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燃烧系统
与以往燃烧器相比,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.等离子有再造挥发分的效应,这对于点燃贫煤强化燃烧有特别的意义 [5] .
等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器,与以往的煤粉燃烧器相比,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,从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。
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,如下图所示,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,可点燃12T/H的粉量。
优势
1、经济实用:运行费和技术维护费仅是使用油点火时费用的20%左右。电源的效率较通常使用的可控硅或硅整流高10%,达到了省电的目地,降低了运行成本。
2、适用广泛:在燃烧器的设计上采用了分级燃烧、气膜冷却及浓淡分离等技术,使其适应煤种范围宽,对煤粉细度无特殊要求,且出力大、不结焦、耐磨损、使用寿命长;
3、结构紧凑:不需要外设隔离变压器、电抗器、限流电阻等大功率设备和器件,设备投入少,占地面积小。另外,由于等离子发生器采用了型的结构,不仅电极的寿命大幅延长,体积和重量也比较小,便于现场的安装与维护。
4、调节范围大:等离子发生器的输出功率调节范围是30~150KW,可以适用于不同的煤种和调峰的需要。
5、安全环保:由于点火时不燃用油品,电除尘装置可以在点火初期投入,因此,减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染;另外,采用单一燃料后,减少了油品的运输和储存环节,亦改善了厂区环境。
工作原理
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.阴阳极由高导电率,高导热率,抗氧化的金属材料制成;并采用水冷方式以承受电弧高温冲击.其拉弧原理:首先设定输出电流,当阴极前进与阳极接触后,整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变,当阴极缓缓离开阳极时,电弧在线圈磁力的作用下,被电离为高温等离子体,其能量密度高达105W/cm.为点燃不同的煤粉创造了良好的条件。
燃烧机理
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设计了多级燃烧器.在建立一级点火燃烧器过程中采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区.燃烧器共分四区,区加设了气膜冷却技术避免了煤粉的贴壁流动和挂焦,同时又解决了燃烧器的烧蚀问题;*二区为混合区,在该区一般采用浓点浓的原则,环型浓淡燃烧器的应用将淡分流贴壁而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧.*三区为强化燃烧区,在,二区内挥发分基本燃尽,为提高疏松炭的燃尽率采用提前补氧强化燃烧的措施,*四区为燃尽区,疏松炭的燃尽率,决定火焰的长度, 等离子点火燃烧系统组成。