CN101561138B - 二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置 - Google Patents

Abstract

二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置，它涉及一种W型火焰锅炉的微油量点燃煤粉装置。本发明为解决现有W型火焰锅炉的微油量点燃煤粉装置给煤粉的吸热量大、着火热值高，不易被点燃的问题。格栅均分器的两端分别与一次风管道和煤粉浓淡分离器连接，煤粉浓淡分离器的下端分别与两个浓煤粉管道和淡煤粉管道连接，浓煤粉管道和淡煤粉管道的下端分别与下炉膛连通，浓煤粉管道上设有弯管段，主油枪、火检和辅助油枪由上至下依次布置在浓煤粉管道的外侧壁上且位于弯管段的下方，隔板与主油枪之间的空腔为一级燃烧室，隔板下方的空腔为二级燃烧室。本发明通过煤粉浓淡分离器两个浓煤粉管道中的弯管段将煤粉进行二次浓缩，使煤粉浓度增高，容易点燃。

Description

二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置

技术领域

本发明涉及一种微油量点燃煤粉装置，具体涉及一种应用于W型火焰锅炉上的二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置。

背景技术

大型电站锅炉在点火和低负荷稳燃过程中用油量巨大，发电企业为了节约燃油，节油重点由低负荷稳燃过程转向锅炉点火与停炉过程(电厂锅炉启停时耗油占60％，低负荷稳燃耗油占40％)。因此，研究微油点火燃烧技术对我国电力工业及整个国民经济的发展有十分重要的意义。中国专利《节能微量油、天然气点燃煤粉燃烧装置》、申请号为200710072223.9的发明专利，利用水平浓淡煤粉分离器实现了煤粉的浓淡分离，微油点火装置点燃一级燃烧室内高浓度的煤粉，煤粉被点燃后产生的高温火焰再去点燃二级燃烧室内的煤粉，实现了能量的逐级放大，然后喷入炉膛。这种微油点火技术虽然可节约点火用油，但它存在以下缺点：1.该微油点火燃烧装置给粉量大、煤粉的吸热量大、着火热值高，不易被点燃，因此，该微油点火装置只能燃用挥发份含量高、着火温度低、易点燃的烟煤煤种，而在燃用难点燃的贫煤，无烟煤煤种时，易发生点火失败。2.煤粉浓缩仅采用水平浓淡煤粉分离器，进入一级燃烧室内的煤粉浓度偏低，点火用油量较大，浓淡分离后淡侧煤粉浓度很低，因此进入二级燃烧室内的煤粉浓度很低，当一级燃烧室内煤粉被点燃后产生的高温火焰去点燃二级燃烧室内的低浓度煤粉时，煤粉不易被点燃，点燃贫煤及无烟煤时，易发生点火失败。W型火焰锅炉，燃用的煤种是挥发份含量低、着火温度高、难点燃的贫煤和无烟煤。目前国内尚无应用于W型火焰锅炉的微油量点燃煤粉燃烧装置。

发明内容

本发明的目的是为解决现有W型火焰锅炉的微油量点燃煤粉装置给煤粉的吸热量大、着火热值高，不易被点燃，在点燃贫煤及无烟煤时易发生点火失败的问题，提供一种二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置。

本发明包括上炉膛、二次风箱、两个炉拱、下炉膛和两个燃烧器，所述上炉膛通过炉拱与下炉膛连接，每个炉拱上从内向外依次设有两个浓煤粉气流喷口和淡煤粉气流喷口，两个浓煤粉气流喷口横向并排设置，两个燃烧器对称设置在两个炉拱上，二次风箱固接在上炉膛和下炉膛的外壁上，每个燃烧器由一次风管道、格栅均分器、煤粉浓淡分离器、两个浓煤粉管道、淡煤粉管道、淡煤粉管道挡板、冷却套管、隔板、主油枪、火检、辅助油枪和冷却套管挡板组成，格栅均分器的入口端与一次风管道连接，格栅均分器的出口端与煤粉浓淡分离器连接，煤粉浓淡分离器上的两个浓煤粉出口端分别与两个浓煤粉管道的入口端连接，浓煤粉管道的出口端经浓煤粉气流喷口与下炉膛连通，浓煤粉管道上设有弯管段，弯管段与直管段的夹角为10°～90°，主油枪、火检和辅助油枪由上至下依次布置在浓煤粉管道的外侧壁上且位于弯管段的下方，主油枪与燃烧器中心线的夹角为55°～65°，辅助油枪与燃烧器的中心线的夹角为55°～65°，主油枪的喷口中心与辅助油枪的喷口中心之间的距离为100mm～300mm，隔板设置在浓煤粉管道内且正对主油枪和辅助油枪，隔板与主油枪和辅助油枪之间的空腔为一级燃烧室，浓煤粉管道内隔板下方的空腔为二级燃烧室，煤粉浓淡分离器的淡煤粉出口端与淡煤粉管道的入口端连接，淡煤粉管道的出口端经淡煤粉气流喷口与下炉膛连通，淡煤粉管道上装有淡煤粉管道挡板，冷却套管安装在二次风箱内，冷却套管上装有冷却套管挡板。

