[发明专利]用于直接点燃电站煤粉锅炉的等离子点火装置

说明书

本发明公开了一种用于直接点燃电站煤粉锅炉的等离子点火装置，它主要用于直接点燃包括贫煤在内的电站煤粉锅炉，另外，在电站低负荷运行调峰时，用于稳定燃烧。

目前，国内外电站锅炉的点火方式均采用燃油起动点火，以我国电站为例，每年起动点火用油约180万吨，折合人民币约50多亿元，另外，我国电力行业随着电网容量和单机容量的日益加大，大容量机组的调峰亦势在必行。电网调峰一般采用三种方式，一是采用两班制，即夜间22点停机，凌晨6点起动；二是采用低负荷稳燃方式(国内采用此种方式，主要是为了克服频繁起停对设备带来的严重损害)，一般其低负荷稳燃指标是使用贫煤的锅炉在负荷50％以下时，即采用投油助燃；第三种方式即是建立大型蓄能水电站，以解决用电低谷时的耗电问题，但这种方式必须要能筹措到上百亿元的巨额资全方能实现。

面对世界性的能源危机，特别是面对我国这样一个贫油大国，迫切需要发明一种采用非传统的方式来解决电站锅炉的点火起动及低负荷稳燃用油的问题。这不仅符合我国计委交通能源司在97年的白皮书“中国能源”中的指示精神，“我国是一个煤炭资源丰富，而石油资源相对短缺的国家，以煤代油是一项非常重要的能源政策，研究开发推广应用以煤代油的技术和产品是正在执行的长期能源战略的一部分”，且对我国能带采显著的经济效益和社会效益，对全世界节能也具有重要意义。

采用高温等离子方式来解决上述问题，早在六十年代就开始了。美国C-E公司、B-W公司、西屋公司、原苏联、澳大利亚太平洋国际电力公司及我国的清华大学、哈尔宾锅炉厂、武汉锅炉厂等单位都对这项研究做出了重大贡献。八十年代以来，他们相续完成了采用等离子技术直接点燃煤粉的试验室及工业性试验。其中，1995年，澳大利亚太平洋国际电力公司成功的在30万千瓦电站锅炉上完成了商业性产品制造，但是，该产品使用的燃料为挥发分大于25％的优质煤，而我国大部分烧贫煤，因此，此产品不适于中国使用。1995年底，原苏联发明的一种用于电站煤粉锅炉上的等离子点火装置，在我国的宝鸡电厂直接点燃挥发分为13％、热值为4775大卡/千克的铜川贫煤，但仅正常运行了三小时零八分，即出现设备损坏停止工作，出现了等离子发射装置不能长期可靠地在高温高压的环境下工作，特别是不能长期可靠地用在直接点燃电站煤粉锅炉的等离子点火装置上，在燃烧过程中电极存在挖心、掉渣、电流不稳，采用胶木制作的绝缘层(冷却器)在高温下被击穿造成短路，输送水、电、气接头多次松动多次发生故障等问题；采用蜗壳燃烧器送粉，存在蜗壳严重烧红、壁面结焦、磨损严重、使用寿命短等缺点。

本发明的目的是提供一种用于直接点燃电站煤粉锅炉的等离子点火装置，它具有能够长期稳定运用在包括直接点燃劣质煤在内的电站煤粉锅炉上。

本发明的目的是这样实现的：一种用于直接点燃电站煤粉锅炉的等离子点火装置，它有燃烧器、等离子发射枪及电源，燃烧器有输送二次风的管道、输送主煤粉流的一次风管道、输送高温蒸汽的管道、输送点火用一次风粉的管道、内装等离子发射枪的管、等离子体喷管，它们依次同轴阶梯内缩相套固定安装成一体结构，等离子体喷管是先收敛后扩散的喷管，等离子体喷管固定在内装等离子发射枪的管的前端，等离子发射枪置于内装等离子发火源的管道内。

其中，输送高温蒸汽的管道前端封闭，在输送高温蒸汽的管道前端开有蒸气导流孔，蒸气导流孔的总面积约等于输送高温蒸汽的管道环向端面积；当煤的挥发分比较高的情况下，输送高温蒸汽的管道也可以去掉；

其中，输送二次风的管道前端封闭，在输送二次风的管道前端开有二次风导流孔，二次风导流孔的总面积约等于输送二次风的管道环向端面积；

其中，等离子发射枪有电极、导电安装座、导电管、导电垫片、绝缘材料、壳体、裸头导线、防松接头，壳体上装有进风管，导电管上开有进气孔，导电安装座上或电极内开有冷却通孔，进风管与进气孔、冷却通孔相通，电极接导电安装座，导电管、导电垫片、裸头导线顺序联接并安装在壳体内，之间填充绝缘材料，导电管前端接导电安装座，壳体末端接防松接头，裸头导线穿过防松接头接电源；还可以是导电安装座和电极内都开有冷却通孔；

其中，填充在导电管与壳体之间的绝缘材料是一组高铝绝缘陶瓷管或是烧结了高温釉的高铝绝缘陶瓷管；

其中，电极的材料为铪或锆或硅钼，电极固定在导电套内构成组合式电极，电极是可拆装固定在导电安装座上的电极；

其中，填塞在导电垫片、裸头导线与壳体之间的绝缘材料是耐高温橡胶绝缘衬套；