一级氧枪外套管（5）内，一级氧枪（6）设置在煤粉燃烧室（9）前100-500毫米处。

11.如权利要求1或10所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：一级氧枪外套管（5）采用耐磨材料制作，其与燃烧器直管段（3）垂直焊接。

12.如权利要求1所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：二级氧枪（11）置于二级氧枪外套管（10）内，二级氧枪（11）距离煤粉燃烧室（9）出口为50-200毫米。

13.如权利要求1或12所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：二级氧枪外套管（10）通过焊接的方式固定在燃烧器直管段（3）上，二级氧枪外套管（10）的安装角度与煤粉燃烧室（9）的轴向呈45-75度的夹角。

14.如权利要求1述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：三级氧枪（14）置于三级氧枪外套管（15）内，三级氧枪外套管（15）的中心线与水冷壁（16）纵切面交点距离煤粉燃烧室（9）的轴中心线的距离为200-500毫米。

15.如权利要求1或14所述的采用多级加氧方式点火及低负荷稳燃的煤粉燃烧器，其特征在于：三级氧枪外套管（15）的安装角度与煤粉燃烧室（9）轴向呈60-75度夹角。