专利名称：采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器，它具有出力大、不结焦、燃烧效率高、火焰刚性强、可燃烧不同煤种等特点，特别是本燃烧器与直接点燃煤粉启动工业锅炉的等离子点火装置配套具有点火启动，低负荷稳燃及做主燃烧器功能。
传统工业煤粉锅炉的点火启动均采用燃油方式进行升温，一九九九年，电站煤粉锅炉计划用油高达320万吨，折合人民币近100亿元。国家计委曾在1997年“中国能源”白皮书中号召“研究开发推广应用以煤代油的技术及产品是结合我国国情的一项重要的能源政策，鼓励全社会开展以煤代油的工作。”为此，我国及全世界有关专家在八十年代以来曾经研究过采用等离子技术直接点燃煤粉的课题。澳大利亚研制出采用氮气保护电极的烟煤等离子点火装置，原苏联对该课题曾做过大量的基础研究工作，于一九九六年及一九九八年分别在我国宝鸡及韶关电厂做了点火试验，但均未启动成功。我国的清华大学、哈尔滨锅炉厂等单位都在该项目上做过大量的试验研究工作。
直接点燃煤粉启动电站锅炉的等离子点火装置(ZL 99 2 48829X)采用轴流式两级送粉燃烧器已于二○○○年二月十五日在烟台电厂实现了我国历史上燃煤锅炉启动的第一次无油点火。但是，该燃烧器存在着不同程度的结焦、烧蚀、功能及燃烧煤种单一、改造费用高等缺点，未能研制出一种适应性强，安全可靠的煤粉燃烧器影响了等离子点火装置的推广应用。
本实用新型的目的是提供一种采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能燃烧器，解决了燃烧器的结焦、烧蚀并具有点火、稳燃及做主燃烧器的功能，大大地提高了等离子点火装置的可靠性及经济性。
本实用新型的目的是这样实现的一种采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器，它主要由燃烧器喷口、四级燃烧筒、风粉管件、一次风粉进入管、二次风进入管，导流板、高温等离子体导管、可调煤粉浓淡导流板等组成。
其中，由一次风进入管17携带的煤粉经可调煤粉浓淡导流板18分三路进入燃烧器本体，首先20％的浓煤粉通过第一级燃烧筒进入管15经第一级燃烧筒导流板14进入第一级燃烧筒12。通过第二级燃烧筒进入管16经第二级燃烧筒导流板19进入第二级燃烧筒6，第三路20％的煤粉经一次风粉导流板10通过第三级燃烧筒煤粉通道20进入第三级燃烧筒4。
其中，二次风通过风粉管件7的二次风进入管9分两路进入燃烧器。一路风通过第一级燃烧筒外套管8上部入口冷却第一级燃烧筒12外壁后进行补氧燃烧。第二路风通过二次风通道22对第三级燃烧筒4外壁冷却后再分两路，其中一路进入第四级燃烧筒2内进行补氧燃烧另一路通过二次风通道24冷却第四级燃烧筒2后进入炉膛。
其中，当高温等离子体导管13提供高温等离子体时立即将上述20％的浓煤粉点燃，该火焰又进一步点燃60％的煤粉，其余20％的煤粉通过第三级燃烧筒煤粉通道20同如上火炬混合燃烧。该部分风粉气流还起到冷却第二级燃烧筒的作用。
本实用新型的优点是采用逐级放大点燃方式大大提高了本燃烧器的出力并且降低了能耗，本燃烧器除具有点火及稳燃功能外又具备了做主燃烧器的条件；采用了二次风分别对第一级燃烧筒12、第二级燃烧筒6、第三级燃烧筒4、第四级燃烧筒2实现了气膜冷却使燃烧筒壁温均降至灰熔点温度以下避免了结焦；在第三级燃烧筒4内通过淡煤粉流的补氧及第四级燃烧筒2内通过二次风补氧强化了燃烧并提高了火焰的刚性；通过第一级燃烧筒进入管15的煤粉经第一级燃烧筒导流板使径向送粉变为轴向送粉，并均等了管内环形压力实现了燃烧过程的风粉包火，避免了燃烧器结焦，达到了能够燃烧不同煤种的目的。
由于本燃烧器用于直接点燃煤粉启动工业锅炉的等离子点火装置上，加快了该设备在工业锅炉上的推广应用，由于取代了工业锅炉以燃油方式启动点火、稳燃的传统方法每年可为国家节约燃油约320万吨，折合人民币100亿元，具有明显的经济效益和社会效益。
