CN201306708Y - 一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴，包括稳燃腔、稳燃腔的出口与炉膛相连，稳燃腔进口的中心线下部与浓一次风/煤粉气流入口管道连接，其特征在于，稳燃腔上置有热电偶，稳燃腔至少在一侧设有周界风口，与周界风口连通的周界风风道上设有控制周界风风量的阀门，自动执行机构的一端连接阀门，另一端通过DCS系统与热电偶连接。本实用新型的优点是能有效防止炉膛水冷壁产生高温腐蚀和结渣等问题，克服已有技术的不足。

Description

一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴

技术领域

本实用新型涉及一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴，尤其是涉及一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴，属于锅炉煤粉燃烧技术领域。

背景技术

目前，随着我国发电量的不断增加，发电用煤的煤耗量逐年增加，发电用煤中采用低挥发份煤的比例也在增加。低挥发份煤由于挥发份含量低、灰份高、热值低，如何在电厂锅炉中安全经济燃用低挥发份煤一直是我国电站锅炉工作者不断研究的课题，需要解决低挥发份煤的着火困难、燃尽困难、炉膛容易结渣和高温腐蚀等问题。同时随着发电用煤的耗量逐年增加，煤质的变化范围也在增加，这就要求煤粉喷嘴具有调节着火点的能力，防止煤质变化时燃烧不稳定以及烧坏喷嘴。

目前我国电站锅炉通常采用煤粉浓淡分离煤粉喷嘴，结合在煤粉喷嘴四周布置周界风的技术来满足上述的低挥发份煤的稳定燃烧，扩大煤种适应范围等要求。如采用宽调节比(WR)上下浓淡分离煤粉喷嘴，不同浓淡分离方式的水平浓淡分离煤粉喷嘴等。从运行效果看，通过调节周界风的开度能有效地控制煤粉气流的着火点，增加煤粉气流的刚性，防止煤粉气流贴壁而引起炉膛水冷壁的高温腐蚀和结渣等问题。

增加着火热的供应，是保证低挥发份煤粉气流及时、稳定着火的重要手段，为此需要强化煤粉气流与高温烟气的湍流混合。我国多年来开发的旋流预燃室、钝体燃烧器、双通道通用煤粉燃烧器、火焰稳定船燃烧器、偏置射流燃烧器、预热型煤粉燃烧器等，都通过强化煤粉气流与高温烟气的湍流混合来强化着火。

名称为“偏置射流火焰稳定装置”专利，申请号为88107152.8，该专利通过下偏置的一次风煤粉喷口，空气和煤粉混合物以约25m/s的速度进入圆型或矩形的稳燃腔，在它的引射作用下，稳燃腔上部出现一个很大的回流区，从而强化煤粉气流的着火。

名称为“着火点位置可调的双通道通用煤粉燃烧器”专利，专利号为ZL952208024，该实用新型专利涉及一种着火点位置可调的双通道通用煤粉燃烧器，该燃烧器由上、下一次风通道以及设在上、下一次风通道中间的端部风道和侧边风道组成。二股一次风煤粉经上、下通道进入回流空间，形成高温烟气回流，并与进入的一次风混合，使煤粉提前加热、着火、燃烧，侧边风及端部风用来调节煤粉着火点位置。该实用新型专利具有煤粉着火点可控的优点。

名称为“预热度可调的预热型煤粉燃烧器“，专利号为ZL96211946.6，该实用新型专利涉及一种预热度可调的预热型煤粉燃烧器，该燃烧器一端与炉膛相通，另一端与浓煤粉流管道相通。在燃烧器内由于空气和煤粉混合物以一定的速度进入圆型或方形的稳燃腔，在它的引射作用下，稳燃腔上部出现一个比较大的高温回流区，回流的高温烟气对浓煤粉气流进行预热，从而强化了煤粉气流的着火。在与浓煤粉流相通处的上部，开有一回流量调节风管道，管道上安装有一调节阀，在运行时根据燃烧的情况，对该阀门的开度作调节，就可以控制进入回流区的空气量，从而调节燃烧器内的回流强度，满足在煤种不同时，得到程度不同的预热效果。但是该调节工作一般需要运行人员根据煤种变化以及燃烧的情况进行手动调节，用户使用时不太方便。

