CN2429752Y - 直接点燃煤粉的两级点火器 - Google Patents
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Abstract
直接点燃煤粉的两级点火器,它的两级都具拉法尔喷管式结构和等流动面积煤粉风通道设计的等离子点火器和主燃点火器,它具有等离子体的电源功率小,点火出力大;可靠地直接点燃煤粉火焰,燃烧稳定,在整个点火器中没有积粉现象和壁面不会结焦等优点。
Description
本实用新型是热力锅炉的附件，属热力机械类。
近年来，各国都在研究等离子点火技术，力图取代用燃油点燃煤粉炉的方法。与本实用新型最接近的技术是芬兰伊马特兰福伊马股份公司于1990年8月1日在我国申请的90100895．8号，名称为<起动固体燃料电站锅炉并确保燃料燃烧过程的方法装置>和俄罗斯联邦布里亚季亚共和国于1996年1月3日在我国申请的96199519．X号，名称为<锅炉装置点火的方法>两个发明专利。前者，在装置中提出了设有等离子火炬、气化空间、气化辅助燃料输送管以及与它们同轴安装的主体管和喷嘴的多级辅助燃烧器，该辅助燃烧器同轴地插入主燃烧器。但是，它不能直接点燃煤粉粒，而是将缺乏空气的辅助燃料(如煤粉)注入等离子火炬气化为煤气被点燃，又逐级气化缺乏空气的辅助燃料(如煤粉)流，经喷嘴对主燃料进行混合并点火。上述点燃气化煤耗费的功率很大，至今还没有人实施。后者，只提出了直接点燃煤粉的方法是：通过设在底层的煤粉燃烧器的套筒中等离子发生器所产生的低温等离子射流，加热燃烧器的套筒，点燃供入的煤粉混合物，形成煤粉火苗，随后使分层装在锅炉装置中的煤粉燃烧器喷嘴供送的煤粉混合物燃烧。它没有涉及点火器的具体结构，所述开发了组合等离子发生器的功率只有30～100KW，工作时间才15分钟，且没有公开其具体结构。因此，目前，用等离子体直接点燃煤粉的课题仍处在试验阶段。受等离子体功率的限制，点燃煤粉的出力小，不能直接点燃大的煤粉工业炉，更不能点燃劣质煤；还受等离子发生器的阳极、确阴极以及电子加速线圈等器件寿命的限制，不能长期、稳定的工作。因此，至今，还没有成功的具有商业价值的“直接点燃煤粉的点火装置”问世。
本实用新型的目的是提供一种用空气等离子体直接点燃煤粉的两级点火器，它能够长时间可靠地直接点燃包括贫煤在内的各类煤种的煤粉。
本实用新型的目的是这样实现的：用一级等离子点火器和一级主燃点火器组成的轴流式两级点火器，其中等离子点火器包括：空气等离子体、等离子点火器保温层、等离子点火器喉部、等离子点火器喷口、点火煤粉风道、点火煤粉风管；主燃点火器包括：主燃点火器喷口、定位支撑块、主燃点火器保温层、二次空气风道、二次空气风管、主燃点火器喉部、主燃煤粉风道、主燃煤粉风管。
第一重要的是，等离子点火器前端设计为先收敛后扩散的拉法尔喷管式结构，收敛到最小管口处为等离子点火器喉部，该最小管口要与等离子体发生器中阳极喷管的延长线相交，并且要使等离子点火器喉部的横截面积与点火煤粉风道及点火煤粉风管的横截面积相同。
第二重要的是，主燃点火器前端也设计为先收敛后扩散的拉法尔喷管式结构，收敛到最小管口处为主燃点火器喉部，该主燃点火器喉部的横截面积小于等离子点火器喷口的横截面积，主燃煤粉风管的横截面积与主燃煤粉风道及主燃点火器喉部的横截面积相同。
第三重要的是：点火煤粉风管的横截面积与主燃煤粉风管的横截面积之比根据出力的大小在1／5至1／3范围内选定。
第四重要的是：主燃点火器的二次空气风是在主燃点火器超温(＞1000℃)时送进，对其进行冷却。
本实用新型的优点是：
1，等离子体电弧在等离子点火器中直接点燃了点火煤粉风道进来的煤粉，它只占需点燃煤粉的1／5至1／3，形成一级小火炬，再去点燃主燃点火器中从主燃煤粉风管送来的、其余的、大部份煤粉，形成一个大火炬，这样的两极点火，使等离子体的电源功率降下来，增加了直接点燃煤粉火焰的可靠性和点火出力。
2，由于两极点火器采用了等流动面积设计使煤粉流动速度得到控制，在整个点火器中没有积粉现象。
3，由于二次空气风的加入，使得主燃点火器不易超温，避免烧坏主燃点火器的器壁且使壁面不会结焦。
附图说明：
图1：两级点火器结构示意图：
1--主燃点火器喷口 12--阳极喷管的延长线
