[发明专利]一种具有多层结构的等离子燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子燃烧器，尤其是一种适用更高温、更耐磨煤粉的等离子燃烧器。真正实现了等离子燃烧器使煤粉催化、汽化、裂化、着火、燃烧等功效。能适应其它等离子燃烧器不能适应的劣质煤种。

背景技术

等离子点火技术的研究始于20世纪70年代美国研制的等离子煤粉点火器。其点火机理：依靠等离子发生器发射的高温等离子体射流，直接点燃一次风煤粉，实现冷风点火。

80年代后期我国引进国外技术进行了一些等离子点火试验。随着不断的发展及改进，目前国内等离子点火装置基本上都是利用直流电流在空气介质气压0.005～0.02MPa的条件下接触引弧，在强磁场控制下获得350kW以下的直流空气等离子体，等离子体随着功率的不同，电弧后形成的中心温度也各有不同，350kW功率可产生T＞4700℃的局部中心高温区，温度梯度由内向外逐步减弱，电弧长度200-300mm内电弧温度梯度为最外层，温度为1200-700℃。等离子煤粉点火的原理为：煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎并再造挥发份，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。

目前等离子点火装置发展分为两大流派：一种是降低功率低温点火，使用等离子电弧火焰温度直接点火煤粉，对设备环境材质及工艺要求低，制作成本低，但等离子体产生的化学活性粒子利用较少，达不到等离子汽化、催化、裂化、化学、着火、燃烧等真正功效。另一种是适当提高功率有效利用电弧高温梯度及梯度长度，使煤粉中的活性粒子如原子（C、H、O）、原子团（OH、H₂、O₂）、离子（O₂－、H₂－、OH－、O－、H＋）和电子等有效的热化学转换，促进燃料完全燃烧，对等离子发生器采用了循环水冷技术和燃烧分级方式等，但炉膛内壁未实现较好的隔热及保温措施，常产生设备烧坏现象，使用寿命达不到规定要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有多层结构的等离子燃烧器，能提高等离子功率，有效的利用等离子电弧温度及温度梯度，充分利用活化粒子如原子（C、H、O）、原子团（OH、H₂、O₂）、离子（O₂－、H₂－、OH－、O－、H＋）和电子等有效的热化学转换，促进煤粉完全燃烧。所述技术方案如下：

一种具有多层结构的等离子燃烧器，所述燃烧器包括方形喷嘴、方圆过渡体、燃烧室、等离子发生器、裂化室、密封棉、浓淡分离装置、前支轮、后支轮，其特征在于所述燃烧器的方形喷嘴、方圆过渡体、燃烧室、裂化室都具有3层组织结构，内层是铬刚玉或碳化硅，中间层是氧化铝保温材料，外层是耐热钢板。

所述内层是铬刚玉，其由质量百分比大于等于91%的Al₂O₃，5%的Cr₂O₃，小于等于0.5%Fe₂O₃以及适量的高温胶黏剂混合，通过制作模具压制成型，然后再由1500℃以上的高温烧结而成。

所述内层的铬刚玉耐高温1600℃，耐压强度大于80Mpa，密度大于3.0g/cm³。

所述中间层选用使用温度1700℃的氧化铝高温保温材料。

所述外层用1Cr18Ni9Ti耐热钢板制成。

所述内层是碳化硅。

所述内层是不分片的整体式。

所述燃烧器由三层不同材质结合为一体，外层为耐热不锈钢，中间层为氧化铝保温材料，内层为铬刚玉制造而且是不分片的整体式，完全不同于现有技术中耐火瓷砖的拼接方式，也不同于其它耐火材料分块拼接形式（分块拼接会有沟槽裂缝不利于煤粉的冲刷而且耐温等级也不够），整体铬刚玉既能耐高温又能耐煤粉冲刷。使用寿命长，无需维修，提高生产效率。

本发明真正实现了等离子燃烧器使煤粉催化、汽化、裂化、着火、燃烧等功效，使用寿命长，不需要维修，延长电厂检修周期，提高生产效率。同时，能适应其它等离子燃烧器不能适应的劣质煤种。

附图说明

图1是一种具有多层结构的等离子燃烧器的结构图；

图2是煤粉气相温度-体积百分比图，其中K指开氏温度；

图3是煤粉固相温度-质量百分比图，其中K指开氏温度。