CN218379404U - 氢气点火烧嘴及应用该烧嘴的燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氢气点火烧嘴及应用该烧嘴的燃烧器，涉及燃烧机技术领域，主要目的是解决现有的等离子体点火技术和微油燃烧技术存在的火焰燃烧不稳定、存在燃烧不完全的问题，提供一种使用安全且能够在低负荷条件下稳燃的氢气点火烧嘴结构。该氢气点火烧嘴包括：燃气管，所述燃气管包括稳燃管和主燃管，所述稳燃管的数量为一个，所述主燃管绕设在所述稳燃管外周且所述主燃管与所述稳燃管之间留有间隙；筒体，所述筒体内沿其轴线方向依次设置有均分盘和稳燃盘，所述均分盘和所述稳燃盘的厚度方向上均设置有多个孔洞，所述燃气管经所述孔洞插入所述筒体内且所述燃气管与所述均分盘和所述稳燃盘之间均存在间隙。

Description

氢气点火烧嘴及应用该烧嘴的燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧机技术领域，尤其是涉及一种氢气点火烧嘴及应用该烧嘴的燃烧器。

背景技术

随着国家能源结构不断调整和深化，我国可再生能源装机规模逐年增加，截止目前，水电、风电等具有季节性、间歇性特点的清洁电源持续快速发展。但是，近年来可再生能源持续快速发展的同时，部分地区出现了严重的弃风、弃光问题。对于燃煤发电机组本身来说，为了能够更好地适应深度调峰要求、提高机组运行的安全可靠性，需要对机组进行必要的、更深入的相应优化和改造，首先需要注意的就是低负荷下的稳燃、SCR入口烟温低等问题。为进一步挖掘锅炉的低负荷稳燃能力，实现机组能在常规煤质下深度调峰至20％额定负荷的目标，目前多采用对现有的等离子点火烧嘴以及微油点火烧嘴进行改进，同时辅助对相应的燃烧器、热一次风掺炉烟改造、热一次风加热器改造、动态分离器等来进行改造，以满足低负荷稳燃要求。

等离子点火稳燃技术是通过高温等离子体作为点火源，实现锅炉的冷态启动、低负荷稳燃的燃烧技术，由于等离子体点火体点火源能量有限，等离子体点火技术对于煤质要求较高，煤质波动易造成火焰不稳定，需投油助燃等。同时，等离子点火技术在运行过程会存在断弧、阴阳极寿命较短，需要定期更换，煤质差还存在燃尽率低等问题，空预器需频繁吹灰。微油燃烧技术采用微油枪作为点火源，实现锅炉的冷态启动、低负荷稳燃的燃烧技术。微油点火技术燃油出力可调，煤种适应性较等离子体点火技术适应性广。但微油点火过程，存在油燃烧不完全问题，对电除尘等设备存在较大的安全隐患。

为了解决上述问题，达到锅炉低负荷状态下稳燃效果的同时满足机组深度调峰要求，需要研发一种新型的点火烧嘴结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供氢气点火烧嘴及应用该烧嘴的燃烧器，以解决现有技术中存在的等离子体烧嘴和微油烧嘴使用不便的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的氢气点火烧嘴，包括：

燃气管，所述燃气管包括稳燃管和主燃管，所述稳燃管的数量为一个，所述主燃管绕设在所述稳燃管外周且所述主燃管与所述稳燃管之间留有间隙；

筒体，所述筒体内沿其轴线方向依次设置有均分盘和稳燃盘，所述均分盘和所述稳燃盘的厚度方向上均设置有多个孔洞，所述燃气管经所述孔洞插入所述筒体内且所述燃气管与所述均分盘和所述稳燃盘之间均存在间隙。

在使用该氢气点火烧嘴时，稳燃管的外周能够直接接触助燃气体并在助燃气体的帮助下实现氢气的稳定燃烧；同时分布在该稳燃管外部的主燃管可以帮助提高氢气浓度，此时位于稳燃管处的火焰燃烧所产生的高温能够进一步点燃主燃管处的氢气。利用上述结构可以方便的实现中心稳燃、多级燃烧、分级配风的效果，从而在达到氢气燃烧的同时形成一个刚性较强、温度较高的稳定火炬。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

