CN113390100B - 一种烛苗式火种 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烛苗式火种，包括气粉进口法兰，气粉进口法兰的右侧固定安装有均化核，且均化核的内部固定安装有由耐磨钢制成的螺旋风叶，均化核的右侧固定安装有预热核，预热核的右侧固定安装有升温核，升温核的右侧固定安装有初燃核，初燃核的右侧固定安装有充分燃烧核，充分燃烧核的右侧固定安装有火焰集束核，均化核、预热核、升温核、初燃核和充分燃烧核构成一个同轴的筒形整体，筒形整体的下端固定安装有支架，支架上固定安装有调整装置，预热核、升温核和初燃核的内部均固定安装有电加热元件。本发明利用多次电加热对煤粉进行升温加热，实现对煤粉的点燃，且无需消耗燃油，对煤粉品质的要求较低，同时对环境的污染较少。

Description

一种烛苗式火种

技术领域

本发明涉及锅炉设备技术领域，涉及一种以煤为燃料的工业锅炉，特别是发电厂大型锅炉，在锅炉运行过程中使用的点燃设备。

背景技术

由于我国煤产量丰富，以煤为燃料的锅炉很多。燃煤锅炉在新炉启燃时，在例行停炉检修时，都要进行点火，才能逐步引燃主炉腔和炉床的燃烧系统，使锅炉正常运行。

目前许多电厂使用的是：用油枪将柴油雾化喷入炉膛点燃，继续燃烧相当长时间，直至达到煤的燃烧条件，主炉膛点燃，这要耗用大量的柴油；当锅炉由于调峰等原因，进行低负荷运行时，也需要使用油枪进行稳定燃烧，以便随时启燃主燃系统，这也要用相当数量的柴油；当锅炉由于煤质等原因面临熄火时，也需要点燃油枪进行助燃，耗油量也很大。显而易见，这种点火方式，耗油量相当大，成本较高。

另外，燃煤电厂的除尘系统是针对燃煤设置的。燃油时不能使用。因此，燃油时产生的废气直接排入大气，影响环境。再者，燃油的存储、输送和使用存在一定安全隐患，相关设备设施建造成本较高。

有的电厂使用一种微油点火技术，取得很大技术进步和经济效益，但仍需要用油，特别在新炉启燃时，用油量还很大。上述几个问题依然一定程度存在。

在电厂中运用的还有一种等离子点火技术，该技术对煤质有一定要求，限制了使用。当锅炉因煤质需要助燃时，还需依靠油枪助燃，且等离子电极寿命较短，需要水冷却。等离子点火需要用高压空气作电离源，需电力电子整流装置产生高压直流电，因此成本较高，安装使用比较复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种以煤粉(包括煤粉耦合生物质)为唯一燃料的、适用于燃煤锅炉，特别是电厂锅炉使用的烛苗式火种点燃燃烧装置，使其无论在新炉启燃，还是停炉重启、低负荷稳燃、助燃燃烧等锅炉燃烧工艺全过程中都能使用，并且锅炉燃烧全过程都不用油。克服如背景技术中所述的：

1、用油点燃成本较高；

2、不能单一燃料运行，安全隐患较多；

3、排放污染较重；

4、设备成本高，安装使用比较复杂等问题。

为实现该目的，本发明提供如下技术方案：

一种烛苗式火种，包括气粉进口法兰，所述气粉进口法兰的右侧固定安装有均化核，且均化核的内部固定安装有由耐磨钢制成的螺旋风叶，所述均化核的右侧固定安装有预热核，所述预热核的右侧固定安装有升温核，所述升温核的右侧固定安装有初燃核，所述初燃核的右侧固定安装有充分燃烧核，所述充分燃烧核的右侧固定安装有火焰集束核。

所述均化核、预热核、升温核、初燃核和充分燃烧核构成一个同轴的筒形整体，所述筒形整体的下端固定安装有支架，所述支架上固定安装有调整装置，所述预热核、升温核和初燃核的内部均固定安装有电加热元件，所述预热核、升温核、初燃核和充分燃烧核的内部均固定贯穿安装有测温元件，且火焰集束核的右侧固定安装有喷火口法兰。