该预热型煤粉燃烧器的一种改进型，在稳燃腔上布置热电偶，调节器和回流量调节风管道上的执行机构相连接，调节器的另一端与热电偶相连接，通过调节回流量调节风的大小来自动控制着火点。但是该改进型预热型煤粉燃烧器由于不设周界风，煤粉及时着火后二次风不能马上送入，容易出现局部区域缺氧燃烧产生还原性气氛，而引起水冷壁高温腐蚀等问题。由于不设周界风，一次风/煤粉气流的刚性较差，容易贴壁扫墙引起炉膛水冷壁的高温腐蚀和结渣等问题。另外当煤种向易着火方向变化时，由于不设置周界风，缺乏进一步调节着火点的手段，也容易出现着火点过于靠近喷嘴的情况。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效防止炉膛水冷壁产生高温腐蚀和结渣的可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴，包括稳燃腔、稳燃腔的出口与炉膛相连，稳燃腔进口的中心线下部与浓一次风/煤粉气流入口管道连接，其特征在于，稳燃腔上置有热电偶，稳燃腔至少在一侧设有周界风口，与周界风口连通的周界风风道上设有控制周界风风量的阀门，自动执行机构的一端连接阀门，另一端通过DCS系统与热电偶连接。

本实用新型所要解决的技术问题还可进一步通过如下技术方案加以解决：稳燃腔上置有热电偶，稳燃腔至少在一侧设有周界风口，与周界风口连通的周界风风道上设有控制周界风风量的阀门，自动执行机构的一端连接阀门，另一端通过DCS系统与热电偶连接，稳燃腔进口的中心线上部与回流量调节风管道连接，回流量调节风管道上置有调节阀，自动执行机构连接调节阀。

本实用新型由于采用上述技术方案，在预热型浓煤粉燃烧器的至少一侧布置周界风，在煤粉气流着火后周界风能够比较早地与煤粉气流混合，防止产生局部的还原性气氛，降低了燃烧器区域水冷壁产生高温腐蚀的风险。周界风风量可通过自动档板进行调节，同时在稳燃腔上布置测量喷嘴温度的热电偶，由热电偶的温度来反映喷嘴的着火情况，热电偶的温度由周界风档板进行自动调节，从而减轻运行人员的工作量，提高设备的可靠性能。周界风除上述两个功能外，还可以增强一次风/煤粉气流的刚性，防止一次风/煤粉气流贴壁扫墙引起炉膛水冷壁的高温腐蚀和结渣等问题。总之，通过对已有的预热型煤粉燃烧器进行改进，设计一种能够自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴，能有效防止炉膛水冷壁产生高温腐蚀和结渣等问题，克服已有技术的不足。

附图说明

图1为本实用新型实施例1结构示意图。

图2为本实用新型实施例2结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型的具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

如图1所示，为本实用新型实施例1结构示意图，所述的一种可调节着火点的快速着火煤粉喷嘴由稳燃腔1、周界风口2、周界风风道3、阀门4、自动执行机构5和热电偶9组成。

稳燃腔1为圆型或方形，稳燃腔1的出口与炉膛6相连，稳燃腔1进口的中心线下部与浓一次风/煤粉气流入口管道7连接，稳燃腔1上安装热电偶9，稳燃腔在一侧设有周界风口2，与周界风口2连通的周界风风道3上安装控制周界风风量的阀门4，自动执行机构5的一端连接阀门4，另一端通过DCS系统8与热电偶9连接，在稳燃腔上布置有热电偶9，通过机组的DCS系统8，热电偶9温度由周界风档板的开度来自动控制。

从浓一次风/煤粉气流入口管道7来的浓一次风/煤粉气流以一定的速度进入稳燃腔1，在一次风/煤粉气流的引射作用下，稳燃腔1上部出现一个比较大的高温烟气回流区，回流的高温烟气对一次风/煤粉气流进行预热，提高了一次风/煤粉气流的出口温度，这样就降低了达到一次风/煤粉气流着火温度所需要的着火热，从而强化了煤粉气流的着火，保证一次风/煤粉气流能够快速着火。

实践经验表明，周界风量能够有效控制一次风/煤粉气流的着火点。当周界风量开大时，有更多的周界风包围一次风/煤粉气流，由于周界风的温度只有340℃左右，要远低于低挥发份煤的着火温度。周界风量的增加使得一次风/煤粉气流达到着火温度需要吸收更多的热量，着火点就会向炉膛中心方向推后。着火点的推后又使得回流到稳燃腔1内的热烟气的温度有所下降，加热一次风/煤粉气流的效果下降，一次风/煤粉气流离开稳燃腔时的温度也会下降，同样使得一次风/煤粉气流达到着火温度需要吸收更多的热量，着火点也会向炉膛中心方向推后。当周界风量关小时，效果正好相反，着火点会靠近喷嘴出口。在《DL/T852-2004锅炉启动调试导则》中，要求燃烧调整时控制着火点离开喷嘴口位置在0.3～0.5m之间。

