CN205842639U - 一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，包括中心筒、二级燃烧筒、三级燃烧筒、外筒、浓缩块、二级旋流叶片、三级旋流叶片、热电偶和支撑肋板，中心筒、二级燃烧筒、三级燃烧筒和外筒均采用圆筒状结构且筒径依次增大，中心筒、二级燃烧筒和三级燃烧筒依次同心嵌套在外筒中并用支撑肋板固定，浓缩块设置在中心筒内，二级旋流叶片设置在中心筒与二级燃烧筒之间，三级旋流叶片设置在二级燃烧筒与三级燃烧筒之间，三级旋流叶片的旋角小于二级旋流叶片的旋角，热电偶设置在中心筒和外筒上；本实用新型能够强化燃烧器内各级煤粉气流之间的混合和换热，解决了煤质变化或外界温度降低时等离子点火困难和着火燃尽恶化的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，属于等离子点火技术领域。
背景技术
等离子点火技术是利用等离子喷枪获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体气团在燃烧器的一次燃烧筒内形成T＞5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”时与等离子火焰进行强烈换热，使得煤粉颗粒10-3秒内迅速释放出挥发份，煤粉迅速着火。该技术可以实现锅炉无油(或少油)点火和低负荷无油稳燃，大大节约了燃油耗量，降低基建和发电成本，同时，电除尘器可以在锅炉点火初期正常投入运行，大大减少了粉尘的排放量，避免了环境污染，带来了显著的经济效益和环境效益。因此，近些年来，煤粉锅炉等离子点火技术在我国得到了快速发展和应用。
等离子燃烧器是等离子点火技术的核心设备之一，是借助等离子喷枪喷出的高温等离子体来点燃煤粉燃烧器，与传统的煤粉燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就与等离子火焰接触，煤粉被点燃，火焰在燃烧器内逐步放大，因此，等离子燃烧器属于内燃型燃烧器，可以在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。
等离子点火技术在应用过程中仍存在部分尚需改善的问题，主要表现在目前的等离子点火系统基本上采用布置浓缩块的等离子燃烧器，依赖与各级燃烧区间的“浓点浓”效应，等离子喷枪输出功率普遍在100kW级水平，在这种等离子点火系统条件下，对于燃烧挥发份较高且进料煤质稳定的锅炉点火效果较好，然而我国的燃煤品质变化较大，在点火过程中容易出现点火困难或燃烧不充分的情况，更有甚者，冬季低温环境下，燃煤温度低，也会导致点火和着火变差，有的电力企业甚至新安装的等离子点火系统，却因为煤质的改变导致点火困难和燃烧不充分，不得不重新恢复传统的油枪点火。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，能够强化燃烧器内各级煤粉气流之间的混合和换热，解决了煤质变化或外界温度降低时等离子点火困难和着火燃尽恶化的问题。
本实用新型的技术解决方案是：
一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，包括中心筒、二级燃烧筒、三级燃烧筒、外筒、浓缩块、二级旋流叶片和三级旋流叶片，中心筒、二级燃烧筒、三级燃烧筒和外筒均采用圆筒状结构且筒径依次增大，中心筒、二级燃烧筒和三级燃烧筒依次同心嵌套在外筒中，浓缩块设置在中心筒内，二级旋流叶片设置在中心筒与二级燃烧筒之间，三级旋流叶片设置在二级燃烧筒与三级燃烧筒之间，三级旋流叶片的旋角小于二级旋流叶片的旋角。
在上述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器中，还包括热电偶和支撑肋板，支撑肋板设置在中心筒、二级燃烧筒、三级燃烧筒和外筒之间，用于监测筒壁温度的热电偶设置在中心筒和外筒上，将低温煤粉气流通入等离子燃烧器。
在上述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器中，中心筒的直径为等离子火焰直径的1.5～2.0倍，中心筒的长度为其直径的1.8～3.0倍。该尺寸设计一方面保证进入中心筒内的煤粉量满足设计需求，使得等离子体火焰的能量能够将其点燃，另一方面保证了中心筒内煤粉迅速裂解产生挥发份，便于引燃二级燃烧筒内的煤粉。
在上述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器中，二级旋流叶片的数量为12～18个，二级旋流叶片的旋角范围是40～60°。
