用于鍋爐的帶等離子體點(diǎn)火火炬的燃燒粉狀燃料的燃燒器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于蒸汽發(fā)生器的粉化煤燃燒器(20)。該粉化煤燃燒器(20)具有燃料管道(25)，粉化煤在載氣的幫助下傳送通過該燃料管道(25)。粉化煤與載氣一起在燃料管道出口(32)處排出。粉化煤燃燒器進(jìn)一步具有至少一個中心管道(26)和至少一個第二管道(29)?？諝饣蜓鯕饬鬟^中心管道和第二管道，在中心管道出口(30)處以及在第二管道出口(31)處排出。中心管道出口(30)、第二管道出口(31)以及燃料管道出口(32)一起形成了燃燒器出口(33)。粉化煤燃燒器(20)具有與該粉化煤燃燒器(20)一體地實(shí)現(xiàn)的至少一個等離子體點(diǎn)火火炬(37)。至少一個等離子體點(diǎn)火火炬(37)的出口(39)布置在燃燒器出口的平面(E)中，或者關(guān)于粉化煤的流動方向在下游偏離。因此由等離子體點(diǎn)火火炬(37)產(chǎn)生的等離子體火焰(42)位于燃料管道(26)外部。
【專利說明】用于鍋爐的帶等離子體點(diǎn)火火炬的燃燒粉狀燃料的燃燒器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于燃燒粉狀燃料的燃燒器(burner)，諸如粉化煤燃燒器，其適用于且設(shè)置為用于用來產(chǎn)生蒸汽的鍋爐中。除了粉化煤，來自生物質(zhì)或來自生物質(zhì)與煤的混合物的粉塵可用作粉狀燃料。
【背景技術(shù)】
[0002]用于燃燒粉狀燃料的燃燒器是已知的。它們?yōu)殄仩t供應(yīng)粉狀燃料和空氣或一些其它含氧氣體或氧氣，以便燃燒粉狀燃料，尤其是粉化煤，且在該過程中，用來產(chǎn)生熱量。為了使這樣的燃燒器點(diǎn)火，提供了點(diǎn)火火炬。點(diǎn)火火炬可實(shí)施為單獨(dú)的點(diǎn)火火炬或?qū)嵤榕c粉化煤燃燒器形成整體的一體式點(diǎn)火火炬。為了產(chǎn)生點(diǎn)火火焰，通常為點(diǎn)火火炬供應(yīng)氣態(tài)或液態(tài)燃料。
[0003]這樣的已知的燃燒器的缺點(diǎn)在于需要燃料，通常為化石燃料，來產(chǎn)生點(diǎn)火火焰。這樣的燃燒器的二氧化碳排放大體較高，且由于油與氣價(jià)格的升高的趨勢，這種燃燒器變得越來越操作起來不經(jīng)濟(jì)。
[0004]作為以氣或油作為燃料的點(diǎn)火火炬的一種備選方案，還嘗試過在燃燒器的以電的方式加熱的表面處點(diǎn)燃經(jīng)由燃燒器供應(yīng)的粉狀燃料。最近，進(jìn)一步開發(fā)出了等離子體點(diǎn)火火炬，所述火炬使用等離子體火焰作為用于燃燒器的點(diǎn)火源。與油或氣體火焰對比，等離子體火焰顯著地更短且更熱。使用等離子體火焰的優(yōu)點(diǎn)在于點(diǎn)火火炬并不需要化石燃料。
[0005]例如，具有一體式的等離子體點(diǎn)火火炬的粉化煤燃燒器從EP2253884A1中獲知。該粉化煤燃燒器具有燃料管道，通過該燃料管道，粉化煤可被傳送通過燃燒器。該燃料管道基本為筒形。還存在通過所述燃料管道的空氣流。等離子體點(diǎn)火火炬沿著燃燒器中心線居中地布置在燃料管道中。粉化煤/空氣混合物在粉化煤燃燒器中被點(diǎn)燃，且然后在燃燒器出口處被排出。
[0006]US5689949和US5845480描述了具有等離子體點(diǎn)火裝置的燃燒器。在該燃燒器內(nèi)，燃料/空氣混合物被引入腔室中，且在其中通過布置在腔室壁上的等離子體點(diǎn)火裝置而點(diǎn)燃。
[0007]在從US5156100A中獲知的燃燒器中，燃料分成主流和附加流。附加流在等離子體點(diǎn)火火炬的幫助下被點(diǎn)燃，且之后與燃料的主流混合，由此也點(diǎn)燃后者。
[0008]從具有一體式的等離子體點(diǎn)火火炬的多種已知的燃燒器出發(fā)，可認(rèn)為本發(fā)明的一個目的是如下目的:提供粉化煤燃燒器，其中維護(hù)以及測試的費(fèi)用較低，且其防止回火進(jìn)入用于粉狀燃料的供應(yīng)線路中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]該目的通過具有專利權(quán)利要求1的特征的用于燃燒粉狀燃料的燃燒器實(shí)現(xiàn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，用于燃燒粉狀燃料的燃燒器具有燃料管道，穿過該燃料管道，粉狀燃料一例如粉化煤一流動且在燃料管道出口處排出。燃燒器進(jìn)一步具有:具有中心管道出口的中心管道和/或具有第二管道出口的第二管道。氧氣或含氧氣體或空氣或甚至是富氧空氣流過該中心管道和第二管道。粉化煤燃燒器進(jìn)一步具有至少一個一體式的等離子體點(diǎn)火火炬。該至少一個等離子體點(diǎn)火火炬在所有情況下都產(chǎn)生等離子體火焰。其在燃料管道外部形成，尤其是在靠近或者鄰近燃料管道出口處。在燃料管道出口的下游，在此處排出的粉狀燃料與等離子體火焰發(fā)生接觸。因此，粉狀燃料在燃料管道外部由等離子體火焰點(diǎn)燃。
