微气燃烧枪体、点火燃烧器、煤粉燃烧系统和燃煤锅炉 |
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| 申请号 | CN201510680584.6 | 申请日 | 2015-10-20 | 公开(公告)号 | CN105202544A | 公开(公告)日 | 2015-12-30 |
| 申请人 | 烟台龙源电力技术股份有限公司; | 发明人 | 蔡巍; 蔡飞; 崔学林; 唐宏; 牛涛; 王士清; 邵天成; 王鹏; 胡利杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种微气燃烧枪体、点火 燃烧器 、 煤 粉 燃烧系统和燃煤 锅炉 。微气燃烧枪体包括助燃 风 筒、燃气供给装置和点火装置，助燃风筒包括助燃风入口和火焰口，燃气供给装置包括多个燃气出气部，多个燃气出气部和点火装置的 点火端 设置于助燃风筒内，点火装置的点火端用于点燃多个燃气出气部流出的燃气。由于该微气燃烧枪体中燃气供给装置包括多个燃气出气部，在点火过程中，微气燃烧枪体内部具有多个着火点，多个着火点相互之间能起到互相点燃和助燃的作用，因此，本发明的微气燃烧枪体的火焰更加稳定。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种微气燃烧枪体，其特征在于，包括助燃风筒(21)、燃气供给装置和点火装置(24)，所述助燃风筒(21)包括助燃风入口(211)和火焰口(212)，所述燃气供给装置包括多个燃气出气部，所述多个燃气出气部和所述点火装置(24)的点火端设置于所述助燃风筒(21)内，所述点火装置(24)的点火端用于点燃所述多个燃气出气部流出的燃气。 |
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| 说明书全文 | 微气燃烧枪体、点火燃烧器、煤粉燃烧系统和燃煤锅炉技术领域背景技术[0002] 伴随着全球石油资源日渐紧缺，燃气凭着其经济性、环保性逐渐成为主要的能源资源，特别是电力行业大型燃煤锅炉中的点火燃料已经开始由燃气燃料替代燃油燃料。在其他发达国家，燃气燃料已经成为最主要的点火燃料，而在我国也慢慢开始转向更为清洁、更为环保的燃气燃料。虽然燃气资源更经济，但其也是不可再生能源，目前，电站燃煤锅炉点火及稳燃需要消耗大量的燃气燃料进行锅炉升温，故也需要更先进的节约燃气燃料的技术。 [0003] 现有技术中，已有采用微气点火的点火燃烧器，这种燃烧器通过微气燃烧枪体点燃煤粉流。但是现有技术的微气燃烧枪体的火焰不够稳定。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种微气燃烧枪体、点火燃烧器、煤粉燃烧系统和燃煤锅炉，该微气燃烧枪体的火焰更加稳定，从而使具有该微气燃烧枪体的点火燃烧器、煤粉燃烧系统和燃煤锅炉燃烧更加稳定。 [0005] 本发明第一方面提供一种微气燃烧枪体，包括助燃风筒、燃气供给装置和点火装置，所述助燃风筒包括助燃风入口和火焰口，所述燃气供给装置包括多个燃气出气部，所述多个燃气出气部和所述点火装置的点火端设置于所述助燃风筒内，所述点火装置的点火端用于点燃所述多个燃气出气部流出的燃气。 [0006] 进一步地，所述燃气供给装置包括至少一个燃气枪，所述燃气枪包括燃气枪入口和与所述燃气枪入口连通的燃气枪出口，所述多个燃气出气部包括所述燃气枪出口。 [0007] 进一步地，所述燃气枪包括燃气枪管和与所述燃气枪管连接的燃气枪头，所述燃气枪头比所述燃气枪管更靠近所述火焰口，所述燃气枪入口设置于所述燃气枪管上，所述燃气枪出口设置于所述燃气枪头上。 [0008] 进一步地，所述燃气枪出口包括设置于所述燃气枪头上的多个出气孔，每个所述出气孔形成一个所述燃气出气部。 [0009] 进一步地，所述燃气枪头为具有中心通孔的回转体，所述中心通孔与所述燃气枪入口连通，所述多个出气孔包括设置于所述回转体的回转表面上且与所述中心通孔连通的周面通孔和/或设置于所述回转体的朝向所述火焰口的一端的端面上且与所述中心通孔连通的端面通孔。 [0010] 进一步地，所述周面通孔的数量为多个。 [0011] 进一步地，所述多个周面通孔沿所述回转体的周向呈环形布置。 [0012] 进一步地，所述中心通孔的朝向所述火焰口的一端为缩口段，所述缩口段从离所述火焰口较远的一侧向离所述火焰口较近的一侧直径逐渐减小，所述端面通孔与所述缩口段的出口端连接。 [0013] 进一步地，所述回转体包括柱体和锥台体，所述锥台体的大头端与所述柱体连接，所述柱体与所述燃气枪管连接，所述周面通孔设置于所述柱体上，所述缩口段位于所述锥台体内，所述端面通孔设置于所述锥台体的小头端。 [0014] 进一步地，所述燃气供给装置包括多个所述燃气枪，每个所述燃气枪包括一个所述燃气枪管和一个与该燃气枪管连接的所述燃气枪头。 [0015] 进一步地，所述多个燃气枪围绕一中心轴线均匀布置。 [0016] 进一步地，所述燃气供给装置还包括燃气集箱，所述燃气集箱包括燃气集箱入口，所述多个燃气出气部与所述燃气集箱连通。 [0017] 进一步地，所述微气燃烧枪体还包括用于组织助燃风流动的稳燃装置，所述稳燃装置设置于所述助燃风筒内且位于所述助燃风入口和所述火焰口之间，所述多个燃气出气部位于所述火焰口和所述稳燃装置之间。 [0018] 进一步地，所述稳燃装置包括多孔结构或旋流结构。 [0019] 进一步地，所述微气燃烧枪体还包括火焰检测装置，所述火焰检测装置的检测端位于所述助燃风筒内。 [0020] 本发明第二方面提供一种点火燃烧器，包括燃烧器筒体和设置于所述燃烧器筒体上的微气燃烧枪体，所述微气燃烧枪体为本发明第一方面中任一项所述的微气燃烧枪体，所述微气燃烧枪体的火焰口伸入所述燃烧器筒体内部。 [0021] 进一步地，所述燃烧器筒体为多级筒，所述微气燃烧枪体的火焰口伸入位于所述多级筒的最内部的一级筒内部。 [0022] 进一步地，所述燃烧器筒体包括直筒部和弯管部，所述微气燃烧枪体的火焰口从所述弯管部伸入所述燃烧器筒体内部。 [0023] 进一步地，所述微气燃烧枪体的火焰口的气流方向与所述燃烧器筒体内的位于所述微气燃烧枪体的火焰口处的燃料流的气流方向之间具有夹角A，所述夹角A大于或等于0度，且小于或等于90度。 [0024] 本发明第三方面提供一种煤粉燃烧系统，包括点火燃烧器、燃气辅助系统、配风辅助系统和冷炉制粉系统，所述点火燃烧器为本发明第二方面中任一项所述的点火燃烧器，所述点火燃烧器的燃烧器筒体与所述冷炉制粉系统的出口端连通以向所述燃烧器筒体输送燃料流，所述点火燃烧器的微气燃烧枪体的所述多个燃气出气部与所述燃气辅助系统的出口端连通以向所述微气燃烧枪体输送燃气，所述微气燃烧枪体的助燃风筒的助燃风入口与配风辅助系统的出口端连通以向所述微气燃烧枪体输送用于所述燃气燃烧的氧气。 [0026] 进一步地，所述配风辅助系统包括助燃风机、配风管路、配风阀门和配风压力检测装置。 [0027] 进一步地，所述冷炉制粉系统包括制粉管路、加热器和配粉阀门。 [0028] 本发明第四方面提供一种燃煤锅炉，所述燃煤锅炉包括煤粉燃烧装置，所述煤粉燃烧装置为本发明第三方面中任一项所述的煤粉燃烧系统。 [0029] 基于本发明提供的微气燃烧枪体、点火燃烧器、煤粉燃烧系统和燃煤锅炉，由于该微气燃烧枪体中燃气供给装置包括多个燃气出气部，在点火过程中，微气燃烧枪体内部具有多个着火点，多个着火点相互之间能起到互相点燃和助燃的作用，因此，本发明的微气燃烧枪体的火焰更加稳定。 附图说明[0031] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0032] 图1为本发明具体实施例的微气燃烧枪体的结构示意图。 [0033] 图2为图1的侧视结构示意图。 [0034] 图3为图1所示的微气燃烧枪体的燃气枪头的剖视结构示意图。 [0035] 图4为本发明具体实施例的点火燃烧器及具有该点火燃烧器的煤粉燃烧系统的示意图。 [0036] 图1至图4中，各附图标记分别代表： [0037] 1、燃烧器筒体； [0038] 11、直筒部； [0039] 12、弯管部； [0040] 111、一级筒； [0041] 2、微气燃烧枪体； [0042] 21、助燃风筒； [0043] 211、助燃风入口； [0044] 212、火焰口； [0045] 22、燃气枪； [0046] 221、燃气枪头； [0047] 2211、燃气枪出口； [0048] 2211A、周面通孔； [0049] 2211B、端面通孔； [0050] 2212、中心通孔； [0051] 222、燃气枪管； [0052] 2221、燃气枪入口； [0053] 23、稳燃装置； [0054] 24、点火装置； [0055] 25、燃气集箱； [0056] 251、燃气集箱入口； [0057] 26、火焰检测装置； [0058] 3、燃气辅助系统； [0059] 4、配风辅助系统； [0060] 5、冷炉制粉系统。 具体实施方式[0061] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0062] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。 [0063] 本发明的微气燃烧枪体主要包括助燃风筒、燃气供给装置和点火装置。助燃风筒包括助燃风入口和火焰口。燃气供给装置包括多个燃气出气部。多个燃气出气部和点火装置的点火端设置于助燃风筒内。点火装置的点火端用于点燃多个燃气出气部流出的燃气。 [0064] 由于该微气燃烧枪体中燃气供给装置包括多个燃气出气部，使微气燃烧枪体内部具有多个着火点，在点火过程中，多个着火点相互之间能起到互相点燃和助燃的作用，因此，本发明的微气燃烧枪体的火焰更加稳定。进一步地，由于微气燃烧枪体的火焰更加稳定，还可以提高燃气的燃烧效率。 [0065] 图1至图3示出了本发明优选实施例的微气燃烧枪体的结构。其中，图1为本发明具体实施例的微气燃烧枪体的结构示意图；图2为图1的侧视结构示意图；图3为图1所示的微气燃烧枪体的燃气枪头的剖视结构示意图。图1中各箭头表示的方向分别代表微气燃烧枪体的各组成部分的气流流动方向。 [0066] 以下结合图1至图3详细说明本发明优选实施例的微气燃烧枪体2。 [0067] 如图1和图2所示，本实施例中，微气燃烧枪体2包括助燃风筒21、燃气供给装置、稳燃装置23、点火装置24和火焰检测装置26。其中，燃料供给装置包括多个燃气枪22和燃气集箱25。 [0068] 助燃风筒21为燃气燃烧提供燃烧所需的氧气，并能作为燃气初始燃烧的预燃室，助燃风筒21具有助燃风入口211和火焰口212，微气燃烧枪体2的火焰212从火焰口212流出。燃料供给装置提供点火所需的燃气。 [0069] 点火装置24用于点燃燃气和助燃风的混合物。点火装置可以是电点火器。 [0070] 如图1和图3所示，燃气枪22具有燃气枪入口2221和与燃气枪入口2221连通的燃气枪出口2211，多个燃气出气部包括燃气枪出口2211。设置燃气枪可以较好地组织燃气流动。 [0071] 如图1所示，燃气枪22包括燃气枪管222和与燃气枪管222连接的燃气枪头221。燃气枪头221比燃气枪管222更靠近火焰口，燃气枪入口2221设置于燃气枪管222上。进一步如图3所示，燃气枪出口2211设置于燃气枪头221上。燃气枪管222为燃气枪头221输送燃气。 [0072] 本实施例中，每个燃气枪22包括一个燃气枪管222和一个与该燃气枪管222连接的燃气枪头221，因此，每个燃气枪头221都有一个燃气枪管222独立送气。该设置利于分配和组织从各燃气枪头221流出的燃气。在其它未示出的实施例中，也可以是一个燃气枪管配置多个燃气枪头，例如，燃气枪管可以是环形的，并可以在燃气枪管内设置环形通道，使多个燃气枪头布置在环形通道的出口处。 [0073] 本实施例中优选地，多个燃气枪22围绕一中心轴线均匀布置。该设置可以使多个燃气枪出口2211成环形分布，从而使多个燃气枪出口2211喷出的燃气相互之间能较好地起到互相点燃和助燃的作用，因此，使微气燃烧枪体的燃烧更加稳定。 [0074] 本实施例中，燃气枪出口2211包括设置于燃气枪头221上的多个出气孔，每个出气孔形成一个燃气出气部。该设置使得每个燃气枪头211自身便具有多个着火点，这些着火点彼此之间亦能起到互相点燃和助燃的作用，因此，可以使每个燃气枪头211喷出的燃气的燃烧更加稳定，进一步地使微气燃烧枪体的燃烧更加稳定。 [0075] 优选地，燃气枪头221为具有中心通孔2212的回转体。中心通孔2212与燃气枪入口2221连通。多个出气孔包括设置于回转体的回转表面且与中心通孔2212连通的周面通孔2211A和设置于回转体的朝向火焰口212的一端的端面上且与中心通孔2212连通的的端面通孔2211B。 [0076] 虽然原则上燃气枪头仅包括周面通孔或仅包括端面通孔亦可实现增强燃气枪燃烧稳定的作用，但是，同时设置周面通孔和端面通孔，可以使各着火点处的火焰朝向不同方向，从而可以达到更好的互相点燃和助燃的效果，更加有利于燃气枪头及微气燃烧枪体的燃烧稳定性。 [0077] 如图3所示，周面通孔2211A的数量为多个，本实施例中具体地为6个，但是周面通孔2211A的数量可以变化，例如，可以设置为2～10个中的任意数量或者在燃气枪头直径较大允许设置更多个周面通孔时也可以设置10个以上的周面通孔。且也并不排除只设置一个周面通孔的情况。 [0078] 另外，本实施例中，多个周面通孔2211A沿回转体的周向呈一个环形布置。该设置使每个燃气枪头221出气均匀，利于燃烧稳定。但是在其它未示出的实施例中，多个周面通孔也可以布置成两个以上环形，环形和环形之间的周面通孔可以沿回转体的轴线成排布置，也可以错位布置，还可以不布置成环形，甚至可以随机布置。 [0079] 本实施例中，端面通孔2211B的数量为1个，且该端面通孔2211B与中心通孔2212同轴。