CN119900965A - 一种等离子点火助燃系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及锅炉燃烧器领域，尤其是一种等离子点火助燃系统，包括燃烧组件和点燃组件，所述点燃组件包括弯管和等离子发生器，所述等离子发生器一端固定安装有金属管，所述金属管一端设有喷嘴，所述燃烧组件包括燃烧管，所述燃烧管内侧中部设有中心筒，所述喷嘴设置在中心筒内部，所述中心筒外侧的燃烧管半径随着远离点燃组件逐渐增加，所述中心筒外侧固定安装有若干导流片，所述导流片呈螺旋型结构设置，所述导流片另一端与燃烧管内侧固定连接，所述中心筒远离点燃组件一端内部设有钝体，所述中心筒远离点燃组件一端设有内套筒，达到了有效避免局部温度过高的效果，有利于延长使用寿命，且能提高燃烧的稳定性。

Description

一种等离子点火助燃系统

技术领域

本申请涉及锅炉燃烧器领域，尤其是涉及一种等离子点火助燃系统。

背景技术

锅炉燃烧器是用于将燃料（如煤、油、天然气等）与空气混合并点燃，以产生热量供给锅炉中的水或其他介质进行加热或蒸发的设备。它是锅炉系统的核心组件之一，直接影响到锅炉的运行效率、安全性和环保性能，锅炉燃烧器的点火系统是指用于引燃燃料（如煤粉、油、天然气等）与空气混合物，从而启动燃烧过程的一系列设备和机制，等离子点火助燃系统是一种利用高能等离子体（电离气体）实现燃料高效点燃和燃烧强化的先进技术，其核心在于通过电能或微波能激发气体电离，产生高温、高活性的等离子体流，从而突破传统点火方式的局限，实现极低燃料浓度点火、宽工况稳定燃烧以及污染物协同控制。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现在的等离子点火助燃系统通常会出现热负荷分布不均的问题，等离子体集中喷射导致主燃区温度过高，容易引发热应力裂纹，缩短使用寿命，不便于使用。

发明内容

本申请为了解决上述背景技术中提出的问题，提供了一种等离子点火助燃系统。

本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种等离子点火助燃系统，包括燃烧组件和点燃组件，所述点燃组件包括弯管和等离子发生器，所述等离子发生器一端固定安装有金属管，所述金属管一端设有喷嘴，所述燃烧组件包括燃烧管，所述燃烧管内侧中部设有中心筒，所述喷嘴设置在中心筒内部，所述中心筒外侧的燃烧管半径随着远离点燃组件逐渐增加，所述中心筒外侧固定安装有若干导流片，所述导流片呈螺旋型结构设置，所述导流片另一端与燃烧管内侧固定连接，所述中心筒远离点燃组件一端内部设有钝体，所述中心筒远离点燃组件一端设有内套筒。

通过采用上述方案，通过喷嘴的设置，便于点燃组件工作使喷嘴喷出高温的等离子体，将中心筒内部的煤粉点燃，通过中心筒的设置，便于一部分煤粉气流从中心筒内部穿过，围成一级燃烧室，通过喷嘴设置在中心筒内部，便于喷嘴喷出的等离子体电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃，通过中心筒外侧的燃烧管半径随着远离点燃组件逐渐增加，便于中心筒外侧与燃烧管之间的通道逐渐扩大，从而降低煤粉气流的流动速度，通过导流片呈螺旋型结构设置，便于延长中心筒外侧煤粉气流的流动路径，从而能对中心筒外侧的煤粉气流进行预热，方便后续煤粉点燃，且能使煤粉气流对中心筒进行散热，避免中心筒温度过高被烧坏，有利于提高使用寿命，通过中心筒远离点燃组件一端内部设有钝体，中心筒远离点燃组件一端设有内套筒，便于内套筒围成第二燃烧室，供中心筒外侧喷出的煤粉气流燃烧，钝体一侧形成低速高温区，形成持续点火源，火焰稳定在钝体后方，有助于提高火焰的稳定性。