本发明具有以下优点：本发明的煤粉气流进入煤粉浓淡分离器进行浓淡分离后，浓侧煤粉进入两个浓煤粉管道，淡侧煤粉进入一个淡煤粉管道，每个浓煤粉管道内的煤粉量占煤粉总量的48％，煤粉的着火热降低，着火温度下降，容易点燃。煤粉在燃烧器内经过两级浓缩，煤粉浓度很高；容易点燃。

附图说明

图1是本发明的整体结构主剖视图，图2是图1的A向视图，图3是图1的I局部放大图，图4是图1的II局部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式包括上炉膛1、二次风箱9、两个炉拱12、下炉膛13和两个燃烧器22，上炉膛1通过炉拱12与下炉膛13连接，每个炉拱12上从内向外依次设有两个浓煤粉气流喷口10和淡煤粉气流喷口11，两个浓煤粉气流喷口10横向并排设置，两个燃烧器22对称设置在两个炉拱12上，二次风箱9固接在上炉膛1和下炉膛13的外壁上，每个燃烧器22由一次风管道2、格栅均分器3、煤粉浓淡分离器4、两个浓煤粉管道5、淡煤粉管道6、淡煤粉管道挡板7、冷却套管8、隔板14、主油枪15、火检16、辅助油枪17和冷却套管挡板18组成，格栅均分器3的入口端与一次风管道2连接，格栅均分器3的出口端与煤粉浓淡分离器4连接，煤粉浓淡分离器4上的两个浓煤粉出口端4-1分别与两个浓煤粉管道5的入口端连接，浓煤粉管道5的出口端经浓煤粉气流喷口10与下炉膛13连通，浓煤粉管道5上设有弯管段21，弯管段21与直管段23的夹角θ为10°～90°，夹角θ在10°～90°范围内使得高浓度煤粉经过浓煤粉管道5内的弯管段21时，产生离心力，夹角θ越大，离心力越大，二次浓缩的效果越好。主油枪15、火检16和辅助油枪17由上至下依次布置在浓煤粉管道5的外侧壁上且位于弯管段21的下方，主油枪15与燃烧器22中心线的夹角α为55°～65°，辅助油枪17与燃烧器22的中心线的夹角β为55°～65°，主油枪15的喷口中心与辅助油枪17的喷口中心之间的距离L为100mm～300mm，隔板14设置在浓煤粉管道5内且正对主油枪15和辅助油枪17，隔板14与主油枪15和辅助油枪17之间的空腔为一级燃烧室19，浓煤粉管道5内隔板14下方的空腔为二级燃烧室20，火检16可以随时检测一级燃烧室19内火焰稳定性，当火焰不稳定时，可以及时启用辅助油枪17，帮助煤粉燃烧，煤粉浓淡分离器4的淡煤粉出口端4-2与淡煤粉管道6的入口端连接，淡煤粉管道6的出口端经淡煤粉气流喷口11与下炉膛13连通，淡煤粉管道6上装有淡煤粉管道挡板7，通过调节淡煤粉管道挡板7的开度可以调节进入淡煤粉管道6内的风量，从而调节浓煤粉管道5内煤粉的浓度，当淡煤粉管道挡板7的开度较大时，进入淡煤粉管道6内的风量较大，进入浓煤粉管道5内的风量较小，浓煤粉管道5内煤粉浓度较大；当淡煤粉管道挡板7的开度较小时，进入淡煤粉管道6内的风量较小，进入浓煤粉管道5内的风量较大，浓煤粉管道5内煤粉浓度较小；冷却套管8安装在二次风箱9内，冷却套管8上装有冷却套管挡板18，二次风从冷却套管8的开孔8-1处高速进入冷却套管8中，可有效降低浓煤粉管道边壁的温度，起到冷却作用，二次风经过冷却套管8之后直接喷入炉膛，起到冷却喷口和助燃的作用。冷却套管挡板18可以有效地调节进入冷却套管8内的二次风量，防止喷入炉膛内的二次风量过高影响点火。煤粉在燃烧装置内经过两次浓缩，第一次浓缩是通过煤粉浓淡分离器4，高浓度煤粉气流进入煤粉浓淡分离器4经其上的叶片4-3进行浓淡分离后，浓煤粉进入两个浓煤粉管道5，高浓度煤粉经过浓煤粉管道5内的弯管段21时，由于离心力的作用，煤粉被浓缩在弯管段21的外侧一级燃烧室19内，此为二次浓缩，这样主油枪15直接点燃经过两次浓缩后的高浓度煤粉，煤粉容易点燃，由于浓煤粉管道5入口处的煤粉浓度很高，经过弯管段21分离后，淡煤粉仍具有较高的煤粉浓度，所以二级燃烧室20内的煤粉浓度也较高，一级燃烧室19内煤粉被点燃后产生的高温火焰容易点燃二级燃烧室20内的煤粉；淡煤粉进入淡煤粉管道6，淡煤粉管道6内的煤粉浓度很低，粉量很少，只占总粉量的4％，因此不在淡煤粉管道6内布置微油点火装置。由于淡煤粉气流喷口11与浓煤粉气流喷口10距离很近，淡煤粉管道6内煤粉直接射入浓煤粉管道5煤粉燃烧产生的高温火焰(即从浓煤粉气流喷口10喷出的高温火焰)中被点燃并稳定燃烧。每个浓煤粉管道5内的粉量占总粉量的48％，由于粉量较少，在利用微油点火装置点燃时，煤粉吸热量小，着火热值低，着火温度低，容易点燃。