图1是本实用新型所述采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器的结构示意图。
下面通过实施例结合附图对本实用新型做进一步的说明实施例1如
图1所示，一种采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器，它主要由燃烧器喷口1、第四级燃烧筒2、燃烧器外筒3、第三级燃烧筒4、二次风内套管5、第二级燃烧筒6、风粉管件7、第一级燃烧筒外套管8、二次风进入管9、一次风粉导流板10、第一级燃烧筒法兰盘11，第一级燃烧筒12、高温等离子体导管13、第一级燃烧筒导流板14、第一级燃烧筒进入管15、第二级燃烧筒进入管16、一次风粉进入管17、可调煤粉浓淡导流板18、第二级燃烧筒导流板19、第三级燃烧筒煤粉通道20、联接板21、二次风通道22、联接板23、二次风通道24，以上零部件依次用联接板通过焊接方式联接，风粉管件7同燃烧筒之间用螺钉联接，第一级燃烧筒12、第一级燃烧筒外套8及高温等离子体导管13同第一级燃烧筒法兰盘11焊接在一起。燃烧器喷口1同燃烧器外筒3焊接在一起。从二次风进入管9来的冷却风分三路分别对第一级燃烧筒外套管8，对第一级燃烧筒12外壁进行冷却并补氧；对第三级燃烧筒4外壁及第四级燃烧筒2外壁进行冷却；对第四级燃烧筒2内壁进行冷却及提前补氧；第二级燃烧筒6外壁用风粉气流进行冷却。
在第一级燃烧筒12内将径向送来的风粉混合物强制性变为轴向送粉，避免了燃烧器结焦，可以成功的点燃不同的煤种。
本实用新型的工作方式和原理是进入第一级燃烧筒12的少量煤粉被高温等离子体导管13传递来的高温等离子体点燃并形成小火炬，该小火炬冲入第二级燃烧筒6与大量煤粉混合并点燃。火焰在第三级燃烧筒4及第四级燃烧筒2内进行补氧强化燃烧及达到提高火焰的刚性的目的。
权利要求1.一种采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器，它主要由风粉管件及多级煤粉燃烧器组成。其特征在于在一次风粉进入管(17)内插入第一级燃烧筒进入管(15)，第二级燃烧筒进入管(16)及一个可调煤粉浓淡导流板(18)，在高温等离子体导管(13)及第一级燃烧筒外套管(8)外部焊接第一级燃烧筒导流板(14)及第二级燃烧筒导流板(19)；在一次风粉进入管(17)同二次风进入管(9)之间用一次风粉导流板(10)隔离。
2.根据权利要求1所述的采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的煤粉燃烧器，其特征在于在第四级燃烧筒(2)同第三级燃烧筒(4)之间及第三级燃烧筒(4)同第二级燃烧筒(6)之间均设计有导入二次风的环形间隙；第一级燃烧筒导流板(14)及第二级燃烧筒导流板(19)导流转角为90°。
专利摘要本实用新型公开了一种采用多级轴向送粉及气膜冷却技术的多功能煤粉燃烧器,其特点是在一次风粉进入管17内插入第一级燃烧筒进入管15、第二级燃烧筒进入管16及一个可调浓淡导流板18;在高温等离子体导管13及第一级燃烧筒外套管8外壁安装导流板14及19。在一次风粉进入管17同二次风进入管9之间用一次风粉导流板10隔离;在第四级燃烧筒2同第三级燃烧筒4之间及第三级燃烧筒同第二级燃烧筒之间均设计有可导入二次风的环形间隙。这种结构的煤粉燃烧器具有多级燃烧及避免燃烧器结焦等特点。它与等离子点火装置及其他点火源配套可实现无油或少油点火。具有巨大经济效益和社会效益。
文档编号F23D1/00GK2487965SQ0120102
公开日2002年4月24日 申请日期2001年1月15日 优先权日2001年1月15日
发明者王爱生, 纪书信, 王雨蓬, 王公林, 唐宏, 邵瑞虎 申请人:烟台开发区龙源电力燃烧控制工程有限公司