CN208108167U - 等离子点火燃烧系统及锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子点火燃烧系统及锅炉，包括控制装置；供电装置，供电装置与控制装置电性连接；等离子点火装置，所述等离子点火装置包括与所述控制装置和所述供电装置均电性连接的等离子发生器、及与所述等离子发生器接通并设置于锅炉燃烧层底的等离子燃烧器，所述等离子燃烧器开设有进粉管道、及用于与高压气源接通的高压气管；及煤粉制取装置，所述煤粉制取装置包括与所述控制装置电控连接的制粉主体、及与所述制粉主体接通的送粉管道，所述送粉管道与所述进粉管道接通。如此，实现正常情况下机组冷热态点火和低负荷稳燃运行，扩大机组低负荷稳燃能力，减少机组启停次数，同时避免启停损耗从而达到节能降耗，降低企业发电成本。

Description

等离子点火燃烧系统及锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，特别是涉及一种等离子点火燃烧系统及锅炉。

背景技术

目前，国内发电厂的燃煤锅炉通常配置碗式中速磨直吹式制粉系统，点火装置采用直流式四角切圆燃烧，即锅炉安装12支1～1.25t/h油枪，油枪设计指标为40％BMCR以下投油稳燃。实际运行中为防低负荷熄火，要求小于150MW时投油稳燃，稳燃油耗2～6t/h。然而，上述点火系统冷态启动时，油耗过高，冷态正常启动油耗为85吨/台次，正常停机油耗为8吨/台次，随着今后电网调峰频度、深度的不断增大，燃油耗量和机组启停次数势必增多，这无疑会大幅增加企业发电成本，不利于节能降耗，环保生产。

发明内容

基于此，本实用新型有必要提供一种等离子点火燃烧系统及锅炉，实现正常情况下机组冷热态点火和低负荷稳燃运行，扩大机组低负荷稳燃能力，减少机组启停次数，同时避免启停损耗从而达到节能降耗，降低企业发电成本。

其技术方案如下：

一种等离子点火燃烧系统，包括：

控制装置；

供电装置，所述供电装置与所述控制装置电性连接；

等离子点火装置，所述等离子点火装置包括与所述控制装置和所述供电装置均电性连接的等离子发生器、及与所述等离子发生器接通并设置于锅炉燃烧层底的等离子燃烧器，所述等离子燃烧器开设有进粉管道、及用于与高压气源接通的高压气管；及

煤粉制取装置，所述煤粉制取装置包括与所述控制装置电控连接的制粉主体、及与所述制粉主体接通的送粉管道，所述送粉管道与所述进粉管道接通。

相较于传统燃油点火工作方式，本申请通过控制装置协调驱控，煤粉制取装置的制粉主体加工的煤粉持续由进粉管道通入等离子燃烧器内、并与高压气管进入的高压空气充分均匀混合；之后等离子发生器工作产生等离子体，最后利用供电装置产生的直流电流在介质气压的条件下接触引弧，在强磁场作用下获得稳定功率的直流空气等离子体，进而在等离子燃烧器的燃烧筒中形成梯度极大地局部高温区，从而使煤粉颗粒迅速破裂、燃烧。如此，实现正常情况下机组冷热态点火和低负荷稳燃运行，扩大机组低负荷稳燃能力，减少机组启停次数，同时避免启停损耗从而达到节能降耗，降低企业发电成本。

下面对本申请的技术方案作进一步地说明：

进一步地，还包括冷却水装置，所述冷却水装置包括冷却水源、与所述冷却水源接通的水流驱动件、与所述水流驱动件接通的出水管、及与所述冷却水源接通的进水管；所述等离子发生器还设有冷却水给水管和冷却水回水管，所述出水管与所述冷却水给水管接通，所述进水管与所述冷却水回水管接通。

进一步地，包括四台所述等离子点火装置，四台所述等离子点火装置均与所述控制装置电控连接、并呈矩形布置于所述锅炉燃烧层底。

进一步地，还包括冷却空气装置，所述冷却空气装置包括均与所述控制装置电控连接的至少两台高压离心风机，至少两台所述高压离心风机布设于所述锅炉的17m层高处。

进一步地，还包括一次风在线监测装置，所述一次风在线监测装置包括设置于所述进粉管道的内壁上、并与所述控制装置通信连接的至少一个靠背测速管。

进一步地，还包括图像火检装置，所述图像火检装置包括设置于所述等离子燃烧器上、并与所述控制装置通信连接的火检探头，所述火检探头设置有与所述等离子燃烧器的喷火嘴相对的CCD摄像机。

