專利名稱：一種具有多層結構的等離子燃燒器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種等離子燃燒器，尤其是一種適用更高溫、更耐磨煤粉的等離子燃燒器。真正實現了等離子燃燒器使煤粉催化、汽化、裂化、著火、燃燒等功效。能適應其它等離子燃燒器不能適應的劣質煤種。
背景技術：
等離子點火技術的研究始于20世紀70年代美國研制的等離子煤粉點火器。其點火機理依靠等離子發生器發射的高溫等離子體射流，直接點燃一次風煤粉，實現冷風點火。80年代后期我國引進國外技術進行了一些等離子點火試驗。隨著不斷的發展及改進，目前國內等離子點火裝置基本上都是利用直流電流在空氣介質氣壓O. 005 O. 02MPa 的條件下接觸引弧，在強磁場控制下獲得350kW以下的直流空氣等離子體，等離子體隨著功率的不同，電弧后形成的中心溫度也各有不同，350kW功率可產生T> 4700°C的局部中心聞溫區，溫度梯度由內向外逐步減弱，電弧長度200_300mm內電弧溫度梯度為取外層，溫度為1200-700°C。等離子煤粉點火的原理為煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，迅速釋放出揮發物，使煤粉顆粒破裂粉碎并再造揮發份，從而迅速燃燒。由于反應是在氣相中進行，使混合物組分的粒級發生了變化。因而使煤粉的燃燒速度加快，也有助于加速煤粉的燃燒，這樣就大大地減少促使煤粉燃燒所需要的引燃能量。目前等離子點火裝置發展分為兩大流派一種是降低功率低溫點火，使用等離子電弧火焰溫度直接點火煤粉,對設備環境材質及工藝要求低,制作成本低,但等離子體產生的化學活性粒子利用較少，達不到等離子汽化、催化、裂化、化學、著火、燃燒等真正功效。另一種是適當提高功率有效利用電弧高溫梯度及梯度長度，使煤粉中的活性粒子如原子(C、
H、0)、原子團(0Η、Η2、02)、離子(O2 -,H2 —、0H—、0 —、H十)和電子等有效的熱化學轉換，促進燃料完全燃燒，對等離子發生器采用了循環水冷技術和燃燒分級方式等，但爐膛內壁未實現較好的隔熱及保溫措施，常產生設備燒壞現象，使用壽命達不到規定要求。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種具有多層結構的等離子燃燒器，能提高等離子功率，有效的利用等離子電弧溫度及溫度梯度，充分利用活化粒子如原子(C、H、O)、原子團(OH、H2、O2)、尚子(O2 —、H2 —、OH —、O —、H十)和電子等有效的熱化學轉換,促進煤粉完全燃燒。所述技術方案如下一種具有多層結構的等離子燃燒器，所述燃燒器包括方形噴嘴、方圓過渡體、燃燒室、等離子發生器、裂化室、密封棉、濃淡分離裝置、前支輪、后支輪，其特征在于所述燃燒器的方形噴嘴、方圓過渡體、燃燒室、裂化室都具有3層組織結構，內層是鉻剛玉或碳化硅，中間層是氧化鋁保溫材料，外層是耐熱鋼板。所述內層是鉻剛玉，其由質量百分比大于等于91%的Al2O3, 5%的Cr2O3,小于等于O.5%Fe203以及適量的高溫膠黏劑混合，通過制作模具壓制成型，然后再由1500°C以上的高溫燒結而成。所述內層的鉻剛玉耐高溫1600°C，耐壓強度大于80Mpa，密度大于3. Og/cm3。所述中間層選用使用溫度1700°C的氧化鋁高溫保溫材料。所述外層用lCrl8Ni9Ti耐熱鋼板制成。所述內層是碳化硅。所述內層是不分片的整體式。所述燃燒器由三層不同材質結合為一體，外層為耐熱不銹鋼，中間層為氧化鋁保溫材料，內層為鉻剛玉制造而且是不分片的整體式，完全不同于現有技術中耐火瓷磚的拼 接方式，也不同于其它耐火材料分塊拼接形式(分塊拼接會有溝槽裂縫不利于煤粉的沖刷而且耐溫等級也不夠)，整體鉻剛玉既能耐高溫又能耐煤粉沖刷。使用壽命長，無需維修，提高生產效率。本發明真正實現了等離子燃燒器使煤粉催化、汽化、裂化、著火、燃燒等功效，使用壽命長，不需要維修，延長電廠檢修周期，提高生產效率。同時，能適應其它等離子燃燒器不能適應的劣質煤種。
圖I是一種具有多層結構的等離子燃燒器的結構圖；圖2是煤粉氣相溫度-體積百分比圖，其中K指開氏溫度；圖3是煤粉固相溫度-質量百分比圖，其中K指開氏溫度。
具體實施例方式下面將參考附圖，對本發明的具體實施方式
