煤粉点火装置的制作方法

1.本发明涉及煤粉燃烧领域，特别涉及一种煤粉点火装置。


背景技术：

2.燃煤锅炉节油点火技术在国内工业应用已有20余年的时间，基于多年的内燃点火技术积累，尚需对节油点火技术进行深度开发，对节油点火技术的持续应用与发展具有重要意义。
3.节油点火燃烧器是内燃式燃烧器，煤粉在内燃式燃烧器的核心点火区内直接被点火源点燃。煤粉被点燃且持续燃烧的条件是需要合适的风速、温度、煤粉浓度、点燃煤粉的初始能量等多参数影响，常规内燃点火在煤粉接触点火源前，风粉气流的温度是一次风温度，该温度距离煤粉气流的着火温度有较大的差距，使点火源点火时要投入较高的点火能量才可以点燃，且适应点燃的煤质的范围窄。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种煤粉更容易点燃，适应点燃的煤质范围广的煤粉点火装置。
5.本发明公开一种煤粉点火装置，包括：
6.筒体；
7.内燃筒，设于所述筒体的内腔中；
8.风粉管道，与所述筒体的内腔连通，用于向所述内燃筒输送风粉气流；
9.点火装置，包括设于所述筒体中用于点燃进入所述内燃筒的风粉气流的点火口；
10.辅热风粉管，包括围绕所述点火口的预燃管、与所述预燃管连通的混合管；
11.煤粉管，与所述混合管连通，被配置为在所述煤粉点火装置点火工作时向所述混合管输送煤粉；
12.热风装置，包括与所述混合管连通的热风管，所述热风装置被配置为：在所述煤粉点火装置点火工作时向所述混合管输送温度大于进入所述内燃筒的风粉气流的温度且小于所述风粉气流的着火点的温度的热风；
13.其中，所述煤粉点火装置被配置为：在所述煤粉点火装置点火工作时，进入所述混合管的所述热风与进入所述混合管的所述煤粉在所述混合管内混合，且在混合后流入所述预燃管中被所述点火口点燃。
14.在一些实施例中，所述预燃管的输出口设于所述内燃筒的入口处或内燃筒的腔室的入口端。
15.在一些实施例中，进入所述混合管的所述热风与进入所述混合管的所述煤粉在所述混合管内混合后的混合物进入所述预燃管的流量小于进入所述内燃筒的风粉气流的流量。
16.在一些实施例中，所述热风装置被配置为：所述热风装置输入所述混合管的热风
的温度为200～600℃。
17.在一些实施例中，所述筒体包括弯筒段，所述风粉管道与所述弯筒段的入口连通，所述煤粉管包括设于所述弯筒段的内腔中的集粉器和连通所述集粉器和所述混合管的输粉管，在所述弯筒段的径向内侧的筒壁和径向外侧的筒壁之间所述集粉器设于靠近所述弯筒段的径向外侧的筒壁的一侧，所述集粉器包括迎着所述风粉气流来流方向的开口。
18.在一些实施例中，所述集粉器包括沿着所述风粉气流的来流方向渐扩的渐扩型入口。
19.在一些实施例中，所述点火装置包括直线型点火管，所述点火管包括所述点火口，所述辅热风粉管包括围绕所述点火管的直线型风粉管，所述风粉管包括热风输入管、所述混合管和所述预燃管，所述混合管位于所述预燃管和所述热风输入管之间，所述煤粉管与所述混合管连接，所述热风管与所述热风输入管连接。
20.在一些实施例中，所述煤粉管包括设于所述筒体外的集粉器和连通所述集粉器和所述混合管的输粉管，所述集粉器与风粉管道连通以从所述风粉管道收集往所述输粉管输送的煤粉。
21.在一些实施例中，所述点火装置包括直线型点火管，所述点火管包括所述点火口，所述混合管包括位于所述筒体的内腔中的与所述预燃管连通的混合内管段和位于所述筒体外侧的混合外管段，所述辅热风粉管还包括与所述混合外管段连接的热风输入管，所述煤粉管包括设于所述筒体外的集粉器和连通所述集粉器和所述混合外管段的输粉管，所述集粉器与风粉管道连通以从所述风粉管道收集往所述输粉管输送的煤粉，所述热风管与所述热风输入管连接。
22.在一些实施例中，所述点火装置包括等离子体发生器、燃油枪或燃气枪。
23.在一些实施例中，所述热风装置被配置为：在所述煤粉点火装置工作时，从所述第一热风出口输出热空气。
24.基于本发明提供的煤粉点火装置，通过设置辅热风粉管、煤粉管和热风装置，利用温度大于进入内燃筒的风粉气流的温度且小于其着火点的温度的热风对与煤粉混合后在预燃管进行预燃，点火源只需提供较小能量就能在点火源附近形成燃烧，增大点火源附近的环境温度，能够改善主体部分的风粉气流在点火源附近区域的点火条件，使风粉管道输送到内燃筒附近的主体风粉气流更容易被点燃，减少点火源投入的点火能量，提高煤粉点火装置适应点燃的煤质的范围。
