[实用新型]新型低温等离子直流煤粉点火燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低温等离子直流煤粉点火燃烧器，在燃料燃烧前对燃料进行热裂化处理，属于热能动力工程技术领域。 

背景技术

等离子点火技术的研究始于20世纪70年代美国研制的等离子煤粉点火器。其点火机理如下：依靠等离子发生器发射的高温等离子体射流，直接点燃一次风煤粉，实现冷风点火。而我国等离子点火的工业试验可以追溯到20世纪80年代。 

目前，国内等离子点火装置是利用直流电流在空气介质气压约为0.01MPa的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度T＞5000K的温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎并再造挥发份，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。 

等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H₂、O₂）、离子（O₂^－、H₂^－、OH^－、O^－、H^＋）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。 

目前国内等离子发生器的功率为50～200kW，该功率的等离子体能直接点燃一定量的煤粉，这些剧烈燃烧的煤粉又要在瞬间点燃其它煤粉，为使燃烧器内顺利完成持续稳定的点火和燃烧过程，同时又要保证内燃式等离子燃烧器不被烧损，为此，实用新型并采用逐级点火、分级内燃、气膜冷却技术。 

按煤质的情况，尽可能使煤粉细度、一次风气流速度和一次风温度也在所要求范围之内，满足条件的一次风粉进入点火区，浓煤粉经过高温的等离子体被点燃，在燃烧器内部燃烧。淡煤粉流经高温套筒的外壁，对其起到冷却的作用，在“环形缩口”的作用下被浓缩，并被已燃烧的火炬点燃，然后进入混合燃烧，完成逐级点火分级燃烧的过程。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，针对现有四角锅炉煤粉燃烧器采用油枪点火的缺点，为了实现高效节能环保的要求，本实用新型提出了一种新型低温等离子直流煤粉点火燃烧器，基于煤粉的热裂解气化作用，基本实现全无油煤粉点火，并增强对煤种的适应性，特别是对劣质煤点火是一个重要贡献。 

为实现以上的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案： 

一种新型低温等离子直流煤粉点火燃烧器，包括煤粉燃烧器、等离子发生器以及冷却室，所述等离子发生器安装在等离子发生器安装管段内，所述煤粉燃烧器的入口与燃烧器连接筒连接；所述等离子发生器安装在燃烧器连接筒的筒体上，且等离子发生器的轴线与煤粉燃烧器的轴线夹角α为：75°﹤α≤90°；煤粉燃烧器的内流道入口段安装一级热裂化室，燃烧器连接筒内安装冷却室；所述等离子发生器的喷口端通过冷却室的热源通道与一级热裂化室连接，且冷却室的热源通道进口端与点火风粉筒连接，而冷却室的冷源通道则与冷源介质连接；所述等离子发生器的喷口端与点火风粉筒之间的冷却室热源管道内安装促使进入点火风粉筒的点火煤粉流垂直分流成两股风粉流的煤粉浓缩器。

所述等离子发生器安装管段的外壁贯穿冷却室的冷源通道设置。 

所述煤粉燃烧器、一级热裂化室、冷却室以及燃烧器连接筒皆同轴设置。 

所述煤粉浓缩器为煤粉浓缩块。 

等离子发生器的轴线与一级热裂化室的间距为 L=（D-d）/2；等离子发生器的喷口端与一级热裂化室出口端的间距为K=（2~3）d；其中：D为一级热裂化室内径，d为等离子发生器的喷口端直径。 

所述等离子发生器产生等离子体的介质为压缩空气；所述冷却介质为除盐水。 

所述一级热裂化室的长度为煤粉燃烧器轴向长度的50%-60%，且一级热裂化室的内壁设有陶瓷层。 

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果： 

（1）真正实现全无油点火，同时可以实现锅炉冷态直接点火；

（2）对煤的适应性广，完全满足劣质煤粉点火要求，对劣质煤粉的挥发份可要求低至10%；

（3）降低NOx的生成；

（4）有利于燃煤机组在低负荷时稳定燃烧；

（5）等离子发生器体积小、重量轻、拆卸简便，阴极使用寿命长达3000小时以上。