[实用新型]一种直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置，用于煤粉锅炉的点火启动及低负荷稳燃，也可做煤粉锅炉的主燃烧器。

背景技术

传统工业煤粉锅炉的点火启动和低负荷稳燃需要依靠燃油。1999年，国家电力系统的煤粉锅炉油耗达287吨，合人民币近100亿元。自八十年代以来，各国专家致力于采用等离子体技术直接点燃煤粉的研究。澳大利亚研制出了采用氮气保护电极的燃烧烟煤的等离子体点火装置。原苏联在这方面做过大量基础研究工作，于1996年及1998年分别在宝鸡及韶关电厂做过试验，但未获成功。清华大学、哈尔滨锅炉厂等单位都在这方面做过大量研究工作。

国内外研制的上述各种直接点燃煤粉的等离子体点火装置，在保证发生器的持续运行及防止燃烧器结焦等重大技术问题上没有获得突破性进展，从而影响了其推广应用。

本申请人的实用新型专利No.99248829.x公开了一种采用轴流式两级送粉燃烧器的等离子体点火装置，但该燃烧器存在不同程度的结焦、烧蚀、功能及燃烧煤种单一、不稳定等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是提供一种直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置，其等离子体发生器能持续稳定运行，同时其煤粉燃烧器不易结焦、烧损，从而获得很高的稳定性。

上述目的是通过一种直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置实现的，该装置主要由等离子体发生器、煤粉燃烧器和直流电源构成，其中等离子体发生器主要由复合式阳极、组合式阴极、电磁线圈、套装在所述复合式阳极的外套的外部的输弧线圈和直线电机构成，煤粉燃烧器主要由燃烧器喷口、四级燃烧筒、风粉管件、一次风粉进入管、二次风进入管、导流板、高温等离子体导管、可调煤粉浓淡导流板等组成。

根据本发明的一个优选实施例，所述复合式阳极的结构为双喷管形式，阳极本体的材质为高导热、高导电，其氧化物也导电的材料，最好是银基材料，阳极喷管材质可为银基材料或紫铜材料；所述组合式阴极主要由阴极头、阴极板及冷却喷嘴、进水管、回水管、阴极端盖构成，阴极板采用锥形及柱形相贯的形状，采用焊接方式联接在阴极头上，其材质为银基合金，冷却喷嘴采用喷管形加速喷射冷却结构，

由于组合式阴极采用了强化冷却式的高速喷嘴，加快了阴极的热传递，提高了阴极的寿命。选用高导电、高导热的材质，尤其是银基材料作为阴极板，大大提高了阴极的寿命。

复合式阳极的采用改变了等离子体在阳极内腔的流场，特别是实现了喷口处以轴向分量为主的流动，从而避免了煤粉对阳极的污染。另外，由于阳极在原来喷管的基础上增加了阳极的接收面积，使电子的接收均在阳极喷管内部完成而不受外部动力场的干扰，使装置的输出功率十分稳定。由于在复合式阳极外部套装一个输弧线圈，增加了等离子体火焰的长度，提高了煤粉着火能力。

另外，由于采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器，采用逐级放大点燃方式大大提高了本燃烧器的出力并且降低了能耗，本燃烧器除具有点火及稳燃功能外又具备了做主燃烧器的条件：采用了二次风分别对第一级燃烧筒、第二级燃烧筒、第三级燃烧筒、第四级燃烧筒实现了气膜冷却，使燃烧筒壁温均降至灰熔点温度以下，避免了结焦。在三级燃烧筒里通过淡煤粉流的补氧及第四级燃烧筒内通过二次风补氧强化了燃烧并提高了火焰的刚性。

因此，本实用新型的等离子体点火装置具有出力大、不结焦、燃烧效率高、火焰刚性强、可点燃各种不同煤种等特点。由于本装置解决了等离子体发生器的大功率持续稳定运行的关键技术，因此可以广泛应用于工业煤粉锅炉，取代工业锅炉以燃油方式启动、点火及稳燃的传统方法，从而节约大量的石油资源。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。附图中：

图1是本实用新型的直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置的结构示意图；

图2是本实用新型的直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置的煤粉燃烧器的结构示意图；

图3是本实用新型的直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置的组合式阴极的结构示意图；

图4是本实用新型的直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置的复合式阳极的结构示意图；

图5是本实用新型的直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置的工作原理示意图；

图6是本实用新型的直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置的等离子体发生器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

现将附图中涉及的所有标记说明如下：