第二章等离子点火煤粉燃烧器工作原理

发布时间：2024-12-12| 来源：ob欧宝官方

  内燃烧而立即进入炉膛，因为煤粉燃烧后的热量使得空气体积迅速膨胀，受燃烧器内空间的

  限制，燃烧室内的风速会成倍提高， 造成火焰扩散的速度小于煤粉的传播速度而使燃烧不稳，

  当采取前面所述措施后，有利于减小燃烧室内的风速，使燃烧稳定。实际的运行实践证明： 采用最后一级煤粉进入炉膛内燃烧的结构，燃烧的稳定度大幅度的提升，对风速的要求降低了30%煤粉的然尽度也大幅度的提升（如图3.2所示）。

  即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义。

  本发生器为磁稳空气载 体等离子发生器，它由线圈、 阴极、阳极组成。其中阴极材 料采用高导电率的金属材料或 非金属材料制造成。阳极由高导 电率、高导热率及抗氧化的金 属材料制造成，它们均采用水冷 方式，以承受电弧高温冲击。 线V的直流电压击穿能 力，电源采用全波整流并具有 恒流性能。其拉弧原理为：首

  本装置利用直流电流（280---350A）在介质气压0.01-0.03Mpa的条件下接触引弧， 并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成

  T5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，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

  弧的作用下，被电离为高温等离子体，其单位体积内的包含的能量高达105〜106W/cm2,为点燃不同的煤

  根据高温等离子体有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原则设计了多级燃

  烧器。它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度、气流速度处于一个十分有利

  煤粉的浓度影响煤粉的着火温度，在点火区适当提高煤粉浓度有利于点火。等离子燃

  烧器内通过采用撞击式浓缩块获得点火区的相对较高浓度。对于现场燃烧器前有弯头的锅 炉，因弯头的离心浓淡作用及现场安装的地方的限制，有一定的概率会造成中心筒点火区的浓度降低，

  为了解决这一个问题同时减小改造工作量，可在弯头内加入弯板或扭转板，改变进入点火区的

  由于等离子燃烧器采用内燃方式，燃烧器的壁面要承受高温，因此加入了气膜冷却风

  （如图3.1所示），避免了火焰和壁面的直接接触，同时也避免了煤粉的贴壁流动及挂焦。

  为了减小燃烧器的尺寸，也可采取用一次风直接冷却的办法但须在燃烧器壁面上增加壁温测 点（如图3.2所示），以防止燃烧器因超温而被烧蚀。对温度的测量采用K分度凯装热电偶,

  采用提前补氧强化燃烧措施，提前补氧的原因主要在于提高该区的热焓进而提高喷管的 初速达到加大火焰长度提高燃尽度的目的，所采用的气膜冷却技术亦达到了避免结 焦的目的（1998年获专利）。

  点火燃烧器的性能决定了整个燃烧器运行的成败，在设计上该燃烧器出力约为500〜

  800kg/h，其喷口温度不低于1200C。另外我们加设了第一级气膜冷却技术避免了煤粉的贴 壁流动及挂焦，同时又解决了燃烧器的烧蚀问题。该区称为第一区。

  的应用将淡粉流贴壁而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧。这样做的结果既利于混合段的

  于点火的工况条件， 从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。实验证明运用这一原理及设

  计方法使单个燃烧器的出力可以从2T/H扩达到10T/H。在建立一级点火燃烧过程中我们采

  用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区，10000C的高温等离子体同浓煤粉的汇

  合及所伴随的物理化学过程使煤粉原挥发份的含量提高了80%其点火延迟时间不大于1秒。

  油）。除此之外，等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃贫煤强化燃烧有特别的意义。

  根据有限的点火功率不可能直接点燃无限的煤粉量的问题，等离子燃烧器采用了多级

  燃烧结构，如图3.1所示，煤粉首先在中心筒中点燃，进入中心筒的粉量根据燃烧器的不同

  在500〜800kg/h之间，这部分煤粉在中心筒中稳定燃烧，并在中心筒的出口处形成稳定 的二级煤粉的点火源，并以次逐级放大，最大可点燃12T/H的粉量。

  热电偶的外径3mm具有非常好的挠性，可直接从伸到炉外热电偶导管插入到测点，再用螺母 固定到导管上，拥有非常良好的可更换性。热电偶的测温范围为0〜800C,燃烧器的长期壁温应

  第四区为燃尽区，疏松碳的燃尽率，决定于火焰的长度。随烟气的温升燃尽率逐渐 加大。

  器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃， 并将火焰在 燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉， 以此来实现锅 炉的无油启动和无ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ低负荷稳燃。

  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E（E等=1/6E油）

  等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、0）、原子团（OH H2、

  02）、离子（02-、H2—、0H、0一、H）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全 燃烧，除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下提高20%〜80%勺挥发份，

  如图3.1所示，等离子发生器产生稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧

  器的中心筒中形成T5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受 到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，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E（E等=1/6E