专利名称：实现煤粉锅炉无油点火的引燃方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤粉锅炉点火启动的方法和装置，尤其是煤粉锅炉无油点火的引燃方法 和装置。
背景技术：
近代煤粉锅炉启动运行时，均采用油枪点火引燃煤粉启动锅炉，待炉膛烧到煤粉着火点 以上高温时，才投入煤粉，这种先烧油后投煤的启动方式，需要耗费大量的燃料油，这是能 源政策所不能允许的。由于煤粉是和空气混合后在管道中高速流动的同态燃料，要想在极短 时间内将其点火引燃，存在着一定的技术难度，这也正是目前世界各国研究的课题。
发明内容
本发明的第一个目的是提出一种综合利用多种燃烧技术、实现煤粉锅炉无油点火的引燃 方法。本发明的第二个目的是提出一种根据上述多种燃烧技术设计的实现煤粉锅炉无油点火 的引燃装置。本发明应用综合燃烧技术，可以用较少的能量去引燃煤粉，节约燃油，降低生 产成本。
实现木发明第一个目的的技术方案是-
一种实现煤粉锅炉无油点火的引燃方法，采用电加热方法并综合利用下述燃烧技术
1) "三高"燃烧技术，三高即高温、高氧、高浓度燃料，使煤粉在特定区域进行热化反 应，促使它很快着火引燃。
2) 马弗燃烧技术，即马弗炉蓄热原理，先储备足够的能量以促使煤粉在极短时间内着火 引燃；根据理论计算100公斤马弗炉体，加热到1000'C时，其蓄热量可达68000KJ，可引燃 煤粉量为29.35公斤。
3) 逐级燃烧技术，即先着火燃烧的煤粉产生的热能再去引燃未着火的煤粉， 一级推至一 级，引起大量煤粉着火燃烧；根据理论计算，1公斤标准煤粉燃烧所产生的热量可以引燃12.65 公斤煤粉。
4) 旋风燃烧技术，使高速流动的煤粉在引燃器内停留较长时间和加强空气与煤粉的混 合，以提高煤粉的着火率和稳定燃烧，并实现引燃器燃烧温度的自动调节，控制引燃器内部 火焰温度，实现点火稳燃及自动熄火。
5) 自动控制技术，检测引燃器的火焰信号、火焰温度、壳体温度、冷却风温度等信号， 并将这些信号送到工控机，对燃烧进行控制，以保证点火引燃煤粉过程及自动熄火过程的自 动安全运行。
上述引燃方法，综合利用的燃烧技术还包括边界层燃烧技术，在煤粉与空气混合物流经 引燃器时，总有部分煤粉要擦边流动，由于壁面设计有粗糙凸凹痕，使部分煤粉停留在壁面 作静止燃烧，大大加强传热效果和燃烧强度；贴壁燃烧的煤粉形成了一个火焰围墙包围了中 部煤粉，促使中部煤粉更易着火引燃。
上述引燃方法，综合利用的燃烧技术还包括拉伐尔效应技术，引燃装置采用渐縮和渐扩 的腔体设计，当煤粉进入扩张区时，流速降低，压力增加，有利着火；当煤粉进入收缩区时， 流速增加，有利于煤粉加速从腔体喷出，增加火焰喷射力度。
实现本发明第二个目的的技术方案是
一种实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，它包括引燃器和控制器；所述引燃器为直筒形， 筒壁依次分为外层、夹层空间和内层，外层是保温层，内层是耐火层；在内层中设有一根以 上电热棒；所述引燃器的入口端设有一次风进风管，该进风管轴向通入引燃器内腔，外层设 有二次风进风管，二次风从外层进入并沿夹层空间流动至筒体全部，再经内层上的二次风喷 嘴进入引燃器内腔，形成旋风，引燃器的出口端通至锅炉炉膛；所述控制器根据温度检测和 火焰检测信号发出调节信号去调节一、二次风风量和电热棒电功率。
上述引燃装置，所述筒体内层上部设有凸凹形耐温材料，形成边界层效应。
上述引燃装置，所述引燃器为两头小、中间大的梭形，入口端形成渐扩区，出口端形成 渐缩区，产生拉伐尔效应。
上述引燃装置，所述控制器从引燃器内层及内腔中提収该区温度检测信号，从引燃器内 腔中提取火焰检测信号，从夹层中提取二次风温度检测信号。
上述引燃装置，另有输氧管通入所述引燃器内，以便在煤粉质量较差时也能引燃。
上述引燃装置，所述装置从上至下设有l-50层二次风喷嘴。
上述引燃装置，所述装置的二次风喷嘴切向设置。
上述引燃装置，每层二次风喷嘴是2-50个。
本发明的无油点火的引燃方法及其装置与现有技术相比具有以下优点
1、 本方法及其装置采用了多种燃烧技术、综合不同燃烧技术研究试验而成，可以消耗比 其他引燃方式更少的能量而引燃煤粉，节约了能源。
2、 本方法及其装置采用煤粉引燃煤粉，节约了燃料油，具有极其深远的能源战略意义。
3、 本方法及其装置将马弗燃烧、旋风燃烧、特别是边界层理论和拉伐尔效应等多种原理 和电加热方法相结合，设计构思完善，巧妙，独具匠心，设计结构简单，维护容易，启动能 量小，运行成本低。
4、 本方法及其装置使生产厂燃料一体化，无需建立燃油设备和供油管道，节约基建投资 和管理费用。
