[發明專利]具有自適應功能的防焦多級點火燃燒裝置

無效

• 申請號: 201010200799.0
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101865459A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 聶欣;呂明;嚴圣林;潘華辰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明涉及一種用于多級點火，并具有自適應防焦功能的點火燃燒裝置，適用于以煤粉為燃料的鍋爐。

背景技術

在電力行業中，電站煤粉鍋爐在啟動時通常用價格昂貴的輕油來進行點火升爐，并且在低負荷運行或煤質變差時也需用輕油來穩燃。同時，隨著機組容量向大型化發展，要求電網中有更多的機組參與調峰，致使點火和助燃用油大幅增加。而我國自2003年以來，石油進口量和消耗量已超過日本，位居世界第二位，石油安全形勢嚴峻。故而開發電站鍋爐的無油或少油直接點火與穩燃新技術為緩解我國石油供需矛盾，保障國家經濟安全，具有重要的現實意義。

我國現有的煤粉直接點火技術，根據點燃煤粉的能量的最終來源(激發熱源)的不同，可以將直接點火技術分為兩大類：以某物質的燃燒熱作為激發熱源，包括馬弗爐點火，少油與微油點火，可燃性氣體點火等點火方式；以電能作為激發熱源，包括電阻加熱點火，中頻感應加熱熱壁面點火，等離子體點火，中頻感應加熱高溫空氣點火等點火方式。而對于大容量的電站煤粉鍋爐來說，無論何種點火技術，如果采用單級點火的方式去點燃一次風煤粉氣流，外界所需供給的點火能量是非常巨大的，勢必增加煤粉直接點火系統的設計難度、設備成本和運行費用。

對此，研究者們提出了多級點火的概念：利用煤粉直接點火技術先將一小股煤粉點燃，再利用這股煤粉放出的著火熱去點燃后續的二三級煤粉，最終點燃整個一次風煤粉氣流，實現低功率點火。

為了快速穩定地點燃一次風煤粉氣流，多級點火都是內燃式點火。而煤粉氣流的著火放熱呈現強烈的非線性，一旦被點燃后，煤粉氣流放出的著火熱進一步促進煤粉的燃燒放熱，不但提高了點火燃燒裝置內部溫度，而且迅速消耗氣流中的氧氣，產生大量CO，使得燃燒室內的氣氛轉變為還原性氣氛，這些都容易使煤粉在燃燒裝置內部發生結焦，從而影響燃燒裝置的安全運行。

發明內容

本發明的目的就是針對現有煤粉多級點火技術中，煤粉著火燃燒與防焦的矛盾，提出一種用于電站鍋爐上具有自適應防焦功能的多級點火燃燒裝置。

本發明包括一級熱源管、風箱、煤粉氣流進料裝置、初級預燃裝置、后級預燃裝置。

初級預燃裝置包括套置的內筒和外筒，內筒的內部空間為初級預燃室，內筒與外筒之間的空間為環形的煤粉氣流通道；外筒的長度為外筒內徑D的1.5～5倍；內筒的側壁端面設置有倒角，內筒長度為外筒長度的60～90％，內筒的兩個端面均在外筒的兩個端面以內。

后級預燃裝置為與初級預燃裝置的外筒等徑的圓筒，圓筒的內部空間為后級預燃室，后級預燃裝置圓筒的長度為0.2～3D。

煤粉氣流進料裝置包括進料管和連接筒，連接筒與為與初級預燃裝置的外筒等徑的圓筒，進料管與連接筒連通，進料管軸線與連接筒軸線的夾角為Ф，30°≤Ф≤70°，連接筒內對應進料管的進口設置有擋板。

煤粉氣流進料裝置中的連接筒與初級預燃裝置的外筒之間設置有初級調節環，初級預燃裝置的外筒與后級預燃裝置的圓筒之間設置有后級調節環，初級預燃裝置的外筒的一端與初級調節環以及連接筒通過法蘭連接，初級預燃裝置的外筒的另一端與后級調節環以及后級預燃裝置的圓筒通過法蘭連接。

初級調節環和后級調節環均為圓環形，包括連接為一體的環形平面和圓錐面，其中環形平面作為法蘭，圓錐面母線與法蘭環形平面的夾角為θ，30°≤θ≤80°，圓錐面的高度h＝0.1～0.3D，初級調節環的圓錐面在初級預燃裝置的外筒內、后級調節環的圓錐面在后級預燃室內。

風箱包括圓筒形的本體和與本體端面中心連通的套筒，套筒的軸向與本體端面垂直，本體的側面開有進風口。

風箱的套筒穿過煤粉氣流進料裝置的連接筒進入初級預燃室，一級熱源管穿過風箱的本體伸入套筒內，一級熱源管與套筒間隙配合，一級熱源管的出口端面與套筒的出口端面的距離k＝0～0.8D，一級熱源管與套筒之間的環形空間為微調風道。

初級預燃裝置的內筒分為引燃段和防焦段，防焦段的長度L為內筒總長度的20～80％；防焦段內筒的側壁開有呈陣列排列的防焦孔，防焦孔為傾斜的圓錐形通孔，圓錐孔的頂點位于初級預燃室內，圓錐孔的頂角β為15～60°，圓錐孔的軸線與內筒的軸線夾角α為30～60°，圓錐孔在內筒內壁的開口的最小孔徑大于等于4mm，圓錐孔在內筒外壁的開口面積為防焦段內筒外壁總面積的60～95％。

一級熱源管、風箱的本體和套筒、初級預燃裝置的內筒和外筒、后級預燃裝置的圓筒同軸設置。