进一步地，还包括壁温监测装置，所述壁温监测装置包括设置于所述等离子燃烧器的内壁上、并与所述控制装置通信连接的至少一个温度传感器。

进一步地，所述控制装置包括可编程控制器、及与所述可编程控制器通信连接的液晶触摸屏。

本实用新型还提供一种锅炉，其包括如上所述的等离子点火燃烧系统。

相较于传统传统锅炉采用的燃油点火工作方式，本申请申请锅炉通过加装上述等离子点火燃烧系统，即通过控制装置协调驱控，煤粉制取装置的制粉主体加工的煤粉持续由进粉管道通入等离子燃烧器内、并与高压气管进入的高压空气充分均匀混合；之后等离子发生器工作产生等离子体，最后利用供电装置产生的直流电流在介质气压的条件下接触引弧，在强磁场作用下获得稳定功率的直流空气等离子体，进而在等离子燃烧器的燃烧筒中形成梯度极大地局部高温区，从而使煤粉颗粒迅速破裂、燃烧。如此，实现正常情况下机组冷热态点火和低负荷稳燃运行，扩大机组低负荷稳燃能力，减少机组启停次数，同时避免启停损耗从而达到节能降耗，降低企业发电成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的等离子点火燃烧系统的系统结构图；

图2为本实用新型实施例所述的等离子点火燃烧系统的平面布置结构图。

附图标记说明：

100、控制装置，110、可编程控制器，120、液晶触摸屏，200、供电装置，300、等离子点火装置，310、等离子发生器，320、等离子燃烧器，400、图像火检装置，410、火检探头，500、壁温监测装置，510、温度传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1，图2所示，为本实用新型展示的一种等离子点火燃烧系统，包括：控制装置100，供电装置200，等离子点火装置300及煤粉制取装置。

其中，所述供电装置200与所述控制装置100电性连接；以煤电发电厂为例，供电装置200为6kv厂用IIB段电源开关柜，布置在一期仪用空压机房内，因而无需额外装备电源，使得系统组成更加简单。

进一步地，所述控制装置100包括可编程控制器110、及与所述可编程控制器110通信连接的液晶触摸屏120。如此能够实现对系统内部各设备的自动化精准控制，提高系统运行可靠性与安全性，此外采用液晶触摸屏120作为信息输入终端，可靠性高，可操作性好。具体的，可编程控制器110作为控制主机也安装在电厂一期继保室内，型号为西门子S7-300，与整流柜内PLC S7-200之间采用PROFIBUS总线进行数据交换；液晶触摸屏120为PROFACE的10.4″工业液晶触摸屏120。

此外，所述等离子点火装置300包括与所述控制装置100和所述供电装置200均电性连接的等离子发生器310、及与所述等离子发生器310接通并设置于锅炉燃烧层底的等离子燃烧器320，所述等离子燃烧器320开设有进粉管道、及用于与高压气源接通的高压气管；所述煤粉制取装置包括与所述控制装置100电控连接的制粉主体、及与所述制粉主体接通的送粉管道，所述送粉管道与所述进粉管道接通。

相较于传统燃油点火工作方式，本申请通过控制装置100协调驱控，煤粉制取装置的制粉主体加工的煤粉持续由进粉管道通入等离子燃烧器320内、并与高压气管进入的高压空气充分均匀混合；之后等离子发生器310工作产生等离子体，最后利用供电装置200产生的直流电流在介质气压的条件下接触引弧，在强磁场作用下获得稳定功率的直流空气等离子体，进而在等离子燃烧器320的燃烧筒中形成梯度极大地局部高温区，从而使煤粉颗粒迅速破裂、燃烧。如此，实现正常情况下机组冷热态点火和低负荷稳燃运行，扩大机组低负荷稳燃能力，减少机组启停次数，同时避免启停损耗从而达到节能降耗，降低企业发电成本。

在上述实施例的基础上，还包括冷却水装置(图中未示出)，所述冷却水装置包括冷却水源、与所述冷却水源接通的水流驱动件、与所述水流驱动件接通的出水管、及与所述冷却水源接通的进水管；所述等离子发生器310还设有冷却水给水管和冷却水回水管，所述出水管与所述冷却水给水管接通，所述进水管与所述冷却水回水管接通。如此能够为等离子发生器310提供水冷降温，避免温度过高，保证系统工作安全可靠。具体的，上述冷却水装置采用电厂原有机组的闭式循环冷却水系统，水流驱动件为汽机房内的闭式水泵，均采用电厂原有设备，无需增加系统组件成本。

进一步地，包括四台所述等离子点火装置300，四台所述等离子点火装置300均与所述控制装置100电控连接、并呈矩形布置于所述锅炉燃烧层底。如此不仅能够进一步提升系统的燃烧能力，满足大功率燃烧发电需求；同时不同等离子点火装置300之间形成彼此备用关系，即当其中任一台设备损坏时，余下的等离子点火装置300还能够继续正常工作，大大提升了系统的运行可靠性。

此外，还包括冷却空气装置，所述冷却空气装置包括均与所述控制装置100电控连接的至少两台高压离心风机，至少两台所述高压离心风机布设于所述锅炉的17m层高处。如此，有利于增加等离子发生器310的通风性能，降低锅炉排出的烟气温度，降低对周边环境的不利影响，同时为火检探头410提供冷却风，确保工作安全及使用寿命。