作为本实用新型的进一步改进，所述筒体沿其轴线方向依次包括助燃风筒和氢气筒；所述氢气筒上设置有与所述燃气管相连通的氢气进气口，氢气经所述氢气进气口流入所述燃气管内；所述助燃风筒上靠近所述氢气筒的一侧设置有助燃气体进气口，助燃气体经所述助燃气体进气口流入所述助燃风筒内并能依次流经所述均分盘和所述稳燃盘至所述助燃风筒的另一端。

该筒体包括分体设计并组合在一起的助燃风筒和氢气筒，因此可以保证注入筒体内的氢气和助燃气体只会在设计好的燃烧处接触，从而有效积极烧嘴脱火问题；另外，上述设计也可以帮助助燃气体在助燃风筒内实现均布，从而能够在稳燃管的端部形成一个稳定的长明火焰，避免出现燃烧不稳的问题。

作为本实用新型的进一步改进，所述主燃管的数量为多个且所有的所述主燃管绕设在所述稳燃管外周。

此时，多个主燃管围绕稳燃管均匀布置，可以使经该主燃管导出的氢气气流与助燃气体充分混合并实现高效燃烧。

作为本实用新型的进一步改进，所述主燃管的数量为4～12个。主燃管的数量过少时会影响氢气的均布，过多则会影响设备的体积以及使用安全。

作为本实用新型的进一步改进，所述主燃管的数量为一个且为环形结构，所述主燃管与所述稳燃管同轴设置。

这一结构设计形成的主燃管套设在稳燃管外，从而在稳燃管外形成一个环形的氢气气流，该氢气与助燃气体能够均匀的混合在一起并被稳燃管处的火焰点燃。

作为本实用新型的进一步改进，所述主燃管靠近所述稳燃盘的一端端部和/或外侧缘设置有排气孔，所述排气孔的数量为多个。

这一结构可以进一步使主燃管导出的氢气气流能够与助燃气体充分混合。

作为本实用新型的进一步改进，所述稳燃管的端部相对于所述主燃管的端部向所述筒体内内缩。

这一结构可以使稳燃管的端部能够与其周围的助燃气体充分接触并形成稳定的火焰，保证燃烧稳定。此时，该稳燃管的端部能够形成一个稳燃区。当形成于稳燃区内的火焰接触到主燃管处导出的氢气时，相应的氢气被点燃并在主燃管前方形成主燃区。

作为本实用新型的进一步改进，所述燃气管与所述筒体的内侧壁之间存在间隙。这一间隙结构可以用于确保主燃管处具有足够的助燃气体，以免影响主燃管处的氢气燃烧。

作为本实用新型的进一步改进，所述筒体上还设置有点火装置和/或火焰监测装置。该火焰监测装置用于与相应的控制设备相连并监测火焰是否存在。

本实用新型还提供了一种燃烧器，包括上述任一项所述的氢气点火烧嘴。应用该氢气点火烧嘴的燃烧器与传统的燃烧器相比，能够实现煤粉的充分燃烧，达到煤粉锅炉点火启动一级低负荷稳燃的目的。

相比于现有技术，本实用新型较佳的实施方式提供的氢气点火烧嘴采用中心稳燃、多级燃烧一级分级配风的方式来实现低负荷稳燃的目的，在使用时，由于氢气喷口处的流速远远大于氢气火焰的传播速度，因此该烧嘴不会出现爆燃、回火等问题；同时，由于稳燃管的外周布置有环形的、供助燃气体流通的空间，因此可以保证稳燃管的端部能够形成稳定的长明火焰，从而解决烧嘴可能出现的脱火、燃烧不稳等问题；位于稳燃管外周的主燃管可以帮助形成一个高效燃烧的火焰。应用该烧嘴的燃烧器可以高效的点燃煤粉，具有点火能量大、煤质适应性广、燃尽率高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型氢气点火烧嘴的剖面结构示意图；

图2是本实用新型氢气点火烧嘴中的均分盘的结构示意图；

图3是本实用新型氢气点火烧嘴中的稳燃盘的结构示意图；

图4是本实用新型氢气点火烧嘴中的主燃管的一种实施例的结构示意图；

图5是本实用新型氢气点火烧嘴中主燃管的另一种实施例的结构示意图；

图6是本实用新型氢气点火烧嘴的点火示意图。

图中：1、燃气管；11、稳燃管；12、主燃管；121、排气孔；2、筒体；21、助燃风筒；211、助燃气体进气口；22、氢气筒；221、氢气进气口；3、均分盘；4、稳燃盘；5、点火装置；6、火焰监测装置；7、稳燃区。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

