一种煤粉燃烧器及一种锅炉的制作方法

本实用新型涉及火力发电机组的技术领域，尤其涉及一种煤粉燃烧器及一种锅炉。

背景技术：

目前，我国各大电网供电的峰谷日益增大，负荷低时，火力发电机组必须在低负荷下运行。火力发电机组一般通过将煤粉输送到锅炉中，煤粉燃烧的热量将水变成高压蒸汽推动汽轮发电机发电。锅炉在冷却启动时需要使用煤粉燃烧器引燃煤粉，在低负荷运行时也需要使用煤粉燃烧器稳燃。现有技术中一般采用油枪作为煤粉燃烧器，将燃料油(轻油、重油、渣油、奥立油等)进行雾化，使燃料油成为UM级颗粒，通过配风及引燃，使燃料油充分燃烧，带动煤粉燃烧。油枪的耗油量很大，为了节约燃油，现有的发电机组开始使用等离子体点火器。等离子体点火器以小能量的等离子电弧直接点燃煤粉气流，是一种无油点火器，可以节约大量燃油。然而，现有的等离子体点火器的功率最大功率为300kW左右，300kW功率很难有效地点燃贫煤等难着火的煤种；等离子体点火器一直在最大功率下运行时，使用寿命会降低，且随着等离子点火器启弧次数的增加，其启弧失败的概率也会增大。上述问题均会影响到等离子点火器的快速投用。因此，在发电机组低负荷稳燃时，等离子体点火器往往不能及时投用，仍需要使用油枪稳燃，不利于节油。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提出一种煤粉燃烧器，既能提高点火能力，利于冷却启动，在低负荷运行时又能起到快速稳燃作用，达到节油效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种煤粉燃烧器，包括等离子体点火器和中空状的燃烧器本体，所述燃烧器本体内设置有电磁感应线圈和由金属制成的一级燃烧筒，所述等离子体点火器的点火端穿过所述一级燃烧筒的入口端且位于所述一级燃烧筒内，所述电磁感应线圈呈螺旋环绕所述一级燃烧筒。

其中，所述电磁感应线圈均匀环绕于所述一级燃烧筒的外壁。

其中，所述电磁感应线圈与所述一级燃烧筒的外壁之间还设置有冷却层。

其中，所述电磁感应线圈还包覆有防磨外套。

其中，所述燃烧器本体的入口端连接有煤粉分离弯头，以将煤粉分离出一部分进入所述一级燃烧筒的入口端，其余煤粉进入所述一级燃烧筒的外壁与所述燃烧器本体之间的通道。

其中，所述一级燃烧筒的出口端还连接n个依次连接的次级燃烧筒，所述n为不小于1的自然数，所述次级燃烧筒内和位于最末端的所述次级燃烧筒的出口端的前方为预混燃烧区，所述其余煤粉进入到所述预混燃烧区中预混燃烧。

其中，所述燃烧器本体内设置有吹风件，所述吹风件包括由中空管围成的吹风管，所述吹风管的形状与所述一级燃烧筒的内壁相适应，所述吹风管位于所述一级燃烧筒的入口端，所述吹风管朝向所述一级燃烧筒的出口端开设有出风孔。

其中，多个所述出风孔沿所述中空管均布。

其中，所述一级燃烧筒的出口端处设置有温度传感器，所述吹风件还包括气管，所述气管的两端分别连通所述吹风管和送风器，所述送风器和所述温度传感器均电连接处理器。

本实用新型的第二目的在于提出一种锅炉，既能提高点火能力，利于冷却启动，在低负荷运行时又能起到快速稳燃作用，达到节油效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锅炉，包括上述的煤粉燃烧器。

