一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置及方法

本发明属于电站煤粉锅炉点火燃烧领域，具体涉及一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置及方法。

背景技术：

1、电站煤粉锅炉传统点火方法主要有以下两种，第一种是采用大油枪点火或者小油枪带点火，在电站煤粉锅炉启动前点燃油枪，随后将油枪深入到锅炉内的燃烧区域，投入煤粉并加热最后使之燃烧，直至锅炉的内部的负荷达到一定程度，锅炉内部燃烧稳定之后，拔出油枪。采用这种方法点火的问题是燃油消耗量太大，并伴有燃油不完全燃烧时会出现的污染问题。第二种是采用等离子点火，利用直流电将以压缩空气为介质的气体电离后产生功率稳定、定向流动的等离子弧，在燃烧室内与煤粉颗粒接触发生化学反应，使煤粉颗粒破碎、燃烧，从而点燃整个煤粉气流。等离子点火存在的问题是在点燃贫煤和无烟煤时效果很差，会出现锅炉内部的燃烧不充分，点火不稳定的情况，燃烧稳定性和燃尽率都很低，同时在使用过程中等离子电极会被污染磨损，需要及时更换。

2、总之，传统的点火方法需使用较多的燃料油，结焦和磨损问题也较为严重；等离子体点火技术也存在点火不稳定需助燃和电极极易受煤粉污染等问题。同时，这两种点火方法都存在电站锅炉在低负荷状态下内部燃烧不均匀导致的稳燃问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的燃料油浪费问题以及电站锅炉在低负荷状态下内部燃烧不均匀导致的稳燃问题，提出了一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置及方法，利用低压电弧对运动中的煤粉颗粒电阻体产生热效应，从而使其通过自身电阻发热自发升温，使煤粉颗粒达到着火点，再与通入的富氧煤粉气流相遇后被点燃，被点燃的煤粉颗粒随通入的煤粉气流进入锅炉内部，实现锅炉点火。

2、本发明一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，包括漏斗、低压电弧加热装置、气流输送装置和锅炉。所述的低压电弧加热装置包括加热通道、绝缘板、电极板、温度传感器和控制阀门。一对电极板间距固定在加热通道两侧；加热通道内位于各电极板的上下方均固定有绝缘板。温度传感器的检测端伸入加热通道内；所述的控制阀门设置在加热通道底端，加热通道底端固定在锅炉的煤颗粒入口处；所述的漏斗固定在加热通道顶端。所述的气流输送装置包括固定在锅炉侧部的内筒和外筒。所述的内筒设有空气流通道，空气流通道的出气口与锅炉的进气口连通。内筒和外筒之间的空间为煤粉气流通道；煤粉气流通道的煤粉出口与锅炉的煤粉进口连通。

3、优选地，所述的低压电弧加热装置设有多个，相邻低压电弧加热装置的加热通道首尾固定连接，最底部低压电弧加热装置的加热通道底端固定在锅炉的煤颗粒入口处；所述的漏斗固定在最顶部低压电弧加热装置的加热通道顶端。

4、优选地，所述的空气流通道比煤粉气流通道长。

5、优选地，所述煤粉气流通道的前半段为圆筒型，后半段为两边粗中间细的文丘里圆筒型。

6、更优选地，所述的外筒通过支撑臂与锅炉固定，且支撑臂与锅炉和外筒外壁之间均设有加强筋。

7、更优选地，还设有阻流板组件，所述的阻流板组件包括螺栓、螺母、弹簧、圆柱滚筒和阻流板；所述的螺栓固定在支撑臂内侧，螺栓上连接有螺母；所述的阻流板通过圆柱滚筒与外筒内壁铰接；弹簧穿过外筒开设的过孔，两端连接阻流板与螺母。

8、优选地，所述电极板的长度在60～80cm中选取，宽度在15～30cm中选取，厚度在2～5mm中选取。

9、该电站锅炉低压电弧点火稳燃装置的点火方法，具体步骤如下：

10、步骤一、利用破碎机破碎颗粒煤，再筛分出来粒径为0.1～2mm的煤颗粒。

11、步骤二、调节螺母靠近支撑臂，螺母对弹簧产生拉力，使阻流板绕圆柱滚筒向接近外筒内壁方向转动。把步骤一得到的煤颗粒倒入漏斗中，关闭漏斗盖；对电极板通电，打开控制阀门并调节加热通道中煤颗粒的流速，电极板间产生的低压电弧作用在沿着加热通道向下运动的煤颗粒中，煤颗粒在运动过程中产生热而升温，达到自身着火点后进入到锅炉内部。

12、步骤三、煤粉气流通道输送煤粉气流，空气流通道输送空气；煤粉气流到达煤粉气流通道后半段时，由于文丘里效应，煤粉气流中煤粉浓度增大，然后，煤粉气流从锅炉的煤粉进口进入锅炉内，并与进入到锅炉内部达到着火点的煤颗粒以及空气流通道输送进入到锅炉内部的空气混合，使煤颗粒点燃，持续这个过程，点燃整个锅炉。其中，由于煤粉气流通道后半段为文丘里圆筒型，煤粉气流进入到锅炉内部时为向四周发散状态，锅炉内煤粉气流的煤粉浓度均衡。

