專利名稱：一種用于低揮發(fā)分煤的等離子無油點(diǎn)火系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱力鍋爐領(lǐng)域，涉及鍋爐附件，尤其涉及一種用于低揮發(fā)分 煤的等離子無油點(diǎn)火系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的熱力鍋爐點(diǎn)火普遍采用的方式為油槍點(diǎn)火。鍋爐啟動時先點(diǎn)燃油 槍，油在爐膛中燃燒一定時間后將爐膛加熱到煤粉的著火溫度，此時將煤粉
噴入爐膛進(jìn)行煤油混燒。當(dāng)鍋爐達(dá)到50%以上負(fù)荷，煤粉可以穩(wěn)定燃燒時才將 油逐漸切斷，完成點(diǎn)火啟動過程。 一般情況下， 一臺200MW的新建機(jī)組投產(chǎn) 前試運(yùn)行階段要燒掉燃油5000噸以上，每次冷爐啟動需要點(diǎn)火用油在50噸 以上。而600MW機(jī)組點(diǎn)火一次耗油300噸，運(yùn)行一年，要助燃油23300噸。 據(jù)97"中國能源"白皮書公布的數(shù)字，95年我國火力發(fā)電機(jī)組用于點(diǎn)火、助 燃用油高達(dá)520萬噸，如果按每噸燃油綜合價格(包括燃油系統(tǒng)設(shè)備、投資 消耗、儲備、運(yùn)輸?shù)?按0.25萬元/噸估算，折合人民幣為104億。電站鍋 爐耗油量巨大，隨著國際油價不斷上漲和國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，包括等離子 點(diǎn)火技術(shù)在內(nèi)的多種無油點(diǎn)火技術(shù)得到了大力開發(fā)和推廣。
等離子無油點(diǎn)火技術(shù)可以不使用燃油而直接點(diǎn)燃煤粉氣流，同時采用等 離子點(diǎn)火技術(shù)可以抑制電站鍋爐在點(diǎn)火過程中的污染物生成，同時點(diǎn)火初期 電除塵器就可以運(yùn)行，有利于電站鍋爐的污染物減排和環(huán)境保護(hù)。當(dāng)前的等 離子無油點(diǎn)火技術(shù)已經(jīng)成功運(yùn)用于煙煤鍋爐的運(yùn)行，但在低揮發(fā)分的無煙煤 和貧煤鍋爐上的應(yīng)用不理想，主要原因是無煙煤和貧煤的揮發(fā)分含量低，造 成點(diǎn)火失敗。而國家能源政策要求電站鍋爐"少燃油、多燃煤、多燃劣質(zhì)煤"，
揮發(fā)分含量低的無煙煤和貧煤被大量利用為電站鍋爐的燃料煤，低揮發(fā)分煤 的點(diǎn)火和穩(wěn)燃成為電站鍋爐運(yùn)行中遇到的實際問題，低揮發(fā)分煤(例如無 煙煤)具有揮發(fā)分低、難著火、難穩(wěn)燃、難燃盡的特性，由于其揮發(fā)分含量 低，煤中揮發(fā)分的發(fā)熱量比率低，并且煤的著火點(diǎn)提高，使得煤的著火和燃 盡都比較困難，使得低揮發(fā)分煤的燃燒技術(shù)成為制約電廠建設(shè)的一個重要因 素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于低揮發(fā)分煤的等離子無油點(diǎn)火系統(tǒng)，它 針對低揮發(fā)分煤中揮發(fā)分含量低的特點(diǎn)，能夠設(shè)法引入或者制造易燃的揮發(fā) 分來幫助點(diǎn)火和穩(wěn)燃，實現(xiàn)低揮發(fā)分煤的點(diǎn)火和穩(wěn)燃。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案予以實現(xiàn) 一種用 于低揮發(fā)分煤的等離子無油點(diǎn)火系統(tǒng)，包括等離子發(fā)生器和燃燒器，其特征 在于，所述燃燒器包含反應(yīng)室、設(shè)置在反應(yīng)室中的噴水裝置、與反應(yīng)室出口 連通的反應(yīng)筒、風(fēng)煤室、與風(fēng)煤室出口連通的風(fēng)煤筒、風(fēng)室、與風(fēng)室出口連 通的風(fēng)筒；所述風(fēng)煤室和風(fēng)煤筒套裝在反應(yīng)筒外周，風(fēng)煤筒伸出反應(yīng)筒外端， 所述風(fēng)室和風(fēng)筒套裝在風(fēng)煤筒外周，風(fēng)筒伸出風(fēng)煤筒外端；所述等離子發(fā)生 器出口與反應(yīng)室連通。更進(jìn)一步改進(jìn)是，所述等離子發(fā)生器與反應(yīng)室同軸安 裝。
