專利名稱：一種煤粉點火系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及燃燒器領域，特別是涉及一種應用于循環流化床鍋爐的煤粉點火系統 及其控制方法。
背景技術：
循環流化床(CFB)鍋爐在工作時，爐膛內的煤粒被吹起呈沸騰狀態懸浮燃燒，同 時在爐膛出口將高溫煙氣進行分離，并將收集到的含碳量較多的飛灰送回爐膛再燃燒。因 具有燃料適應范圍廣、燃燒效率高、易于實現脫硫、氮氧化物排放濃度低、機組負荷調節范 圍大等優點，CFB鍋爐已被廣泛應用在水泥、冶煉、發電等領域。
參見圖1，示出現有的循環流化床鍋爐結構，CFB鍋爐101內設有點火床料102，點 火床料102為石子、爐渣等材料。在CFB鍋爐101啟動時，點火床料102吸收并儲存點火燃 料釋放出來的熱量，當點火床料102溫度升高至一定程度后，用來加熱、點燃主燃料。CFB鍋 爐101的爐膛下方為點火風道107，點火風道107在CFB鍋爐101工作時，將空氣高速送入爐膛。
一般情況下，CFB鍋爐101使用冷態點火啟動方式，先在爐膛內鋪設點火床料102， 用大油槍111將點燃的燃油噴入爐膛，油燃燒釋放出的熱量加熱點火床料102和爐膛內空 氣，當點火床料102和爐膛內空氣溫度升高到可以維持燃料煤的燃燒后，向爐膛內投入燃 料煤，并退出大油槍111，CFB鍋爐101完成點火啟動。
CFB鍋爐101在使用一段時間后，會因爐膛內灰含量較大，受熱面磨損嚴重等原 因，導致機組運行穩定性較低，CFB鍋爐101啟停操作頻率較高，每次點火啟動都需大量的 燃油，使年燃油消耗量較大，造成能源浪費。以一臺機組容量為135MW的CFB鍋爐101為例， 每年需要消耗大約400-500噸燃油，以一噸燃油6000元計算，每年燃油花費為240-300萬元。
CFB鍋爐101點火啟動和燃燒時，爐膛內會產生大量的飛灰等污染物，CFB鍋爐101 通過電除塵器可去除該污染物，避免污染環境。但在上述點火啟動期間，為防止未燃盡的油 滴附著在電除塵器的極板上，使電除塵器失效，電除塵器不投入運行，導致大量飛灰等污染 物通過煙 直接排放到大氣中，造成環境污染。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種煤粉點火系統，該煤粉點火系統應用到 CFB鍋爐，在CFB鍋爐點火啟動時，不需耗費大量的燃油，并可防止飛灰等污染物直接排放 到大氣中，具有較好的經濟性和環保性。
本發明還提供一種煤粉點火系統的控制方法，該控制方法在CFB鍋爐點火啟動期 間，不需耗費大量的燃油，并可防止飛灰等污染物直接排放到大氣中，具有較好的經濟性和 環保性。
本發明公開一種煤粉點火系統，包括煤粉儲倉和點火燃燒器，所述煤粉儲倉的出煤管道與送風管道和風粉管道連通，使所述出煤管道輸出的煤粉與所述送風管道輸入的風 混合，進入所述風粉管道；所述風粉管道與所述點火燃燒器連接，使煤粉通過所述風粉管道 進入所述點火燃燒器；所述點火燃燒器的出口與循環流化床鍋爐連接，所述點火燃燒器內 設高溫熱源和內燃筒，所述高溫熱源在所述內燃筒中點燃煤粉，噴射到所述循環流化床鍋 爐內。
優選的，所述高溫熱源為等離子體發生器或小油槍。
優選的，所述高溫熱源軸向或徑向插入所述點火燃燒器中。
優選的，所述煤粉儲倉的出煤管道上設有給粉機，所述給粉機將所述煤粉儲倉中 落下的煤粉送入所述風粉管道。
優選的，所述煤粉儲倉的出煤管道與送風管道和風粉管道通過風粉混合器連通， 所述風粉混合器在所述風粉管道上產生局部負壓區域，使煤粉進入風粉管道與一次風氣流混合ο
優選的，所述點火燃燒器的出口與所述循環流化床鍋爐的點火風道連通，或與所 述循環流化床鍋爐的爐膛連通。
優選的，所述循環流化床鍋爐上安裝至少兩個所述點火燃燒器，所述點火燃燒器 的出口與所述循環流化床鍋爐的爐膛和/或點火風道連通。
優選的，所述煤粉儲倉上設有粉位計、壓力表、和/或溫度表。
優選的，所述煤粉儲倉上設有安全閥，所述安全閥在所述煤粉儲倉內壓力超過設 定值時，釋放所述煤粉儲倉內的氣體。
本發明還公開一種如權利要求1-9所述煤粉點火系統的控制方法，該控制方法包 括打開所述煤粉儲倉的出口，輸出煤粉；在所述送風管道通入高速風；所述點火燃燒器內 的高溫熱源啟動，釋放熱量點燃煤粉，燃燒的煤粉加熱所述循環流化床鍋爐的點火床料和 爐膛內空氣；所述點火床料和空氣的溫度升至預設溫度時，退出所述點火燃燒器，所述循環 流化床鍋爐完成點火啟動。
