CN214468776U - 一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统，包括：煤粉燃烧器，喷射口与高压超高温锅炉的炉膛内侧下部连通；微气枪，一端插设于一次风管的侧壁上，侧壁上设置有助燃风口；制粉单元，与煤粉燃烧器的一次风管连接；天然气源，出气端连接有一燃气管，燃气管与微气枪连接；压缩空气气源，通过压缩空气管与燃气管连接；燃气管上设置有减压阀组；助燃风源，通过助燃风管与微气枪的助燃风口连接；火焰监视器，监视探头伸入炉膛内侧；控制柜，点火器、减压阀组和火焰监视器分别与控制柜通信连接。所述微气点火系统简单可靠，整体故障率低，易于拆除和检修，维护方便，提高了工作效率，达到了环保、节能降耗的目的，有广泛的推广价值。

Description

一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统

技术领域

本实用新型属于锅炉点火技术领域，具体涉及一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统。

背景技术

燃煤电厂传统点火方式为燃油点火、微油点火、等离子点火。燃油会排放大量“黑烟”对锅炉内管壁、电除尘器金属面、脱硝模块以及烟囱内壁等有腐蚀，燃油费用较高，等离子点火耗电高，存在着火不稳定等因素。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统，以解决现有燃煤电厂传统点火方式费用高、能耗高、火焰不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统，所述微气点火系统简单可靠，整体故障率低，易于拆除和检修，维护方便，通过高压超高温锅炉试运行和应用，提高了工作效率，达到了环保、节能降耗的目的，对于目前国家能源紧张经济环境有广泛的推广价值。

具体地，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统，包括：至少一个煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器的喷射口与高压超高温锅炉的炉膛内侧下部连通；微气枪，形状为管体，所述微气枪一端插设于煤粉燃烧器的一次风管的侧壁上，所述微气枪与煤粉燃烧器内侧的燃烧室连通，所述微气枪的侧壁上设置有助燃风口；至少一个制粉单元，一个煤粉燃烧器对应一个制粉单元，所述制粉单元的与煤粉燃烧器的一次风管连接；天然气源，所述天然气源的出气端连接有一燃气管，所述燃气管远离天然气源一端与微气枪远离煤粉燃烧器一端连接；压缩空气气源，所述压缩空气气源通过压缩空气管与燃气管连接，形成燃气管对天然气和压缩空气的混合气的输送；所述燃气管上设置有减压阀组，形成对燃气管内混合气压力的调节；助燃风源，所述助燃风源通过助燃风管与微气枪的助燃风口连接；至少一个火焰监视器，一个煤粉燃烧器对应一个火焰监视器，所述火焰监视器的监视探头伸入位于喷射口上方的高压超高温锅炉的炉膛内侧，形成对煤粉燃烧器喷射火焰的图像的监测；控制柜，所述煤粉燃烧器的点火器、减压阀组和火焰监视器分别与控制柜通信连接。

进一步地，所述煤粉燃烧器的数量为4个，沿高压超高温锅炉的周向间隔排布，4个所述煤粉燃烧器与高压超高温锅炉配合形成四角切圆结构；所述燃气管包括燃气母管以及分别与燃气母管的出气端连接的4根燃气子管，所述燃气母管的进气端与天然气源连接，所述燃气子管与微气枪连接；所述压缩空气管与燃气母管连接，所述减压阀组设置于燃气母管上；所述助燃风管包括助燃风母管以及分别与助燃风母管出风端连接的助燃风子管，所述助燃风母管的进风端与助燃风源连接，助燃风子管与微气枪的助燃风口连接。

进一步地，所述燃气管的燃气母管上连接有一氮气管，所述氮气管接氮气源；所述氮气管上设置有与控制柜通信连接的氮气气阀。

进一步地，所述燃气管的燃气母管上间隔设置分别与控制柜通信连接的流量计阀组和速断阀组；所述流量计阀组、速断阀组和减压阀组沿燃气输送方向间隔排布。

进一步地，位于减压阀组与燃气子管之间的燃气母管上连接有一放散管，所述放散管上设置有与控制柜通信连接的放散阀；所述微气枪上设置有微气枪阀组；所述微气枪上连接有放散管，放散管上设置有与控制柜通信连接的放散阀。