5、 本装置可以制造成不同热功率而适用于不同类型煤粉锅炉。
6、 本装置为外置式，只要将原锅炉的一二次风管与本装置连接即可使用，安装方便，现 场改造工作量不大，易于推广。
7、 本装置可作低负荷稳燃之用。
8、 本装置可减少对电除尘器的中毒，有利于环境保护。
图1是本发明的无油点火引燃装置的结构示意图； 图2是引燃器燃烧区的剖面图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，进一步说明本发明的无油点火的引燃方法及其装置。 本发明的实现煤粉锅炉无油点火的引燃方法，采用电加热方法并综合利用下述燃烧技术
1) "二高"燃烧技术，即高温、高氧、高浓度燃料，使煤粉在提供高温、高氧、高浓度 燃料的特定区域内进行热化反应，促使它很快着火引燃。
2) 马弗燃烧技术，即采用马弗炉蓄热原理，先储备足够的能量以促使煤粉在极短时间内 着火引燃。
3) 逐级燃烧技术，即先着火燃烧的煤粉产生的热能再去引燃未着火的煤粉， 一级推至一
级，引起大量煤粉着火燃烧。
4) 旋风燃烧技术，使高速流动的煤粉在引燃器内停留较长时间和加强空气与煤粉的混 合，以提高煤粉的着火率和稳定燃烧，同时控制着火温度，完成从点火到熄火的全过程。
5) 边界层燃烧技术，在煤粉与空气混合物流经引燃器时，总有部分煤粉要擦边流动，由 于炉内壁面设计有粗糙凸凹痕，使部分煤粉停留在壁面作静止燃烧，大大加强传热效果和燃 烧强度；贴壁燃烧的煤粉形成了一个火焰围墙包围了中部煤粉，促使中部煤粉更易着火引燃。
6) 拉伐尔效应技术，引燃装置采用渐缩和渐扩的腔体设计，当煤粉进入扩张区时，流速 降低，压力增加，有利着火；当煤粉进入收縮区时，流速增加，有利于煤粉加速从腔体喷出， 增加火焰喷射力度。
7) 自动控制技术，检测引燃器的火焰信号、火焰温度、壳体温度、冷却风温度等信号， 并将这些信号送到工控机，对燃烧进行自动控制，以保证点火引燃煤粉过稈安全运行。
参照图1，根据上述多种燃烧技术而设计的、可实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，它 包括引燃器和控制器。引燃器为两头小、中间大的梭形圆筒形，采用耐火钢材焊制而成，入
口端形成渐扩区，出口端形成渐縮区，产生拉伐尔效应；筒壁依次分为外层、夹层空间和内 层；外层1是保温隔热层，包有保温绝热材料以防止散热损失；中间的夹层空间3，用以通 冷却风和向筒内喷射产生旋转风，内层2是耐火蓄热层，涂有耐热材料和蓄热材料，以耐高 温和蓄积热能，内层2中设置电热棒18;引燃器内腔壁设有凸凹形耐温材料13，以增加边界 层的摩擦力对煤粉增长暂留作用，形成边界层效应，将燃烧空间加热到100(TC高温，远超过 煤粉的着火温度；引燃器内腔16设有二次风喷嘴14，图中显示在一个具体实例中设有4层 二次风喷嘴，引燃器的入口端设有一次风进风管12， 一次风进风管轴向通入引燃器内腔16; 外层1右上部设有二次风进风管15， 二次风在夹层空间3内沿箭头方向流动至筒体全部，再 从多个二次风喷嘴14贴壁切向喷入旋风燃烧区，二次风发挥了冷却钢板和加强燃烧的作用， 同时控制着火温度；引燃器的出口端通至锅炉炉膛；控制器从引燃器内腔16提取该区温度检 测信号8和火焰检测信号5、 7,从内层2中提取温度检测信号6，从夹层空间3中测取二次 风温度信号4，根据这些检测信号控制器发出调节信号自动控制一次风调节门11、 二次风调 节门10和电热棒的电功率9，以保证引燃器安全稳定的运行。
当煤粉质量较差时，可增设输氧管17通入引燃器内，使引燃器内腔增加氧气供给，以便 引燃。
参照图2，旋风燃烧区的二次风喷嘴14切向设置，在一个具体实例中，每层二次风喷嘴 是14个。
本引燃装置的工作原理是带有煤粉的一次风，从入口端喷嘴轴向喷入引燃器内腔，轴 向进入的煤粉，首先在引燃器内腔被高温引燃，然后与切向喷入的二次风混合，加强燃烧并 逐级由A、 B、 C、 D向出口处喷出并逐级加强。采取逐级引燃的正反馈方式，使星星之火可 以燎原，达到以最小的能量来引燃最多的煤粉。控制器根据检测信号，发出调节信号，以调 节轴向进煤和ABCD各层切向进入的二次风的分配比例，调节二次风量和电热棒的功率，控 制筒体内的燃烧温度，使煤粉在筒体内得到稳定燃烧，防止结焦保证燃烧稳定和运行安全， 使整个燃烧过程在自动控制下进行，最后喷出温度达到IOOO'C以上的高温火焰，从而达到启 动锅炉运行的目的。
权利要求