13、优选地，锅炉点燃后，调节螺母远离支撑臂，弹簧产生压力作用在阻流板上，阻流板绕圆柱滚筒向远离外筒内壁方向转动。

14、优选地，当锅炉处于低负荷状态，减少煤粉气流的浓度或者增大空气流速，使锅炉内部燃烧均匀。

15、本发明具有的有益效果是：

16、1.本发明针对电站锅炉在点火过程中的燃料油浪费以及电站锅炉在低负荷运行下需要稳燃的情况，设计了一种低压电弧点火稳燃装置，利用低压电弧对运动中的煤粉颗粒电阻体产生热效应，从而使其通过自身电阻发热自发升温，使煤粉颗粒达到着火点，达到着火点的煤颗粒与煤粉气流和空气流相遇而燃烧，进而使锅炉点火，实现了更高的燃烧效率；而且，低负荷运行时，可以通过减少煤粉气流的浓度或者增大空气流速，使锅炉内部燃烧均匀，从而保持电站锅炉燃烧的稳定性。另外，此点火方式使用稳定可控的电力清洁能源，避免了燃料油的浪费和空气污染问题。

17、2.本发明装置中加热所用的电极板材质为石墨，与等离子点火所用的不锈钢电极板相比，更耐腐蚀，使用时间更长久。

18、3.与传统的油枪点火方法和等离子点火方法相比，本发明点火方法的适用范围更广，可以用于贫煤和无烟煤等各种类型的煤粉电站锅炉。

技术特征：

1.一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，包括漏斗和锅炉，其特征在于：还包括低压电弧加热装置和气流输送装置；所述的低压电弧加热装置包括加热通道、绝缘板、电极板、温度传感器和控制阀门；一对电极板间距固定在加热通道两侧；加热通道内位于各电极板的上下方均固定有绝缘板；温度传感器的检测端伸入加热通道内；所述的控制阀门设置在加热通道底端，加热通道底端固定在锅炉的煤颗粒入口处；所述的漏斗固定在加热通道顶端；所述的气流输送装置包括固定在锅炉侧部的内筒和外筒；所述的内筒设有空气流通道，空气流通道的出气口与锅炉的进气口连通；内筒和外筒之间的空间为煤粉气流通道；煤粉气流通道的煤粉出口与锅炉的煤粉进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，其特征在于：所述的低压电弧加热装置设有多个，相邻低压电弧加热装置的加热通道首尾固定连接，最底部低压电弧加热装置的加热通道底端固定在锅炉的煤颗粒入口处；所述的漏斗固定在最顶部低压电弧加热装置的加热通道顶端。

3.根据权利要求1所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，其特征在于：所述的空气流通道比煤粉气流通道长。

4.根据权利要求1所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，其特征在于：所述煤粉气流通道的前半段为圆筒型，后半段为两边粗中间细的文丘里圆筒型。

5.根据权利要求4所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，其特征在于：所述的外筒通过支撑臂与锅炉固定，且支撑臂与锅炉和外筒外壁之间均设有加强筋。

6.根据权利要求5所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，其特征在于：还设有阻流板组件，所述的阻流板组件包括螺栓、螺母、弹簧、圆柱滚筒和阻流板；所述的螺栓固定在支撑臂内侧，螺栓上连接有螺母；所述的阻流板通过圆柱滚筒与外筒内壁铰接；弹簧穿过外筒开设的过孔，两端连接阻流板与螺母。

7.根据权利要求1所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置，其特征在于：所述电极板的长度在60～80cm中选取，宽度在15～30cm中选取，厚度在2～5mm中选取。

8.根据权利要求6所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置的点火方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

9.根据权利要求8所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置的点火方法，其特征在于：锅炉点燃后，调节螺母远离支撑臂，弹簧产生压力作用在阻流板上，阻流板绕圆柱滚筒向远离外筒内壁方向转动。

10.根据权利要求8所述的一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置的点火方法，其特征在于：当锅炉处于低负荷状态，减少煤粉气流的浓度或者增大空气流速，使锅炉内部燃烧均匀。

技术总结
本发明公开了一种电站锅炉低压电弧点火稳燃装置及方法，将一对电极板间距固定在加热通道两侧；加热通道内位于各电极板上下方均固定绝缘板；控制阀门设置在加热通道底端，加热通道底端固定在锅炉的煤颗粒入口处；漏斗固定在加热通道顶端；内筒设有空气流通道，空气流通道的出气口与锅炉的进气口连通；内筒和外筒之间的空间为煤粉气流通道；煤粉气流通道的煤粉出口与锅炉的煤粉进口连通。本发明利用低压电弧对运动中的煤粉颗粒产生热效应，使其发热升温达到着火点，然后与煤粉气流和空气流相遇而燃烧，进而使锅炉点火，实现了更高的燃烧效率；且低负荷运行时，减少煤粉气流浓度或增大空气流速，使锅炉内部燃烧均匀，保持电站锅炉燃烧稳定性。

技术研发人员：聂欣,苗典超,陆志平,郑世元,孟二宝
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16