微气点火助燃燃烧器及微气点火系统 |
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| 申请号 | CN201410643755.3 | 申请日 | 2014-11-10 | 公开(公告)号 | CN104676586A | 公开(公告)日 | 2015-06-03 |
| 申请人 | 中国神华能源股份有限公司; 神华四川能源有限公司江油发电厂; | 发明人 | 高红; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种微气点火助燃 燃烧器 以及微气 点火系统 ，所述微气点火助燃燃烧器包括具有一次 风 管道(11)和位于该一次风管道(11)的出口端的喷口(12)的 煤 粉 燃烧器 (1)，所述一次风管道(11)上设置有用于点燃 煤粉 的点火装置。本发明的微气点火助燃燃烧器的点火装置不需要加热 炉膛 ，燃烧火焰直接加热并点燃一次风管道中的煤粉，加热方式直接并且热量集中，热量利用效率高，极大地节省了用于点燃煤粉的 燃料 消耗。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种微气点火助燃燃烧器，所述微气点火助燃燃烧器包括具有一次风管道(11)和位于该一次风管道(11)的出口端的喷口(12)的煤粉燃烧器(1)，其特征在于，所述一次风管道(11)上设置有用于点燃煤粉的点火装置。 |
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| 说明书全文 | 微气点火助燃燃烧器及微气点火系统技术领域背景技术[0002] 现有技术中大部分电站燃煤锅炉采用燃油点火助燃，锅炉的燃油点火系统复杂，运行维护量大；点火过程中燃烧不完全，对脱硝催化剂、空气预热器、电除尘器、脱硫等设备造成危害。一种新的技术方案是采用天然气点火助燃，在该技术方案中，天然气点火系统独立设置，天然气燃烧的火焰直接喷入炉膛中加热炉膛从而点燃煤粉，这种技术方案结构简单，运行维护量小，对锅炉下游设备没有危害，但是该技术方案却存在用气量大的缺点，比如在一台装机容量为300MW机组的电站锅炉中，每台天然气点火气枪的额定流量为2900立方米/小时。随着天然气资源的日趋紧张，需要更加节能和经济的技术方案。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种燃烧器，该燃烧器能够减少锅炉点火过程中燃气的消耗。 [0005] 优选地，所述点火装置为微气点燃器，所述微气点燃器包括管筒、用于输入可燃气体的燃气管和用于点燃所述可燃气体的点火器，所述管筒的一端插入所述一次风管道内并与该一次风管道相通，所述管筒还设置有用于输入助燃风的助燃风接口，所述燃气管和点火器分别插入所述管筒内。 [0006] 优选地，所述管筒插入所述一次风管道的位置与所述喷口的位置间隔设置。 [0007] 优选地，在所述管筒的所述一端套设有外筒，所述外筒与所述管筒之间具有环形间隙，所述外筒上设置有与该环形间隙相通的外筒接风口。 [0008] 优选地，所述外筒和所述管筒之间设置有用于使从所述外筒接风口输入的风沿所述环形间隙均匀流通的多个分流片。 [0009] 优选地，所述管筒的另一端的端壁设置有观察窗口。 [0010] 优选地，所述助燃风接口设置在所述管筒另一端的侧壁上。 [0011] 优选地，所述管筒的所述一端朝向所述喷口倾斜插入所述一次风管道，并且所述管筒的轴线与所述一次风管道的轴线的夹角α为15°～45°。 [0012] 优选地，所述一次风管道上在插入所述管筒的位置设置有温度检测元件。 [0013] 通过上述技术方案，本发明的微气点火助燃燃烧器在煤粉燃烧器的一次风管道中设置有用于点燃煤粉的点火装置，点火装置中的燃料点燃后燃烧火焰直接加热一次风管道中的煤粉，由于点火装置的火焰不需要加热炉膛，加热方式直接并且热量集中，热量利用效率高，仅需要消耗较少的燃料即可点燃煤粉，极大地节省了用于点燃煤粉的燃料消耗。 [0014] 本发明还提供一种微气点火系统，所述微气点火系统包括用于提供助燃风的助燃风系统、用于提供可燃气体的燃气系统和围绕炉膛布置的多个微气点火助燃燃烧器，所述微气点火助燃燃烧器为以上所述的微气点火助燃燃烧器，所述助燃风接口通过助燃风进气管与所述助燃风系统连接，所述燃气管的入口通过燃气进气管与所述燃气系统连接。 [0015] 优选地，所述燃气进气管中设置有用于控制燃气流通的第一控制阀。 [0016] 优选地，所述燃气进气管在所述第一控制阀和所述燃气管的入口之间的部分还设置有第二控制阀，所述燃气进气管在所述第一控制阀和所述第二控制阀之间的部分连接有分支的排气管，所述排气管中设置有第三控制阀。 [0019] 图1是本发明微气点火助燃燃烧器的一种优选实施方式的结构示意图。 [0020] 图2是微气点燃器插入一次风管道的一端的剖视图。 [0021] 图3是微气点燃器从另一端的端部观察的示意图。 [0022] 图4是微气点火系统的系统结构示意图。 [0023] 附图标记说明 [0024] 1 煤粉燃烧器 2 微气点燃器 [0025] 3 炉膛 4 助燃风系统 [0026] 5 燃气系统 11 一次风管道 [0027] 12 喷口 21 管筒 [0028] 22 燃气管 23 点火器 [0029] 24 火焰检测器 25 观察窗口 [0030] 41 助燃风进气管 51 燃气进气管 [0031] 52 第一控制阀 53 第二控制阀 [0032] 54 第三控制阀 55 排气管 [0033] 100 微气点火助燃燃烧器 211 助燃风接口 [0034] 212 外筒 213 外筒接风口 [0035] 214 分流片 215 端壁 具体实施方式[0036] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。 [0037] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相对于各部件自身轮廓的内、外。 [0038] 本发明提供的微气点火助燃燃烧器包括具有一次风管道11和喷口12的煤粉燃烧器1，喷口12位于该一次风管道11的出口端，所述一次风管道11上设置有用于点燃煤粉的点火装置。煤粉燃烧器1的一次风管道11用于输送携带有煤粉的一次风，一次风经喷口12喷出进入炉膛，一次风携带煤粉在炉膛中燃烧。点火装置可以采用燃油为燃料，比如将燃油雾化后燃烧，或者采用可燃气体为燃料，比如天然气或液化气。 [0039] 由于点火装置设置在煤粉燃烧器的一次风管道上，一次风管道的容积比炉膛的容积小得多，点火装置中的燃料点燃后燃烧火焰直接加热一次风管道中的煤粉而不需要预先加热炉膛，该加热方式直接并且热量集中，热量利用效率高，仅需要消耗较少的燃料即可点燃煤粉，在一次风管道中点燃的煤粉进入炉膛后继续燃烧并加热炉膛，保证后续的煤粉稳定燃烧。本发明的技术方案与现有的技术方案相比极大地节省了用于点燃煤粉而消耗的燃料。 [0040] 所述点火装置可以为各种适当的结构，只要能够燃烧点火用的燃料并通过该燃烧的燃料点燃一次风管道11中煤粉即可。如图1所示，优选地，所述点火装置为微气点燃器2，所述微气点燃器2包括管筒21、用于输入可燃气体的燃气管22和用于点燃所述可燃气体的点火器23，所述管筒21的一端插入所述一次风管道11内并与该一次风管道11相通，所述管筒21还设置有用于输入助燃风的助燃风接口211，所述燃气管22和点火器23分别插入所述管筒21内。 [0041] 上述微气点燃器2用于燃烧可燃气体，比如天然气、液化气等。燃气管22伸入管筒21内以输入可燃气体，燃气管22最好伸入到管筒21伸入到一次风管道11一端的末端附近，助燃风接口211输入助燃风比如压缩空气到管筒21内，点火器23可以为高能点火器，通过高压放电产生的电火花点燃可燃气体，可燃气体的燃烧火焰喷入一次风管道内加热并点燃一次风管道内的煤粉。该结构的微气点燃器2以可燃气体为燃料，燃烧后对下游设备的影响较小，并且结构简单，点火容易，成本低。 [0042] 在上述结构中，优选所述管筒21插入所述一次风管道11的位置与所述喷口12的位置间隔设置。间隔设置的好处是可以延长微气燃烧器2的燃烧火焰在一次风管道11中通过的距离，避免燃烧火焰很快就进入炉膛，充分利用燃烧火焰的热量。 [0043] 在上述结构中，优选在所述管筒21的所述一端套设有外筒212，所述外筒212与所述管筒21之间具有环形间隙，所述外筒212上设置有与该环形间隙相通的外筒接风口213。所述外筒接风口213连接冷的助燃风比如压缩空气，该冷的助燃风用于冷却和隔离筒体21，使煤粉燃烧器上与外筒直接相连接的部分不至于过热而损坏，该冷的助燃风在一定程度上也冷却管筒21，使管筒21另一端的温度不至于过高。上述设置的另一个重要目的是从所述环形间隙中喷出的助燃风能够形成围绕燃烧火焰的环形风屏障，该环形风屏障在一次风管道内可以保护燃烧火焰，避免燃烧火焰被一次风吹灭。 [0044] 如图2所示，进一步优选地，所述外筒212和所述管筒21之间设置有多个分流片214，所述分流片214用于使从所述外筒接风口213输入的风沿所述环形间隙均匀流通。