CN206176376U - 一种应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，包括位于外套管内的燃气芯管、喷头、点火枪以及燃烧室，外套管和燃气芯管之间形成空气通道，喷头包括环形导流板以及与环形导流板中心密封固定的导流杯，环形导流板位于外套管内，导流杯位于燃烧室内，导流杯的开口与燃气芯管的出口连接，环形导流板位于空气通道的一端，环形导流板的外延与外套管固定，环形导流板上开有多个圆周均布的空气旋流槽，环形导流板上设置有安装孔，点火枪固定在安装孔上，导流杯的杯底设置有多个一次燃气孔，导流杯的杯体设置有多个二次燃气孔。解决了现有的燃油点火装置存在经济成本高的技术问题，该装置实现燃气的半预混燃烧，提高火焰稳定性、优化火焰形态。
Description
技术领域
本实用新型属于煤粉燃烧器点火领域，具体涉及一种燃气点火装置，该装置应用于煤粉燃烧器的点火起炉和低负荷运行阶段。
背景技术
煤粉锅炉在投入煤粉正常燃烧之前，必须通过煤粉锅炉炉膛预热到一定温度，否则煤粉无法在炉膛内引燃；此外在炉膛内积聚大量未燃烧的煤粉，也容易发生煤粉爆燃或爆炸事故。传统的点火起炉多采用柴油油枪，一方面在点火过程中柴油消耗量大，给企业带来巨大的经济负担；另一方面受燃烧空间和雾化效果的影响，柴油在锅炉点火起炉阶段的燃烧不充分，会释放出大量有毒有害气体。
相对于燃油来说，采用气体燃料更经济、更环保。常用的气体燃烧器多采用扩散燃烧方式，容量越大、功率越大，火焰稳定性越好。但是工业煤粉锅炉容量一般较小，燃气点火燃烧器功率受限，气体燃料的燃烧稳定性难以保证，在投入煤粉和二次风时极容易发生灭火现象。
如何解决火焰的稳定性，在点火起炉和锅炉低负荷燃烧阶段不发生熄灭，是推广煤粉燃烧器燃气点火装置的关键。本实用新型采用半预混燃烧方式，提高燃气点火装置燃烧稳定性；采用扩张型燃烧室，增加气体火焰的直径、缩短火焰长度。
发明内容
为了解决现有的应用于煤粉燃烧器的燃油点火装置存在经济成本高、且在燃烧不充分时释放有毒有害气体的技术问题，本实用新型提供一种应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置。
本实用新型的技术解决方案：
一种应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，包括外套管6、位于外套管6内的燃气芯管3、燃气接头2、空气接头、喷头13、点火枪1以及燃烧室14，外套管6和燃气芯管3之间形成空气通道，空气接头设置在外套管6上，空气通过空气接头进入空气通道，燃气接头2与燃气芯管3连通，外套管6通过喷头13与燃烧室14连接，其特殊之处在于：所述喷头13包括环形导流板16和以及与环形导流板16中心密封固定的导流杯17，所述环形导流板16位于外套管内，所述导流杯17位于燃烧室14内，所述导流杯17的开口与燃气芯管3的出口连接，所述环形导流板16位于空气通道的一端，所述环形导流板16的外延与外套管6固定，所述环形导流板16上开有多个圆周均布的空气旋流槽13-1，所述环形导流板16上设置有安装孔13-4，所述点火枪1固定在安装孔13-4上，所述所述导流杯17的杯底设置有多个一次燃气孔13-2，所述导流杯的杯体设置有多个二次燃气孔13-3，空气通过空气旋流槽13-1进入燃烧室14，燃气通过一次燃气孔13-2和二次燃气孔13-3进入燃烧室14。
还包括点火装置驱动组件，所述点火装置驱动组件包括燃气点火装置接口法兰11和气动气缸15，所述燃气点火装置接口法兰11固定在外套管上，所述气动气缸15的作用端与燃气点火装置接口法兰11固定。
上述助燃空气旋流槽13-1与环形导流板16的中轴线之间的夹角>45°。
一次燃气孔13-2和二次燃气孔13-3的面积比为6：4，二次然气孔13-3中心线与外套管6的中心线之间夹角<18°。
上述燃烧室14的耐热高于外套管6，燃烧室14的材料为Cr25Ni20。
上述燃烧室14为扩张结构，燃烧室14的长度为外套管6内径的1.2～1.5倍，燃烧室扩张角度为10～15°。
上述空气接头包括空气入口法兰7、空气入口密封钢环9和入口管道10，所述空气入口法兰7通过空气入口密封钢环9和密封填料与入口管道10密封接触，所述入口管道10固定在外套管6上且与外套管6连通。
还包括观火窥孔4，所述观火窥孔4安装有压缩空气引入导管5，所述压缩空气引入导管5固定在外套管上。
上述气动气缸15为两个，分别位于外套管的两侧。
上述点火枪1为高能放电点火杆或者燃气小火焰枪，点火枪火花或火焰位置正对一次燃气孔13-2。
本实用新型所具有的有益效果：
