[實(shí)用新型]一種改進(jìn)的粉煤氣化爐等離子點(diǎn)火噴嘴

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020160247.7
• 申請(qǐng)日: 2010-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201621725U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛苗任;孫永斌;李新春;李現(xiàn)勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F23Q7/02
• 分類(lèi)號(hào): F23Q7/02
• 代理公司: 北京申翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于煤氣化設(shè)備點(diǎn)火領(lǐng)域，尤其是指粉煤進(jìn)料的氣化爐的等離子點(diǎn)火方式，是對(duì)現(xiàn)有粉煤氣化爐點(diǎn)火方式的改進(jìn)。

背景技術(shù)

目前，粉煤氣化爐主要有Shell氣化爐、Prenflo氣化爐、西安熱工院的兩段氣化爐等，其開(kāi)車(chē)點(diǎn)火過(guò)程的共同特點(diǎn)是點(diǎn)火方式過(guò)于繁瑣，噴嘴結(jié)構(gòu)和邏輯控制非常復(fù)雜。該類(lèi)氣化爐根據(jù)不同的用途配置了三類(lèi)噴嘴：點(diǎn)火噴嘴(1個(gè))、開(kāi)工噴嘴(1個(gè))和煤噴嘴(4-8個(gè))。其在氣化爐投料開(kāi)車(chē)中使用的先后順序?yàn)椋狐c(diǎn)火噴嘴→開(kāi)工噴嘴→煤噴嘴。即通過(guò)點(diǎn)火噴嘴點(diǎn)火器電打火將合適配比的儀表空氣與液化石油氣點(diǎn)燃，接著依托點(diǎn)火噴嘴穩(wěn)定的火源加上開(kāi)工噴嘴恰當(dāng)?shù)难跤捅葘㈤_(kāi)工噴嘴點(diǎn)燃。開(kāi)工噴嘴點(diǎn)燃后，氣化爐逐漸升壓，壓力接近1.0MPa時(shí)投入第1個(gè)煤噴嘴(在壓力接近0.65MPa時(shí)，啟動(dòng)激冷氣壓縮機(jī)并調(diào)整穩(wěn)定)，在第1個(gè)煤噴嘴成功點(diǎn)燃后，穩(wěn)定幾分鐘，再投入第2個(gè)煤噴嘴，最終將4個(gè)煤噴嘴投入，氣化爐投料初步成功。此點(diǎn)火過(guò)程的缺點(diǎn)是：

1、在整個(gè)氣化爐投料開(kāi)車(chē)中，點(diǎn)火噴嘴很容易點(diǎn)著，開(kāi)工噴嘴點(diǎn)火成功卻存在一定難度，并且在開(kāi)工噴嘴的點(diǎn)火過(guò)程中很容易出現(xiàn)問(wèn)題：點(diǎn)火熱量不足，尤其對(duì)揮發(fā)份值低的燃煤不易點(diǎn)燃；開(kāi)工噴嘴頭部經(jīng)常燒壞，生產(chǎn)使用及維修成本高；設(shè)備使用壽命短，且燃料燃燒不充分，燃料熱利用率低；啟動(dòng)過(guò)程復(fù)雜，啟動(dòng)和停爐不方便。

2、要裝設(shè)獨(dú)立的燃料供應(yīng)和貯存系統(tǒng)。通常燃油和燃?xì)獾膬r(jià)格比所用固體燃料高，并且點(diǎn)火需要大量的燃油、燃?xì)?，隨著油品和燃?xì)鈨r(jià)格的持續(xù)上漲，增加了工廠運(yùn)行費(fèi)用。

3、由于點(diǎn)火不利，從而造成后續(xù)燃燒不完全，產(chǎn)生對(duì)能源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。未燃盡的粉煤粒子對(duì)燃燒口以及燃燒口附近的內(nèi)壁面產(chǎn)生貼壁結(jié)渣現(xiàn)象，從而導(dǎo)致高溫腐蝕的發(fā)生，極大地影響了噴嘴的使用壽命。