着火点的位置变化会影响到稳燃腔1上布置的热电偶9的温度的变化，当着火点离开喷嘴过远时，热电偶9的温度会下降，反之，当着火点离开喷嘴过近时，热电偶9的温度会升高。极端工况下，当一次风/煤粉气流在稳燃腔1内燃烧时，热电偶9的温度会急剧升高，这是需要避免的，否则会导致稳燃腔1内严重结渣及烧坏燃烧器。通过控制系统，根据热电偶9温度的变化，就可以通过自动执行机构5来控制阀门4的开度，自动将着火点的位置控制在离开喷嘴口0.3～0.5m左右，一方面保证一次风/煤粉气流能够快速着火，另外一方面能够防止稳燃腔内严重结渣及烧坏燃烧器的情况发生，同时能够防止炉膛水冷壁结渣和高温腐蚀。

锅炉运行时，影响一次风/煤粉气流着火点的主要因素有煤种变化，锅炉负荷变化等。在煤种变化范围不是很大的情况下，以及锅炉负荷变化时，通过周界风量的调节能实现着火点的自动控制。

实施例2：

如图2所示，为本实用新型实施例2结构示意图，所述的一种可调节着火点的快速着火煤粉喷嘴由稳燃腔1、周界风口2、周界风风道3、阀门4、自动执行机构5、调节阀10、热电偶9和回流量调节风管道11组成。

稳燃腔1为圆型或方形，稳燃腔1的出口与炉膛6相连，稳燃腔1进口的中心线下部与浓一次风/煤粉气流入口管道7连接，稳燃腔1上安装热电偶9，稳燃腔在一侧设有周界风口2，与周界风口2连通的周界风风道3上安装控制周界风风量的阀门4，自动执行机构5的一端连接阀门4，另一端通过DCS系统8与热电偶9连接，稳燃腔1进口的中心线上部与回流量调节风管道11连接，回流量调节风管道11上置有调节阀10，自动执行机构12连接调节阀10。

在煤种变化范围很大的情况下，通常是运行煤种的挥发份远高于设计煤种，其着火性能要远好于设计煤种时，可能会发生着火点离开喷嘴过近的情况，这时热电偶9的温度会远高于正常值，作为锅炉安全运行的监视信号给运行人员发出报警。运行人员就可以手动调节安装在回流量调节风管道11的调节阀10，开大该调节阀10，让部分空气流入稳燃腔1，降低稳燃腔1内的回流强度，配合周界风量的调节，控制着火点在正常的范围内，以保证设备的安全可靠运行。

本实用新型的可调节着火点的快速着火煤粉喷嘴的主要结构尺寸如下：

稳燃腔1长度L和稳燃腔1直径D的比例为：L/D＝0.8～2.5，稳燃腔1直径D与浓一次风/煤粉气流入口管道7直径Dc的比例为：D/Dc＝1.5～3.0，稳燃腔1内回流量调节风管道11的直径Da与浓一次风/煤粉气流入口管道7直径Dc的比例为：Da/Dc＝0.3～0.6，周界风口2的宽度为不大于200mm。

当稳燃腔1为方型时，D相当于稳燃腔的高度。

本实用新型的一个实施例是：

L/D＝1.5，D/Dc＝2.1，Da/Dc＝0.43，周界风的宽度H为40～90mm。

Claims (2)

1、一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴，包括稳燃腔(1)、稳燃腔(1)的出口与炉膛(6)相连，稳燃腔(1)进口的中心线下部与浓一次风/煤粉气流入口管道(7)连接，其特征在于，稳燃腔(1)上置有热电偶(9)，稳燃腔至少在一侧设有周界风口(2)，与周界风口(2)连通的周界风风道(3)上设有控制周界风风量的阀门(4)，自动执行机构(5)的一端连接阀门(4)，另一端通过DCS系统(8)与热电偶(9)连接。

2、根据权利要求1所述的一种可自动调节着火点的快速着火煤粉喷嘴，其特征在于，稳燃腔(1)进口的中心线上部与回流量调节风管道(11)连接，回流量调节风管道(11)上置有调节阀(10)，自动执行机构(12)连接调节阀(10)。

Images