在上述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器中，三级旋流叶片的数量为12～18个，三级旋流叶片的旋角范围是25～35°。
在上述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器中，二级旋流叶片与三级旋流叶片的旋向相同，能够在强化各级煤粉气流的混合的条件下最大程度的保证煤粉气流和火焰的刚度。
在上述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器中，二级旋流叶片与三级旋流叶片的形状均采用矩形或梯形，便于匹配燃烧筒环形区域的结构，降低阻力。
在上述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器中，浓缩块采用撞击式结构。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
1、本实用新型的中心筒与各级燃烧筒依次同心嵌套在外筒中，有效提高了燃烧器内火焰传输的速度和精度，能够在煤质发生变化或外界温度降低时，确保等离子燃烧器快速点火。
2、本实用新型的二级旋流叶片与三级旋流叶片能够使部分煤粉气流旋转进入燃烧筒，与前一级燃烧筒喷出的燃烧火焰进行强烈的混合，便于实现强化换热。
3、本实用新型三级旋流叶片的旋角比二级旋流叶片的旋角小，实现了在煤粉气流旋转、强化换热和着火的同时，逐步降低燃烧火焰的旋转强度。
4、本实用新型的外筒与三级燃烧筒之间未设置旋流叶片，能够保证燃烧器出口处燃烧火焰的强度，有效防止火焰进入锅炉后冲刷水冷壁等燃尽恶化问题的发生。
5、本实用新型的低温煤粉气流能够对各级燃烧筒起到冷却降温的作用，保证了各级燃烧筒的安全运行。
6、本实用新型的中心筒和外筒出口处均设置有用于监测筒壁温度的热电偶，对应监测燃烧器内火焰强度最大的两个区域，便于控制等离子燃烧器安全平稳的运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构图
图2为本实用新型的侧视结构图
图3为本实用新型二级旋流叶片结构图
图4为本实用新型三级旋流叶片结构图
图5为本实用新型实施例二的结构图
图6为本实用新型实施例二的侧视结构图
图7为本实用新型实施例二的二级旋流叶片结构图
图8为本实用新型实施例二的三级旋流叶片结构图
其中：1中心筒；2二级燃烧筒；3三级燃烧筒；4外筒；5浓缩块；6二级旋流叶片；7三级旋流叶片；8热电偶
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施例对本实用新型作进一步描述：
一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，包括中心筒1、二级燃烧筒2、三级燃烧筒3、外筒4、浓缩块5、二级旋流叶片6和三级旋流叶片7，中心筒1、二级燃烧筒2、三级燃烧筒3和外筒4均采用圆筒状结构且筒径依次增大，中心筒1、二级燃烧筒2和三级燃烧筒3依次同心嵌套在外筒4中，浓缩块5设置在中心筒1内，二级旋流叶片6设置在中心筒1与二级燃烧筒2之间，三级旋流叶片7设置在二级燃烧筒2与三级燃烧筒3之间，三级旋流叶片7的旋角小于二级旋流叶片6的旋角。
还包括热电偶8和支撑肋板，支撑肋板设置在中心筒1、二级燃烧筒2、三级燃烧筒3和外筒4之间，热电偶8设置在中心筒1和外筒4上。
中心筒1的直径为等离子火焰直径的1.5～2.0倍，中心筒1的长度为其直径的1.8～3.0倍。
二级旋流叶片6的数量为12～18个，二级旋流叶片6的旋角范围是40～60°，三级旋流叶片7的数量为12～18个，三级旋流叶片7的旋角范围是25～35°。
二级旋流叶片6和三级旋流叶片7的数量没有固定的对应关系，二级旋流叶片6和三级旋流叶片7的旋角也没有固定的对应关系，可以灵活设置。
实施例一：
如图1所示，一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，包括中心筒1、二级燃烧筒2、三级燃烧筒3、外筒4、浓缩块5、二级旋流叶片6、三级旋流叶片7、热电偶8和支撑肋板，中心筒1、二级燃烧筒2、三级燃烧筒3和外筒4均采用圆筒状结构且筒径依次增大，中心筒1、二级燃烧筒2和三级燃烧筒3依次同心嵌套在外筒4中并用支撑肋板固定，浓缩块5设置在中心筒1内，二级旋流叶片6设置在中心筒1与二级燃烧筒2之间，三级旋流叶片7设置在二级燃烧筒2与三级燃烧筒3之间，三级旋流叶片7的旋角小于二级旋流叶片6的旋角，热电偶8设置在中心筒1和外筒4上。
