CN101900331A - 一种低温等离子旋流煤粉点火燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温等离子旋流煤粉点火燃烧器，包括产生低温等离子体的等离子发生器及煤粉燃烧器，所述的煤粉燃烧器包括风粉三通、点火煤粉管道、主煤粉管道、点火煤粉旋流器、等离子发生器安装管段、一级热烈化室、主煤粉混合室、旋流调节器、二级热烈化室。与现有技术相比，本发明采用低温等离子体及热裂化机理气化煤粉，提高煤粉气流可燃气体含量，对煤质的适应性广，完全满足劣质煤粉点火要求，劣质煤的干燥无灰基Vdaf可低至4％，这在当前国内外任何同类系统中是不可比拟的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于锅炉燃烧煤粉的燃烧器，具体是一种采用等离子发生器的燃烧器。
背景技术
等离子点火技术的研究始于20世纪70年代美国研制的等离子煤粉点火器。
其点火机理：依靠等离子发生器发射的高温等离子体射流，直接点燃一次风煤粉，实现冷风点火。
我国在80年代也进行了等离子点火的工业试验。
目前国内等离子点火装置是利用直流电流在空气介质气压～0.01MPa的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度T＞5000K的温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎并再造挥发分，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。
等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子(C、H、O)、原子团(OH、H2、O2)、离子(O2 -、H2 -、OH-、O-、H+)和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。
目前国内等离子发生器的功率为50～200kW，该功率的等离子体能直接点燃一定量的煤粉，这些剧烈燃烧的煤粉又要在瞬间点燃其它煤粉，为使燃烧器内顺利完成持续稳定的点火和燃烧过程。为保证内燃式等离子燃烧器不被烧损，采用逐级点火、分级内燃、气膜冷却技术。为获得煤粉点火的最佳浓度，采用叶栅、撞击块或导流板等方式浓缩煤粉，使之达到点燃煤粉的最佳煤粉浓度。
上述背景技术的主要缺陷是：1、对煤质有严格的要求，一般要求干燥无灰基Vdaf大于30％；2、其结构形式为分级点火逐级燃烧内燃式，煤粉在燃烧器内部已经开始高温燃烧，容易造成燃烧器的烧损及内壁结焦；3、维护工作量大，每次点火前后都需要检查或更换等离子发生器电极。
引出的技术问题：1、对煤质的适应性问题；2、需解决内燃式燃烧器内壁烧损及结焦问题；3、使用寿命问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种低温等离子发生器使煤粉产生热裂化反应并点燃，达到燃煤锅炉启动点火及稳燃的目的，可为我国节约大量的燃油，具有巨大的经济效益和社会效益。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种低温等离子旋流煤粉点火燃烧器，包括产生低温等离子体的等离子发生器及煤粉燃烧器，其特征是：所述的煤粉燃烧器包括风粉三通、点火煤粉管道、主煤粉管道、点火煤粉旋流器、等离子发生器安装管段、一级热烈化室、主煤粉混合室、旋流调节器、二级热烈化室，所述的点火煤粉管道以及主煤粉管道与所述的风粉三通的两个出口连接，点火煤粉旋流器的入口连接点火煤粉管道的出口，点火煤粉旋流器的出口与所述的等离子发生器安装管段的入口连接，等离子发生器安装管段的出口连接至一级热烈化室的入口，一级热烈化室的出口连接至主煤粉混合室的一端，所述的主煤粉管道的出口也连接至所述的主煤粉混合室内，在主煤粉混合室的另一端依次连接所述的旋流调节器和二级热烈化室，所述的等离子发生器固定在所述的等离子发生器安装管段上。
当等离子发生器拉弧成功并产生低温等离子体后，等离子发生器出口处的等离子体温度达到4000～5000℃，在等离子发生器安装管内形成高温强化区，经过高温强化区的风粉气流进入一级热裂化室并产生热裂化反应，同时伴有化学反应和物理反应，将煤粉气化获得更多的可燃气体，提高煤粉气流的可燃气体含量，经过一级热裂化反应后的煤粉在一级热裂化室出口处温度大于煤粉着火温度、小于煤粉灰熔点温度，含氧量趋于零，进入二级热裂化室后与主煤粉混合产生二级热裂化反应，经过二级热裂化反应后的煤粉在燃烧器出口处温度大于煤粉着火温度、小于煤粉灰熔点温度，含氧量趋于零，煤粉气流的可燃气体含量高于30％，进入炉膛后，通过二次风的深度补氧，产生剧烈燃烧。
其中一级热裂化室、二级热裂化室内壁均设有高温耐磨陶瓷，保护燃烧筒免受高温的冲击及煤粉的冲刷磨损；高温强化区的等离子安装管段采用水冷结构，由冷却水进口管、冷却水出口管、冷却室组成。
本发明的的最突出的优点是：采用低温等离子体及热裂化机理气化煤粉，提高煤粉气流可燃气体含量，对煤质的适应性广，完全满足劣质煤粉点火要求，劣质煤的干燥无灰基Vdaf可低至4％，这在当前国内外任何同类系统中是不可比拟的。