1、本实用新型提供一套新型的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置。该装置通过对喷头和燃烧室的精心设计，实现燃气的半预混燃烧，提高火焰稳定性、优化火焰形态。燃气点火装置喷头上开设有多个>45°空气旋流槽，助燃空气通过空气旋流槽后会形成高速旋转气流，在燃烧器上也开设有一次燃气孔和二次燃气孔，一次燃气孔主要用于提高燃烧稳定性，主要在燃烧室内燃烧，二次燃气孔主要用于优化火焰的形态，二次燃气孔喷射出的燃气主要在燃烧室外部燃烧。
2、本实用新型的燃烧室采用耐热钢(Cr20Ni20)，为扩张结构，配合燃气点火装置的喷头能够提高火焰稳定性且优化火焰形态。
3、本实用新型所涉及的一种应用于煤粉燃烧器的新型燃气点火装置，能够显著提高工业煤粉锅炉点火起炉和低负荷运行的经济性，提高点火的自动化程度，降低操作工人劳动强度。本实用新型的推广，将为我国工业煤粉锅炉点火起炉和低负荷运行时的节能增效做出巨大贡献。
附图说明
图1是燃气点火装置主视图；
图2是燃气点火装置俯视图；
图3是燃气点火装置侧视图；
图4是燃气点火装置喷头主视图；
图5为图4的C-C剖视的局部放大图；
其中附图标记为：1-高能点火枪，2-燃气接头，3-燃气芯管，4-观火窥孔，5-压缩空气入口，6-外套管，7-空气入口法兰，8-密封填料，9-空气入口密封钢环，10-入口管道，11-燃气点火装置接口法兰，12-煤粉燃烧器接口法兰，13-喷头，13-1-空气旋流槽，13-2-一次燃气孔，13-3-二次燃气孔，13-4-安装孔，14-燃烧室，15-气动气缸，16-环形导流板，17-导流杯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
本发明通过喷头13和燃烧室14实现燃气的半预混燃烧，提高火焰稳定性、优化火焰形态。助燃空气在燃烧室内高速旋转运动，通过喷头将燃气分为一次燃气和二次燃气，一次燃气孔主要用于提高燃烧稳定性，主要在燃烧室内燃烧，二次燃气孔主要用于优化火焰的形态，二次燃气孔喷射出的燃气主要在燃烧室外部燃烧。燃烧室采用扩张结构，进一步的缩短火焰的长度，增加火焰的直径。
如图1和图4所示，喷头13上开设有多个>45°的助燃空气旋流槽13-1。还设有一次燃气孔13-2和二次燃气孔13-3，一次燃气孔13-2和二次燃气孔13-3的面积比为6：4，二次然气孔13-3中心线与外套管6中心线夹角<18°。还设有用于固定点火枪的安装孔13-4。喷头13上的助燃空气旋流槽13-1位于燃烧室14的外侧，喷头13上的一次燃气孔13-2和二次燃气孔13-3位于燃烧室14的内侧。如图所示，其中助燃空气旋流槽>45°角度是指助燃空气旋流槽13-1与环形导流板16的中轴线之间的夹角>45°，助燃空气通过空气旋流槽后会形成高速旋转气流。
为了提高安装效率，设置空气入口法兰和空气入口密封钢环，空气入口法兰与入口管道10不焊接，留有间隙，可以任意调整方向，方便在实际安装时与空气送入管道法兰对接安装，通过O型圈或不定型密封胶保证空气入口法兰和空气入口密封钢环间的气密性。
本煤粉燃烧器的燃气点火装置还设置有观火窥孔，为了减少煤粉或灰渣堵塞观火窥孔，在观火窥孔上装设了压缩空气引入导管，在实际运行同，可在观火窥孔外加装紫外火焰探测器(UV)，实时检查火焰稳定性，并与燃气供给管路上电磁阀进行连锁。
本燃气点火装置还设置有两个气动气缸15，气动气缸底座安装于燃气点火装置接口法兰上，燃气点火装置接口法兰与点火装置外套管不焊接，留有间隙，间隙间填充密封材料，燃气点火装置接口法兰与煤粉燃烧器接口法兰进行连接固定，当需要点火起炉或者低负荷稳定燃烧时，气动气缸动作，将燃气点火装置推入炉膛中，当点火起炉或者低负荷稳燃结束后，气动气缸动作，将燃气点火装置撤出炉膛。
燃烧室14与外套管6连接为焊接结构，燃烧室14的耐热等级要比外套管6高，一般采用Cr25Ni20耐热不锈钢。燃烧室14为扩张结构，燃烧室14的长度为外套管内径的1.2～1.5倍，燃烧室扩张角度为10～15°。
设置空气入口法兰7和空气入口密封钢环9，空气入口法兰7与管道不焊接，留有间隙，可以任意调整方向，方便在实际安装时与空气送入管道法兰对接安装，通过O型圈或不定型密封胶8保证空气入口法兰7和空气入口密封钢环9之间气密性。
设置有两个气动气缸15，气动气缸底座安装于燃气点火装置接口法兰11上，燃气点火装置接口法兰11与点火装置外套管6不焊接，留有间隙，间隙间填充密封材料，燃气点火装置接口法兰11与煤粉燃烧器接口法兰12进行连接固定，当需要点火起炉或者低负荷稳定燃烧时，气动气缸15动作，将燃气点火装置推入炉膛中，当点火起炉或者低负荷稳燃结束后，气动气缸15动作，将燃气点火装置撤出炉膛。
设置有点火枪1，点火枪1为高能放电点火杆或者燃气小火焰枪。点火枪1通过喷头13上开设的安装孔13-4，固定于本燃气点火装置内，点火枪火花或火焰位置应正对一次燃气孔13-2。