在本發(fā)明燃燒器的反應(yīng)室內(nèi)，等離子發(fā)生器噴出的等離子體形成一個局 部高溫區(qū)，高溫等離子體、煤粉氣流和水蒸汽充滿其中。煤粉顆粒在高溫等 離子體的作用下迅速破裂成更小的碎粒，釋放出的揮發(fā)分大大超過原來的揮 發(fā)分含量，相當(dāng)于再造揮發(fā)分；煤粉顆粒中的碳和水蒸汽在高溫環(huán)境下發(fā)生 水煤氣生成反應(yīng)，將難燃燒的焦炭轉(zhuǎn)化為易于燃燒的氫氣和一氧化碳，也相 當(dāng)于再造了揮發(fā)分。煤粉在反應(yīng)室內(nèi)經(jīng)過物理的和化學(xué)的作用，上述兩種作 用都是在氣相中進(jìn)行，制造出大量揮發(fā)分，并且混合物中固體組分的粒級也
發(fā)生了變化，使得從反應(yīng)室噴出的混合物可以迅速點(diǎn)燃并穩(wěn)定燃燒。
而且，本發(fā)明的燃燒器采用分級燃燒結(jié)構(gòu)，進(jìn)入燃燒器的煤粉氣流分為 兩股， 一股煤粉氣流在反應(yīng)室內(nèi)被等離子體點(diǎn)燃，并在反應(yīng)筒出口處穩(wěn)定燃 燒后，形成新的點(diǎn)火源，點(diǎn)燃由風(fēng)煤室進(jìn)入另外一股煤粉氣流，從而使全部 的煤粉氣流分級點(diǎn)燃，然后逐級放大燃燒，實現(xiàn)了 "分級燃燒、逐級放大" 的功能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不用燃料油，可以直接點(diǎn)燃低揮發(fā)分的煤粉-空氣混合 物(煤粉氣流)；可以充當(dāng)電站鍋爐的點(diǎn)火燃燒器，也^T以充當(dāng)電站鍋爐的主 燃燒器；適用煤種廣泛，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，工作效率高；結(jié)構(gòu)合理簡單，投 資和運(yùn)行費(fèi)用適中。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 圖l等離子燃燒器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖中1、等離子發(fā)生器；2、反應(yīng)室；3、 反應(yīng)筒；4、風(fēng)煤室；5、風(fēng)煤筒；6、風(fēng)室；7、風(fēng)筒；8、噴水裝置。
具體實施例方式
參照

圖1，為本發(fā)明的用于低揮發(fā)分煤的等離子標(biāo)無油點(diǎn)火系統(tǒng)，包括等
離子發(fā)生器1和燃燒器。燃燒器的最內(nèi)層為反應(yīng)室2和反應(yīng)筒3，最外層為風(fēng) 室6和風(fēng)筒7，中間層為風(fēng)煤室4和風(fēng)煤筒5，三層之間同軸套筒型式布置， 各層之間有間隙，用于通風(fēng)或者通煤粉氣流。風(fēng)煤室4的出口連通的風(fēng)煤筒5， 風(fēng)室6的出口連通的風(fēng)筒7;所述風(fēng)煤室4和風(fēng)煤筒5套裝在反應(yīng)筒2外周， 風(fēng)煤筒5伸出反應(yīng)筒3外端；所述風(fēng)室6和風(fēng)筒7套裝在風(fēng)煤筒5外周，風(fēng) 筒7伸出風(fēng)煤筒5外端。在反應(yīng)室2出口的對面同軸安裝等離子發(fā)生器5作 為點(diǎn)火源。
反應(yīng)室2的入口設(shè)置在側(cè)面，輸送煤粉氣流，其中煤粉氣流引入為圓旋 流。反應(yīng)室2的入口的對面設(shè)置有噴水裝置8，噴水裝置8可以由水管和噴頭