优选地，所述均化核由耐磨合金制成，所述均化核为锥形构件，且小径端向左，所述均化核为气粉流进口。

优选地，所述电加热元件由电热管、合金电炉丝、硅碳棒或硅钼棒组成，所述电加热元件的供电频率为50Hz的低频。

优选地，所述预热核、升温核和初燃核的外形呈圆形、正方形、多棱形或椭圆形，所述预热核、升温核和初燃核的内部均为单筒形或多筒形，所述筒形为圆形、椭圆形或棱形。

优选地，所述预热核、升温核和初燃核内部表面的材料由内向外依次是高导热耐火材料、电加热元件、高保温材料和钢铁材料外壳。

优选地，所述高导热耐火材料是由含有碳化硅的耐火材料采用成型烧制法、耐火砖砌筑或者耐火浇注材料浇筑而成的。

优选地，所述电加热元件呈包络式排列安装在高导热耐火材料与高保温材料之间，所述电加热元件的安装方式为插入式安装。

优选地，所述充分燃烧核的形状为圆锥形、正四棱锥形或多棱锥形。

优选地，所述充分燃烧核的内部是用成型烧制法、耐火砖砌筑或者耐火浇注材料浇筑而成的耐火材料。

优选地，所述火焰集束核的内部由耐火材料制成，且其出口由碳化硅管制成，所述火焰集束核上均匀设有二次进风口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该烛苗式火种：

1、不用燃油，降低了费用；

2、实现了锅炉的单一燃料运行，减少了环境污染，避免了安全隐患；

3、结构简洁，安装方便，使用维护容易；

4、采用电加热元件和预热核，煤粉进入到预热核，预热核内部设置有电加热元件，来对煤粉进行初次加热，同时预热核的内壁设置有防火保温材料，来降低热量的散失；

5、采用了升温核和初燃核，利用预热核和初燃核内设置的电加热元件，升温核内的电加热元件来对煤粉进行二次加热，随后煤粉进入到初燃核内，初燃核内的加热元件继续对煤粉进行升温加热并达到燃点对被加热后的煤粉进行引燃，利用多组电加热元件来完成对煤粉的引燃，引燃的操作较为的简单和便捷。

附图说明

图1为本发明提出的一种烛苗式火种的正视结构示意图；

图2为本发明提出的一种烛苗式火种的正视局部剖视示意图；

图3为本发明提出的一种烛苗式火种的均化核内部结构示意图；

图4为本发明提出的一种烛苗式火种的螺旋风叶的结构示意图；

图5为本发明提出的一种烛苗式火种的预热核、升温核和初燃核的内部结构示意图；

图6为本发明提出的一种烛苗式火种的充分燃烧核的内部结构示意图；

图7为为本发明提出的一种烛苗式火种的火焰集束核的内部结构示意图。

图中：1气粉进口法兰、2均化核、3螺旋风叶、4预热核、5升温核、6初燃核、7充分燃烧核、8火焰集束核、9支架、10调整装置、11电加热元件、12测温元件、13喷火口法兰、14高导热耐火材料、15高保温材料、16钢铁材料外壳、17二次进风口。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7所示，一种烛苗式火种，包括气粉进口法兰1，气粉进口法兰1为原料的入口，气粉进口法兰1的右侧固定安装有均化核2，均化核2由耐磨合金制成，均化核2为锥形构件，且小径端向左，均化核2为气粉流进口，且均化核2的内部固定安装有由耐磨钢制成的螺旋风叶3，螺旋风叶3由耐磨钢高温铸造而成，利用均化核2内的螺旋风叶3，将煤粉呈雾状进行分离，让煤粉充满流通通道，便于后续对煤粉进行加热。

均化核2的右侧固定安装有预热核4，预热核4的右侧固定安装有升温核5，升温核5的右侧固定安装有初燃核6，预热核4、升温核5和初燃核6的外形呈圆形、正方形、多棱形或椭圆形，预热核4、升温核5和初燃核6的内部均为单筒形或多筒形，筒形为圆形、椭圆形或棱形，预热核4、升温核5和初燃核6内部表面的材料由内向外依次是高导热耐火材料14、电加热元件11、高保温材料15和钢铁材料外壳16，通过预热核4、升温核5和初燃核6最内侧设置的高导热耐火材料14，能够有效减小热量损失，提高能源的利用率，增加设备的耐火性，避免电加热元件11产生的高温对设备外部的零部件造成损伤。