已有技術(shù)中，已有相關(guān)專利對(duì)點(diǎn)火噴嘴進(jìn)行了改造，比如，專利號(hào)為200820152717.8，名稱為“一種粉煤氣化爐用復(fù)合式開(kāi)工噴嘴”的專利；專利號(hào)為200820020573.0，名稱為“組合式粉煤氣化燃燒裝置”的專利。這些專利雖然對(duì)噴嘴進(jìn)行了改造，但仍然采用天然氣和燃油進(jìn)行點(diǎn)火，沒(méi)有從根本上消除傳統(tǒng)點(diǎn)火存在的弊端。

等離子點(diǎn)火及穩(wěn)燃技術(shù)是一項(xiàng)粉煤鍋爐點(diǎn)火及穩(wěn)燃過(guò)程中以煤代油的新技術(shù)，在燃煤電廠中，成功實(shí)現(xiàn)了冷爐啟動(dòng)前不需要投入油槍，即可實(shí)現(xiàn)等離子直接點(diǎn)火的功能。在等離子點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中，等離子點(diǎn)火噴嘴不超溫，鍋爐升溫曲線完全滿足啟動(dòng)要求，已成功的應(yīng)用于多臺(tái)電站鍋爐。等離子火焰易控制并能穩(wěn)定燃燒，根據(jù)它穩(wěn)定燃燒的特性，通過(guò)調(diào)節(jié)供應(yīng)燃料的速率可靈活控制，因此，等離子裝置適于作為所有固體燃料氣化爐的點(diǎn)火，不必附加使用燃油或燃?xì)獾热剂希瑴缁鸷彤a(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)性極小。

在已有技術(shù)中等離子發(fā)生器裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，等離子發(fā)生器3包含陽(yáng)極31、陰極32和線圈33。其中陰極32和陽(yáng)極31由高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率及抗氧化的特殊材料制成，以承受高溫電弧沖擊。線圈33在高溫情況下具有抗直流高壓擊穿能力。其發(fā)火原理為：在一定輸出電流條件下，當(dāng)陰極前進(jìn)同陽(yáng)極接觸后，系統(tǒng)處在短路狀態(tài)，當(dāng)陰極緩緩離開(kāi)陽(yáng)極時(shí)，放電腔34內(nèi)產(chǎn)生電弧35，電弧35在線圈磁場(chǎng)的作用下被拉出噴管外部。于壓縮空氣入口36進(jìn)入的壓縮空氣在電弧的作用下，被電離為高溫等離子體37，等離子體內(nèi)含有大量的化學(xué)活性粒子，如原子(C、H、O)、離子(O^2-、H⁺、OH^-)和電子等。該等離子體在點(diǎn)火噴嘴中形成T＞5000K的梯度極大的局部高溫火核，粉煤顆粒通過(guò)該等離子“火核”時(shí)，迅速釋放出揮發(fā)物，并使粉煤顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒，達(dá)到點(diǎn)火并加速粉煤燃燒的目的。為保護(hù)等離子發(fā)生器裝置本身，需用水冷卻陰、陽(yáng)極和線圈，等離子發(fā)生器設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口38和冷卻水出口39。

如何采用等離子技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題，則是實(shí)用新型的設(shè)計(jì)課題。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種粉煤氣化爐點(diǎn)火方式，尤其是提供一種粉煤氣化爐等離子點(diǎn)火方式，代替現(xiàn)存的點(diǎn)火噴嘴和開(kāi)工噴嘴，不需要燃油和燃?xì)猓苯訉⒚簢娮禳c(diǎn)燃，功能上實(shí)現(xiàn)“二合一”，從而達(dá)到點(diǎn)火熱量充足、點(diǎn)火燃燒容易、燃料燃燒充分、節(jié)約能源、利于環(huán)保、適應(yīng)燃煤能力強(qiáng)、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低使用成本的目的。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：