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WO2003019079A1 - Coal-burning boiler's ignition burner - Google Patents

Coal-burning boiler's ignition burner Download PDF

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Aisheng Wang
Dong Tian
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the utility model relates to an ignition burner of a coal-fired boiler.
  • an object of the present invention is to provide a coal-fired boiler ignition burner that can save a large amount of fuel.
  • a coal-fired boiler ignition burner It is mainly composed of a micro-oil gun with enhanced combustion and a pulverized coal burner.
  • the enhanced combustion micro oil gun is composed of an atomizing nozzle, an air inlet, an oil burner, a first air distribution cylinder, and an ignition device.
  • the pulverized coal burner is composed of a cooling structure, an air inlet, an expansion tank, a bracket, an external nozzle, a cooling air duct, a second air distribution duct, and the like.
  • the ignited burner of the coal-fired boiler of the utility model adopts a miniature oil gun with enhanced combustion to ignite the pulverized coal in the burner, and uses the heat emitted by the pulverized coal to start and stabilize the combustion of the pulverized coal boiler.
  • the oil rate can reach over 90%, which has huge economic benefits.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an ignition burner of a coal-fired boiler according to the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line A-A in FIG. 1.
  • the coal-fired boiler ignition burner of the present invention includes a miniature oil gun 14 and a pulverized coal burner 3.
  • the miniature oil gun 14 is composed of an atomizing nozzle 17, an oil burner 15, an ignition device 18, a first air distribution cylinder 9, 10, and an air inlet 19.
  • the pulverized coal burner 3 is composed of a multi-stage window-type gas film cooling ring, an air inlet 22, an expansion tank 1, a bracket 4, an external nozzle 2, a cooling jacket 5, a cooling fan 2, and a second fan 11. The above parts are assembled together by welding or screw connection.
  • the miniature oil gun can be installed on the same axis as the pulverized coal burner, or it can be angled. Specifically, the relative position of the micro oil gun 14 and the pulverized coal burner 3 may be a single oblique insertion type, or the micro oil gun may be coaxially inserted into the pulverized coal burner coaxially at the elbow of the pipeline. Multiple hedged arrangements.
  • the atomizing nozzle 17 of the miniature oil gun 14 may adopt a mechanical atomizing method, a steam atomizing method, or an air atomizing method.
  • a cooling gap is left between the air distribution tube (10) in the micro oil gun (14) and the outer wall of the oil burner (15).
  • the upper oil burner 15 may be composed of a cyclone 16, a corrugated plate cooler 13, a deep oxygen supply hole 12, and a casing 20.
  • the number of swirling pieces of the cyclone 16 and the included angle, and the size and number of the depth oxygen supply holes 12 are determined according to the strength and flow of the swirling flow.
  • the angle of the swirl plates in the swirler 17 is 30 to 60 degrees, and the number of the swirl plates is 6 to 16 pieces.
  • the multi-stage window-type gas film cooling ring such as the first cooling ring 6, the second cooling ring 7, the third cooling ring 8, and the cooling jacket 5, constitute a cooling structure of the pulverized coal burner 3.
  • the cooling structure of the pulverized coal burner 3 may also adopt the same corrugated plate-type gas film cooling structure as that of the oil burner 15 in the micro oil gun 14. The following describes the working process of a coal-fired boiler ignition burner as a preferred embodiment of the present invention with reference to the drawings.
  • the pressurized air in the air distribution tube 10 is divided into three paths.
  • a path of pressurized air enters the oil burner 15 through the swirler 16 of the miniature oil gun 14 and establishes a flame stabilization zone therein.
  • the other path of pressure air enters the oil burner 15 from the periphery of the cyclone for supplementary combustion.
  • Part of the third-path pressure air enters the oil burner 15 through the deep oxygen supply hole 12 for oxygen enrichment combustion, and the other part flows into the inner wall of the oil burner through the inner and outer corrugated gaps of the multi-stage corrugated plate cooler 13 and establishes a high speed Gas film protects the wall of the combustion cylinder from high temperature shocks.
  • This part of the compressed air is mixed and combusted after cooling the inner and outer walls of the oil burner 15.
  • the intensified miniature oil gun emits a high temperature torch with a temperature of 1400-1600 degrees Celsius.
  • the torch enters the pulverized coal burner 3 surrounded by a gas film formed by a multi-stage corrugated-plate gas film cooler.
  • the pulverized coal in the igniter is ignited.
  • a multi-stage window film cooler is also used in the pulverized coal burner 3.
  • the pressurized air from the cooling air passage 21 cools the inner wall surface of the burner through the window film cooler, which avoids the burner. Scorching and burning.
  • air or dry steam can be introduced through the inlet 11 in the pulverized coal burner 3 to enhance the enhanced combustion of pulverized coal.
  • the high temperature carbon particles are mixed with the dry steam entering from the inlet 11 to generate high heat worth carbon monoxide and hydrogen:
  • the high temperature torch obtained is as high as 2 million kcal, which provides a good source of ignition for large-capacity pulverized coal including lean coal and anthracite Good condition.
  • a 300,000-kilowatt unit boiler is normally started, and about 100 tons of diesel are needed for a cold start.
  • the fuel consumption is not more than 6 tons, and the fuel saving is about 94%, which has huge economic benefits.
  • Another advantage of the utility model is that in the presence of an oil system, the system reconstruction workload is small and the reconstruction cost is low. Miniature oil guns are used for low maintenance and simple and reliable structure.