外筒接风口213输入的风进入所述环形间隙后，在多个分流片的阻挡下逐渐沿环形间隙的环形截面均匀分布，避免输入的风从外筒接风口213处向出口处直接流出。所述分流片可以为倾斜的片或螺旋形的片，间断地分布在所述环形间隙中。 [0045] 优选地，如图3所示，所述管筒21的另一端的端壁215设置有观察窗口25。观察窗口25可以为透明的玻璃制成，用于直接观察微气点燃器中可燃气体是否被点燃。微气点燃器2还可以设置火焰检测器24，火焰检测器24也可以安装在管筒21的端壁215上，火焰检测器24通过检测是否存在火焰而判断可燃气体是否被点燃，火焰检测器24可以为紫光检测器，检测的信息将被输入到相应的控制器件。如图3所示，燃气管22、点火器23也可以穿过端壁215而插入管筒21内。 [0046] 所述助燃风接口211也可以设置在管筒21的另一端的端壁215上。优选地将所述助燃风接口211设置在所述管筒21另一端的侧壁上。在管筒21的侧壁上设置助燃风接口211可以使助燃风接口211的口径开得较大，有利于送风。 [0047] 优选所述管筒21的所述一端朝向所述喷口12倾斜插入所述一次风管道11，管筒21的轴线与所述一次风管道11的轴线的夹角α为15°～45°。采用这种设置可以使进入一次风管道11的燃烧火焰与一次风的流动方向基本一直，便于一次风流通。 [0048] 优选所述一次风管道11上在插入所述管筒21的位置设置有温度检测元件。由于微气点燃器2的燃烧火焰的温度很高，在燃烧火焰进入一次风管道的部位可能会使一次风管道的管壁温度过高，设置温度检测单元可以检测该部位的温度，必要的时候能够采取措施避免一次风管道损坏。温度检测器比如可以为热电偶，比如可以为两个或多个，设置在管筒21插入到一次风管道的插入部位附近。 [0049] 如图4所示，本发明的微气点火系统包括用于提供助燃风的助燃风系统4、用于提供可燃气体的燃气系统5和围绕炉膛布置的多个微气点火助燃燃烧器100，所述微气点火助燃燃烧器100为以上所述的微气点火助燃燃烧器，所述助燃风接口211通过助燃风进气管41与所述助燃风系统4连接，所述燃气管22的入口通过燃气进气管51与所述燃气系统5连接。助燃风系统4可以由气配风机提供压缩空气作为助燃风，气配风机可选用调频风机，运行时维持气配风速在6～10m/s，气配风机启动后，助燃风输送到助燃风系统的总管路，通过助燃风进气管41进入微气点火助燃燃烧器100。燃气系统5用于提供稳定压力的可燃气体，燃气系统5可以包括一个自力式稳压阀，天然气或液化气经过该稳压阀后进入燃气系统总管路，保持稳定的压力，通过燃气进气管51进入微气点火助燃燃烧器100。所述微气点火助燃燃烧器100根据炉膛3的结构和尺寸可以设置多个，比如围绕炉膛3设置在炉膛3的四个角部。 [0050] 优选地，所述燃气进气管51中设置有用于控制燃气流通的第一控制阀52。进一步优选地，所述燃气进气管51在所述第一控制阀52和所述燃气管22的入口之间的部分还设置有第二控制阀53，所述燃气进气管51在所述第一控制阀52和所述第二控制阀53之间的部分连接有分支的排气管55，所述排气管55中设置有第三控制阀54。以上第一控制阀52、第二控制阀53和第三控制阀54可以由外部的控制单元进行控制，并且可以与火焰检测器24配合使用。比如在点火时，第一控制阀和第二控制阀开启，第三控制阀关闭，此时可燃气体从燃气系统5进入微气点火助燃燃烧器100，微气点火助燃燃烧器100的点火器23点火，使可燃气体点燃，从而用于点燃一次风管道11中的煤粉；如果点火器23未成功点燃可燃气体(通过火焰检测器24检测或通过观察窗口23观察)，则需要停止点火，此时关闭第一控制阀52和第二控制阀53，开启第三控制阀54，使管道中的可燃气体从排气管55排出，以保障安全。 [0051] 本发明的微气点火助燃燃烧器以及微气点火系统可以大幅度地节省点火用的燃料，例如同样在一台装机容量为300MW机组的电站锅炉中，每台本发明的微气点火助燃燃烧器的额定流量为300立方米/小时，仅为现有技术中天然气点火气枪额定流量的十分之一。 [0052] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。 [0053] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。 [0054] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。 |
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