如图2所示，将等离子喷枪插入到中心筒内，在电弧的作用下，通过喷枪电极间的介质气体被电离成为等离子体，从喷枪喷出形成等离子体火焰。进入中心筒1的煤粉气流经过浓缩块5浓缩后，中心的浓煤粉气流与高温等离子火焰发生强烈的电化学反应，煤粉裂解产生大量的挥发份，煤粉着火，中心筒内着火燃烧的煤粉在其出口处形成稳定的火焰；煤粉气流通过二级旋流叶片6在二级燃烧筒2内强烈旋转，与中心筒1喷出的燃烧火焰进行强烈的混合和换热，并着火燃烧，随着混合气流的不断前行，着火和燃烧也越来越剧烈，达到二级燃烧筒2的出口时，已形成稳定的燃烧火焰；同样的，煤粉气流通过三级旋流叶片7在三级燃烧筒3内强烈旋转，由于三级旋流叶片7的旋角比二级旋流叶片6的旋角小，在速度差的作用下，进入三级燃烧筒3的旋转气流同样会与二级燃烧筒2喷出的燃烧火焰进行强烈的混合和换热，实现着火和燃烧；从三级燃烧筒3喷出的燃烧火焰继而点燃进入外筒的煤粉，以此实现燃烧器内煤粉逐步着火和燃烧，低温煤粉气流能够对各级燃烧筒起到了冷却降温的作用；在外筒4与三级燃烧筒3之间未设置旋流叶片，中心筒1和外筒4出口处的筒壁表面设置有用于监测筒壁温度的热电偶8，二级旋流叶片6和三级旋流叶片7的形状采用矩形。
如图3所示，二级旋流叶片6的数量设为16个，二级旋流叶片6的旋角设为α1，α1＝45°(最优选择)。
如图4所示，三级旋流叶片7的数量设为16个，三级旋流叶片7的旋角设为β1，β1＝30°(最优选择)。
实施例二：
如图5所示，一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，包括中心筒1、二级燃烧筒2、三级燃烧筒3、外筒4、浓缩块5、二级旋流叶片6、三级旋流叶片7、热电偶8和支撑肋板，中心筒1、二级燃烧筒2、三级燃烧筒3和外筒4均采用圆筒状结构且筒径依次增大，中心筒1、二级燃烧筒2和三级燃烧筒3依次同心嵌套在外筒4中并用支撑肋板固定，浓缩块5设置在中心筒1内，二级旋流叶片6设置在中心筒1与二级燃烧筒2之间，三级旋流叶片7设置在二级燃烧筒2与三级燃烧筒3之间，三级旋流叶片7的旋角小于二级旋流叶片6的旋角，热电偶8设置在中心筒1和外筒4上。
如图6所示，将等离子喷枪插入到中心筒内，在电弧的作用下，通过喷枪电极间的介质气体被电离成为等离子体，从喷枪喷出形成等离子体火焰。进入中心筒1的煤粉气流经过浓缩块5浓缩后，中心的浓煤粉气流与高温等离子火焰发生强烈的电化学反应，煤粉裂解产生大量的挥发份，煤粉着火，中心筒内着火燃烧的煤粉在其出口处形成稳定的火焰；煤粉气流通过二级旋流叶片6在二级燃烧筒2内强烈旋转，与中心筒1喷出的燃烧火焰进行强烈的混合和换热，并着火燃烧，随着混合气流的不断前行，着火和燃烧也越来越剧烈，达到二级燃烧筒2的出口时，已形成稳定的燃烧火焰；同样的，煤粉气流通过三级旋流叶片7在三级燃烧筒3内强烈旋转，由于三级旋流叶片7的旋角比二级旋流叶片6的旋角小，在速度差的作用下，进入三级燃烧筒3的旋转气流同样会与二级燃烧筒2喷出的燃烧火焰进行强烈的混合和换热，实现着火和燃烧；从三级燃烧筒3喷出的燃烧火焰继而点燃进入外筒的煤粉，以此实现燃烧器内煤粉逐步着火和燃烧，低温煤粉气流能够对各级燃烧筒起到了冷却降温的作用；在外筒4与三级燃烧筒3之间未设置旋流叶片，中心筒1和外筒4出口处的筒壁表面设置有用于监测筒壁温度的热电偶8，二级旋流叶片6和三级旋流叶片7的形状采用梯形。
如图7所示，二级旋流叶片6的数量设为12个，二级旋流叶片6的旋角设为α2，α2＝60°。
如图8所示，三级旋流叶片7的数量设为12个，三级旋流叶片7的旋角设为β2，β2＝35°。
本实用新型的工作原理是：
等离子燃烧器的结构设计中充分考虑了有限的等离子体能量不能点燃无限的煤粉量，借助燃料的“异体—自身热能转化”原理，同时结合分级着火、逐级放大的思想，等离子燃烧器采用多级燃烧结构；第Ⅰ区为中心筒一级燃烧室，经过浓缩块浓缩后的浓煤粉气流与高温等离子火焰发生强烈的电化学反应，煤粉裂解产生大量的挥发份，煤粉着火，中心筒内着火燃烧的煤粉在出口处形成稳定的二级煤粉的点火源；第Ⅱ区及后续的各级燃烧区为混合燃烧区，在混合燃烧区内挥发份及煤粉继续燃烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧；混合燃烧区采用“浓点浓”的原则，在合理的位置上设置浓缩块，使得淡煤粉流贴壁而浓煤粉流进入主点火燃烧器燃烧。
本实用新型说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。