但是在其它实施例中，端面通孔2211B的数量也可以为多个，例如2～10个中任意数量或者10个以上，在端面通孔的数量为多个时，多个端面通孔的排布可以是规则排布，例如围绕回转体的回转轴线均匀布置，再例如，可以是在多个端面通孔所在的端面以阵列方式排布，当然，也可以是不规则排布。 [0080] 而且，虽然本实施例中周面通孔2211A是轴线与中心通孔2212的轴线垂直的径向通孔，端面通孔2211B是与中心通孔2212的轴线同轴的轴向通孔。但在其它未示出的实施例中，周面通孔和端面通孔的出气方向均可以做出变化，例如，周面通孔不需要一定与中心通孔的轴线垂直，而是可以为其它夹角，端面通孔的轴线可以不与中心通孔的轴线同轴(或平行)，而是与中心通孔的轴线具有一定的夹角。 [0081] 另外优选地，中心通孔2212的朝向火焰口的一端为缩口段，缩口段从离火焰口较远的一侧向离火焰口较近的一侧直径逐渐减小，端面通孔2211B与缩口段的出口端连接。该设置可减小燃气因产生紊流而形成的动能损失，也利于燃气在多个出气口之间的分配。 [0082] 如图3所示，本实施例中回转体包括柱体和锥台体，锥台体的大头端与柱体连接，柱体与燃气枪管222连接，周面通孔2211A设置于柱体上，缩口段位于锥台体内，端面通孔2211B设置于锥台体的小头端。其中具体地，缩口段为锥形缩口段。缩口段的形状可以不限于锥形缩口段，例如，还可以是以曲线段为母线的缩口段。 [0083] 燃气供给装置还包括燃气集箱25，燃气集箱25包括燃气集箱入口251，多个燃气出气部与燃气集箱25连通。燃气集箱25用于为多个燃气枪22分配和输送燃气。 [0084] 如图1所示，本实施例中燃气集箱25设置在微气燃烧枪体2的助燃风筒21的与火焰口212相对的一端，燃气枪22为直杆状，燃气枪头221朝向火焰口212，燃气枪管222的燃气枪入口2221伸入燃气集箱25的靠近助燃风筒21的箱壁内并与燃气集箱25的内部空间连通，从而燃气集箱25可以从燃气集箱入口251进气，并通过各燃气枪22的燃气枪入口2221将燃气较均匀地送入各燃气枪22内。 [0085] 稳燃装置23设置于助燃风筒21内且位于助燃风入口211和火焰口212之间，多个燃气出气部位于火焰口212和稳燃装置23之间。如图1所示，本实施例中，各燃气枪22的燃气枪头221都布置于火焰口212和稳燃装置23之间，从而燃气枪头221上的各出气孔即各燃气出气部也都位于火焰口212和稳燃装置23之间。稳燃装置23及稳燃装置23的位置的设置使助燃风有组织地流向燃气出气部，利于燃气的稳定燃烧。 [0086] 优选地，稳燃装置23包括多孔结构或旋流结构。稳燃装置23如此设置的主要目的是使助燃风整流或产生回流，以给燃气提供氧气并利于燃气的稳定燃烧。 [0087] 如图1所示，火焰检测装置26的检测端位于助燃风筒21内。火焰检测装置26可判断出燃气的着火状态。 [0088] 本实施例的微气燃烧枪体2是一种新型的燃气点火枪。由于本实施例采用了多个燃气枪头环形布置的结构并且每个燃气枪头221也会形成环形燃烧火焰，通过多个燃气枪头221的相互配合，以及每个枪头的端面通孔和周面通孔的相互配合，可以获得稳定的高温燃气火焰，并且有效提高燃气的燃烧效率。 [0089] 图4为本发明具体实施例的点火燃烧器及具有该点火燃烧器的煤粉燃烧系统的示意图。图4中各箭头表示的方向分别代表煤粉燃烧系统的各组成部分的气流流动方向。 [0090] 如图4所示，本发明实施例还提供一种点火燃烧器，包括燃烧器筒体1和设置于燃烧器筒体1上的微气燃烧枪体2，其中，微气燃烧枪体2为前述的微气燃烧枪体2，微气燃烧枪体2的火焰口212伸入燃烧器筒体1内部。 [0091] 燃烧器筒体1可以为多级筒，此时优选地，微气燃烧枪体2的出口端伸入多级筒的最内部的一级筒内。 [0092] 图4所示的实施例中，燃烧器筒体1为二级筒，在其它未示出的实施例中，燃烧器筒体可为三级以上的多级筒，例如可以达到十级筒。当然，燃烧器筒体也可以为单级筒。 [0093] 本实施例中优选地，燃烧器筒体1包括直筒部11和弯管部12，微气燃烧枪体2的火焰口212从弯管部12伸入燃烧器筒体1内。 [0094] 如图4所示，本实施例中，微气燃烧枪体2的火焰口212的气流方向与燃烧器筒体1内的位于微气燃烧枪体2的火焰口212处的燃料流的气流方向之间具有夹角A。优选地，夹角A大于或等于0度，且小于或等于90度。本实施例中夹角A为锐角，且夹角A表现为微气燃烧枪体2的轴线与直筒部111的轴线之间的夹角。 [0095] 另外如图4所示，微气燃烧枪体2的出口端距离燃烧器筒体1的出口端具有距离L。优选地，距离L大于或等于0米，且小于或等于10米。 [0096] 如图4所示，本实施例还提供一种煤粉燃烧系统，该煤粉燃烧系统包括点火燃烧器、燃气辅助系统3、配风辅助系统4和冷炉制粉系统5。 [0097] 其中，点火燃烧器为前述的点火燃烧器。点火燃烧器的燃烧器筒体1与冷炉制粉系统5的出口端连通以向燃烧器筒体1输送燃料流。点火燃烧器的微气燃烧枪体2具备独立点火功能。点火燃烧器的微气燃烧枪体2的多个燃气出气部与燃气辅助系统3的出口端连通以向微气燃烧枪体2输送燃气。微气燃烧枪体2的助燃风筒21的助燃风入口211与配风辅助系统4的出口端连通以向微气燃烧枪体2输送用于燃气燃烧的氧气。 [0099] 配风辅助系统4为微气燃烧枪体2所喷出的燃气提供燃烧所需的氧气。配风辅助系统4包括助燃风机、配风管路、配风阀门、配风压力检测装置。 [0100] 冷炉制粉系统5保证了锅炉启动初期的煤粉来源。冷炉制粉系统5包括制粉管路、加热器、配粉阀门。冷炉制粉系统5为实现以煤代气提供了煤粉来源。 [0101] 在锅炉点火初期，通过微气燃烧枪体2、燃气辅助系统3和配风辅助系统4形成燃气燃烧后的局部高温来点燃从冷炉制粉系统5进入燃烧器筒体1内的煤粉气流，被点燃的煤粉喷入锅炉内实现锅炉升温，从而实现了以煤代气的过程。 [0102] 本发明实施例还提供一种包括前述的煤粉燃烧系统的燃煤锅炉。 [0103] 根据以上描述可知，本发明以上实施例具有如下优点： [0104] 该微气燃烧枪体中燃气供给装置包括多个燃气出气部，可以使微气燃烧枪体内部具有多个着火点，在点火过程中，多个着火点相互之间能起到互相点燃和助燃的作用，因此，本发明的微气燃烧枪体的火焰更加稳定。 [0105] 该点火燃烧器、煤粉燃烧系统及具有该煤粉燃烧系统的燃煤锅炉由于采用上以上火焰更加稳定的微气燃烧枪体而使燃料流燃烧更加稳定。 [0106] 该煤粉燃烧系统及具有该煤粉燃烧系统的燃煤锅炉与现有技术相比，现有技术的燃煤锅炉点火时，先采用燃气燃料对整个锅炉升温，当温度达到一定高度后，再喷入煤粉，而采用本发明的煤粉燃烧系统，则是锅炉点火时先用微气燃烧枪体在燃烧器筒体内将煤粉直接点燃，然后用点燃的煤粉给锅炉升温，实现了锅炉升温过程中以煤代气的过程，从而该煤粉燃烧系统可以解决采用燃气点火的燃煤锅炉燃气燃料消耗过大的问题，大幅度节约燃气用量。经过测算，在燃煤锅炉中采用该煤粉燃烧系统，燃气燃料节约率可达到80％以上。 |
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