[实用新型]一种改进的粉煤气化炉等离子点火喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型属于煤气化设备点火领域，尤其是指粉煤进料的气化炉的等离子点火方式，是对现有粉煤气化炉点火方式的改进。

背景技术

目前，粉煤气化炉主要有Shell气化炉、Prenflo气化炉、西安热工院的两段气化炉等，其开车点火过程的共同特点是点火方式过于繁琐，喷嘴结构和逻辑控制非常复杂。该类气化炉根据不同的用途配置了三类喷嘴：点火喷嘴(1个)、开工喷嘴(1个)和煤喷嘴(4-8个)。其在气化炉投料开车中使用的先后顺序为：点火喷嘴→开工喷嘴→煤喷嘴。即通过点火喷嘴点火器电打火将合适配比的仪表空气与液化石油气点燃，接着依托点火喷嘴稳定的火源加上开工喷嘴恰当的氧油比将开工喷嘴点燃。开工喷嘴点燃后，气化炉逐渐升压，压力接近1.0MPa时投入第1个煤喷嘴(在压力接近0.65MPa时，启动激冷气压缩机并调整稳定)，在第1个煤喷嘴成功点燃后，稳定几分钟，再投入第2个煤喷嘴，最终将4个煤喷嘴投入，气化炉投料初步成功。此点火过程的缺点是：

1、在整个气化炉投料开车中，点火喷嘴很容易点着，开工喷嘴点火成功却存在一定难度，并且在开工喷嘴的点火过程中很容易出现问题：点火热量不足，尤其对挥发份值低的燃煤不易点燃；开工喷嘴头部经常烧坏，生产使用及维修成本高；设备使用寿命短，且燃料燃烧不充分，燃料热利用率低；启动过程复杂，启动和停炉不方便。

2、要装设独立的燃料供应和贮存系统。通常燃油和燃气的价格比所用固体燃料高，并且点火需要大量的燃油、燃气，随着油品和燃气价格的持续上涨，增加了工厂运行费用。

3、由于点火不利，从而造成后续燃烧不完全，产生对能源的浪费和对环境的污染。未燃尽的粉煤粒子对燃烧口以及燃烧口附近的内壁面产生贴壁结渣现象，从而导致高温腐蚀的发生，极大地影响了喷嘴的使用寿命。

已有技术中，已有相关专利对点火喷嘴进行了改造，比如，专利号为200820152717.8，名称为“一种粉煤气化炉用复合式开工喷嘴”的专利；专利号为200820020573.0，名称为“组合式粉煤气化燃烧装置”的专利。这些专利虽然对喷嘴进行了改造，但仍然采用天然气和燃油进行点火，没有从根本上消除传统点火存在的弊端。

等离子点火及稳燃技术是一项粉煤锅炉点火及稳燃过程中以煤代油的新技术，在燃煤电厂中，成功实现了冷炉启动前不需要投入油枪，即可实现等离子直接点火的功能。在等离子点火启动过程中，等离子点火喷嘴不超温，锅炉升温曲线完全满足启动要求，已成功的应用于多台电站锅炉。等离子火焰易控制并能稳定燃烧，根据它稳定燃烧的特性，通过调节供应燃料的速率可灵活控制，因此，等离子装置适于作为所有固体燃料气化炉的点火，不必附加使用燃油或燃气等燃料，灭火和产生爆炸的危险性极小。

在已有技术中等离子发生器装置的结构如图1所示，等离子发生器3包含阳极31、阴极32和线圈33。其中阴极32和阳极31由高导电率、高导热率及抗氧化的特殊材料制成，以承受高温电弧冲击。线圈33在高温情况下具有抗直流高压击穿能力。其发火原理为：在一定输出电流条件下，当阴极前进同阳极接触后，系统处在短路状态，当阴极缓缓离开阳极时，放电腔34内产生电弧35，电弧35在线圈磁场的作用下被拉出喷管外部。于压缩空气入口36进入的压缩空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体37，等离子体内含有大量的化学活性粒子，如原子(C、H、O)、离子(O^2-、H⁺、OH^-)和电子等。该等离子体在点火喷嘴中形成T＞5000K的梯度极大的局部高温火核，粉煤颗粒通过该等离子“火核”时，迅速释放出挥发物，并使粉煤颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧，达到点火并加速粉煤燃烧的目的。为保护等离子发生器装置本身，需用水冷却阴、阳极和线圈，等离子发生器设置有冷却水进水口38和冷却水出口39。

如何采用等离子技术解决上述技术问题，则是实用新型的设计课题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种粉煤气化炉点火方式，尤其是提供一种粉煤气化炉等离子点火方式，代替现存的点火喷嘴和开工喷嘴，不需要燃油和燃气，直接将煤喷嘴点燃，功能上实现“二合一”，从而达到点火热量充足、点火燃烧容易、燃料燃烧充分、节约能源、利于环保、适应燃煤能力强、延长设备使用寿命、降低使用成本的目的。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：