[發明專利]一種IGBT晶體管整流供電的等離子點火與穩燃裝置

有效

• 申請號: 201310288913.3
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103486579A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 閆金山;陳志偉;陳峰;吳久峰;于德洋;王慶;朱興營;周法;秦威
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00;F23K3/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種IGBT晶體管整流供電的等離子點火與穩燃裝置，主要應用在煤粉鍋爐的冷態或熱態啟動點火與低負荷穩燃階段以及應用在水泥、陶瓷和冶金等以煤粉作為主要能源的行業，能夠點燃褐煤、煙煤、貧煤、無煙煤和混煤等各種煤種的煤粉，屬于熱能動力技術領域。?

背景技術

隨著國際國內燃油價格的不斷攀升，電力、供暖機組的不斷擴建，使得電力、石化等行業的各種煤粉鍋爐的冷態或熱態啟動點火與低負荷穩燃用油量大增，費用也直線上升，同時隨著交通運輸、化工等各種行業用油量的加大，又使得燃油價格不斷生高。為了解決這個問題，各國都在研究無油點火與穩燃技術，力圖在電力、石化等行業的鍋爐點火與穩燃階段，用價格較低的燃煤來代替燃油，達到以煤代油，節能能源費用的目的。?

早在七十年代至今，美國Ｇ-Ｅ公司，B-W公司、西屋公司、原蘇聯、澳大利亞等公司以及我國的清華大學、哈爾濱鍋爐廠、武漢鍋爐廠、煙臺龍源電力技術有限公司、徐州燃控技術有限公司等單位進行了等離子無油點火技術的研究，現有技術主要采用垂直流型電弧等離子噴槍、可控硅晶閘管整流電源和煤粉燃燒器組成的點火裝置，但是這種技術有著明顯的缺陷，垂直流型電弧等離子噴槍的熱效率較低、由于電弧短而使電弧電壓較低，要增加功率則必須加大電流，導致設備投資與噴槍電極壽命縮短；可控硅晶閘管整流電源由于可控硅部件是一個半控性器件，使得設備整體重量和體積增大、效率和可靠性降低；現有技術中的煤粉燃燒器濃縮效果不好，燃燒性能不佳，并容易導致燃燒器結焦嚴重與滅火現象的發生，所以現在急需研究一款點火與燃燒穩定、適用于各種燃煤的應用性強的燃煤裝置。?

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種IGBT晶體管整流供電的等離子點火與穩燃裝置，采用多級濃縮與分級燃燒的煤粉燃燒器和平行流型電弧等離子噴槍，從根本上解決傳統技術點火經常性不成功與燃燒不穩定的問題。?

本發明的技術解決方案：?

一種IGBT晶體管整流供電的等離子點火與穩燃裝置包括碰撞式煤粉濃縮分級燃燒煤粉燃燒器和平行流型電弧等離子噴槍，其中碰撞式煤粉濃縮分級燃燒煤粉燃燒器包括一次風粉進口、直管段、錐管段、外噴口、碰撞濃縮塊、碰撞濃縮環、內層燃燒室、外層燃燒室、內層燃燒室擾動塊、外層燃燒室后擾動塊、外層燃燒室前擾動塊、碰撞濃縮環支撐板、內層燃燒室支撐板、外層燃燒室支撐板和燃燒器擺動頭；所述平行流型電弧等離子噴槍包括陰極、磁場線圈、旋氣室、陽極、噴嘴和槍體。平行流型電弧等離子噴槍通過等離子槍支撐管和固定法蘭固定安裝在碰撞式煤粉濃縮分級燃燒煤粉燃燒器上，等離子噴槍與碰撞式煤粉濃縮分級燃燒煤粉燃燒器安裝時保證同軸；平行流型電弧等離子噴槍氣體通過旋氣室以切向進入噴槍的旋轉室，然后再通過噴嘴噴出。?

所述碰撞式煤粉濃縮分級燃燒煤粉燃燒器的一次風粉進口、直管段、錐管段、外噴口和燃燒器擺動頭共同組成碰撞式煤粉濃縮分級燃燒煤粉燃燒器的外部結構，碰撞濃縮塊固定安裝在直管段內壁上，碰撞濃縮環通過碰撞濃縮環支撐板固定安裝在直管段內壁上，內層燃燒室通過內層燃燒室支撐板固定安裝在錐管段內壁上，外層燃燒室通過外層燃燒室支撐板固定安裝在外噴口內壁上，內層燃燒室擾動塊固定在內層燃燒室的內壁上，外層燃燒室后擾動塊和外層燃燒室前擾動塊固定在外層燃燒室的內壁上。?

所述平行流型電弧等離子噴槍的陰極與陽極安裝在槍體上面，磁場線圈安裝在陰極上，旋氣室位于陰極與陽極之間，噴嘴安裝在陽極前面。?

所述碰撞濃縮塊是截面為三角形的環形凸臺，碰撞濃縮環為錐形圓環結構，碰撞濃縮環形成的通道面積與碰撞濃縮塊形成的通道面積一致，碰撞濃縮塊和碰撞濃縮環根據煤粉成分的不同采用不同的角度。?

所述內層燃燒室擾動塊間隔地均勻分布于內層燃燒室的內圓周上，內層燃燒室擾動塊所占圓周長度為整個內層燃燒室內圓周的一半，個數為-個。?

所述外層燃燒室前擾動塊與外層燃燒室后擾動塊分別間隔地均勻分布于外層燃燒室的內圓周上，外層燃燒室前擾動塊與外層燃燒室后擾動塊所占圓周長度分別為外層燃燒室圓周的一半，個數分別為個，外層燃燒室前擾動塊與外層燃燒室后擾動塊錯位對齊排列。?

所述內層燃燒室的內徑與碰撞濃縮環的前錐內徑一致。?

所述的燃燒器擺動頭能夠根據燃燒狀況不同的要求，進行擺動角度的調整。?

所述外層燃燒室的后端面與內層燃燒室的前端面齊平；所述外層燃燒室和外噴口之間留有一定空隙，用于部分淡風粉氣流流出冷卻外噴口。?