进一步地，位于减压阀组与燃气子管之间的燃气母管上连接有一排污管，所述排污管接凝水缸；所述排污管上设置有与控制柜通信连接的排污阀。

进一步地，所述助燃风管的助燃风母管上设置有与控制柜通信连接的助燃风调压阀，形成对助燃风母管内助燃风压力的调节；所述助燃风子管上设置有助燃风门。

进一步地，所述制粉单元包括依次连接的给煤机和磨煤机，所述磨煤机通过输煤管道与煤粉燃烧器的一次风管连接；所述输煤管道上设置有与控制柜通信连接的冷风蒸汽加热器。

进一步地，每根所述燃气子管上分别连接有一燃气取样支管；4根所述燃气取样支管与一燃气取样主管连接，所述燃气取样主管上设置有与控制柜通信连接的燃气取样阀组。

进一步地，所述微气枪沿煤粉燃烧器的一次风管的轴向设置；煤粉燃烧器的一次风管远离燃烧室一端向下弯折形成一次风管的水平段和弯折段结构，所述微气枪沿一次风管的水平段的轴向设置，所述微气枪插设于水平段与弯折段的连接处。

本实用新型的有益效果在于：

采用“微气点火”，利用天然气和压缩空气混合作为气源，大幅低于燃用油所消耗的费用，天然气中不含硫，点火及稳燃过程更经济，避免了设备腐蚀和冒黑烟环境污染事件发生，不仅节能，而且环保，满足国家环保政策要求。对于燃煤电厂处于环保要求较高的沿海、风景区有极高的借鉴意义；

微气点火是一种节能高效的点火方式，在锅炉点火和稳燃期间，煤粉燃烧器具有点火和稳燃功能；在锅炉正常运行过程中，煤粉燃烧器具有原煤粉燃烧器的功能，不降低燃烧锅炉燃烧效率，同时满足锅炉升温升压要求，保证锅炉安全稳定运行，满足机组环保节能要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所提供的一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1所提供的一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统中供气管路示意图；

其中，1、煤粉燃烧器，11、一次风管；

2、微气枪，21、助燃风口，22、微气枪阀组；

3、制粉单元，31、给煤机，32、磨煤机，321、输煤管道，33、冷风蒸汽加热器；

4、天然气源，41、天然气管，411、天然气母管，412、天然气子管，413、燃气取样支管，414、燃气取样主管，415、燃气取样阀组，42、减压阀组，43、氮气管，431、氮气气阀，44、流量计阀组，45、速断阀组，46、排污管，461、凝水缸，462、排污阀；

5、压缩空气气源，51、压缩空气管；

6、助燃风源，61、助燃风管，611、助燃风母管，612、助燃风子管，613、助燃风调压阀，614、助燃风门；

7、火焰监视器，71、监视探头；

8、控制柜；

9、放散管，91、放散阀；

100、高压超高温锅炉。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

参见图1～2，本实用新型所提供的一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统，包括：至少一个煤粉燃烧器1，所述煤粉燃烧器1的喷射口与高压超高温锅炉100的炉膛内侧下部连通；微气枪2，形状为管体，所述微气枪2一端插设于煤粉燃烧器1的一次风管11的侧壁上，所述微气枪2与煤粉燃烧器1内侧的燃烧室(未图示)连通，所述微气枪2的侧壁上设置有助燃风口21；至少一个制粉单元3，一个煤粉燃烧器1对应一个制粉单元3，所述制粉单元3的与煤粉燃烧器1的一次风管11连接；天然气源4，所述天然气源4的出气端连接有一燃气管41，所述燃气管41远离天然气源4一端与微气枪2远离煤粉燃烧器1一端连接；压缩空气气源5，所述压缩空气气源5通过压缩空气管51与燃气管41连接，形成燃气管41对天然气和压缩空气的混合气的输送；所述燃气管41上设置有减压阀组42，形成对燃气管41内混合气压力的调节；助燃风源6，所述助燃风源6通过助燃风管61与微气枪2的助燃风口21连接；至少一个火焰监视器7，一个煤粉燃烧器1对应一个火焰监视器7，所述火焰监视器7的监视探头71伸入位于喷射口上方的高压超高温锅炉100的炉膛内侧，形成对煤粉燃烧器1喷射火焰的图像的监测；控制柜8，所述煤粉燃烧器1的点火器(未图示)、减压阀组42和火焰监视器7分别与控制柜8通信连接。