进一步的，所述燃烧管外侧套设有隔温套，所述隔温套远离点燃组件一端设有火焰喷口。

通过采用上述方案，通过隔温套的设置，便于对燃烧管外侧进行隔温，避免外部受到高温影响。

进一步的，所述隔温套顶部固定安装有火焰图像采集器，所述中心筒中部外侧设有壁温测点。

通过采用上述方案，通过火焰图像采集器和壁温测点的设置，便于对装置喷出的火焰形态和中心筒的侧壁稳定进行监测，方便提供燃烧效率反馈。

进一步的，所述燃烧管靠近点燃组件一端内部固定安装有第二浓缩环，所述第二浓缩环朝向点燃组件一端内部设有缩口。

通过采用上述方案，通过第二浓缩环朝向点燃组件一端内部设有缩口，便于煤粉气流通过第二浓缩环内部后使煤粉向中部集中，使气流中部煤粉浓度升高。

进一步的，所述第二浓缩环和中心筒之间设有第一浓缩环，所述第一浓缩环两端均开设有扩口。

通过采用上述方案，通过第一浓缩环两端均开设有扩口，便于进一步的对煤粉气流中部的煤粉浓度进行提升，方便被喷嘴喷出的高温等离子体点燃。

进一步的，所述弯管一端与燃烧管连通，且所述弯管另一端连通有连通管，所述弯管和连通管两端均设有连接法兰。

通过采用上述方案，通过弯管和连通管两端均设有连接法兰，便于将装置与外部管道连通，方便煤粉气流进入燃烧管内部进行点火燃烧，且方便对弯管进行拆卸，实现便捷的对内部进行检修和维护。

进一步的，所述弯管外部一侧固定安装有固定座，所述固定座顶部与等离子发生器底部固定连接。

通过采用上述方案，通过固定座的设置，便于为等离子发生器提供稳固的支撑和固定。

进一步的，所述喷嘴内部固定安装有电弧组件，所述电弧组件与等离子发生器电性连接。

通过采用上述方案，通过电弧组件的设置，便于在喷嘴内部产生高能电弧。

进一步的，所述等离子发生器远离金属管一端设有气体接口，所述气体接口与喷嘴连通。

通过采用上述方案，通过气体接口与喷嘴连通，便于气体被高能电弧电离成高温等离子体并喷出，方便将中心筒内部的煤粉气流点燃。

进一步的，所述等离子发生器一侧设有冷却循环水接口，所述金属管内部靠近喷嘴一端设有冷却通道，所述冷却通道与冷却循环水接口连通。

通过采用上述方案，通过冷却通道与冷却循环水接口连通，便于对喷嘴进行冷却，避免喷嘴温度过高，有利于延长使用寿命。

综上所述，本申请具有以下技术效果：

通过喷嘴的设置，便于点燃组件工作使喷嘴喷出高温的等离子体，将中心筒内部的煤粉点燃，通过中心筒的设置，便于一部分煤粉气流从中心筒内部穿过，围成一级燃烧室，通过喷嘴设置在中心筒内部，便于喷嘴喷出的等离子体电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃，通过中心筒外侧的燃烧管半径随着远离点燃组件逐渐增加，便于中心筒外侧与燃烧管之间的通道逐渐扩大，从而降低煤粉气流的流动速度，通过导流片呈螺旋型结构设置，便于延长中心筒外侧煤粉气流的流动路径，从而能对中心筒外侧的煤粉气流进行预热，方便后续煤粉点燃，且能使煤粉气流对中心筒进行散热，避免中心筒温度过高被烧坏，有利于提高使用寿命，通过中心筒远离点燃组件一端内部设有钝体，中心筒远离点燃组件一端设有内套筒，便于内套筒围成第二燃烧室，供中心筒外侧喷出的煤粉气流燃烧，钝体一侧形成低速高温区，形成持续点火源，火焰稳定在钝体后方，有助于提高火焰的稳定性，达到了有效避免局部温度过高的效果，有利于延长使用寿命，且能提高燃烧的稳定性。

附图说明

图1是本申请一种等离子点火助燃系统的立体结构示意图；

图2是本申请燃烧组件的剖面图；

图3是本申请燃烧组件的爆炸图；

图4是本申请中心筒的立体结构示意图；

图5是本申请点燃组件的立体结构示意图。

图中，101、燃烧组件；10101、燃烧管；10102、隔温套；10103、火焰图像采集器；10104、中心筒；10105、内套筒；10106、第一浓缩环；10107、第二浓缩环；10108、导流片；10109、钝体；10110、火焰喷口；102、点燃组件；10201、弯管；10202、连通管；10203、固定座；10204、等离子发生器；10205、气体接口；10206、冷却循环水接口；10207、金属管；10208、喷嘴。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例