與現有技術相比，本發明具有以下優點
本發明利用點火燃燒器點燃煤粉釋放出的熱量，以加熱點火床料和爐膛內的空 氣，相對圖1所示現有技術中，用大油槍將點燃的燃油噴入爐膛，加熱點火床料和爐膛內空 氣，本發明不需燃油加熱，因此，可節省大量的燃油，具有較好的經濟性。
本發明使用燃燒的煤粉加熱點火床料和爐膛內空氣，煤粉燃燒生成氣態的(X)2或 C0，不會有未燃盡的液體或固體附著在電除塵器的極板上，損壞電除塵器。因此，在CFB鍋 爐點火啟動時，電除塵器可投入運行，去除燃燒污染物，防止燃燒污染物通過煙囪直接排放 到大氣中，具有良好的環保性。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲 得其他的附圖。
圖1為現有的循環流化床結構示意圖2為本發明煤粉點火系統第一實施例示意圖3為本發明煤粉點火系統第二實施例示意圖4為本發明煤粉點火系統第三實施例示意圖。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。
參見圖2，示出本發明煤粉點火系統第一實施例，該點火系統包括CFB鍋爐101、煤 粉儲倉103、及點火燃燒器104。煤粉儲倉103的出口連接出煤管道1031輸入端，出煤管道 1031輸出端與風粉管道109的輸入端和送風管道108連通，使出煤管道1031輸出的煤粉 與送風管道108輸入的風混合，進入風粉管道109 ；風粉管道109的輸出端連接點火燃燒器 104的輸入端，使煤粉可以通過風粉管道109進入點火燃燒器104 ；點火燃燒器104安裝在 CFB鍋爐101上，點火燃燒器104的出口與CFB鍋爐101的爐膛連通。
點火燃燒器104內設高溫熱源105和內燃筒106，內燃筒106是點火燃燒器104的 內燃空間。高溫熱源105在內燃筒106中點燃煤粉，使煤粉在內燃筒106中燃燒。點火燃 燒器104將燃燒的煤粉噴射到CFB鍋爐101內，煤粉在CFB鍋爐101內繼續燃燒。
CFB鍋爐101內設有點火床料102，點火床料102為石子、爐渣等材料。CFB鍋爐 101的爐膛下方為點火風道107，點火風道107在CFB鍋爐101工作時，將空氣高速送入爐 膛。
煤粉儲倉103設置在CFB鍋爐101附近，煤粉儲倉103的容量滿足鍋爐點火所需 的煤粉。煤粉儲倉103的上具有可打開的進口，用以裝入煤粉。現以上述煤粉點火系統為 例，具體說明本發明煤粉點火系統的控制方法。
步驟一，CFB鍋爐101點火啟動時，打開煤粉儲倉103的出口，并在送風管道108通 入高速的一次風；煤粉通過出煤管道1031輸出，與送風管道108輸入的一次風混合后形成 煤粉氣流，進入風粉管道109，并通過風粉管道109送入點火燃燒器104內。
步驟二，點火燃燒器104內的高溫熱源105啟動，釋放熱量將煤粉點燃，煤粉中的 C元素大量反應生成(X)2或CO氣體，反應生成物及未燃盡的煤粉一同由點火燃燒器104的 出口進入CFB鍋爐101爐膛，煤粉在爐膛內繼續燃燒反應，釋放大量的熱量，加熱點火床料 102和爐膛內的空氣。
步驟三，當點火床料102和爐膛內空氣的溫度升至預設溫度時，給入主燃料煤，主 燃料煤被高溫的點火床料和空氣點燃，點火燃燒器104退出運行，CFB鍋爐101完成點火啟 動，CFB鍋爐101進入正常運行狀態。預設溫度是指滿足向CFB鍋爐101投入主燃料煤后， 主燃料煤點燃并維持燃燒的溫度。
本發明利用點火燃燒器104點燃的煤粉，以加熱點火床料102和爐膛內的空氣，相 對圖1所示現有技術中，用大油槍將點燃的燃油噴入爐膛，加熱點火床料102和爐膛內空 氣，本發明不需燃油加熱，因此，可節省大量的燃油，具有較好的經濟性。
本發明使用燃燒的煤粉加熱點火床料和爐膛內空氣，煤粉燃燒生成氣態的(X)2或 C0，不會有未燃盡的液體或固體附著在電除塵器的極板上，損壞電除塵器。因此，在CFB鍋 爐101點火啟動時，電除塵器可投入運行，去除燃燒污染物，防止燃燒污染物通過煙囪直接排放到大氣中，具有良好的環保性。
本發明通過煤粉儲倉103存儲CFB鍋爐101點火所需的煤粉，不需再設置磨煤機 系統生產煤粉，可降低企業生產成本。