本发明低温等离子旋流煤粉点火燃烧器，它采用等离子发生器产生的低温等离子体使点火煤粉气化，提高煤粉气流的可燃气体含量，将燃烧器中的煤粉在燃烧器出口点燃，利用等离子气化点燃的煤粉放出的热量启动及稳燃燃煤锅炉，实现燃煤锅炉的全无油点火，系统安装方便、使用可靠、节油率100％。
本专利的其它优点是：
a.真正实现全无油点火；
b.降低NOx生成；
c.燃煤机组的助稳燃；
d.锅炉冷态直接点火；
e.等离子发生器体积小、重量轻、拆卸简便，阴极使用寿命长达3000小时以上。
由于本发明的上述优点，加快了该项技术在工业锅炉上的推广应用，符合国家提倡的“节能减排”方针，具有明显的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明专利所述低温等离子旋流煤粉点火燃烧器的外形结构示意图。
图2是图1的A-A视图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1、图2所示，一种低温等离子旋流煤粉点火燃烧器，它主要由二级热烈化室1、旋流调节器2、主煤粉混合室3、一级热烈化室4、连接法兰5、等离子发生器安装管段6、连接法兰7、点火煤粉旋流器8、连接法兰9、点火煤粉管段10、点火煤粉调节闸板门11、风粉三通12、主煤粉调节闸板门13、主煤粉管段14、连接法兰15、高温耐磨陶瓷16、旋流片17、高温耐磨陶瓷18、冷却水进口管19、等离子发生器20、冷却室21、冷却水出口管22组成。以上零部件依次采用焊接或螺栓联接方式组装在一起。
在启动点火时通过手动或程序控制首先打开点火风粉调节闸板门11、主风粉调节闸板门13并固定开度。当等离子发生器20拉弧成功并建立稳定的低温等离子体后，一部分风粉(点火风粉)通过点火风粉管10进入点火煤粉旋流器8，形成旋转的风粉气流进入等离子发生器管段6，这部分风粉通过低温等离子体加热后进入一级热裂化室4产生一级热裂化反应，经过一级热裂化反应后的点火风粉在一级热裂化室出口处温度大于煤粉着火温度、小于煤粉灰熔点温度，含氧量趋于零，后与经过主煤粉管14进入主煤粉混合室3通过旋流片17产生旋流后进入二级热裂化室1的另一部分风粉(主风粉)混合并产生二级热裂化反应，经过二级热裂化反应后的煤粉在燃烧器出口处温度大于煤粉着火温度、小于煤粉灰熔点温度，含氧量趋于零，煤粉气流的可燃气体含量高于30％，进入炉膛后，通过二次风的深度补氧，产生剧烈燃烧。在点火成功后，停止等离子发生器拉弧，一次风粉管内的煤粉正常进入炉膛燃烧，完成一次正常启动程序。
在低负荷稳燃时通过手动或程序控制启动等离子发生器20，在拉弧成功并建立稳定的低温等离子体后，使经过一级热裂化室4的煤粉产生热裂化反应并加热二级热裂化室1内的主煤粉产生二级热裂化反应，使煤粉在燃烧器出口处温度大于煤粉着火温度、小于煤粉灰熔点温度，含氧量趋于零，煤粉气流的可燃气体含量高于30％，进入炉膛后，通过二次风的深度补氧，产生剧烈燃烧。根据燃烧器出力，通过主风粉调节闸板门13手动或自动调整主风粉量，完成燃煤机组的低负荷稳燃。
Claims (6)
1.一种低温等离子旋流煤粉点火燃烧器，包括产生低温等离子体的等离子发生器(20)及煤粉燃烧器，其特征是：所述的煤粉燃烧器包括风粉三通(12)、点火煤粉管道(10)、主煤粉管道(14)、点火煤粉旋流器(8)、等离子发生器安装管段(6)、一级热烈化室(4)、主煤粉混合室(3)、旋流调节器(2)、二级热烈化室(1)，所述的点火煤粉管道(10)以及主煤粉管道(14)与所述的风粉三通(12)的两个出口连接，点火煤粉旋流器(8)的入口连接点火煤粉管道(10)的出口，点火煤粉旋流器(8)的出口与所述的等离子发生器安装管段(6)的入口连接，等离子发生器安装管段(6)的出口连接至一级热烈化室(4)的入口，一级热烈化室(4)的出口连接至主煤粉混合室(3)的一端，所述的主煤粉管道(14)的出口也连接至所述的主煤粉混合室(3)内，在主煤粉混合室(3)的另一端依次连接所述的旋流调节器(2)和二级热烈化室(1)，所述的等离子发生器(20)固定在所述的等离子发生器安装管段(6)上。
2.根据权利要求1所述的低温等离子旋流煤粉燃烧器，其特征是：所述的等离子发生器(20)产生低温等离子体的介质为压缩空气、冷却介质为除盐水。
3.根据权利要求1所述的低温等离子旋流煤粉燃烧器，其特征是：在所述的等离子安装管段(6)设置有水冷结构，该水冷结构由冷却水进口管19、冷却水出口管22、冷却室21组成。
4.根据权利要求1所述的低温等离子旋流煤粉燃烧器，其特征是：在所述的一级热裂化室(4)内壁设有高温耐磨陶瓷；在所述的二级热烈化室(1)内壁设有高温耐磨陶瓷。
5.根据权利要求1所述的低温等离子旋流煤粉燃烧器，其特征是：主煤粉混合室(3)为切向进粉；旋流调节器(2)的旋流片角度为0～90°可调、片数为8～12片；
6.根据权利要求1所述的低温等离子旋流煤粉燃烧器，其特征是：在所述的点火煤粉管道(10)内设置有点火煤粉调节闸板门(11)，在所述的点火煤粉管道(10)内设置有主煤粉调节闸板门(13)，所述的点火煤粉调节闸板门(11)和主煤粉调节闸板门(13)为手动、电动或气动。
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|---|---|
