[发明专利]一种煤粉燃烧系统

说明书

本发明提供一种煤粉燃烧系统，应用于新建或者改造现有的大型煤粉锅炉，包括：一个煤粉浓淡分离装置，其中浓相风煤混合物被导入点火风管；一个点火风管，沿一次风管的轴线布置，其直径小于所述一次风管的直径；一个第一反射装置，连接到所述点火风管的出口，能够对通过点火风管进入炉膛的风和煤粉混合物的流动方向实现第一次反转；一个第二反射装置，位于所述第一反射装置与煤粉浓淡分离装置之间，能够对一部分实现第一次反转之后的煤粉的流动方向实现第二次反转；一个火焰发生装置。本发明可以有效减小锅炉的煤粉在火焰中回流的阻力，增加煤粉回流距离，延长煤粉在火焰中的停留时间，延迟煤粉火焰与助燃风的混合，提升煤粉点火和稳燃的性能。

技术领域

本发明涉及大型煤粉锅炉启动点火和低负荷稳燃技术领域，特别是电站锅炉。

背景技术

大型煤粉锅炉，特别是电站锅炉采用的都是悬浮燃烧，传统的点火方式是采用油枪加热炉膛，使炉膛温度达到所燃煤质的着火温度，然后再投入煤粉燃烧。因此其启动、低负荷稳燃都需要消耗大量的燃油，成本极高。

近十多年，逐渐发展出两种新型点火技术：一种是微油点火，它是将油枪装在煤粉燃烧器内部，利用少量的燃油点燃煤粉；另一种是将等离子发生器装在煤粉燃烧器内部，通过等离子火炬点燃煤粉。

然而这两种技术也有着非常明显的缺点：微油点火节油率虽然达到80%～90%，但由于基数大，仍需消耗数量可观的燃油；等离子点火虽然不需要消耗燃油，但是系统负载，设备投资大，耗电量高，等离子阴阳极寿命短，配件价格高，只适应高挥发分的煤种。

但是无论采用微油点火还是等离子点火技术，煤粉都是在燃烧器内靠油火焰或等离子火炬来点燃，然后就随火焰被喷射到炉膛，所以煤粉在火焰中停留时间非常短，很难被充分加热并燃烧。因此，大型煤粉锅炉在低负荷工况下，由于炉膛温度比较低，无法维持煤粉的持续燃烧，需要额外的点火源来稳燃。

之前已公开的专利申请CN 106352331所公布的技术方案为：将携带煤粉的一次风分离成浓淡两相，浓相一次风通过特殊的反射装置发生折返，然后与淡相一次风相互作用，形成湍流区域，煤粉在湍流区域内可以停留较长的时间，从而得到充分的预热和点燃。

然而这种技术也存在一些局限性：对于电站锅炉常用的四角切圆燃烧方式，其采用的直流燃烧器要求一次风的风速比较高，而且浓相一次风折返后会以一定的角度扩散，扩散后的浓相一次风风速降低、能量分散，在高速的淡相一次风作用下，会部分被吹散，虽然可以形成稳定的湍流区域和稳定火焰，但是仍有进一步改进的空间。

而且目前电站锅炉普遍存在煤质较差、热值偏低的情况，煤粉点燃、燃尽困难，这就需要形成更大的湍流区域，使煤粉在火焰中停留更长的时间才能形成更稳定的火焰。

发明内容

本发明提供一种煤粉燃烧系统，应用于新建或者改造现有的大型煤粉锅炉。

根据本发明的一个实施实例，在一次风管内设置一个直径较小的点火风管，采用风量较小的点火风输送煤粉，当煤粉着火初期，不需要加热过量的空气，因此火焰温度较高，煤粉被加热燃烧的速率较高。通过点火风管出口处的第一反射装置使煤粉在火焰中反向运动，反向运动的煤粉在经过第二反射装置后，其运动方向再次发生反转，并与一次风混合进入炉膛，这个过程大大延长了煤粉在火焰中加热的时间。

根据本发明的一个实施实例，在煤粉燃烧系统中安装一个煤粉浓淡分离装置。在锅炉点火时，一次风和煤粉混合物在进入炉膛之前，受到所述煤粉浓淡分离装置的作用发生浓相、淡相分离；浓相风煤混合物进入所述点火风管的入口、之后经过所述第一反射装置的作用下折返从而回流；浓相风煤混合物在回流过程中，在第二反射装置的作用下，其流动方向实现第二次反转；淡相风煤混合物在所述点火风管外流动，遭遇浓相风煤混合物（这里所指的浓相风煤混合物，包括发生第二次反转的以及没发生第二次反转的浓相风煤混合物），形成湍流区域；处于所述湍流区域的煤粉被火焰发生装置点燃。