进一步地，所述煤粉燃烧器1的数量为4个，沿高压超高温锅炉100的周向间隔排布，4个所述煤粉燃烧器1与高压超高温锅炉100配合形成四角切圆结构；所述燃气管41包括燃气母管411以及分别与燃气母管411的出气端连接的4根燃气子管412，所述燃气母管411的进气端与天然气源4连接，所述燃气子管412与微气枪2连接；所述压缩空气管51与燃气母管411连接，所述减压阀组42设置于燃气母管411上；所述助燃风管61包括助燃风母管611以及分别与助燃风母管611出风端连接的助燃风子管612，所述助燃风母管611的进风端与助燃风源6连接，助燃风子管612与微气枪2的助燃风口21连接。

在高压超高温锅炉100最下层位置安装布置兼有主燃烧器功能的微气点火的煤粉燃烧器1，共计4只，与磨煤机32一一对应。在锅炉点火和稳燃期间，微气点火的煤粉燃烧器1具有点火和稳燃功能；在锅炉正常运行过程中，微气点火的煤粉燃烧器1具有原煤粉燃烧器的功能。

其中，煤粉燃烧器1结构参照现有技术中的煤粉燃烧器，在此不再赘述。本发明中，煤粉燃烧器1与微气枪2配合形成微气点火的煤粉燃烧器。

进一步地，所述燃气管41的燃气母管411上连接有一氮气管43，所述氮气管43接氮气源(未图示)；所述氮气管43上设置有与控制柜8通信连接的氮气气阀431。

氮气管43的设计，可在向微气枪2供气之前，对燃气母管411和燃气子管412进行吹扫管道内的积存的天然气，形成氮置换，氮置换是在通天然气前，先采用氮气把燃气母管411和燃气子管412内的空气置换出，使燃气母管411和燃气子管412内充满氮气，利用氮气的惰性，使天然气置换出燃气母管411和燃气子管412的氮气，避免出现爆炸的危险。

进一步地，所述燃气管41的燃气母管411上间隔设置分别与控制柜8通信连接的流量计阀组44和速断阀组45；所述流量计阀组44、速断阀组45和减压阀组42沿燃气输送方向间隔排布。

天然气取自炉前天然气系统，由于天然气源4输送管道来的天然气压力比较高，加装了减压阀组42，使压力调整到微气枪2需要的压力，流量计阀组44和速断阀组45的设计，可对天然气和压缩空气的混合气的供气流量进行调节，保证安全生产。

进一步地，位于减压阀组42与燃气子管412之间的燃气母管411上连接有一排污管46，所述排污管46接凝水缸461；所述排污管46上设置有与控制柜8通信连接的排污阀462。

天然气置换上每次要求纯度在85％以上，增加凝水缸461进行排污，在来气品质上加以保证。

进一步地，所述助燃风管61的助燃风母管611上设置有与控制柜8通信连接的助燃风调压阀613，形成对助燃风母管611内助燃风压力的调节；所述助燃风子管612上设置有助燃风门614。

在各助燃风母管611上压力表(未图示)，通过助燃风调压阀613调好风—气比例后，把相应的助燃风门614固定住，点火时助燃风压力控制在4.5KPa～5.5KPa之间，微气停运后助燃风压力保持2KPa范围内。

进一步地，所述制粉单元3包括依次连接的给煤机31和磨煤机32，所述磨煤机32通过输煤管道321与煤粉燃烧器1的一次风管11连接；所述输煤管道321上设置有与控制柜8通信连接的冷风蒸汽加热器33。

在与一次风管11连接的输煤管道321上加装冷风蒸汽加热器33，在冷炉启动时，利用冷风蒸汽加热器33加热后的热风，满足锅炉冷态点火启动时磨煤机32干燥出煤的要求，实现冷炉制粉。解决了直吹式制粉系统的锅炉在采用微气点火系统的煤粉来源的首要问题。

进一步地，每根所述燃气子管412上分别连接有一燃气取样支管413；4根所述燃气取样支管413与一燃气取样主管414连接，所述燃气取样主管414上设置有与控制柜8通信连接的燃气取样阀组415。