1、一种实现煤粉锅炉无油点火的引燃方法，其特征是，采用电加热方法并综合利用下述燃烧技术1)“三高”燃烧技术，三高即高温、高氧、高浓度燃料，使煤粉在特定区域进行热化反应，促使它很快着火引燃；2)马弗燃烧技术，即马弗炉蓄热原理，先储备足够的能量以促使煤粉在极短时间内着火引燃；3)逐级燃烧技术，即先着火燃烧的煤粉产生的热能再去引燃未着火的煤粉，一级推至一级，引起大量煤粉着火燃烧；4)旋风燃烧技术，使高速流动的煤粉在引燃器内停留较长时间和加强空气与煤粉的混合，以提高煤粉的着火率和稳定燃烧，并实现引燃器燃烧温度的自动调节，控制引燃器内部火焰温度，实现点火稳燃及自动熄火；5)自动控制技术，检测引燃器的火焰信号、火焰温度、壳体温度、冷却风温度等信号，并将这些信号送到工控机，对燃烧进行控制，以保证点火引燃煤粉过程及自动熄火过程的自动安全运行。
2、 根据权利要求1所述的引燃方法，其特征是，综合利用的燃烧技术还包括边界层燃烧 技术，在煤粉与空气混合物流经引燃器时，总有部分煤粉要擦边流动，由于壁面设计有粗糙 凸凹痕，使部分煤粉停留在壁面作静止燃烧，大大加强传热效果和燃烧强度；贴壁燃烧的煤 粉形成了一个火焰围墙包围了中部煤粉，促使中部煤粉更易着火引燃。
3、 根据权利要求1或2所述的引燃方法，其特征是，综合利用的燃烧技术还包括拉伐尔 效应技术，引燃装置采用渐縮和渐扩的腔体设计，当煤粉进入扩张区时，流速降低，压力增 加，有利着火；当煤粉进入收縮区时，流速增加，有利于煤粉加速从腔体喷出，增加火焰喷 射力度。
4、 一种实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，它包括引燃器和控制器；所述引 燃器为直筒形，筒壁依次分为外层、夹层空间和内层，外层是保温层，内层是耐火层；在内 层中设有一根以上电热棒；所述引燃器的入口端设有一次风进风管，该进风管轴向通入引燃 器内腔，外层设有二次风进风管，二次风从外层进入并沿夹层空间流动至筒体全部，再经内 层上的二次风喷嘴进入引燃器内腔，形成旋风，引燃器的出口端通至锅炉炉膛；所述控制器 根据温度检测和火焰检测信号发出调节信号去调节一、二次风风量和电热棒电功率。
5、 根据权利要求4所述的实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，所述筒体内层 上部设有凸凹形耐温材料，形成边界层效应。
6、 根据权利要求4所述的实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，所述引燃器为 两头小、中间大的梭形，入口端形成渐扩区，出口端形成渐縮区，产生拉伐尔效应。
7、 根据权利要求4、 5或6所述的实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，所述 控制器从引燃器内层及内腔中提取该区温度检测信号，从引燃器内腔中提取火焰检测信号， 从夹层中提取二次风温度检测信号。
8、 根据权利要求7所述的实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，另有输氧管通 入所述引燃器内。
9、 根据权利要求8所述的实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，所述装置从上 至下设有1-50层二次风喷嘴。
10、 根据权利要求9所述的实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，所述装置的 二次风喷嘴切向设置。
11、 根据权利要求10所述的实现煤粉锅炉无油点火的引燃装置，其特征是，每层二次风 喷嘴是2-50个。
全文摘要
本发明提供一种实现煤粉锅炉无油点火的引燃方法及其装置。其方法是采用电加热方法并综合利用下述燃烧技术1)“三高”燃烧技术；2)马弗燃烧技术；3)逐级燃烧技术；4)旋风燃烧技术；5)自动控制技术。其装置包括引燃器和控制器；引燃器为直筒形，筒壁分为外层、夹层空间和内层；内层中设有电热棒；引燃器入口端设有一次风进风管，外层设有二次风进风管，二次风从外层进入并沿夹层空间流动至筒体全部，再经二次风喷嘴进入引燃器内腔形成旋风，引燃器出口端至锅炉；控制器根据温度检测和火焰检测信号发出调节信号去调节一、二次风风量和电热棒电功率。本方法及装置消耗比其他引燃方式更少的能量而引燃煤粉，节约了能源。
文档编号F23Q13/00GK101178182SQ20071019501
公开日2008年5月14日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年12月10日
发明者王屹东, 王满家 申请人:王满家;王屹东