附图1是本实用新型氢气点火烧嘴的剖面结构示意图；可以看到，该烧嘴整体呈条形结构，其右端用于进气和点火，氢气和助燃气体经烧嘴输送至左端并能在该处点燃。

附图2是本实用新型氢气点火烧嘴中的均分盘的结构示意图，附图3是本实用新型氢气点火烧嘴中的稳燃盘的结构示意图；该均分盘和稳燃盘均为偏平的圆形片状结构，其上设置有多个孔洞，燃气管经上述孔洞穿设在均分盘和稳燃盘上；另外，该均分盘和稳燃盘上还设置有用于供助燃气体通过的空隙。

附图4是本实用新型氢气点火烧嘴中的主燃管的一种实施例的结构示意图；此时该主燃管整体呈柱状结构，其一端与氢气筒相连，另一端设置有多个排气孔，氢气从氢气筒处进入主燃管内，并能经排气孔排出。

附图5是本实用新型氢气点火烧嘴中主燃管的另一种实施例的结构示意图；与图4相比，此时该主燃管为环形结构，整体类似套筒。

附图6是本实用新型氢气点火烧嘴的点火示意图；此时图中箭头指向燃气管中的气体流动方向，氢气燃烧所形成的火焰形成于箭头所在处

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行具体说明。

本实用新型提供了一种氢气点火烧嘴，包括燃气管1和筒体2，其中燃气管1包括稳燃管11和主燃管12，稳燃管11的数量为一个，主燃管12绕设在稳燃管11外周且主燃管12与稳燃管11之间留有间隙；筒体2内沿其轴线方向依次设置有均分盘3和稳燃盘4，均分盘3和稳燃盘4的厚度方向上均设置有多个孔洞，燃气管1经孔洞插入筒体2内且燃气管1与均分盘3和稳燃盘4之间均存在间隙。

在使用该氢气点火烧嘴时，稳燃管11的外周能够直接接触助燃气体并在助燃气体的帮助下实现氢气的稳定燃烧；同时分布在该稳燃管11外部的主燃管12可以帮助提高氢气浓度，此时位于稳燃管11处的火焰燃烧所产生的高温能够进一步点燃主燃管12处的氢气。利用上述结构可以方便的实现中心稳燃、多级燃烧、分级配风的效果，从而在达到氢气燃烧的同时形成一个刚性较强、温度较高的稳定火炬。

实施例1：

本实用新型提供了一种氢气点火烧嘴，包括筒体2和位于筒体2内的燃气管1结构，如图1所示，其中筒体2沿其轴线方向依次包括助燃风筒21和氢气筒22；氢气筒22上设置有与燃气管1相连通的氢气进气口221，点火装置5固定设置在氢气筒22上，氢气经氢气进气口221流入燃气管1内；助燃风筒21上靠近氢气筒22的一侧设置有助燃气体进气口211，助燃气体经助燃气体进气口211流入助燃风筒21内并能依次流经均分盘3和稳燃盘4至助燃风筒21的另一端。

该筒体2包括分体设计并组合在一起的助燃风筒21和氢气筒22，因此可以保证注入筒体2内的氢气和助燃气体只会在设计好的燃烧处接触，从而有效积极烧嘴脱火问题；另外，上述设计也可以帮助助燃气体在助燃风筒21内实现均布，从而能够在稳燃管11的端部形成一个稳定的长明火焰，避免出现燃烧不稳的问题。

具体的，上述均分盘3和稳燃盘4均位于助燃风筒21内并沿助燃风筒21的轴线方向依次排布。位于均分盘3或者稳燃盘4上的孔洞可以是呈环形布置，上述孔洞的形状可以是圆形，也可以是其它类似的结构。

均分盘3和稳燃盘4的结构可以是如图2-3所示。在图2-3中，孔洞的数量、形状以及孔洞大小仅为示意，其中相对较大的孔洞用于供燃气管1穿过，其余相对较小的孔洞用于供助燃气体流通。当燃气管1经上述孔洞插入筒体2内时，燃气管1与相应的孔洞或相应的筒体2之间均存在能供助燃气体流通的空隙或间隙，经上述助燃气体进气口211进入助燃风筒21内的助燃气体可以通过上述空隙或间隙流向靠近燃气管1左侧(见图1)。