進行詳細描述。如圖I所示，示出了一種具有多層結構的等離子燃燒器的結構圖，所述燃燒器包括方形噴嘴I、方圓過渡體2、燃燒室3、等離子發生器6、裂化室7、密封棉8、濃淡分離裝置9、前支輪10、后支輪11。其中方圓過渡體2是從方形噴嘴I到圓形燃燒室3的過渡段。方形噴嘴I、方圓過渡體2、燃燒室3、裂化室7、濃淡分離裝置9依次連接，等離子發生器6位于裂化室7上，方形噴嘴I、方圓過渡體2、燃燒室3之間通過焊接連為一體，燃燒室3與裂化室7，以及裂化室7與濃淡分離裝置9通過各自端部的法蘭盤連為一體，且在燃燒室3與裂化室7、以及裂化室7與濃淡分離裝置9之間都設置耐高溫的密封棉8，如陶瓷纖維或玻璃纖維等作為密封材料，以保證燃燒器的整體密封效果。考慮到燃燒器支撐及移動的方便設計了 2個前支輪和2個后支輪，前后支輪分別通過各自的支架座安裝在燃燒器上。前后支架座分別焊接在方形噴嘴I、燃燒室3的外殼上，M16*65的沉頭螺栓通過各自支架座上的孔從支架座內(即面向燃燒器的一側)向外伸出，前后支輪上開設有腰形孔，因此在安裝前后支輪時只要將支輪套在螺栓上，調整上下高度一致后將M16螺母緊固即可。所述燃燒器的耐熱耐磨部件方形噴嘴I、方圓過渡體2、燃燒室3、裂化室7都具有3層組織結構，其內層4是鉻剛玉，中間層5是氧化鋁保溫材料，如輕質氧化鋁，外層是耐熱鋼板。其中內層4的鉻剛玉是由質量百分比大于等于91%的Al2O3, 5%的Cr2O3,小于等于O. 5%Fe203以及適量的高溫膠黏劑(比如磷酸二氫鋁無機膠合劑，該處采用磷酸二氫鋁與A1203、SiO2等混合、攪拌均勻制作高溫粘結劑,從粘合劑的成分來看都是耐高溫材料,隨Al2O3^SiO2的比例不同，相對耐溫也不同，Al2O3的質量百分比越高,就越耐高溫,一般配置比例為質量百分比15%的磷酸二氫鋁，大于60%的Al2O3, 20%的SiO2,極少Fe2O3等，其耐溫度可達1500°C -1600°C)混合均勻，通過制作模具壓制成型，然后再由1500°C以上的高溫燒結而成。且該層是不分片的整體式，完全不同于現有技術的分塊拼接形式。該內層4耐高溫1600°c，耐壓強度大于80Mpa，密度大于3. O,能同時滿足耐熱耐磨要求，且便于煤粉沖刷，其具體性能如下表
權利要求
1.一種具有多層結構的等離子燃燒器，所述燃燒器包括方形噴嘴(I)、方圓過渡體(2)、燃燒室(3)、等離子發生器￠)、裂化室(7)、密封棉(8)、濃淡分離裝置(9)、前支輪(10)、后支輪(11)，其特征在于所述燃燒器的方形噴嘴(I)、方圓過渡體(2)、燃燒室(3)、裂化室(7)都具有3層組織結構，內層(4)是鉻剛玉或碳化硅，中間層(5)是氧化鋁保溫材料，外層是耐熱鋼板。
2.如權利要求I所述的等離子燃燒器，其特征在于所述內層(4)是鉻剛玉，其由質量百分比大于等于91%的Al2O3, 5%的Cr2O3,小于等于O. 5%Fe203以及適量的高溫膠黏劑混合，通過制作模具壓制成型，然后再由1500°C以上的高溫燒結而成。
3.如權利要求I或2所述的等離子燃燒器，其特征在于所述內層(4)的鉻剛玉耐高溫1600°C,耐壓強度大于80Mpa,密度大于3. Og/cm3。
4.如權利要求I所述的等離子燃燒器，其特征在于所述中間層(5)選用使用溫度1700 0C的氧化鋁高溫保溫材料。
5.如權利要求I所述的等離子燃燒器，其特征在于所述外層用ICrlSNiOTi耐熱鋼板制成。
6.如權利要求I所述的等離子燃燒器，其特征在于所述內層(4)是碳化硅。
7.如權利要求1-6中任一項所述的等離子燃燒器，其特征在于所述內層(4)是不分片的整體式。
全文摘要
一種具有多層結構的等離子燃燒器，包括方形噴嘴(1)、方圓過渡體(2)、燃燒室(3)、等離子發生器(6)、裂化室(7)、密封棉(8)、濃淡分離裝置(9)、前支輪(10)、后支輪(11)。所述燃燒器的方形噴嘴(1)、方圓過渡體(2)、燃燒室(3)、裂化室(7)都具有3層組織結構，內層(4)是耐高溫1600℃，耐壓強度大于80Mpa，密度大于3.0的鉻剛玉，而且是不分片的整體式,中間層(5)是使用溫度1700℃的氧化鋁高溫保溫材料，外層是1Cr18Ni9Ti耐熱鋼板。該燃燒器的內層材料耐高溫耐磨，實現等離子燃燒器使煤粉催化、汽化、裂化、著火、燃燒等功效，使用壽命長，不需要維修，延長電廠檢修周期。
文檔編號F23D1/00GK102937291SQ20121047292
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者冷飛躍, 劉飛 申請人:南京創能電力科技開發有限公司