当工业煤粉锅炉需要点火起炉或者低负荷稳定燃烧时，首先气动气缸15动作，将燃气点火装置推入炉膛中。先通入空气，空气由空气接头进入，通过外套管6和燃气芯管3之间的环形通道，及喷头上的助燃空气旋流槽13-1，以高速旋转状态进入燃烧室14。接着打开点火枪1，使点火枪处于放电状态，或者为稳定燃的小火焰。然后通入燃气，燃气由燃气接头进入燃气芯管，通过喷头将燃气分为一次燃气和二次燃气，一次燃气与高速旋转的助燃空气快速强烈混合，被点火枪1引燃，一次燃气主要在燃烧室内燃烧，二次燃气燃烧室外部燃烧，最终在炉膛内形成直径大而火焰长度小的气体火焰。紫外火焰探测器(UV)通过观火窥孔4，实时检查火焰稳定性，并与燃气供给管路上电磁阀进行连锁，若发生熄火，则快速关闭电磁阀，切断燃气。当点火起炉或者低负荷稳燃结束后，气动气缸15动作，将燃气点火装置撤出炉膛。
Claims (10)
1.一种应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，包括外套管(6)、位于外套管(6)内的燃气芯管(3)、燃气接头(2)、空气接头、喷头(13)、点火枪(1)以及燃烧室(14)，外套管(6)和燃气芯管(3)之间形成空气通道，空气接头设置在外套管(6)上，空气通过空气接头进入空气通道，燃气接头(2)与燃气芯管(3)连通，外套管(6)通过喷头(13)与燃烧室(14)连接，其特征在于：所述喷头(13)包括环形导流板(16)以及与环形导流板(16)中心密封固定的导流杯(17)，所述环形导流板(16)位于外套管内，所述导流杯(17)位于燃烧室(14)内，所述导流杯(17)的开口与燃气芯管(3)的出口连接，所述环形导流板(16)位于空气通道的一端，所述环形导流板(16)的外延与外套管(6)固定，所述环形导流板(16)上开有多个圆周均布的空气旋流槽(13-1)，所述环形导流板(16)上设置有安装孔(13-4)，所述点火枪(1)固定在安装孔(13-4)上，所述导流杯(17)的杯底设置有多个一次燃气孔(13-2)，所述导流杯的杯体设置有多个二次燃气孔(13-3)，空气通过空气旋流槽(13-1)进入燃烧室(14)，燃气通过一次燃气孔(13-2)和二次燃气孔(13-3)进入燃烧室(14)。
2.根据权利要求1所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：还包括点火装置驱动组件，所述点火装置驱动组件包括燃气点火装置接口法兰(11)和气动气缸(15)，所述燃气点火装置接口法兰(11)固定在外套管上，所述气动气缸(15)的作用端与燃气点火装置接口法兰(11)固定。
3.根据权利要求1或2所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：
所述空气旋流槽(13-1)与环形导流板(16)的中轴线之间的夹角>45°。
4.根据权利要求3所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：一次燃气孔(13-2)和二次燃气孔(13-3)的面积比为6：4，二次然气孔(13-3)中心线与外套管(6)的中心线之间夹角<18°。
5.根据权利要求4所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：所述燃烧室(14)的耐热高于外套管(6)，燃烧室(14)的材料为Cr25Ni20。
6.根据权利要求5所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：所述燃烧室(14)为扩张结构，燃烧室(14)的长度为外套管(6)内径的1.2～1.5倍，燃烧室扩张角度为10～15°。
7.根据权利要求6所述应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：所述空气接头包括空气入口法兰(7)、空气入口密封钢环(9)和入口管道(10)，所述空气入口法兰(7)通过空气入口密封钢环(9)和密封填料与入口管道(10)密封接触，所述入口管道(10)固定在外套管(6)上且与外套管(6)连通。
8.根据权利要求7所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：还包括观火窥孔(4)，所述观火窥孔(4)安装有压缩空气引入导管(5)，所述压缩空气引入导管(5)固定在外套管上。
9.根据权利要求2所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：所述气动气缸(15)为两个，分别位于外套管的两侧。
10.根据权利要求8所述的应用于煤粉燃烧器的燃气点火装置，其特征在于：所述点火枪(1)为高能放电点火杆或者燃气小火焰枪，点火枪火花或火焰位置正对一次燃气孔(13-2)。
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