本發明點火燃燒器104含有高溫熱源105，優選地，高溫熱源105為等離子體發生 器或小油槍。如高溫熱源105為小油槍，燃油點火燃燒器噴射燃燒的油料作為點火源，在燃 燒器內點燃煤粉，直接向CFB鍋爐101內噴射火焰。相對于CFB鍋爐101的爐膛，內燃筒 106體積非常小，只需少量燃油即可使內燃筒106溫度升高到可直接點燃煤粉，每次點火啟 動所需燃油量非常少，因此，上述點火燃燒器104可更好的節省燃油，具有良好的經濟性。
如高溫熱源105為等離子體發生器，等離子體發生器以等離子體電弧為點火源， 點燃煤粉，不需耗費燃油，具有更佳的經濟性。應用等離子體發生器還可取消提供燃油所需 的輸油管道等附屬設備，避免消防安全隱患，提高整個煤粉點火系統的安全性。
當然，本發明點火燃燒器104還可以是燃氣點火裝置、激光點火裝置等。
高溫熱源105可以軸向或徑向方式布置在點火燃燒器104內。軸向布置時，煤粉 氣流流動方向與高溫熱源105的設置方向相同，點火燃燒器104內燒損的幾率小；采用徑向 布置時，煤粉氣流大部分直接與高溫熱源105接觸，點火較容易。
實施例二。
本發明CFB鍋爐101上可以安裝一臺或多臺點火燃燒器104，點火燃燒器104的出 口可與CFB鍋爐101的爐膛相連接，也可與CFB鍋爐101的點火風道107連接。
參見圖3，示出示出本發明粉煤點火系統第二實施例，該點火系統包括CFB鍋爐 101、煤粉儲倉103、及兩個點火燃燒器104。煤粉儲倉103的出口連接出煤管道1031輸入 端，出煤管道1031輸出端與風粉管道109的輸入端和送風管道108連通，風粉管道109具 有兩個輸出端，兩個輸出端分別連接兩個點火燃燒器104的輸入端。
兩個點火燃燒器104，其中一個的出口與CFB鍋爐101的爐膛連通，另一個的出口 與CFB鍋爐101的點火風道107連通。
CFB鍋爐101點火啟動時，煤粉通過出煤管道1031輸出，與送風管道108輸入的一 次風混合后形成煤粉氣流，進入風粉管道109，并通過風粉管道109分別送入兩個點火燃燒 器104內。
兩個點火燃燒器104分別將煤粉點燃，并從上、下兩個方向加熱點火床料102和 爐膛內的空氣，可在較短的時間內使點火床料102和空氣迅速升溫，達到達到預設溫度，使 CFB鍋爐101快速點火啟動，提高點火啟動效率。
本發明可在CFB鍋爐101上安裝一個點火燃燒器104，點火燃燒器104的出口與點 火風道107連接或與CFB鍋爐101的爐膛相連接。本領域人員應知，本發明可在CFB鍋爐 101上安裝多個點火燃燒器104，多個點火燃燒器104的出口可全部與點火風道107連接， 也可全部與爐膛連接，還可部分與點火風道107連接，部分與爐膛連接。
多個點火燃燒器104在點火啟動階段同時燃燒煤粉，以提高CFB鍋爐101點火啟 動效率，在此不一一贅述。
實施例三。
在生產現場，送風管道108內的壓力很可能高于煤粉儲倉103內的壓力，使得煤粉 儲倉103中的煤粉不能順利進入風粉管道109，造成輸送困難。本發明可通過給粉機，也可通過風粉混合器使煤粉順利輸送到CFB鍋爐101。
參見圖4，示出本發明粉煤點火系統第三實施例，包括CFB鍋爐101、煤粉儲倉103、 及點火燃燒器104。煤粉儲倉103的出口連接出煤管道1031輸入端，出煤管道1031輸出 端、風粉管道109的輸入端、及送風管道108的輸出端都連接在風粉混合器202上，通過風 粉混合器202連通，出煤管道1031上安裝有給粉機201 ；風粉管道109的輸出端連接點火燃 燒器104的輸入端，點火燃燒器104安裝在CFB鍋爐101上，點火燃燒器104的出口與CFB 鍋爐101的爐膛連接。
給粉機201強制將煤粉儲倉101中落下的煤粉排出，使煤粉進入出煤管道1031。
而風粉混合器202在內部氣流壓力較高的送風管道108和風粉管道109內產生一 定的負壓區，使煤粉能夠有效克服管道阻力，進入風粉混合器202，與一次風混合后，送入風 粉管道109。
本發明通過給粉機201或風粉混合器202可實現煤粉的順利輸送，可只安裝給粉 機210或風粉混合器202，也可二者都安裝。
本發明可在煤粉儲倉101內設置粉位計，測量煤粉儲倉101內煤粉的堆積高度。 era鍋爐ιο 啟動前，將點火需要用到的煤粉裝入煤粉儲倉ιο 中，借助粉位計的測試值，生 產人員可了解煤粉儲倉ιο 內的煤粉量是否足夠點火所需，在點火啟動過程中還可監視剩 余煤粉量。
