[发明专利]微油纯氧强化等离子点火方法及点火器

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于燃煤锅炉的微油纯氧强化等离子点火方法，同时还涉及该方法中使用的点火器。

 

背景技术

我国是能源消耗大国，目前我国的火力发电量约占全国总发电量的80%，大部分是燃煤发电机组，设置有燃煤锅炉，对燃煤锅炉采用传统的燃油点火方式和低负荷稳燃，每年点火及稳燃用油约达到1,000多万吨。到2020年，预计我国燃煤发电机组装机容量将达到6亿KW，燃油消耗还会激增。随着我国经济发展和国力的不断增强，已成为仅次于美国的全球第二大石油消费国。在这种背景下倡导能源节约，进行必要的节油工作就具有极为重要的特殊意义。

2000年以来我国倡导将电站锅炉的等离子点火技术和微油点火技术作为重点推广的节能项目，以节约大量的锅炉点火用油。等离子点火技术是不用油、仅利用等离子火焰直接点燃煤粉的技术；微油点火技术是用少量的燃油点燃小部分煤粉、再利用已经燃烧的煤粉点燃更多的煤粉、以粉代油的点火技术。

我国的煤粉锅炉等离子点火技术，是近10多年来经过技术引进、吸收、改进、提高而发展起来的，是具有自主知识产权和技术特色的技术。在技术推广和工业应用中，取得了许多可喜的节油效果，但同时也逐渐暴露了该技术的不足之处。大量的工业应用实践证明，现有的等离子技术可以顺利点燃挥发分大于25%的优质烟煤，和一些试验研究得出的“挥发分25%-40%的烟煤在等离子条件下热解、气化效果较好”的结论相一致。但现有的等离子技术，对于高水份褐煤、贫煤的点火效果尚不理想，还需大油枪伴燃，节油效果大受影响；对于无烟煤锅炉的等离子点火目前更没有成熟的工业应用案例。

微油点火技术是在我国成长起来的本土技术，微油点火技术是深入一次风管内部的点火技术，是我国20世纪90年代的一次风口中小油枪少油点火技术的进一步深入发展。运用微油点火技术进行烟煤锅炉的点火和低负荷稳燃，国内许多点火公司都已成熟掌握。但对于贫煤锅炉的点火技术尚不成熟，就全国范围讲，对于无烟煤锅炉的微油点火技术，目前尚处在初步探索阶段。

现有的等离子点火技术的缺点经工业应用实践表明，除了电极材料寿命不够长、成本较高、可靠性欠佳外，最主要的缺点是点火能量不足、煤种适应性差、需要大油枪伴燃等问题，不能点燃低挥发分煤种和无烟煤。

目前，国内的等离子点火器功率大多在150KW，少数为250KW，交流等离子点火器可达300KW但工业应用尚不成熟。由于功率小，不能满足点燃低挥发分煤种和无烟煤锅炉的要求。

对于现有的等离子点火技术，无论是直流等离子技术还是交流等离子技术，要增大点火能量和点火功率，需增加整流或变电的能力、输电能力、加大电极等，不仅成本进一步加大，安装空间也会加大，一些技术瓶颈短期内尚难突破。

 

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种微油纯氧强化等离子点火方法，该方法利用燃油火焰和等离子火焰共同对燃煤进行点燃，同时采用助燃气体辅助点火，既增强了等离子火焰的能量，又节省了燃油。本发明同时还提供了一种该方法中使用的微油纯氧强化等离子点火器。

为了达到上述目的，本发明一种微油纯氧强化等离子点火方法，在对锅炉燃煤进行点燃时，首先利用等离子火焰发生器发出等离子火焰，围绕等离子火焰喷射燃油，燃油喷射方向与等离子火焰喷射方向的夹角为锐角α，所喷射的燃油被等离子火焰热解呈气相混合物，进而被点燃发出燃气火焰，再利用等离子火焰和燃气火焰共同点燃锅炉燃煤。

进一步， 所述燃油为溶气燃油，热解后燃烧时配合纯氧气流助燃，纯氧气流围绕等离子火焰喷射，喷射区域位于燃油热解区域之后，喷射方向与等离子火焰喷射方向的夹角为锐角β。

进一步， 所述气相混合物的成分为（mol）:CH₄为1.65%、C₂H₄+C₂H₆为1.31%、C₂H₂为5.64%、C₃⁺为0.05%、H₂为89.80%、CO为0.41%、CO₂为1.32%。

进一步，所述α角度值的取值范围为35°-70°，所述β角度值的取值范围为20°-50°，α≥β。

本发明还可以采用单投等离子和纯氧进行点火或稳燃，不用投燃油，此时点火方法如下：