高导热耐火材料14是由含有碳化硅的耐火材料采用成型烧制法、耐火砖砌筑或者耐火浇注材料浇筑而成的，电加热元件11呈包络式排列安装在高导热耐火材料14与高保温材料15之间，电加热元件11的安装方式为插入式安装，将整个筒形轴向表述为X向，则电加热元件11的插入方式为Y向或Z向的垂直插入或任意角度插入。

初燃核6的右侧固定安装有充分燃烧核7，充分燃烧核7的形状为圆锥形、正四棱锥形或多棱锥形，充分燃烧核7的内部是用成型烧制法、耐火砖砌筑或者耐火浇注材料浇筑而成的耐火材料，充分燃烧核7的右侧固定安装有火焰集束核8，火焰集束核8的内部由耐火材料制成，且其出口由碳化硅管制成，火焰集束核8上均匀设有二次进风口17，二次进风口17用于将外界风导入火焰集束核8内，使得火焰集束核8内能进行富氧二次充分燃烧，成为高温无烟火焰，并由充分燃烧核7的小径端喷出，进入火焰集束核8被进一步约束整理成一定强度，一定形状的火焰从喷火口法兰13处喷出。

均化核2、预热核4、升温核5、初燃核6和充分燃烧核7构成一个同轴的筒形整体，筒形整体便于煤粉的流通，筒形整体的下端固定安装有支架9，支架9上固定安装有调整装置10，支架9位于预热核4、升温核5和初燃核6的下端，且与调整装置10相连接，调整装置10具体由液压缸、接头和转轴组成，利用调整装置10上的液压杆运动，带动两侧支架9运动，进而对设备的高度进行调节。

预热核4、升温核5和初燃核6的内部均固定安装有电加热元件11，预热核4内的电加热元件11能够对煤粉进行初次加热，随后煤粉进入到升温核5内，升温核5的电加热元件11继续对煤粉进行升温加热，此时进入到初燃核6内，再次由电加热元件11对煤粉加热后引燃，利用多组电加热元件11来完成对煤粉的引燃，引燃的操作较为的简单和便捷，引燃后的煤粉进入到火焰集束核8内进行燃烧，最后到达火焰集束核8内进行集中，然后从喷火口法兰13进行喷出，该方式不会产生油烟，且对环境的污染较小。

电加热元件11由电热管、合金电炉丝、硅碳棒或硅钼棒组成，电加热元件11的供电频率为50Hz的低频，预热核4、升温核5、初燃核6和充分燃烧核7的内部均固定贯穿安装有测温元件12，测温元件12能够对预热核4、升温核5、初燃核6和充分燃烧核7的温度进行测温，便于对预热核4、升温核5和初燃核6处的煤粉加热进行控制，且火焰集束核8的右侧固定安装有喷火口法兰13，喷火口法兰13用于导出火焰。

本发明在使用时，气煤粉经由气粉进口法兰1正压进入均化核2内，利用均化核2内的螺旋风叶3以一定扩散角转变为旋转风，被进一步均匀化，让煤粉充满预热核4内，预热核4内的电加热元件11对煤粉进行预热，气粉流在这里被均匀的加热，并被测温元件12感知，达到设定的温度后，气粉进入升温核5内。随后，经过升温核5处的电加热元件11对煤粉进行二次加热，再经过初燃核6处的电加热元件11进一步升温加热，达到燃点温度起燃，起燃后的火焰正压进入充分燃烧核7的空间，并与二次进风口17的二次风相遇，进行富氧二次充分燃烧，成为高温无烟火焰，由充分燃烧核7的小径端喷出，进入火焰集束核8内被进一步约束，整理成一定强度和形状的火焰从喷火口法兰13处喷出；

同时预热核4、升温核5、初燃核6和充分燃烧核7内设置有高导热耐火材料14和高保温材料15，能够对电加热元件11产生的热量进行保温，降低热量的散失，同时高保温材料15外侧设置有高导热耐火材料14，高导热耐火材料14和高保温材料15之间设置有多个电加热元件11，方便将电加热元件11产生的热量进行导出；预热核4、升温核5和初燃核6的外形呈圆形、正方形、多棱形或椭圆形设置，构成一个连通的整体，便于煤粉的流通，充分燃烧核7的内部是用成型烧制法、耐火砖砌筑或者耐火浇注材料浇筑而成的耐火材料，其形状为圆锥形、正四棱锥形或多棱锥形，可以将火焰成束状，同时火焰集束核8的内部同样设置有耐火材料，用以增加火焰集束核8的耐火性。