进一步地，还包括一次风在线监测装置(图中未示出)，所述一次风在线监测装置包括设置于所述进粉管道的内壁上、并与所述控制装置100通信连接的至少一个靠背测速管。可选地，进粉管道的内壁上同时安设两个或以上数量的靠背测速管，如此能够对风流量进行有效监测，使得系统能够灵活自调压力，确保等离子燃烧器320内的负荷满足最优加工要求。

请继续参阅图1，更进一步地，还包括图像火检装置400，所述图像火检装置400包括设置于所述等离子燃烧器320上、并与所述控制装置100通信连接的火检探头410，所述火检探头410设置有与所述等离子燃烧器320的喷火嘴相对的CCD(电荷耦合元件)摄像机。如此，能够对等离子燃烧器320内的火焰燃烧情况进行实时拍摄，有利于及时对非正常燃烧情况采取措施排除问题，确保系统可靠运行。

请继续参阅图2，进一步地，还包括壁温监测装置500，所述壁温监测装置500包括设置于所述等离子燃烧器320的内壁上、并与所述控制装置100通信连接的至少一个温度传感器510。如此能够对等离子燃烧器320内的温度进行实时检测，对温度偏低或温度偏高的非正常情况进行灵活调控，确保燃烧温度维系在最优范围内，以利于提升煤粉燃烧效果。

本实用新型还提供一种锅炉，其包括如上任一实施例所述的等离子点火燃烧系统。

相较于传统传统锅炉采用的燃油点火工作方式，本申请申请锅炉通过加装上述等离子点火燃烧系统，即通过控制装置100协调驱控，煤粉制取装置的制粉主体加工的煤粉持续由进粉管道通入等离子燃烧器320内、并与高压气管进入的高压空气充分均匀混合；之后等离子发生器310工作产生等离子体，最后利用供电装置200产生的直流电流在介质气压的条件下接触引弧，在强磁场作用下获得稳定功率的直流空气等离子体，进而在等离子燃烧器320的燃烧筒中形成梯度极大地局部高温区，从而使煤粉颗粒迅速破裂、燃烧。如此，实现正常情况下机组冷热态点火和低负荷稳燃运行，扩大机组低负荷稳燃能力，减少机组启停次数，同时避免启停损耗从而达到节能降耗，降低企业发电成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种等离子点火燃烧系统，其特征在于，包括：

控制装置；

供电装置，所述供电装置与所述控制装置电性连接；

等离子点火装置，所述等离子点火装置包括与所述控制装置和所述供电装置均电性连接的等离子发生器、及与所述等离子发生器接通并设置于锅炉燃烧层底的等离子燃烧器，所述等离子燃烧器开设有进粉管道、及用于与高压气源接通的高压气管；及

煤粉制取装置，所述煤粉制取装置包括与所述控制装置电控连接的制粉主体、及与所述制粉主体接通的送粉管道，所述送粉管道与所述进粉管道接通。

2.根据权利要求1所述的等离子点火燃烧系统，其特征在于，还包括冷却水装置，所述冷却水装置包括冷却水源、与所述冷却水源接通的水流驱动件、与所述水流驱动件接通的出水管、及与所述冷却水源接通的进水管；所述等离子发生器还设有冷却水给水管和冷却水回水管，所述出水管与所述冷却水给水管接通，所述进水管与所述冷却水回水管接通。

3.根据权利要求1所述的等离子点火燃烧系统，其特征在于，包括四台所述等离子点火装置，四台所述等离子点火装置均与所述控制装置电控连接、并呈矩形布置于所述锅炉燃烧层底。

4.根据权利要求1所述的等离子点火燃烧系统，其特征在于，还包括冷却空气装置，所述冷却空气装置包括均与所述控制装置电控连接的至少两台高压离心风机，至少两台所述高压离心风机布设于所述锅炉的17m层高处。

5.根据权利要求1所述的等离子点火燃烧系统，其特征在于，还包括一次风在线监测装置，所述一次风在线监测装置包括设置于所述进粉管道的内壁上、并与所述控制装置通信连接的至少一个靠背测速管。

6.根据权利要求1至5任一项所述的等离子点火燃烧系统，其特征在于，还包括图像火检装置，所述图像火检装置包括设置于所述等离子燃烧器上、并与所述控制装置通信连接的火检探头，所述火检探头设置有与所述等离子燃烧器的喷火嘴相对的CCD摄像机。

7.根据权利要求1至5任一项所述的等离子点火燃烧系统，其特征在于，还包括壁温监测装置，所述壁温监测装置包括设置于所述等离子燃烧器的内壁上、并与所述控制装置通信连接的至少一个温度传感器。

8.根据权利要求1至5任一项所述的等离子点火燃烧系统，其特征在于，所述控制装置包括可编程控制器、及与所述可编程控制器通信连接的液晶触摸屏。

9.一种锅炉，其特征在于，包括如上述权利要求1至8任一项所述的等离子点火燃烧系统。