[发明专利]一种IGBT晶体管整流供电的等离子点火与稳燃装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种IGBT晶体管整流供电的等离子点火与稳燃装置，主要应用在煤粉锅炉的冷态或热态启动点火与低负荷稳燃阶段以及应用在水泥、陶瓷和冶金等以煤粉作为主要能源的行业，能够点燃褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤和混煤等各种煤种的煤粉，属于热能动力技术领域。 

背景技术

随着国际国内燃油价格的不断攀升，电力、供暖机组的不断扩建，使得电力、石化等行业的各种煤粉锅炉的冷态或热态启动点火与低负荷稳燃用油量大增，费用也直线上升，同时随着交通运输、化工等各种行业用油量的加大，又使得燃油价格不断生高。为了解决这个问题，各国都在研究无油点火与稳燃技术，力图在电力、石化等行业的锅炉点火与稳燃阶段，用价格较低的燃煤来代替燃油，达到以煤代油，节能能源费用的目的。 

早在七十年代至今，美国Ｇ-Ｅ公司，B-W公司、西屋公司、原苏联、澳大利亚等公司以及我国的清华大学、哈尔滨锅炉厂、武汉锅炉厂、烟台龙源电力技术有限公司、徐州燃控技术有限公司等单位进行了等离子无油点火技术的研究，现有技术主要采用垂直流型电弧等离子喷枪、可控硅晶闸管整流电源和煤粉燃烧器组成的点火装置，但是这种技术有着明显的缺陷，垂直流型电弧等离子喷枪的热效率较低、由于电弧短而使电弧电压较低，要增加功率则必须加大电流，导致设备投资与喷枪电极寿命缩短；可控硅晶闸管整流电源由于可控硅部件是一个半控性器件，使得设备整体重量和体积增大、效率和可靠性降低；现有技术中的煤粉燃烧器浓缩效果不好，燃烧性能不佳，并容易导致燃烧器结焦严重与灭火现象的发生，所以现在急需研究一款点火与燃烧稳定、适用于各种燃煤的应用性强的燃煤装置。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种IGBT晶体管整流供电的等离子点火与稳燃装置，采用多级浓缩与分级燃烧的煤粉燃烧器和平行流型电弧等离子喷枪，从根本上解决传统技术点火经常性不成功与燃烧不稳定的问题。 

本发明的技术解决方案： 

一种IGBT晶体管整流供电的等离子点火与稳燃装置包括碰撞式煤粉浓缩分级燃烧煤粉燃烧器和平行流型电弧等离子喷枪，其中碰撞式煤粉浓缩分级燃烧煤粉燃烧器包括一次风粉进口、直管段、锥管段、外喷口、碰撞浓缩块、碰撞浓缩环、内层燃烧室、外层燃烧室、内层燃烧室扰动块、外层燃烧室后扰动块、外层燃烧室前扰动块、碰撞浓缩环支撑板、内层燃烧室支撑板、外层燃烧室支撑板和燃烧器摆动头；所述平行流型电弧等离子喷枪包括阴极、磁场线圈、旋气室、阳极、喷嘴和枪体。平行流型电弧等离子喷枪通过等离子枪支撑管和固定法兰固定安装在碰撞式煤粉浓缩分级燃烧煤粉燃烧器上，等离子喷枪与碰撞式煤粉浓缩分级燃烧煤粉燃烧器安装时保证同轴；平行流型电弧等离子喷枪气体通过旋气室以切向进入喷枪的旋转室，然后再通过喷嘴喷出。 

所述碰撞式煤粉浓缩分级燃烧煤粉燃烧器的一次风粉进口、直管段、锥管段、外喷口和燃烧器摆动头共同组成碰撞式煤粉浓缩分级燃烧煤粉燃烧器的外部结构，碰撞浓缩块固定安装在直管段内壁上，碰撞浓缩环通过碰撞浓缩环支撑板固定安装在直管段内壁上，内层燃烧室通过内层燃烧室支撑板固定安装在锥管段内壁上，外层燃烧室通过外层燃烧室支撑板固定安装在外喷口内壁上，内层燃烧室扰动块固定在内层燃烧室的内壁上，外层燃烧室后扰动块和外层燃烧室前扰动块固定在外层燃烧室的内壁上。 

所述平行流型电弧等离子喷枪的阴极与阳极安装在枪体上面，磁场线圈安装在阴极上，旋气室位于阴极与阳极之间，喷嘴安装在阳极前面。 

所述碰撞浓缩块是截面为三角形的环形凸台，碰撞浓缩环为锥形圆环结构，碰撞浓缩环形成的通道面积与碰撞浓缩块形成的通道面积一致，碰撞浓缩块和碰撞浓缩环根据煤粉成分的不同采用不同的角度。 

所述内层燃烧室扰动块间隔地均匀分布于内层燃烧室的内圆周上，内层燃烧室扰动块所占圆周长度为整个内层燃烧室内圆周的一半，个数为-个。 

所述外层燃烧室前扰动块与外层燃烧室后扰动块分别间隔地均匀分布于外层燃烧室的内圆周上，外层燃烧室前扰动块与外层燃烧室后扰动块所占圆周长度分别为外层燃烧室圆周的一半，个数分别为个，外层燃烧室前扰动块与外层燃烧室后扰动块错位对齐排列。 

所述内层燃烧室的内径与碰撞浓缩环的前锥内径一致。 

所述的燃烧器摆动头能够根据燃烧状况不同的要求，进行摆动角度的调整。 

所述外层燃烧室的后端面与内层燃烧室的前端面齐平；所述外层燃烧室和外喷口之间留有一定空隙，用于部分淡风粉气流流出冷却外喷口。