本发明在气粉流的进口粉风比、风压、压力、预热温度、启燃初燃温度、燃烧温度、燃烧配风等全程工艺参数由PLC和PID温度控器统一智能化控制，控制精度高，反馈速度快，可以产生稳定连续的烛苗式火种。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明是通过具体实施例进行描述的，并不对本发明构成限制，参照本发明的设计思路和精神，来进行具体的变化、变形。对本专业的技术人员来说，是容易做到的。本专业技术人员明白，这样的变化应该属于本发明权利要求的限定范围。

本发明使用了均化核、螺旋风叶、预热核、升温核、初燃核、充分燃烧核、火焰集束核等术语，使用这些术语是为了清楚方便的叙述本发明的本质，但并不排除使用其他术语的可能，把它们换成或解释成其他术语和叙述方式并不能超出本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种烛苗式火种，包括气粉进口法兰（1），其特征在于，所述气粉进口法兰（1）的右侧固定安装有均化核（2），且均化核（2）的内部固定安装有由耐磨钢制成的螺旋风叶（3），所述均化核（2）的右侧固定安装有预热核（4），所述预热核（4）的右侧固定安装有升温核（5），所述升温核（5）的右侧固定安装有初燃核（6），所述初燃核（6）的右侧固定安装有充分燃烧核（7），所述充分燃烧核（7）的右侧固定安装有火焰集束核（8）；

所述均化核（2）、预热核（4）、升温核（5）、初燃核（6）和充分燃烧核（7）构成一个同轴的筒形整体，所述筒形整体的下端固定安装有支架（9），所述支架（9）上固定安装有调整装置（10），调整装置（10）具体由液压缸、接头和转轴组成，利用调整装置（10）上的液压杆运动，带动两侧支架（9）运动，进而对设备的高度进行调节，所述预热核（4）、升温核（5）和初燃核（6）的内部均固定安装有电加热元件（11），所述预热核（4）、升温核（5）、初燃核（6）和充分燃烧核（7）的内部均固定贯穿安装有测温元件（12），且火焰集束核（8）的右侧固定安装有喷火口法兰（13）。

2.根据权利要求1所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述均化核（2）由耐磨合金制成，所述均化核（2）为锥形构件，且小径端向左，所述均化核（2）为气粉流进口。

3.根据权利要求1所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述电加热元件（11）由电热管、合金电炉丝、硅碳棒或硅钼棒组成，所述电加热元件（11）的供电频率为50Hz的工频。

4.根据权利要求1所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述预热核（4）、升温核（5）和初燃核（6）的外形呈圆形、正方形、多棱形或椭圆形，所述预热核（4）、升温核（5）和初燃核（6）的内部均为单筒形或多筒形，所述筒形为圆形、椭圆形或棱形。

5.根据权利要求1所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述预热核（4）、升温核（5）和初燃核（6）内部表面的材料由内向外依次是高导热耐火材料（14）、电加热元件（11）、高保温材料（15）和钢铁材料外壳（16）。

6.根据权利要求5所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述高导热耐火材料（14）是由含有碳化硅的耐火材料采用成型烧制法、耐火砖砌筑或者耐火浇注材料浇筑而成的。

7.根据权利要求5所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述电加热元件（11）呈包络式排列安装在高导热耐火材料（14）与高保温材料（15）之间，所述电加热元件（11）的安装方式为插入式安装。

8.根据权利要求1所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述充分燃烧核（7）的形状为圆锥形、正四棱锥形或多棱锥形。

9.根据权利要求1所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述充分燃烧核（7）的内部是用成型烧制法、耐火砖砌筑或者耐火浇注材料浇筑而成的耐火材料。

10.根据权利要求1所述的一种烛苗式火种，其特征在于，所述火焰集束核（8）的内部由耐火材料制成，且其出口由碳化硅管制成，所述火焰集束核（8）上均匀设有二次进风口（17）。

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