Claims (9)
1.一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，包括中心筒(1)、二级燃烧筒(2)、三级燃烧筒(3)、外筒(4)、浓缩块(5)、二级旋流叶片(6)和三级旋流叶片(7)，中心筒(1)、二级燃烧筒(2)、三级燃烧筒(3)和外筒(4)均采用圆筒状结构且筒径依次增大，中心筒(1)、二级燃烧筒(2)和三级燃烧筒(3)依次同心嵌套在外筒(4)中，浓缩块(5)设置在中心筒(1)内，其特征在于：二级旋流叶片(6)设置在中心筒(1)与二级燃烧筒(2)之间，三级旋流叶片(7)设置在二级燃烧筒(2)与三级燃烧筒(3)之间，三级旋流叶片(7)的旋角小于二级旋流叶片(6)的旋角。
2.根据权利要求1所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：还包括热电偶(8)和支撑肋板，支撑肋板设置在中心筒(1)、二级燃烧筒(2)、三级燃烧筒(3)和外筒(4)之间，热电偶(8)设置在中心筒(1)和外筒(4)上。
3.根据权利要求1或2所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：所述中心筒(1)的直径为等离子火焰直径的1.5～2.0倍，中心筒(1)的长度为其直径的1.8～3.0倍。
4.根据权利要求3所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：所述二级旋流叶片(6)的数量为12～18个，二级旋流叶片(6)的旋角范围是40～60°。
5.根据权利要求3所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：所述三级旋流叶片(7)的数量为12～18个，三级旋流叶片(7)的旋角范围是25～35°。
6.根据权利要求3所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：所述二级旋流叶片(6)与三级旋流叶片(7)的旋向相同。
7.根据权利要求3所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：所述二级旋流叶片(6)与三级旋流叶片(7)的形状均采用矩形或梯形。
8.根据权利要求3所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：所述二级旋流叶片(6)的旋角为45°，其数量为16个。
9.根据权利要求3所述的一种带旋流叶片强化着火的等离子燃烧器，其特征在于：所述三级旋流叶片(7)的旋角为30°，其数量为16个。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109855096A (zh) * | 2019-03-30 | 2019-06-07 | 华侨大学 | 一种多级旋流燃烧器 |
| CN110273731A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-09-24 | 凯龙高科技股份有限公司 | 一种满足颗粒捕集器dpf低温工况高效再生的燃烧器 |
| CN112902184A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种采用在燃烧室局部增氧燃烧方法增加固废燃尽的装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109855096A (zh) * | 2019-03-30 | 2019-06-07 | 华侨大学 | 一种多级旋流燃烧器 |
| CN109855096B (zh) * | 2019-03-30 | 2024-06-07 | 华侨大学 | 一种多级旋流燃烧器 |
| CN110273731A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-09-24 | 凯龙高科技股份有限公司 | 一种满足颗粒捕集器dpf低温工况高效再生的燃烧器 |
| CN112902184A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种采用在燃烧室局部增氧燃烧方法增加固废燃尽的装置 |
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