有益效果：本实用新型提供了一种煤粉燃烧器及一种锅炉。煤粉燃烧器包括等离子体点火器和中空状的燃烧器本体，所述燃烧器本体内设置有电磁感应线圈和由金属制成的一级燃烧筒，所述等离子体点火器的点火端穿过所述一级燃烧筒的入口端且位于所述一级燃烧筒内，所述电磁感应线圈呈螺旋环绕所述一级燃烧筒。交变电流通过电磁感应线圈会产生交变磁场，由金属制成的一级燃烧筒位于交变磁场中，一级燃烧筒的内部将会出现涡旋电流，使一级燃烧筒快速升温。当煤粉为烟煤等易燃煤质时，可不使用电磁感应线圈加热一级燃烧筒，直接用等离子体点火器点燃煤粉；当煤粉为贫煤等难燃煤质，等离子体点火器由于功率不足无法直接点燃时，可使用电磁感应线圈加热一级燃烧筒，补充点火能量，电磁感应线圈的加热功率可根据需要进行调节。通过电磁感应线圈对一级燃烧筒加热，补充点火能量，可以提高煤粉燃烧器的点火能力，在低负荷下运行需要稳燃时，也可以通过电磁感应线圈快速加热一级燃烧筒达到稳燃的目的。且在冷却启动和稳燃时均不需要使用油枪，可以节约燃油。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1提供的煤粉燃烧器的结构示意图。

图2是图1的A处的局部放大图。

图3是本实用新型的实施例1提供的吹风件的结构示意图。

图4是图3的右视图。

其中：

1-等离子体点火器，2-燃烧器本体，21-一级燃烧筒，22-电磁感应线圈，23-次级燃烧筒，24-吹风件，241-吹风管，2411-出风孔，242-气管，3-煤粉分离弯头，5-火焰。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

参考图1-图4，本实施例提供了一种煤粉燃烧器。如图1和图2所示，煤粉燃烧器包括等离子体点火器1和中空状的燃烧器本体2，燃烧器本体2内设置有电磁感应线圈22和由金属制成的一级燃烧筒21，等离子体点火器1的点火端穿过一级燃烧筒21的入口端且位于一级燃烧筒21内，电磁感应线圈22呈螺旋环绕一级燃烧筒21。交变电流通过电磁感应线圈22会产生交变磁场，由金属制成的一级燃烧筒21位于交变磁场中，一级燃烧筒21的内部将会出现涡旋电流，使一级燃烧筒21快速升温。当煤粉为烟煤等易燃煤质时，可不使用电磁感应线圈22加热一级燃烧筒21，直接用等离子体点火器1点燃煤粉；当煤粉为贫煤等难燃煤质，等离子体点火器1由于功率不足无法直接点燃煤粉时，可使用电磁感应线圈22加热一级燃烧筒21，对流经一级燃烧筒21内的煤粉产生高温辐射，还增加了煤粉与高温体的接触，总的点火能量比等离子体点火器1的点火能量大，能提高煤粉中的挥发分，有助于加速煤粉的点燃，电磁感应线圈22的加热功率可根据需要进行调节。通过电磁感应线圈22对一级燃烧筒21快速加热，补充点火能量，可以提高煤粉燃烧器的点火能力，在低负荷下运行需要稳燃时，也可以通过电磁感应线圈22快速加热一级燃烧筒21以达到稳燃的目的。且煤粉燃烧器在冷却启动和稳燃时均不需要使用油枪，可以节约燃油。一级燃烧筒21的长度可以为700mm-800mm，以获得较好的点火效果，同时避免一级燃烧筒21内结焦。

为了获得更好的加热效果，电磁感应线圈22均匀环绕于一级燃烧筒21的外壁，使得一级燃烧筒21的各个区域被均匀加热。一级燃烧筒21的外壁沿两个开口(入口端和出口端)的方向上均环绕有电磁感应线圈22，对整个一级燃烧筒21均匀加热，形成高温体，获得更大的点火能量。由于一级燃烧筒21的在被电磁感应线圈22加热后，其温度在700-800°左右，可能会对电磁感应线圈22造成影响，因此，在电磁感应线圈22与一级燃烧筒21的外壁之间还可以设置冷却层。具体而言，冷却层可以是包覆在电磁感应线圈22外侧的冷却套，且冷却套和电磁感应线圈之间还可以通冷却水等，通过冷却水和冷却套保护电磁感应线圈22不受影响。冷却层也可以是一级燃烧筒21的外壁再套设一层冷却管，冷却管由非金属材质且耐高温的材质制成，如陶瓷等，电磁感应线圈22缠绕在冷却管的外壁，冷却管和一级燃烧筒21的外壁之间可以间隔一定的间隙，利用空气的不良导热性隔绝大部分的热量，还可以继续在冷却管的外壁和电磁感应线圈22之间设置冷却水管等，保护电磁感应线圈22。电磁感应线圈22还可以包覆防磨外套，防磨外套由不导电且耐磨材料制成，将电磁感应线圈22与燃烧器本体2内的空间隔离，延长电磁感应线圈22的使用寿命。