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Description

燃煤锅炉的点火燃烧器 技术领域
本实用新型涉及一种燃煤锅炉的点火燃烧器。
背景技术
传统的工业燃煤锅炉的启动点火及低负荷稳燃需要烧掉大量 的燃油， 例如， 1999年中国电力行业烧油 1365万吨。 对小油枪 预燃室的研究已进行了十多年， 其中， 采用小油枪在煤粉燃烧器 喷口附近进行油煤混烧的技术取得了很大的成功。 节油效果比较 明显。 但是， 未能研制出具有煤粉内燃功能的强化燃烧微型油枪 及强化燃烧煤粉燃烧器， 节油效果有限， 影响了电力行业的经济 效益。
实用新型内容
因此， 本实用新型的目的就是提供一种可以大量节约燃油的 燃煤锅炉点火燃烧器。
该目的是通过这样一种燃煤锅炉点火燃烧器实现的： 它主要 由强化燃烧的微型油枪及煤粉燃烧器组成。 其中， 强化燃烧的微 型油枪由雾化喷嘴、 进气道、 油燃烧器、 第一配风筒以及点火装 置等组成。 煤粉燃烧器由冷却结构、 进气道、 膨胀槽、 支架、 外 喷口、 冷却风筒、 第二配风筒等组成。
本实用新型的燃煤锅炉点火燃烧器采用强化燃烧的微型油枪 点燃燃烧器中的煤粉， 利用强化燃烧的煤粉放出的热量启动及稳 燃煤粉锅炉， 因而能够节约大量的燃油， 节油率可达 90 %以上， 具有巨大的经济致益。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。 附图中： 图 1是本实用新型的燃煤锅炉点火燃烧器的结构示意图； 图 2是沿图 1中 A - A剖面线的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图 1所示， 本实用新型的燃煤锅炉点火燃烧器包括微型油 枪 14及煤粉燃烧器 3。 其中， 微型油枪 14由雾化喷嘴 17、 油燃 烧器 15、 点火装置 18、 第一配风筒 9、 10、 进气道 19构成。 煤 粉燃烧器 3由多级窗式气膜冷却环、 进气道 22、 膨胀槽 1、 支架 4、 外喷口 2、 冷却套 5、 冷却风筒 2、 第二配风筒 11构成。 以上 部件采用焊接或螺钉联结方式組装在一起。
微型油枪同煤粉燃烧器可以安装在同一条轴线上， 亦可以成 一定角度。 具体来说， 微型油枪 14同煤粉燃烧器 3的相对位置可 以是单只斜插式， 也可以将微型油枪在管道弯头处同轴向顺插进 煤粉燃烧器， 还可以采取多只对沖式布置。
微型油枪 14的雾化喷嘴 17可以采用机械雾化方式， 蒸汽雾 化方式或者空气雾化方式。
作为优选的实施方式， 微型油枪（14 ) 中配风筒 （10 ) 同油 燃烧器（ 15 ) 外壁之间留有一条冷却缝隙。
上迷油燃烧器 15可由旋流器 16、 波紋板式冷却器 13、 深度 补氧孔 12和壳体 20构成。
旋流器 16的旋流片数及夹角、 深度补氧孔 12的尺寸及数量 根据旋流强度及流量确定。 但作为优选的实施方案， 旋流器 17中 的旋流片角度为 30 - 60度， 片数为 6 - 16片。
所述多级窗式气膜冷却环， 例如第一冷却环 6、 第二冷却环 7 和第三冷却环 8, 以及冷却套 5, 构成上述煤粉燃烧器 3的冷却结 构。该煤粉燃烧器 3的冷却结构还可以采用与微型油枪 14中油燃 烧器 15相同的波紋板式气膜冷却结构。 下面结合附图说明作为本实用新型的优选实施例的燃煤锅炉 点火燃烧器的工作过程。
当启动锅炉时， 首先打开点火装置。 当雾化喷嘴 18喷出雾化 轻油后， 点火装置发出电火花将其点燃。 配风筒 10中的压力空气 分为三路。 一路压力空气通过微型油枪 14的旋流器 16进入油燃 烧器 15并在其内建立火焰稳定区。另一路压力空气从旋流器外围 进入油燃烧器 15进行补燃。第三路压力空气的一部分通过深度补 氧孔 12进入油燃烧器 15内进行补氧强化燃烧， 其另一部分则通 过多级波紋板冷却器 13 的内外波纹间隙流入油燃烧器内壁并建 立起高速气膜， 保护燃烧筒壁免受高温的冲击。 该部分压力空气 在对油燃烧器 15内外壁进行冷却后掺混燃烧。
强化燃烧的微型油枪发出温度高达 1400 - 1600 摄氏度的高 温火炬。 该火炬自始至终在通过多级波纹板式气膜冷却器所形成 的气膜包围下进入煤粉燃烧器 3。 当微型油枪 14的火焰冲入煤粉 燃烧器 3内时即点燃其内的煤粉。 同样， 在煤粉燃烧器 3内亦采 用了多级窗式气膜冷却器，从冷却风道 21来的压力空气通过窗式 气膜冷却器对燃烧器内壁面进行冷却， 避免了燃烧器的结焦和烧 损。
根据工况条件，可以通过煤粉燃烧器 3中的进气道 11通入空 气或干蒸汽， 增进煤粉的强化燃烧。 高温碳粒与从进气道 11进入 的干蒸汽混合生成高热值得一氧化碳及氢气：
C + H20→CO + H2
从而强化了煤粉的燃烧。
当整台锅炉完成启动后， 微型油枪关闭， 管道煤粉由右向左 正常进入炉膛， 完成一次正常启动程序。
由于采用了强化燃烧的微型油枪，所获得的高温火炬高达 200 万大卡， 为点燃大容量的包括贫煤、 无烟煤在内的煤粉提供了良 好的条件。 例如， 正常启动一台 30万千瓦的机组锅炉， 冷态启动 一次约需要 100吨柴油。.而采用本实用新型时， 油耗不大于 6吨， 节油约 94 % , 具有巨大的经济效益。
本实用新型的另一个优点是， 在存在油系统的条件下， 系统 改造工作量小， 改造费用低。 使用微型油枪维护量小， 结构筒单 可靠。