本發明還可在煤粉儲倉101內設置壓力表、溫度表、及安全閥，壓力表和溫度表監 測煤粉儲倉101內的壓力、溫度等參數，防止煤粉儲倉101因壓力、溫度過高發生爆炸危險。 安全閥在煤粉儲倉101內部壓力較高時釋放部分氣體，使煤粉儲倉101內部壓力恢復到正 常值，避免發生危險。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，也可以上述具體實施 方式的進行組合，這些改進、潤飾及組合形成的技術方案也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種煤粉點火系統，其特征在于，包括煤粉儲倉和點火燃燒器，所述煤粉儲倉的出煤 管道與送風管道和風粉管道連通，使所述出煤管道輸出的煤粉與所述送風管道輸入的風混 合，進入所述風粉管道；所述風粉管道與所述點火燃燒器連接，使煤粉通過所述風粉管道進 入所述點火燃燒器；所述點火燃燒器的出口與循環流化床鍋爐連接，所述點火燃燒器內設高溫熱源和內燃 筒，所述高溫熱源在所述內燃筒中點燃煤粉，噴射到所述循環流化床鍋爐內。
2.如權利要求1所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述高溫熱源為等離子體發生器 或小油槍。
3.如權利要求2所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述高溫熱源軸向或徑向插入所 述點火燃燒器中。
4.如權利要求1或2所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述煤粉儲倉的出煤管道上設 有給粉機，所述給粉機將所述煤粉儲倉中落下的煤粉送入所述風粉管道。
5.如權利要求1或2所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述煤粉儲倉的出煤管道與送 風管道和風粉管道通過風粉混合器連通，所述風粉混合器在所述風粉管道上產生局部負壓 區域，使煤粉進入風粉管道與一次風氣流混合。
6.如權利要求1或2所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述點火燃燒器的出口與所述 循環流化床鍋爐的點火風道連通，或與所述循環流化床鍋爐的爐膛連通。
7.如權利要求1或2所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述循環流化床鍋爐上安裝至 少兩個所述點火燃燒器，所述點火燃燒器的出口與所述循環流化床鍋爐的爐膛和/或點火 風道連通。
8.如權利要求1或2所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述煤粉儲倉上設有粉位計、 壓力表、和/或溫度表。
9.如權利要求1或2所述的煤粉點火系統，其特征在于，所述煤粉儲倉上設有安全閥， 所述安全閥在所述煤粉儲倉內壓力超過設定值時，釋放所述煤粉儲倉內的氣體。
10.一種如權利要求1-9所述煤粉點火系統的控制方法，其特征在于，該控制方法包括打開所述煤粉儲倉的出口，輸出煤粉；在所述送風管道通入高速風；所述點火燃燒器內的高溫熱源啟動，釋放熱量點燃煤粉，燃燒的煤粉加熱所述循環流 化床鍋爐的點火床料和爐膛內空氣；所述點火床料和空氣的溫度升至預設溫度時，退出所述點火燃燒器，所述循環流化床 鍋爐完成點火啟動。
全文摘要
本發明涉及一種煤粉點火系統，包括煤粉儲倉和點火燃燒器，所述煤粉儲倉的出煤管道與送風管道和風粉管道連通，使所述出煤管道輸出的煤粉與所述送風管道輸入的風混合，進入所述風粉管道；所述風粉管道與所述點火燃燒器連接，使煤粉通過所述風粉管道進入所述點火燃燒器；所述點火燃燒器的出口與循環流化床鍋爐連接，所述點火燃燒器內設高溫熱源和內燃筒，所述高溫熱源在所述內燃筒中點燃煤粉，噴射到所述循環流化床鍋爐內。本發明還公開一種煤粉點火系統的控制方法。本發明在循環流化床鍋爐點火啟動時，不需燃油加熱循環流化床鍋爐，可節省大量的燃油，具有較好的經濟性，并且防止燃燒污染物通過煙囪直接排放到大氣中，具有良好的環保性。
文檔編號F23K3/02GK102032591SQ200910175068
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者張玉斌, 王新光, 王曉建, 程昌業 申請人:煙臺龍源電力技術股份有限公司