作为可选的实施方式，主燃管12的数量为多个且所有的主燃管12绕设在稳燃管11外周。

此时，多个主燃管12围绕稳燃管11均匀布置，可以使经该主燃管12导出的氢气气流与助燃气体充分混合并实现高效燃烧。

作为可选的实施方式，主燃管12的数量为4～12个。主燃管12的数量过少时会影响氢气的均布，过多则会影响设备的体积以及使用安全。

在使用时，为了保证主氢气气流能够与助燃气体(可以是空气等)充分混合，高效燃烧，作为可选的实施方式，如图4所示，此时主燃管12靠近稳燃盘4的一端端部和/或外侧缘设置有排气孔121，排气孔121的数量为多个。

这一结构可以进一步使主燃管12导出的氢气气流能够与助燃气体充分混合。

作为可选的实施方式，稳燃管11的端部相对于主燃管12的端部向筒体2内内缩，外在表现为稳燃管11比主燃管12略短。

这一结构可以使稳燃管11的端部能够与其周围的助燃气体充分接触并形成稳定的火焰，保证燃烧稳定。此时，该稳燃管11的端部能够形成一个稳燃区，如图6所示。当形成于稳燃区内的火焰接触到主燃管12处导出的氢气时，相应的氢气被点燃并在主燃管12前方形成主燃区。

作为可选的实施方式，燃气管1与筒体2的内侧壁之间存在间隙。这一间隙结构可以用于确保主燃管12处具有足够的助燃气体，以免影响主燃管12处的氢气燃烧。

作为可选的实施方式，筒体2上还设置有点火装置5和/或火焰监测装置6。其中点火装置5用于点火，火焰监测装置6用于与相应的控制设备相连并监测火焰是否存在。

在图1中，上述点火装置5和火焰监测装置6均位于氢气筒22上。

上述点火装置5和火焰监测装置6的结构为现有技术，其中火焰监测装置6在使用时可以与相应的单片机相连并进行数据传输。

实施例2：

本实施例2与实施例1的不同点在于：如图5所示，在本实施例中的主燃管12的数量为一个且为环形结构，主燃管12与稳燃管11同轴设置。

这一结构设计形成的主燃管12套设在稳燃管11外，从而在稳燃管11外形成一个环形的氢气气流，该氢气与助燃气体能够均匀的混合在一起并被稳燃管11处的火焰点燃。

相应的，此时上述均分盘3和稳燃盘4的结构也需要进行适应性调整。

实施例3：

本实用新型还提供了一种燃烧器，包括上述任一项的氢气点火烧嘴。应用该氢气点火烧嘴的燃烧器与传统的燃烧器相比，能够实现煤粉的充分燃烧，达到煤粉锅炉点火启动一级低负荷稳燃的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.氢气点火烧嘴，其特征在于，包括：

燃气管，所述燃气管包括稳燃管和主燃管，所述稳燃管的数量为一个，所述主燃管绕设在所述稳燃管外周且所述主燃管与所述稳燃管之间留有间隙；

筒体，所述筒体内沿其轴线方向依次设置有均分盘和稳燃盘，所述均分盘和所述稳燃盘的厚度方向上均设置有多个孔洞，所述燃气管经所述孔洞插入所述筒体内且所述燃气管与所述均分盘和所述稳燃盘之间均存在间隙。

2.根据权利要求1所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述筒体沿其轴线方向依次包括助燃风筒和氢气筒；

所述氢气筒上设置有与所述燃气管相连通的氢气进气口，氢气经所述氢气进气口流入所述燃气管内；

所述助燃风筒上靠近所述氢气筒的一侧设置有助燃气体进气口，助燃气体经所述助燃气体进气口流入所述助燃风筒内并能依次流经所述均分盘和所述稳燃盘至所述助燃风筒的另一端。

3.根据权利要求1所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述主燃管的数量为多个且所有的所述主燃管绕设在所述稳燃管外周。

4.根据权利要求3所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述主燃管的数量为4～12个。

5.根据权利要求1所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述主燃管的数量为一个且为环形结构，所述主燃管与所述稳燃管同轴设置。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述主燃管靠近所述稳燃盘的一端端部和/或外侧缘设置有排气孔，所述排气孔的数量为多个。

7.根据权利要求1所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述稳燃管的端部相对于所述主燃管的端部向所述筒体内内缩。

8.根据权利要求1所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述燃气管与所述筒体的内侧壁之间存在间隙。

9.根据权利要求1所述的氢气点火烧嘴，其特征在于，所述筒体上还设置有点火装置和/或火焰监测装置。

10.燃烧器，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的氢气点火烧嘴。

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