[发明专利]煤粉锅炉纯氧点火/稳燃装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤粉锅炉，具体涉及一种煤粉锅炉纯氧点火/稳燃装置及方法。

背景技术

煤粉锅炉点火和稳燃技术是锅炉启动过程中组织煤粉燃烧，以及在锅炉运行时稳定燃烧的技术措施。现代煤粉锅炉点火和稳燃措施主要分为三大类：1、常规油枪点火和稳燃技术；2、小油(微油)点火和稳燃技术；3、等离子点火和稳燃技术。

1、常规油枪点火和稳燃技术

常规油枪点火和稳燃技术是目前最常见的技术，主要包扩电打火器、点火启动油枪(含推进装置)、供油系统、蒸汽雾化装置和火检保护等，油枪一般安装在煤粉燃烧器内部。锅炉启动时，油枪喷出高浓度雾化后的燃油并与空气充分混合，燃油混合气被电打火器点燃后燃烧并释放大量热量，形成高温烟气点燃煤粉燃烧器喷出的煤粉。当进入锅炉燃烧的煤粉煤质变差，燃烧不稳定时，投入油枪喷入助燃油可以起到稳定燃烧的作用。常规油枪点火和稳燃主要依靠助燃油(通常为柴油或重油)燃烧，单位小时的燃油消耗量为1～2吨左右，300MW锅炉启动需消耗助燃油50吨左右。

常规油枪点火和稳燃技术具有性能可靠、功率大、适用煤种范围广等优点，因此在电厂得到广泛应用，特别是应用于燃烧着火性能差的贫煤无烟煤锅炉上。这种技术的缺点也是十分明显的：点火需要配置大储油罐和油泵房，系统占地大，锅炉启动点火助燃油消耗巨大，费用高，越来越不符合当今社会对节能环保的发展要求。

2、小油(微油)点火和稳燃技术

小油(微油)点火和稳燃技术是一项应用较为广泛的技术，它的原理是在煤粉燃烧器内部布置小油点火装置，并利用文丘里等装置将煤粉浓缩和分级，先将很小一部分高浓度煤粉送入小型油枪中，迅速被点燃并释放出热量，燃烧温度提高，随后加入更多的被浓缩的煤粉，热量释放放大，温度进一步提高直到全部煤粉混合和点燃。煤粉燃烧过程是一个逐级放大的过程。小油和微油点火装置的助燃油消耗量相对较少，单位小时的燃油消耗量大约从几十到一二百公斤。

小油(微油)点火和稳燃技术在很大程度上节约了助燃油耗量、系统相对简单、初投资小。但其缺点也不少，主要表现在：由于热功率较小，一般只适合于烟煤锅炉，在贫煤锅炉上使用效果欠佳，在无烟煤锅炉上不能使用；小油枪的喷嘴常因高温结焦堵塞，可靠性差；点燃和助燃能力相对较弱，锅炉启动时间延长，许多时候仍需常规油枪投入才能按时启动完成，造成实际节油效果下降。

3、等离子点火和稳燃技术

等离子点火和稳燃技术是一种新发展起来的技术，利用高电压产生等离子电弧，核心温度高达三、四千摄氏度，先利用等离子弧点燃少部分浓缩煤粉，其它技术原理与小油(微油)点火和稳燃技术相仿，剩余煤粉逐级送入，热量释放逐级放大，直至足够的煤粉被点燃。

等离子点火和稳燃技术是目前唯一实现锅炉无油启动的技术，实际节油效果十分明显，与前两种技术比较，技术优势较为明显，因此近年来发展很快。但等离子点火和稳燃技术的缺陷也是十分明显的，主要表现在：受电极材料寿命的限制，等离子的功率一般限制在200KW以下，点燃烟煤煤粉相对容易，但对贫煤锅炉则使用效果较差，对无烟煤无能为力；采用等离子技术点火后，锅炉启动温升速率较快，部分锅炉不适应；电极存在寿命短、使用中易损坏的缺陷；需要布置众多隔离变压器、系统占地面积大、初投资大，运行维护工作量较大；实际使用中的可靠性与常规油枪相比仍有相当大的差距。

煤粉锅炉点火和稳燃技术至今已有近百年的发展历史，当今上述三种技术在不同的电厂和锅炉上广泛使用，总结起来，它们共同的技术特征是：利用外界能源(燃油化学能、电能)持续不断地提供煤粉气流点火和稳燃所需的基本能量，助燃能源消耗量较大；在燃烧的化学机理和燃烧过程上，上述燃烧方式主要是建立满足煤粉初始燃烧所需要的稳定温度条件。

由于上述两个技术特征的限制，对于燃烧无烟煤的锅炉，由于煤粉燃烧所需的初始温度很高(＞700℃)，常规油枪技术需要长时间消耗大量的助燃油，等离子和小油技术则无能为力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种助燃油或外界能源消耗很小，运行费用低，点火和稳燃效果好、煤种适应性强，锅炉启动中防止尾部受热面干烧超温的效果好，锅炉启动过程中尾部烟道二次燃烧的可能性大大减少，同时又减少了启动过程中的污染物排放的煤粉锅炉纯氧点火/稳燃装置及方法。

为达到上述目的，本发明的装置包括：包括一次风通道以及设置在一次风通道内的纯氧点火枪和用于打火的电子打火器，所说的纯氧点火枪包括一个油通道和套装在油通道外侧的高压纯氧通道，所说的油通道出口侧的管壁喉部开设有与高压纯氧通道相连通的通孔，高压纯氧通道的外壁上开设有一至两组与煤粉气流相连通的喷嘴。