如附图1至附图5所示：

本发明提供一种等离子点火助燃系统，包括燃烧组件101和点燃组件102，点燃组件102包括弯管10201和等离子发生器10204，等离子发生器10204一端固定安装有金属管10207，金属管10207一端设有喷嘴10208，通过喷嘴10208的设置，便于点燃组件102工作使喷嘴10208喷出高温的等离子体，将中心筒10104内部的煤粉点燃，燃烧组件101包括燃烧管10101，燃烧管10101内侧中部设有中心筒10104，通过中心筒10104的设置，便于一部分煤粉气流从中心筒10104内部穿过，围成一级燃烧室，喷嘴10208设置在中心筒10104内部，通过喷嘴10208设置在中心筒10104内部，便于喷嘴10208喷出的等离子体电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃，中心筒10104外侧的燃烧管10101半径随着远离点燃组件102逐渐增加，通过中心筒10104外侧的燃烧管10101半径随着远离点燃组件102逐渐增加，便于中心筒10104外侧与燃烧管10101之间的通道逐渐扩大，从而降低煤粉气流的流动速度，中心筒10104外侧固定安装有若干导流片10108，导流片10108呈螺旋型结构设置，通过导流片10108呈螺旋型结构设置，便于延长中心筒10104外侧煤粉气流的流动路径，从而能对中心筒10104外侧的煤粉气流进行预热，方便后续煤粉点燃，且能使煤粉气流对中心筒10104进行散热，避免中心筒10104温度过高被烧坏，有利于提高使用寿命，导流片10108另一端与燃烧管10101内侧固定连接，中心筒10104远离点燃组件102一端内部设有钝体10109，中心筒10104远离点燃组件102一端设有内套筒10105，通过中心筒10104远离点燃组件102一端内部设有钝体10109，中心筒10104远离点燃组件102一端设有内套筒10105，便于内套筒10105围成第二燃烧室，供中心筒10104外侧喷出的煤粉气流燃烧，钝体10109一侧形成低速高温区，形成持续点火源，火焰稳定在钝体10109后方，有助于提高火焰的稳定性。

其中，燃烧管10101外侧套设有隔温套10102，隔温套10102远离点燃组件102一端设有火焰喷口10110，通过隔温套10102的设置，便于对燃烧管10101外侧进行隔温，避免外部受到高温影响。

其中，隔温套10102顶部固定安装有火焰图像采集器10103，中心筒10104中部外侧设有壁温测点，通过火焰图像采集器10103和壁温测点的设置，便于对装置喷出的火焰形态和中心筒10104的侧壁稳定进行监测，方便提供燃烧效率反馈。

其中，燃烧管10101靠近点燃组件102一端内部固定安装有第二浓缩环10107，第二浓缩环10107朝向点燃组件102一端内部设有缩口，通过第二浓缩环10107朝向点燃组件102一端内部设有缩口，便于煤粉气流通过第二浓缩环10107内部后使煤粉向中部集中，使气流中部煤粉浓度升高。

其中，第二浓缩环10107和中心筒10104之间设有第一浓缩环10106，第一浓缩环10106两端均开设有扩口，通过第一浓缩环10106两端均开设有扩口，便于进一步的对煤粉气流中部的煤粉浓度进行提升，方便被喷嘴10208喷出的高温等离子体点燃。

其中，弯管10201一端与燃烧管10101连通，且弯管10201另一端连通有连通管10202，弯管10201和连通管10202两端均设有连接法兰，通过弯管10201和连通管10202两端均设有连接法兰，便于将装置与外部管道连通，方便煤粉气流进入燃烧管10101内部进行点火燃烧，且方便对弯管10201进行拆卸，实现便捷的对内部进行检修和维护。

其中，弯管10201外部一侧固定安装有固定座10203，固定座10203顶部与等离子发生器10204底部固定连接，通过固定座10203的设置，便于为等离子发生器10204提供稳固的支撑和固定。

其中，喷嘴10208内部固定安装有电弧组件，电弧组件与等离子发生器10204电性连接，通过电弧组件的设置，便于在喷嘴10208内部产生高能电弧。

其中，等离子发生器10204远离金属管10207一端设有气体接口10205，气体接口10205与喷嘴10208连通，通过气体接口10205与喷嘴10208连通，便于气体被高能电弧电离成高温等离子体并喷出，方便将中心筒10104内部的煤粉气流点燃。

其中，等离子发生器10204一侧设有冷却循环水接口10206，金属管10207内部靠近喷嘴10208一端设有冷却通道，冷却通道与冷却循环水接口10206连通，通过冷却通道与冷却循环水接口10206连通，便于对喷嘴10208进行冷却，避免喷嘴10208温度过高，有利于延长使用寿命。