具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的浓煤粉管道5上的弯管段21与直管段23的夹角θ为50°。夹角θ为50°时，使得高浓度煤粉经过弯管段21时产生的离心力适中，使二次浓缩的效果好。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式的主油枪15与燃烧器22中心线的夹角α为60°。如此设计，使得主油枪15能直接点燃经过两次浓缩后的高浓度煤粉。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式的辅助油枪17与燃烧器22中心线的夹角β为60°。如此设计，使得火焰不稳定时，启动辅助油枪17能直接点燃高浓度煤粉。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式的主油枪15的喷口中心与辅助油枪17的喷口中心之间的距离L为200mm。如此设计，能够满足助燃的需要。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

实例应用：某电厂660MW的W型火焰锅炉，一次风管道内的初始浓度是0.6kg(粉)/kg(空气)左右，单只燃烧器满负荷出力为6.5t/h，给粉量较大，采用中国专利申请号为200710072223.9、名称为《节能微量油、天然气点燃煤粉燃烧装置》的发明专利，全部煤粉经过浓淡分离后一级燃烧室内煤粉浓度为0.9kg(粉)/kg(空气)左右，煤粉浓度偏低，煤粉的吸热量很大，点火用油量较大，浓淡分离后淡侧煤粉浓度很低，因此进入二级燃烧室内的煤粉浓度很低，为0.3kg(粉)/kg(空气)左右，不易被点燃；当一级燃烧室内煤粉被点燃后产生的高温火焰去点燃二级燃烧室内的低浓度煤粉时，煤粉不易被点燃，易发生点火失败。在燃用挥发份低于10％的无烟煤煤种时，煤粉不能点燃。而采用本发明微油量点燃煤粉装置，煤粉首先进入浓淡分离器4进行浓淡分离，分离后进入每个浓煤粉管道5内的煤粉浓度为0.9kg(粉)/kg(空气)左右，煤粉经过浓煤粉管道5内弯管段21进行二次浓淡分离后，进入一级燃烧室19内煤粉浓度为1.2kg(粉)/kg(空气)左右、粉量约为3.1t/h，占煤粉总量的48％，粉量适中，着火热值低于全部煤粉总着火热值的48％，煤粉容易点燃。由于浓煤粉管道5的入口处的煤粉浓度很高，为0.9kg(粉)/kg(空气)左右，经过弯管段21分离后，淡侧煤粉仍具有较高的煤粉浓度，所以二级燃烧室20内煤粉浓度也较高，为0.8kg(粉)/kg(空气)左右，一级燃烧室19内煤粉被点燃后产生的高温火焰容易点燃二级燃烧室内具有较高浓度的煤粉。淡煤粉管道6的粉量为0.3t/h，粉量很少，煤粉浓度很低，淡煤粉管道6内煤粉直接射入从浓煤粉气流喷口10喷出的高温火焰中被点燃并稳定燃烧，成功点燃了挥发份含量低的贫煤，无烟煤煤种，点火用油量为40t，节油率在70％以上。