組成，其作用是向反應(yīng)室2內(nèi)噴入水。風(fēng)煤室4的入口設(shè)置在側(cè)面，輸送另 一股煤粉氣流，實現(xiàn)分級燃燒；風(fēng)室6的入口也設(shè)置在側(cè)面，輸送空氣，助 燃，并冷卻風(fēng)煤筒5。
煤粉氣流進(jìn)入反應(yīng)室2后，等離子發(fā)生器l產(chǎn)生的電弧與煤粉在此發(fā)生 強(qiáng)烈的電化學(xué)反應(yīng)，煤粉超快速熱裂解，產(chǎn)生大量揮發(fā)分，反應(yīng)室2內(nèi)的噴 水裝置8噴水，高溫狀態(tài)下的碳和噴入反應(yīng)室2的水或水蒸汽發(fā)生水煤氣生 成反應(yīng)， 一部分難燃燒的焦炭轉(zhuǎn)化為易于燃燒的氫氣和一氧化碳，使低揮發(fā) 分煤被點(diǎn)燃。反應(yīng)室2中的揮發(fā)分及煤粉繼續(xù)燃燒，沿反應(yīng)筒3向前推進(jìn)， 并將后續(xù)的風(fēng)煤室4和風(fēng)煤筒5引入的另一股煤粉氣流點(diǎn)燃，從而實現(xiàn)分級 燃燒；進(jìn)入風(fēng)室6的高速氣流，通過風(fēng)筒7，冷卻風(fēng)煤筒5，同時將全部風(fēng)煤 混合物推入爐膛燃燒。
可以改變兩股煤粉氣流中的煤粉濃度，形成濃、淡兩股煤粉氣流。等離 子點(diǎn)火器1首先點(diǎn)燃濃煤粉氣流，等離子氣流和煤粉在反應(yīng)室2內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈 的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量揮發(fā)分并被點(diǎn)燃。在反應(yīng)筒3出口形成火 炬，繼續(xù)點(diǎn)燃淡煤粉氣流，形成濃淡燃燒的著火環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種用于低揮發(fā)分煤的等離子無油點(diǎn)火系統(tǒng)，包括等離子發(fā)生器和燃燒器，其特征在于，所述燃燒器包含反應(yīng)室、設(shè)置在反應(yīng)室中的噴水裝置、與反應(yīng)室出口連通的反應(yīng)筒、風(fēng)煤室、與風(fēng)煤室出口連通的風(fēng)煤筒、風(fēng)室、與風(fēng)室出口連通的風(fēng)筒；所述風(fēng)煤室和風(fēng)煤筒套裝在反應(yīng)筒外周，風(fēng)煤筒伸出反應(yīng)筒外端，所述風(fēng)室和風(fēng)筒套裝在風(fēng)煤筒外周，風(fēng)筒伸出風(fēng)煤筒外端；所述等離子發(fā)生器出口與反應(yīng)室連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于低揮發(fā)分煤的等離子^E油點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征 在于，所述等離子發(fā)生器與反應(yīng)室同軸安裝。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱力鍋爐領(lǐng)域，公開了一種用于低揮發(fā)分煤的等離子無油點(diǎn)火系統(tǒng)。它包括等離子發(fā)生器和燃燒器，其特征在于，所述燃燒器包含反應(yīng)室、設(shè)置在反應(yīng)室中的噴水裝置、與反應(yīng)室出口連通的反應(yīng)筒、風(fēng)煤室、與風(fēng)煤室出口連通的風(fēng)煤筒、風(fēng)室、與風(fēng)室出口連通的風(fēng)筒；所述風(fēng)煤室和風(fēng)煤筒套裝在反應(yīng)筒外周，風(fēng)煤筒伸出反應(yīng)筒外端，所述風(fēng)室和風(fēng)筒套裝在風(fēng)煤筒外周，風(fēng)筒伸出風(fēng)煤筒外端；所述等離子發(fā)生器出口與反應(yīng)室連通。
文檔編號F23Q7/04GK101349436SQ20081015070
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者施海華, 王樹眾, 路 鄭, 韓曉靜 申請人:西安交通大學(xué)