燃气取样支管413以及燃气取样主管414的设计，可对燃气子管412内的混合气进行取样，检测混合气纯度，保证燃烧质量。

进一步地，所述微气枪2沿煤粉燃烧器1的一次风管11的轴向设置；煤粉燃烧器1的一次风管11远离燃烧室一端向下弯折形成一次风管11的水平段111和弯折段112结构，所述微气枪2沿一次风管11的水平段111的轴向设置，所述微气枪2插设于水平段111与弯折段112的连接处。

微气枪2经一次风管11侧面或弯头后方轴向插入煤粉燃烧器1，点火时经过强化燃烧的高温气火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉瞬间加热到煤粉的着火温度，一次风粉混合物受到高温火焰的冲击，挥发分迅速析出同时开始燃烧，挥发分的燃烧放出大量的热，补充了此间消耗的热量，并持续对一次风粉进行加热，将其加热至高于该煤种的着火温度，从而使煤粉中的碳颗粒开始燃烧，形成高温火炬喷入炉膛。

本实用新型所提供的一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统的流程如下：

1.点火时选用高热值，挥发份大于40％的褐煤，A层磨煤机煤粉细度调整为R90为30％-35％范围内。

2.磨煤机32的最小煤量为6吨/小时，保证微气投运后煤粉浓度的要求，保证煤粉燃烧器1给粉着火后燃烧充分，火炬长。

3.天然气置换上每次要求纯度在85％以上，增加凝水缸461进行排污，在来气品质上加以保证

4.将燃气母管411压力调整至9KP，助燃风母管611压力调整为3.5KP。

5.在各助燃风母管611上压力表(未图示)，通过助燃风调压阀613调好风—气比例后，把相应的助燃风门614固定住。

6.点火时助燃风压力控制在4.5KPa～5.5KPa之间，微气停运后助燃风压力保持2KPa范围内。

7.锅炉点火，微气工况下，投入微气枪2，注意A层燃烧器温度。

8.热风温度150℃时，启动磨煤机32进行暖磨，磨煤机32出口温度60℃时，启动对应给煤机31。采用火焰监视器7加强炉内燃烧状况监视，实地观察炉膛燃烧情况，火焰应明亮，火焰监视器7显示燃烧正常。

9.如发现炉内燃烧恶化，炉膛负压波动大，应迅速调节一、二次风量、给煤量和煤粉燃烧器的参数来调整燃烧。若燃烧状况仍不好，应立即停止相应燃烧器的送粉，必要时停止微气燃烧器运行。

其中，所有控制信号与测点直接接入控制柜8(控制柜8为DCS控制柜或PLC控制柜)内的控制系统(DCS系统或PLC控制系统)。每套燃烧器(煤粉燃烧器1+微气枪2)分别安装一只带CCD摄像机的监视探头71，运行人员可以很直观地监视每只燃烧器的燃烧情况

实施例2

位于减压阀组42与燃气子管412之间的燃气母管411上连接有一放散管9，所述放散管9上设置有与控制柜8通信连接的放散阀91；所述微气枪2上设置有微气枪阀组22；所述微气枪2上连接有放散管9，放散管9上设置有与控制柜8通信连接的放散阀91。

放散管9和放散阀91的配合设计，可对供气管道内的混合气进行放散，保证安全生产。

其余同实施例1。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，或对某个功能模块进行删减，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进或删减，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，包括：

至少一个煤粉燃烧器(1)，所述煤粉燃烧器(1)的喷射口与高压超高温锅炉(100)的炉膛内侧下部连通；

微气枪(2)，形状为管体，所述微气枪(2)一端插设于煤粉燃烧器(1)的一次风管(11)的侧壁上，所述微气枪(2)与煤粉燃烧器(1)内侧的燃烧室连通，所述微气枪(2)的侧壁上设置有助燃风口(21)；

