[發明專利]一種純氧助燃的點火燃燒器

有效

• 申請號: 201310014973.6
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103017160A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 唐宏;龔澤儒;劉鵬;吳海江;劉廣義;楊金杰;雷剛;張世凱
• 申請（專利權）人: 煙臺龍源電力技術股份有限公司
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00;F23L7/00;F23Q7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 孫巍

技術領域

本發明涉及一種點火燃燒器設備，特別是涉及一種純氧助燃的點火燃燒器。

背景技術

傳統的大型煤粉鍋爐點火和穩燃均采用燃燒柴油或重油來實現的，電站鍋爐的啟動、停止和低負荷穩燃需要消耗大量的燃油。近年來，隨著石油資源緊張的日益加劇，燃油價格不斷上漲，給電廠帶來沉重的經濟負擔。為降低油耗節約成本，部分現有技術采用了等離子體無油點火技術和微油點火技術，并在很多電站鍋爐上得到了廣泛應用。

但是，在實際的工程應用中，等離子體和微油點火技術仍存在一些不足：

第一，對煤質的要求較高。煤質依賴性較大，目前在已成功應用的大量實例中，多數為以煙煤與褐煤為動力用煤的電站鍋爐。而劣質煤揮發分含量低、著火溫度高、火焰傳播速度低，點燃時需要較高的著火熱。現有等離子體和微油點火技術能量有限，很難將劣質煤點燃，所以，在劣質煤點火時仍然需要投入大量燃油助燃，節油效果受到了很大的限制。

第二，對工況要求較高。鍋爐點火時，通常需要采用較高的煤粉濃度、較低的風速；當工況發生變化時，易出現燃燒不穩，甚至發生滅火事故。

第三，煤粉的燃燒效率較低。實際運行的情況顯示，在鍋爐點火過程中，飛灰的含碳量高，大量的煤粉沒有燃盡，給尾部煙道及設備帶來安全隱患，嚴重影響鍋爐的安全性與經濟性。根據研究，氧氣能夠降低燃料著火溫度、提高燃燒區域火焰黑度、提高火焰傳播速度。因此，很多研究者在等離子體點火技術中引入氧氣助燃。如中國專利“富氧等離子無油點火穩燃方法及裝置”（CN201110105569.0）和“一種等離子無油點火燃燒器”（CN201110442988.3），

專利CN201110105569.0如圖1所示，將氧氣噴口16沿一次風氣流方向設于等離子體發生器2的上游，使氧氣噴入預混燃燒管12內和一次風煤粉預混后，使一次風粉呈富氧狀態，再經過等離子體點燃煤粉。此技術雖然能起到富氧助燃的作用，但與噴入的氧量相比，一次風煤粉量較大，氧氣噴入后首先與一次風混合，然后才能進入煤粉燃燒區域，預混后氧氣濃度被嚴重稀釋，助燃效果降低，純氧助燃的效果大打折扣。

專利CN201110442988.3如圖2所示，該專利的發明人在等離子體發生器2外設一個環形的氧氣套筒13，在等離子電弧區域噴入氧氣，點火時在燃燒器內形成局部富氧區，形成煤粉的富氧燃燒。該公開技術存在以下問題：等離子體區域溫度高于4000K，加之等離子體的高活性特性，能夠輕易點燃進入此區域的煤粉，在此處加入氧氣，會造成煤粉燃燒過于劇烈，易導致筒壁超溫，甚至燃燒器燒損。

劣質煤揮發分低，火焰傳播速度較慢，劣質煤點火的關鍵在于點火區域著火后的后續燃燒，針對常規等離子和微油點火技術的不足和現有富氧助燃點火技術的缺陷，本發明采用煤粉著火后立即補氧，集中射流噴氧的方式解決以上問題。

發明內容

本發明的目的是針對目前點火技術的不足而提出一種純氧助燃的點火燃燒器，該燃燒器能夠顯著增強等離子體點火技術點燃劣質煤的能力，且結構合理，不易出現結渣燒損事故。

為實現上述目的，本發明提供了一種純氧助燃的點火燃燒器，包括燃燒器和點火源，所述燃燒器的后端與燃料氣流通道相連，所述點火源前端外側設有至少一級筒狀結構，所述筒狀結構至少部分設置在所述燃燒器的內部，且在所述筒狀結構的噴口以及燃燒器的噴口當中的至少一處設有將氧氣直接噴射向火焰燃燒區域的氧氣噴射裝置。

優選地，所述等離子體發生器前端的一級筒狀結構可以是中國專利CN200910119640.3中的煤粉濃縮裝置。

優選地，所述等離子體發生器前端的筒狀結構可以是中國專利CN032684126或CN2007201462446中的中心筒結構。

優選地，所述點火源為等離子體發生器，所述等離子體發生器與所述燃燒器同軸布置，且所述等離子體發生器前端外側設有一級筒，所述一級筒的前端外側設有二級筒，所述二級筒至少部分設置在所述燃燒器的內部，且在一級筒的噴口、二級筒的噴口、以及燃燒器的噴口當中的至少一處設有將氧氣直接噴射向火焰燃燒區域的氧氣噴射裝置。

優選地，所述點火燃燒器中的點火源可以為等離子體發生器、微油油槍或其他點火源。

優選地，所述氧氣噴射裝置具有環形本體，并在所述環形本體上安裝有至少兩個呈對稱設置的氧氣噴管。

優選地，所述氧氣噴射裝置噴射氧氣的方向與所述燃燒器中一次風的氣流方向呈0～80°。

優選地，所述氧氣噴射裝置噴射氧氣的方向與所述燃燒器中一次風的氣流方向呈30°。