25.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
27.图1为本发明实施例的煤粉点火装置的结构示意图；
28.图2为本发明另一实施例的煤粉点火装置的结构示意图；
29.图3为本发明又一实施例的煤粉点火装置的结构示意图；
30.图4为本发明又一实施例的煤粉点火装置的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
33.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
34.如图1至图4所示，本实施例的煤粉点火装置包括筒体1、内燃筒2、风粉管道3、点火装置4、辅热风粉管5、煤粉管和热风装置。
35.内燃筒2设于筒体1的内腔中。风粉管道3与筒体1的内腔连通，风粉管道3用于向内燃筒2输送风粉气流。
36.风粉管道3与筒体1的内腔连通，风粉管道3用于向内燃筒2输送风粉气流；风粉管道3往筒体1的内腔中输送风粉气流，风粉气流即空气与煤粉的混合气流。在如图所示的实施例中，内燃筒2通过多根支架连接筒体1的内壁，将内燃筒2支在筒体1的内腔的中部，各支架间隔分布，成辐射状，风粉气流在经过内燃筒2时，一部分进入内燃筒2中，另一部分从内燃筒2的外侧通过。在一些图示未示出的实施例中，内燃筒2与筒体1之间的连接为密封连接，进入筒体1的内腔中的风粉气流全部进入内燃筒2中。
37.点火装置4包括设于筒体1中用于点燃进入内燃筒2的风粉气流的点火口41；点火口41为点火装置的出口，点火口41为用于产生火焰42的出火口。
38.辅热风粉管5包括围绕点火口41的预燃管53、与预燃管53连通的混合管52。预燃管53围绕在点火口41外侧。
39.煤粉管与混合管52连通，煤粉管被配置为在煤粉点火装置点火工作时向混合管52输送煤粉。煤粉的输送可通过重力或者由气流输送等多种方式输送。
40.热风装置包括与混合管52连通的热风管7，热风装置被配置为：在煤粉点火装置点
火工作时向混合管52输送温度大于进入内燃筒2的风粉气流的温度且小于风粉气流的着火点的温度的热风。
41.其中，煤粉点火装置被配置为：在煤粉点火装置点火工作时，进入混合管52的热风与进入混合管52的煤粉在混合管52内混合，且在混合后流入预燃管53中被点火口41点燃。点火口41输出的电弧或者火焰42的温度高于进入预燃管53的用于预燃的风粉气流的着火点的温度，即可对混合物进行点燃。
42.在煤粉点火装置进行点火工作时，热风装置输送的热风进入混合管中后，会与进入混合管52中的煤粉进行混合形成风粉混合物(或者与包括空气的煤粉气流)，混合物中的煤粉被热风加热。风粉管道3向筒体中输送的风粉气流为主体风粉气流，体量占大多数，混合管52中形成的风粉气流为少量的风粉气流，大大少于主体风粉气流的流量。混合管52中形成的混合物的温度大于进入内燃筒的主体风粉气流的温度且小于其着火点。由于混合管52中形成的混合物的温度较高，流量较小，当混合物流入预燃管中时，很容易被点火口41点燃。混合物被点燃后，到达点火口41附近的主体风粉气流在混合物和点火装置的共同作用下能够更容易地被点燃。
43.本实施例的煤粉点火装置，通过设置辅热风粉管5、煤粉管和热风装置，利用温度大于进入内燃筒2的风粉气流的温度且小于其着火点的温度的热风对与煤粉混合后在预燃管53进行预燃，点火源只需提供较小能量就能在点火源附近形成燃烧，增大点火源附近的环境温度，能够改善主体部分的风粉气流在点火源附近区域的点火条件，使风粉管道3输送到内燃筒2附近的主体风粉气流更容易被点燃，减少点火源投入的点火能量，提高煤粉点火装置适应点燃的煤质的范围。同时，由于本实施例的热风装置输出温度小于风粉气流着火点温度的热风，热风对输送热风的热风管7以及混合管52等管道不会加热至高于风粉气流着火点温度，热风管、混合管52等管道不会对风粉气流进行点燃，在点火装置关闭时热风管、混合管52等管道也不会使风粉气流点燃，使得风粉气流只能被点火装置点燃，风粉气流的点燃更加安全可控，系统安全性好。另外，由于进行预燃的混合管52中形成的风粉气流为独立于主体风粉气流的小流量风粉气流，对于小流量的风粉气流的温度和流量的控制也更方便可靠。