具体的，通过弯管10201和连通管10202两端均设有连接法兰，便于将装置与外部管道连通，方便煤粉气流进入燃烧管10101内部进行点火燃烧，且方便对弯管10201进行拆卸，实现便捷的对内部进行检修和维护，通过第二浓缩环10107朝向点燃组件102一端内部设有缩口，便于煤粉气流通过第二浓缩环10107内部后使煤粉向中部集中，使气流中部煤粉浓度升高，通过第一浓缩环10106两端均开设有扩口，便于进一步的对煤粉气流中部的煤粉浓度进行提升，方便被喷嘴10208喷出的高温等离子体点燃，通过电弧组件的设置，便于在喷嘴10208内部产生高能电弧，通过气体接口10205与喷嘴10208连通，便于气体被高能电弧电离成高温等离子体并喷出，方便将中心筒10104内部的煤粉气流点燃，通过冷却通道与冷却循环水接口10206连通，便于对喷嘴10208进行冷却，避免喷嘴10208温度过高，有利于延长使用寿命，通过中心筒10104的设置，便于一部分煤粉气流从中心筒10104内部穿过，围成一级燃烧室，通过喷嘴10208设置在中心筒10104内部，便于喷嘴10208喷出的等离子体电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃，通过中心筒10104外侧的燃烧管10101半径随着远离点燃组件102逐渐增加，便于中心筒10104外侧与燃烧管10101之间的通道逐渐扩大，从而降低煤粉气流的流动速度，通过导流片10108呈螺旋型结构设置，便于延长中心筒10104外侧煤粉气流的流动路径，从而能对中心筒10104外侧的煤粉气流进行预热，方便后续煤粉点燃，且能使煤粉气流对中心筒10104进行散热，避免中心筒10104温度过高被烧坏，有利于提高使用寿命，通过中心筒10104远离点燃组件102一端内部设有钝体10109，中心筒10104远离点燃组件102一端设有内套筒10105，便于内套筒10105围成第二燃烧室，供中心筒10104外侧喷出的煤粉气流燃烧，钝体10109一侧形成低速高温区，形成持续点火源，火焰稳定在钝体10109后方，有助于提高火焰的稳定性，通过隔温套10102的设置，便于对燃烧管10101外侧进行隔温，避免外部受到高温影响，通过火焰图像采集器10103和壁温测点的设置，便于对装置喷出的火焰形态和中心筒10104的侧壁稳定进行监测，方便提供燃烧效率反馈。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种等离子点火助燃系统，其特征在于，包括燃烧组件（101）和点燃组件（102），所述点燃组件（102）包括弯管（10201）和等离子发生器（10204），所述等离子发生器（10204）一端固定安装有金属管（10207），所述金属管（10207）一端设有喷嘴（10208），所述燃烧组件（101）包括燃烧管（10101），所述燃烧管（10101）内侧中部设有中心筒（10104），所述喷嘴（10208）设置在中心筒（10104）内部，所述中心筒（10104）外侧的燃烧管（10101）半径随着远离点燃组件（102）逐渐增加，所述中心筒（10104）外侧固定安装有若干导流片（10108），所述导流片（10108）呈螺旋型结构设置，所述导流片（10108）另一端与燃烧管（10101）内侧固定连接，所述中心筒（10104）远离点燃组件（102）一端内部设有钝体（10109），所述中心筒（10104）远离点燃组件（102）一端设有内套筒（10105）。

2.根据权利要求1所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述燃烧管（10101）外侧套设有隔温套（10102），所述隔温套（10102）远离点燃组件（102）一端设有火焰喷口（10110）。

3.根据权利要求2所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述隔温套（10102）顶部固定安装有火焰图像采集器（10103），所述中心筒（10104）中部外侧设有壁温测点。

4.根据权利要求1所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述燃烧管（10101）靠近点燃组件（102）一端内部固定安装有第二浓缩环（10107），所述第二浓缩环（10107）朝向点燃组件（102）一端内部设有缩口。

5.根据权利要求4所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述第二浓缩环（10107）和中心筒（10104）之间设有第一浓缩环（10106），所述第一浓缩环（10106）两端均开设有扩口。

6.根据权利要求1所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述弯管（10201）一端与燃烧管（10101）连通，且所述弯管（10201）另一端连通有连通管（10202），所述弯管（10201）和连通管（10202）两端均设有连接法兰。

7.根据权利要求6所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述弯管（10201）外部一侧固定安装有固定座（10203），所述固定座（10203）顶部与等离子发生器（10204）底部固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述喷嘴（10208）内部固定安装有电弧组件，所述电弧组件与等离子发生器（10204）电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述等离子发生器（10204）远离金属管（10207）一端设有气体接口（10205），所述气体接口（10205）与喷嘴（10208）连通。

10.根据权利要求9所述的一种等离子点火助燃系统，其特征在于，所述等离子发生器（10204）一侧设有冷却循环水接口（10206），所述金属管（10207）内部靠近喷嘴（10208）一端设有冷却通道，所述冷却通道与冷却循环水接口（10206）连通。