至少一个制粉单元(3)，一个煤粉燃烧器(1)对应一个制粉单元(3)，所述制粉单元(3)的与煤粉燃烧器(1)的一次风管(11)连接；

天然气源(4)，所述天然气源(4)的出气端连接有一燃气管(41)，所述燃气管(41)远离天然气源(4)一端与微气枪(2)远离煤粉燃烧器(1)一端连接；

压缩空气气源(5)，所述压缩空气气源(5)通过压缩空气管(51)与燃气管(41)连接，形成燃气管(41)对天然气和压缩空气的混合气的输送；

所述燃气管(41)上设置有减压阀组(42)，形成对燃气管(41)内混合气压力的调节；

助燃风源(6)，所述助燃风源(6)通过助燃风管(61)与微气枪(2)的助燃风口(21)连接；

至少一个火焰监视器(7)，一个煤粉燃烧器(1)对应一个火焰监视器(7)，所述火焰监视器(7)的监视探头(71)伸入位于喷射口上方的高压超高温锅炉(100)的炉膛内侧，形成对煤粉燃烧器(1)喷射火焰的图像的监测；

控制柜(8)，所述煤粉燃烧器(1)的点火器、减压阀组(42)和火焰监视器(7)分别与控制柜(8)通信连接。

2.根据权利要求1所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，所述煤粉燃烧器(1)的数量为4个，沿高压超高温锅炉(100)的周向间隔排布，4个所述煤粉燃烧器(1)与高压超高温锅炉(100)配合形成四角切圆结构；

所述燃气管(41)包括燃气母管(411)以及分别与燃气母管(411)的出气端连接的4根燃气子管(412)，所述燃气母管(411)的进气端与天然气源(4)连接，所述燃气子管(412)与微气枪(2)连接；

所述压缩空气管(51)与燃气母管(411)连接，所述减压阀组(42)设置于燃气母管(411)上；

所述助燃风管(61)包括助燃风母管(611)以及分别与助燃风母管(611)出风端连接的助燃风子管(612)，所述助燃风母管(611)的进风端与助燃风源(6)连接，助燃风子管(612)与微气枪(2)的助燃风口(21)连接。

3.根据权利要求2所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，所述燃气管(41)的燃气母管(411)上连接有一氮气管(43)，所述氮气管(43)接氮气源；

所述氮气管(43)上设置有与控制柜(8)通信连接的氮气气阀(431)。

4.根据权利要求2所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，所述燃气管(41)的燃气母管(411)上间隔设置分别与控制柜(8)通信连接的流量计阀组(44)和速断阀组(45)；

所述流量计阀组(44)、速断阀组(45)和减压阀组(42)沿燃气输送方向间隔排布。

5.根据权利要求2所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，位于减压阀组(42)与燃气子管(412)之间的燃气母管(411)上连接有一放散管(9)，所述放散管(9)上设置有与控制柜(8)通信连接的放散阀(91)；

所述微气枪(2)上设置有微气枪阀组(22)；

所述微气枪(2)上连接有放散管(9)，放散管(9)上设置有与控制柜(8)通信连接的放散阀(91)。

6.根据权利要求2所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，位于减压阀组(42)与燃气子管(412)之间的燃气母管(411)上连接有一排污管(46)，所述排污管(46)接凝水缸(461)；

所述排污管(46)上设置有与控制柜(8)通信连接的排污阀(462)。

7.根据权利要求2所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，所述助燃风管(61)的助燃风母管(611)上设置有与控制柜(8)通信连接的助燃风调压阀(613)，形成对助燃风母管(611)内助燃风压力的调节；

所述助燃风子管(612)上设置有助燃风门(614)。

8.根据权利要求1所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，所述制粉单元(3)包括依次连接的给煤机(31)和磨煤机(32)，所述磨煤机(32)通过输煤管道(321)与煤粉燃烧器(1)的一次风管(11)连接；

所述输煤管道(321)上设置有与控制柜(8)通信连接的冷风蒸汽加热器(33)。

9.根据权利要求2所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，每根所述燃气子管(412)上分别连接有一燃气取样支管(413)；

4根所述燃气取样支管(413)与一燃气取样主管(414)连接，所述燃气取样主管(414)上设置有与控制柜(8)通信连接的燃气取样阀组(415)。

10.根据权利要求1所述的用于高压超高温锅炉的微气点火系统，其特征在于，所述微气枪(2)沿煤粉燃烧器(1)的一次风管(11)的轴向设置；

煤粉燃烧器(1)的一次风管(11)远离燃烧室一端向下弯折形成一次风管(11)的水平段(111)和弯折段(112)结构，所述微气枪(2)沿一次风管(11)的水平段(111)的轴向设置，所述微气枪(2)插设于水平段(111)与弯折段(112)的连接处。

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