上述实例结果表明，采用背景技术中微油量点燃煤粉装置点燃二级燃烧室内的低浓度煤粉时，煤粉不易被点燃，易发生点火失败。而采用本发明二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置点燃二级燃烧室内的低浓度煤粉时，煤粉容易点燃，避免了点火失败。

Claims (5)

1.一种二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置，所述微油量点燃煤粉装置包括上炉膛(1)、二次风箱(9)、两个炉拱(12)、下炉膛(13)和两个燃烧器(22)，所述上炉膛(1)通过炉拱(12)与下炉膛(13)连接，每个炉拱(12)上从内向外依次设有两个浓煤粉气流喷口(10)和淡煤粉气流喷口(11)，两个浓煤粉气流喷口(10)横向并排设置，两个燃烧器(22)对称设置在两个炉拱(12)上，二次风箱(9)固接在上炉膛(1)和下炉膛(13)的外壁上，其特征在于：每个燃烧器(22)由一次风管道(2)、格栅均分器(3)、煤粉浓淡分离器(4)、两个浓煤粉管道(5)、淡煤粉管道(6)、淡煤粉管道挡板(7)、冷却套管(8)、隔板(14)、主油枪(15)、火检(16)、辅助油枪(17)和冷却套管挡板(18)组成，格栅均分器(3)的入口端与一次风管道(2)连接，格栅均分器(3)的出口端与煤粉浓淡分离器(4)连接，煤粉浓淡分离器(4)上的两个浓煤粉出口端(4-1)分别与两个浓煤粉管道(5)的入口端连接，浓煤粉管道(5)的出口端经浓煤粉气流喷口(10)与下炉膛(13)连通，浓煤粉管道(5)上设有弯管段(21)，弯管段(21)与直管段(23)的夹角(θ)为10°～90°，主油枪(15)、火检(16)和辅助油枪(17)由上至下依次布置在浓煤粉管道(5)的外侧壁上且位于弯管段(21)的下方，主油枪(15)与燃烧器(22)中心线的夹角(α)为55°～65°，辅助油枪(17)与燃烧器(22)的中心线的夹角(β)为55°～65°，主油枪(15)的喷口中心与辅助油枪(17)的喷口中心之间的距离(L)为100mm～300mm，隔板(14)设置在浓煤粉管道(5)内且正对主油枪(15)和辅助油枪(17)，隔板(14)与主油枪(15)和辅助油枪(17)之间的空腔为一级燃烧室(19)，浓煤粉管道(5)内隔板(14)下方的空腔为二级燃烧室(20)，煤粉浓淡分离器(4)的淡煤粉出口端(4-2)与淡煤粉管道(6)的入口端连接，淡煤粉管道(6)的出口端经淡煤粉气流喷口(11)与下炉膛(13)连通，淡煤粉管道(6)上装有淡煤粉管道挡板(7)，冷却套管(8)安装在二次风箱(9)内，冷却套管(8)上装有冷却套管挡板(18)。

2.根据权利要求1所述的二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置，其特征在于：所述浓煤粉管道(5)上的弯管段(21)与直管段(23)的夹角(θ)为50°。

3.根据权利要求1或2所述的二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置，其特征在于：所述主油枪(15)与燃烧器(22)中心线的夹角(α)为60°。

4.根据权利要求3所述的二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置，其特征在于：所述辅助油枪(17)与燃烧器(22)中心线的夹角(β)为60°。

5.根据权利要求4所述的二次浓缩双喷口微油量点燃煤粉装置，其特征在于：所述主油枪(15)的喷口中心与辅助油枪(17)的喷口中心之间的距离(L)为200mm。

Images