2--二次空气风道
3--定位支撑块 14--空气等离子体
4--主燃点火器保温层
5--二次空气风管 16--点火煤粉风
6--主燃点火器喉 17--点火煤粉风道
18--主燃煤粉风管
8--等离子点火器喷 19--主燃煤粉风道
20--等离子点火器
10--等离子点火器保温层 21--等离子阳极套筒
11--等离子点火器喉部 22--主燃点火器
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步说明
实施例1，可直接点燃每小时1吨贫煤粉的两级点火器，用200KW直流电源，它有一级主燃点火器(21)和一级同轴安装在其后的等离子点火器(20)所组成的轴流式两级点火器。其中等离子点火器包括：空气等离子体(14)、等离子点火器保温层(10)、等离子点火器喉部(11)、点火等离子器喷口(8)、点火煤粉风道(17)、点火煤粉风管(16)；主燃点火器材料采用耐热铸钢，它包括：主燃点火器喷口(1)、定位支撑块(3)，主燃点火器保温层(4)、二次空气风道(2)、二次空气风管(5)、主燃点火器喉部(6)、主燃煤粉风道(19)、主燃煤粉风管(18)。配风比大于1的煤粉风分两路进入两极点火器，一路从主燃煤粉风管(18)进入主燃煤粉风道(19)，另一路从点火煤粉风管(16)进入点火煤粉风道(17)。在主燃点火器喷口(1)外周设有定位支撑块(3)和二次空气风道(2)，其外周设有主燃点火器保温层(4)，在主燃煤粉风道(19)的外周也设有保温层，称等离子点火器保温层(10)。本实施例安装在锅炉的前墙上。
实施例2，直接点燃每小时1．5吨烟煤粉的等离子点火装置，用100KW直流电源，其结构都与实施例1完全相同。本实施例安装在锅炉的二次风道内。
实施例3，直接点燃每小时2吨无烟煤粉的等离子点火装置，用300kw直流电源。其它与实施例1完全相同。本实施例安装在锅炉的后墙上。
以上实施例的工作过程是：由直流电源供给的大电流(300A-500A)通过阴极棒(405)，在电压(300V-400V)及压缩空气(702)的作用下与阳极之间形成空气等离子体(14)。煤粉风分两路进入点火器，一路是从点火煤粉风管(16)进入，占总煤粉流量的25％-35％，另一路是从主燃煤粉风管(17)进入，占总煤粉流量的75％-65％。浓淡块(11)使点火煤粉风获得较高的煤粉浓度，此煤粉流全部在进入空气等离子体(14)时，在10000℃以上的高温下裂解，其挥发份于10-3秒内立即着火，并在等离子点火器喷口(8)前形成一个持续高温的火炬区，在点火旋流板(15)的作用下旋向主燃点火器喉部(6)。70％左右的煤粉流从主燃煤粉风管(18)入口，经主燃煤粉风道(19)时被升温强化，经主旋流板(9)的作用进入充满火焰的主燃烧器喉部(6)，立即被点燃形成一个大火炬从主燃烧器喷口(1)进入炉膛，完成了两次直接点燃煤粉的点火过程。
Claims (1)
1，直接点燃煤粉的两级点火器，它具有一级等离子点火器和一级同轴安装的主燃点火器组成的两级轴流式点火器，其特征在于：其等离子点火器包括：空气等离子体、等离子点火器保温层、等离子点火器喉部、等离子点火器喷口、点火煤粉风道、点火煤粉风管；其主燃点火器包括：主燃点火器喷口、定位支撑块，主燃点火器保温层、二次空气风道、二次空气风管、主燃点火器喉部，主燃煤粉风道、主燃煤粉风管；其结构设计的特征是：第一，等离子点火器前端设计为先收敛后扩散的拉法尔喷管式结构，收敛到最小管口处为等离子点火器喉部，该最小管口要与等离子体发生器中阳极喷管的延长线相交，并且要使等离子点火器喉部的横截面积与点火煤粉风道及点火煤粉风管的横截面积相同；第二，主燃点火器前端也设计为先收敛后扩散的拉法尔喷管式结构，收敛到最小管口处为主燃点火器喉部，该主燃点火器喉部的横截面积小于等离子点火器喷口的横截面积，主燃煤粉风管的横截面积与主燃煤粉风道及主燃点火器喉部的横截面积相同；第三，点火煤粉风管的横截面积与主燃煤粉风管的横截面积之比根据出力的大小在1／5至1／3范围内选定；第四，主燃点火器的二次空气风是在主燃点火器壁超温(＞1000℃)时送进，对其进行冷却。
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