| CN (1) | CN101900331A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102338374A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-01 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 低温等离子体旋流煤粉炉炉内深度分级低NOx燃烧系统 |
| CN102364248A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-29 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 新型低温等离子直流煤粉点火燃烧器 |
| CN102721050A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-10 | 曲大伟 | 无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置 |
| CN102721049A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-10 | 曲大伟 | 组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置 |
| CN102927570A (zh) * | 2011-08-12 | 2013-02-13 | 中国科学院工程热物理研究所 | 介质阻挡放电等离子体轴向旋流装置 |
| CN102927567A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-02-13 | 曲大伟 | 内含式射流煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置 |
| CN102937291A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-20 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 一种具有多层结构的等离子燃烧器 |
| CN103727559A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-16 | 攀枝花钢企米易白马球团有限公司 | 用于回转窑的点火装置及其点火方法 |
| CN111351035A (zh) * | 2020-03-14 | 2020-06-30 | 王永 | 一种等离子通用燃煤裂化燃烧方法和装置 |
| CN117308082A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-29 | 国电长源汉川第一发电有限公司 | 带防磨机构的等离子燃烧器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3456146A (en) * | 1965-04-12 | 1969-07-15 | Siemens Ag | Electric arc plasma burner |
| JPS6262116A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-18 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 微粉炭，水混合燃料用バ−ナ |
| CN1294278A (zh) * | 1999-10-26 | 2001-05-09 | 烟台开发区龙源电力燃烧控制工程有限公司 | 直接点燃煤粉炉的等离子点火装置 |
| CN2429752Y (zh) * | 2000-03-27 | 2001-05-09 | 烟台开发区龙源电力燃烧控制工程有限公司 | 直接点燃煤粉的两级点火器 |
| CN101508623A (zh) * | 2009-03-19 | 2009-08-19 | 清华大学 | 一种涉及遮流构件的等离子体煤裂解反应装置 |
| CN201844394U (zh) * | 2010-07-28 | 2011-05-25 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 一种低温等离子旋流煤粉点火燃烧器 |
-
2010
- 2010-07-28 CN CN 201010239172 patent/CN101900331A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3456146A (en) * | 1965-04-12 | 1969-07-15 | Siemens Ag | Electric arc plasma burner |