44.在一些实施例中，如图1至图4所示，预燃管53的输出口设于内燃筒2的入口处或内燃筒2的腔室的入口端。如图1至图3所示，预燃管53的输出口设于内燃筒2的腔室的入口端，即位于内燃筒2的腔室中的上游部分。如图4所示的实施例中，预燃管53的输出口设于内燃筒2的入口处，即位于内燃筒2的上游。
45.在一些实施例中，进入混合管52的热风与进入混合管52的煤粉在混合管52内混合后的混合物进入预燃管53的流量小于进入内燃筒2的风粉气流的流量。
46.在一些实施例中，热风装置被配置为：热风装置输入混合管52的热风的温度为200～600℃。
47.在一些实施例中，如图1所示，筒体1包括弯筒段11，风粉管道3与弯筒段11的入口连通，煤粉管包括设于弯筒段11的内腔中的集粉器61和连通集粉器61和混合管52的输粉管62，在弯筒段11的径向内侧的筒壁和径向外侧的筒壁之间集粉器61设于靠近弯筒段11的径向外侧的筒壁的一侧，集粉器61包括迎着风粉气流来流方向的开口。如1所示，集粉器开口611位于弯筒段11的靠近径向外侧的内壁所在的一侧，从弯筒段11进入的风粉气流在弯筒
段11的作用下，风粉气流的煤粉会在弯筒段11的径向外侧的内壁一侧聚集，形成浓淡分离，将集粉器设于此处，更高浓度的煤粉从集粉器开口611进入集粉器中，从而更有助于进入预燃管53中的风粉气流的燃烧。
48.在一些实施例中，如图1所示，集粉器包括沿着风粉气流的来流方向渐扩的渐扩型入口。即集粉器的入口沿着风粉气流的流动方向通流面积逐渐增大，该设置有助于减少集粉器对主体风粉气流流动的干扰，同时进入集粉器中的煤粉在往混合管52中流动时流动阻力更小，更容易通过输粉管62。
49.在一些实施例中，如图1所示，点火装置4包括直线型点火管，点火管包括点火口41，辅热风粉管5包括围绕点火管的直线型风粉管，风粉管包括热风输入管51、混合管52和预燃管，混合管52位于预燃管53和热风输入管51之间，煤粉管与混合管52连接，热风管7与热风输入管51连接。热风管7通过热风输入管51输入热风，热风然后从热风输入管51中流入混合管52中与进入混合管52的煤粉混合。
50.在一些实施例中，煤粉管包括设于筒体1外的集粉器61和连通集粉器61和混合管52的输粉管62，如图2至图4所示，集粉器61与风粉管道3连通以从风粉管道3收集往输粉管62输送的煤粉。本实施例中的集粉器61设于筒体1外，从筒体1外的装置中收集煤粉。在如图2至图4所示的实施例中，集粉器从筒体外管道8中收集煤粉，在一些实施例中，风粉管道3包括筒体外管道8，即筒体外管道8为往筒体1中输送主体风粉气流的管道。本实施例从主体风粉气流中收集收集煤粉，即可方便地实现在预燃管中的预燃。集粉器可以收集与风粉管道3中流动的风粉气流相同煤粉浓度的风粉气流，也可以进行煤粉浓度提高后再收集，集粉器可以设置用于富集煤粉的挡板等装置，也可以采用具有动力源的抽吸装置等。
51.在一些实施例中，如图3和图4所示，点火装置4包括直线型点火管，点火管包括点火口41，混合管52包括位于筒体1的内腔中的与预燃管53连通的混合内管段和位于筒体1外侧的混合外管段，辅热风粉管5还包括与混合外管段连接的热风输入管51，煤粉管包括设于筒体1外的集粉器61和连通集粉器61和混合外管段的输粉管62，集粉器61与风粉管道3连通以从风粉管道3收集往输粉管62输送的煤粉，热风管7与热风输入管51连接。
52.在一些实施例中，点火装置4包括等离子体发生器、燃油枪或燃气枪。
53.在一些实施例中，热风装置被配置为：在煤粉点火装置工作时，从第一热风出口输出热空气。
54.在一些实施例中，热风装置包括用于空气进入的管道和用于对进入的空气进行加热的加热装置，加热装置可以包括电加热装置、蒸汽加热装置或烟气加热装置等，加热装置还包括温度控制装置，经过加热和温度控制装置控制温度后的管道输出的空气形成了上述实施例的热风。
55.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。