Claims

1. 一种燃煤锅炉的点火燃烧器， 包括微型油枪（14)及煤粉 燃烧器（3) , 其特征在于， 微型油枪（14) 由雾化喷嘴（17)、 油燃烧器（15)、 点火装置（18)、 第一配风筒（9、 10)、 进气 道（19)构成， 煤粉燃烧器（3) 由冷却结构、 进气道（22)、 膨 胀槽（1)、 支架（4)、 外喷口 （2)、 冷却风筒 （2)、 第二配 风筒 （11)构成。
2. 如权利要求 1所迷的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 油燃烧器（15) 由旋流器 （16)、 波紋板式冷却器（13)、 深度 补氧孔（ 12)、 壳体（20)构成。 )
3. 如权利要求 2所述的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 旋流器（16) 的旋流片的数目为 6- 16片， 旋流片角度为 30- 60 度。
4. 如权利要求 2所述的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 深度补氧孔（ 12)的尺寸及数量根据旋流强度及流量确定。
5. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 煤粉燃烧器（3)的冷却结构由多级窗式气膜冷却环及冷却套（5) 构成。
6. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 煤粉燃烧器（3) 的冷却结构采用波纹板式冷却器。
7. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 微型油枪（14)的雾化喷嘴（17)釆用机械雾化方式。
8. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 微型油枪（14)的雾化喷嘴（17)采用蒸汽雾化方式。
9. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器， 其特征在于， 微型油枪（14)的雾化喷嘴（17)采用空气雾化方式。
10. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器，其特征在于， 根据工况条件， 从煤粉燃烧器（3)的进气道（11)通入空气或干 蒸汽， 增进煤粉的强化燃烧。
11. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器，其特征在于， 微型油枪（14) 同煤粉燃烧器（3)的相对位置为单只斜插式。
12. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器，其特征在于， 微型油枪（ 14)在管道弯头处同轴向顺插进煤粉燃烧器中。
13. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器，其特征在于， 微型油枪（ 14)同煤粉燃烧器（3)的相对位置为多只对冲式布置。
14. 如权利要求 1所述的燃煤锅炉的点火燃烧器，其特征在于， 微型油枪（14) 中配风筒 （10) 同油燃烧器（15)外壁之间留有 一条冷却缝隙。
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