| JPS6262116A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-18 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 微粉炭，水混合燃料用バ−ナ |
| CN1294278A (zh) * | 1999-10-26 | 2001-05-09 | 烟台开发区龙源电力燃烧控制工程有限公司 | 直接点燃煤粉炉的等离子点火装置 |
| CN2429752Y (zh) * | 2000-03-27 | 2001-05-09 | 烟台开发区龙源电力燃烧控制工程有限公司 | 直接点燃煤粉的两级点火器 |
| CN101508623A (zh) * | 2009-03-19 | 2009-08-19 | 清华大学 | 一种涉及遮流构件的等离子体煤裂解反应装置 |
| CN201844394U (zh) * | 2010-07-28 | 2011-05-25 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 一种低温等离子旋流煤粉点火燃烧器 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102927570A (zh) * | 2011-08-12 | 2013-02-13 | 中国科学院工程热物理研究所 | 介质阻挡放电等离子体轴向旋流装置 |
| CN102338374B (zh) * | 2011-09-28 | 2013-09-04 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 低温等离子体旋流煤粉炉炉内深度分级低NOx燃烧系统 |
| CN102364248A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-29 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 新型低温等离子直流煤粉点火燃烧器 |
| CN102338374A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-01 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 低温等离子体旋流煤粉炉炉内深度分级低NOx燃烧系统 |
| CN102721050A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-10 | 曲大伟 | 无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置 |
| CN102721049A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-10 | 曲大伟 | 组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置 |
| CN102927567A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-02-13 | 曲大伟 | 内含式射流煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置 |
| CN102937291A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-20 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 一种具有多层结构的等离子燃烧器 |
| CN102937291B (zh) * | 2012-11-20 | 2015-08-12 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 一种宽煤种等离子点火燃烧器 |
| CN103727559A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-16 | 攀枝花钢企米易白马球团有限公司 | 用于回转窑的点火装置及其点火方法 |
| CN103727559B (zh) * | 2014-01-07 | 2016-05-25 | 攀枝花钢企米易白马球团有限公司 | 用于回转窑的点火装置及其点火方法 |
| CN111351035A (zh) * | 2020-03-14 | 2020-06-30 | 王永 | 一种等离子通用燃煤裂化燃烧方法和装置 |
| CN117308082A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-29 | 国电长源汉川第一发电有限公司 | 带防磨机构的等离子燃烧器 |
| CN117308082B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-03-22 | 国电长源汉川第一发电有限公司 | 带防磨机构的等离子燃烧器 |
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