如图1所示，燃烧器本体2的入口端连接有煤粉分离弯头3，以将煤粉分离出一部分进入一级燃烧筒21的入口端，其余煤粉进入一级燃烧筒21的外壁与燃烧器本体2之间的通道。正常运行时，携带有煤粉的气流进入煤粉分离弯头3后，30％的煤粉会进入到一级燃烧筒21内，被等离子体点火器1产生的电弧引燃，完成冷却启动过程，或者是在低负荷运行时稳燃。当等离子体点火器1功率偏小无法将贫煤等难燃煤种点燃，需要补充点火能量时，或在稳燃阶段，等离子体点火器1不能快速投入使用时，可以使用电磁感应线圈22，将一级燃烧筒21迅速加热成高温体，对流经一级燃烧筒21内的煤粉产生高温辐射，还增加了煤粉与高温体的接触，总的点火能量比等离子体点火器1的点火能量大，能提高煤粉中20％-80％的挥发分，有助于加速煤粉的点燃形成火源。为延长等离子体点火器1的使用寿命，使用过程中，可将等离子体点火器1的功率降低或关停。一级燃烧筒21的出口端还连接n个依次连接的次级燃烧筒23，n为不小于1的自然数，本实施例中，n为1，即在一级燃烧筒21的出口端连接有1个次级燃烧筒23，次级燃烧筒23内和位于最末端的次级燃烧筒23的出口端的前方为预混燃烧区，从煤粉分离弯头3处分离出来的70％的煤粉进入到预混燃烧区中预混燃烧，喷入锅炉。设计多个燃烧筒，可以利用分级燃烧逐级放大的方法点燃后续煤粉，以降低一级燃烧筒21内煤粉引燃的难度。一级燃烧筒21内的煤粉燃烧为引燃次级燃烧筒23内的煤粉并释放挥发分提供能量保障。N只要是不小于1的自然数均可，即，可以继续在一级燃烧筒21后设置1个、2个或多个次级燃烧筒。

参考图1-图4，本实施例的燃烧器本体2内设置有吹风件24，吹风件24包括由中空管围成的吹风管241，吹风管241的形状与一级燃烧筒21的内壁相适应，吹风管241位于一级燃烧筒21的入口端，吹风管241朝向一级燃烧筒21的出口端开设有出风孔2411。本实施例的一级燃烧筒21为圆柱形的中空结构，因此，吹风管241也是一个环形的中空管，当然，吹风管241的形状只要与一级燃烧筒21的内壁相适应即可，并不限于此形状。吹风管214通过出风孔2411向一级燃烧筒21的内壁吹风降温，防止一级燃烧筒21内结焦。出风孔2411的位置可以是贴近一级燃烧筒21的内壁，出风孔2411的开口朝向可以是沿一级燃烧筒21的轴向方向，也可以是偏向于一级燃烧筒21的内壁，以更好的将气流吹向一级燃烧筒21的内壁，出风孔的直径可以为5mm-7mm。多个出风孔2411可以沿中空管均布，以使得一级燃烧筒21的内壁的气流均匀。由于吹风件是用于一级燃烧筒21的内壁降温，因此，在一级燃烧筒21的出口端处还设置有温度传感器，吹风件24还包括气管242，气管242的两端分别连通吹风管241和送风器，送风器和温度传感器均电连接处理器。处理器根据温度传感器的检测的数值，判断一级燃烧筒21的出口端的温度超过阈值(如800°)，如果超过阈值则启动送风器，向气管242送风，从而通过出风孔2411送风而降低一级燃烧筒21的内壁的温度。送风器可以是普通的风机等，温度传感器可以选用耐高温的热电偶温度传感器。

实施例2

本实施例提供了一种锅炉，包括上述的煤粉燃烧器。通过电磁感应线圈22对一级燃烧筒21快速加热，补充点火能量，可以提高煤粉燃烧器的点火能力，在低负荷下运行需要稳燃时，也可以通过电磁感应线圈22快速加热一级燃烧筒21以达到稳燃的目的。通过使用上述的煤粉燃烧器，在冷却启动和稳燃时运行稳定可靠，且均可以不用油枪，可以节约燃油。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。