[實用新型]一種等離子體點火燃燒器

有效

• 申請號: 200720146244.6
• 申請日: 2007-07-19
• 公開（公告）號: CN201126192Y
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 劉鵬;張孝勇;錢穎杰;王新光;于文波;蔡飛;苗雨旺;牛濤;王雨蓬
• 申請（專利權）人: 煙臺龍源電力技術股份有限公司
• 主分類號: F23Q3/00
• 分類號: F23Q3/00;F23Q9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 曲瑞

技術領域

本實用新型涉及煤粉燃燒技術領域，尤其涉及一種等離子體點火燃燒器。

背景技術

燃煤火力發電是目前各國所采用的主要發電方式。點火是鍋爐燃燒過程的一個主要方面。隨著鍋爐容量的增大，如何快速經濟地完成鍋爐的啟動過程。是一個亟待解決的重大問題。

為取代消耗大量燃油的油點火方式，近年來發展了等離子體點火技術。

傳統的等離子點火系統為了能夠點燃劣質煤，采用了“預燃室”技術。預燃室的構成是將燃燒筒進行保溫，通常是在燃燒室內襯一層耐火材料，通過初期的加熱，預燃室的筒壁已經有很高的溫度，有助于(甚至獨立地)將燃料點燃。預燃室較長(約2m)，通過等離子的作用，將進入預燃室的含煤粉空氣流中的煤粉進行了氣化，生成了大量的可燃氣體，主要有CO等，再利用這些可燃氣體燃燒時釋放的熱量去點燃后續的煤粉，也是一種分級點火方式，但由于預燃室內溫度過高，煤粉很容易在里面結渣，從而無法繼續應用。

為克服上述問題，已經提出了一種新的分級燃燒筒結構。如圖1所示，該等離子體點火燃燒器包括多級燃燒筒，例如第一級燃燒筒104、第二級燃燒筒106、第三級燃燒筒108、第四級燃燒筒110等(根據功率大小和空間大小，可以多于四級也可以少于4級)。從含煤粉空氣流入口102進入的含煤粉空氣流(圖1中寬箭頭所示)被隔板116分為兩路分別進入第一級燃燒筒104和第二級燃燒筒106。等離子體發生器沿著多級燃燒筒的軸向插入第一級燃燒筒104中，點燃進入第一級燃燒筒104的含煤粉空氣流，產生一級煤粉火焰A，后者進一步點燃第二級燃燒筒中的含煤粉空氣流，形成二級煤粉火焰B。同時，從空氣入口114進入的空氣流(圖1中窄箭頭所示)通過第三入口120進入第三級燃燒筒108，對燃燒不充分的二級煤粉火焰補充氧氣，形成三級煤粉火焰C。空氣還可以通過第四入口122進入第四級燃燒筒進一步補氧。與此同時，空氣流在進入下一級燃燒筒之前在前一級燃燒筒外壁和燃燒器外筒118之間的空間中流動，從而起到了冷卻燃燒筒的作用，防止結渣。

在上述技術中，等離子體發生器沿著燃燒筒的軸向插入，而含煤粉空氣流入口和空氣流均垂直于燃燒筒軸線布置。也就是，等離子體火焰的方向與進入一級燃燒筒的氣流方向相垂直，需要通過添加導流板(未圖示)將氣流轉為平行。同樣，第二級煤粉進入第二級燃燒筒的方向與第一級燃燒筒噴出的火焰方向也是垂直的，也需要通過導流板使其變為平行。但由于受到空間的限制，導流板無法將氣流完全轉向。由于兩股氣流不能完全平行，就會造成進入的氣流將等離子體火焰(或前一級火焰)吹偏，從而使得筒壁溫度升高，使得煤粉結渣。

此外，該技術中，由于含煤粉空氣流和空氣流都是在垂直于燃燒筒的方向進入，所以，在垂直于燃燒筒的橫截面上，煤粉密度以及氣流的速度等都不是均一的，從而影響燃燒質量。

后來，為了現場便于布置，使用了如圖2結構的等離子體點火燃燒器。為簡明起見，圖中僅圖示了含煤粉空氣流入口102、第一級燃燒筒104、第二級燃燒筒106、超溫區域206和電弧208，而未示出與圖1中的空氣入口114、燃燒器外筒118以及第三級燃燒筒、第四級燃燒筒相應的結構。含煤粉空氣流210進入入口102之后被第一級燃燒筒的筒壁分為兩部分，中央部分進入第一級燃燒筒104，周圍部分沿第一級燃燒筒和外筒(上有含煤粉氣流入口102)202之間的空間前進而在第二級燃燒筒的第二入口204進入第二級燃燒筒如圖所示，等離子發生器212沿燃燒器的徑向插入，而含煤粉空氣流沿燃燒筒的軸向吹入，二者仍然是垂直的。受到含煤粉空氣流的作用，等離子體火焰被吹偏，造成吹偏側的溫度超溫，形成結渣。

因此，需要一種新的技術進一步防止燃燒筒壁上煤粉結渣的問題。

實用新型內容

因此，本實用新型的一個目的是提供一種盡量緩解結渣問題的等離子體發生器。從以上對現有技術的描述可以看出，等離子體發生器插入方向(也就是等離子體火焰的方向)與含煤粉氣流的方向之間有角度是造成結渣問題的原因之一。因此，針對前目的，本實用新型的要點在于重新布置含煤粉空氣流入口和等離子體發生器，使得含煤粉空氣流進入第一級燃燒筒的方向和等離子體火焰的方向一致。

此外，為了進一步改善結渣問題，需要使下一級的含煤粉空氣流或者空氣流與前一級煤粉火焰的方向盡量一致。