[0011]這確保了不存在通過燃料管道且進(jìn)入粉化煤的供應(yīng)線路的回火。另一方面，借助于這種布置，可實(shí)現(xiàn)粉狀燃料的更穩(wěn)定的點(diǎn)火。在燃料管道出口下游，此處排出的粉狀燃料在中心管道和/或第二管道中與空氣或含氧氣體或與氧氣混合。等離子體火焰位于該紊流混合區(qū)中。盡管所述火焰有較短的長度，等離子體火焰的該布置確保了燃燒器外的粉塵/氣體混合物的可靠點(diǎn)火。等離子體點(diǎn)火火炬的使用消除了對于氣態(tài)或液態(tài)化石燃料的供應(yīng)線路的需求。具有一體式的等離子體點(diǎn)火火炬的粉化煤燃燒器可以如下方式實(shí)施:即，使得可能對具有裝配有油或氣體點(diǎn)火火炬的粉化煤燃燒器的鍋爐進(jìn)行改型。用于燃燒器的開環(huán)或閉環(huán)控制的燃燒器監(jiān)測非常簡單，因?yàn)椴淮嬖趩为?dú)的點(diǎn)火火炬或輔助燃燒器。
[0012]等離子體點(diǎn)火火炬可具有氣體管道和點(diǎn)火電極，它們布置在氣體管道出口的區(qū)域中。作為載氣的空氣，例如，可被傳送通過氣體管道以產(chǎn)生等離子體火焰。
[0013]如果燃料管道出口和中心管道出口位于共同的平面中，則這是有利的。此處，它們共同形成粉化煤燃燒器的燃燒器出口。在一個示意性實(shí)施例中，第二管道出口也可與燃料管道出口和/或中心管道出口位于共同的平面中。用于點(diǎn)燃粉化燃料/氣體混合物的等離子體火焰在燃燒器出口的下游產(chǎn)生。
[0014]此處，尤其還可能使等離子體點(diǎn)火火炬的氣體管道出口與燃料管道出口布置在共同的平面中。在該實(shí)施例中，所有管道出口位于共同的平面中，并且形成燃燒器出口。作為備選方案，氣體管道出口還可布置成相對于燃料管道出口在下游方向上偏離。
[0015]由于在燃燒器出口下游提供的等離子體火焰，惰化的(inerted)粉化燃料/氣體混合物還可用于將粉狀燃料傳送到燃燒器。
[0016]用于燃燒粉狀燃料的燃燒器可具有多個第二管道和/或多個中心管道。優(yōu)選類似地存在多個等離子體點(diǎn)火火炬。等離子體點(diǎn)火火炬布置在中心管道截面內(nèi)和/或煤管道截面內(nèi)和/或第二管道截面內(nèi)。特別地，例如，如果用于燃燒粉狀燃料的燃燒器實(shí)施為環(huán)形燃燒器，則等離子體點(diǎn)火火炬位于燃燒器中心線外側(cè)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果中心等離子體點(diǎn)火火炬沿著燃燒器中心線布置，則粉化燃料/氣體混合物的點(diǎn)火不充分。在環(huán)形燃燒器中，中心管道沿著燃燒器中心線提供。由含氧氣體或由來自中心管道的氧氣形成的等離子體火焰的完整的包封導(dǎo)致等離子體火焰與粉狀燃料之間的不充分的接觸。因此，如果至少一個等離子體點(diǎn)火火炬布置成相對于燃燒器中心線偏離，且優(yōu)選布置在燃料管道與中心管道之間的隔離壁的區(qū)域中或燃料管道與第二管道之間的隔離壁上，則會是有利的。在這些位置，既存在充足的含氧氣體或氧氣又存在充足的粉化煤以用于可靠的燃燒點(diǎn)火。
[0017]在優(yōu)選的示意性實(shí)施例中，在共同的圓上或燃燒器中心線周圍的多個同心圓上存在多個等離子體點(diǎn)火火炬。作為備選或者除此之外，等離子體點(diǎn)火火炬還可能沿著相對于燃燒器中心線沿徑向定向的不同徑向平面布置。徑向平面可按照規(guī)則地或不規(guī)則地分布的方式布置在繞著燃燒器中心線的周邊方向中。等離子體點(diǎn)火火炬的這樣的幾何布置導(dǎo)致粉狀燃料的點(diǎn)火的進(jìn)一步改進(jìn)，尤其是在實(shí)施為環(huán)形燃燒器的用于燃燒粉狀燃料的燃燒器的情況下。
[0018]正如所提到的，燃燒器可實(shí)施為環(huán)形燃燒器。在這種情況下，燃料管道實(shí)施為環(huán)形管道，且同軸地圍繞中心管道。實(shí)施為環(huán)形管道的至少一個第二管道又同軸地圍繞燃料管道。
[0019]作為燃燒器的該實(shí)施例的備選方案，所述燃燒器還可具有矩形燃料管道截面。多個中心管道(它們的中心管道出口沿著形成交叉或者網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的軸線定位)可布置在燃料管道截面內(nèi)。作為備選或者除此之外，優(yōu)選還有多個等離子體點(diǎn)火火炬，它們沿著形成交叉結(jié)構(gòu)或者網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的軸線布置，尤其是在所有情況下直接在兩個中心管道之間。這會在等離子體火焰與排出的粉狀燃料之間產(chǎn)生非常良好的接觸，且同時產(chǎn)生與來自中心管道的含氧氣體，尤其是空氣或氧氣，的充分的混合。
[0020]在該布置中，如果至少一個等離子體點(diǎn)火火炬布置在燃料管道和第二空氣管道之間，可能是更有利的。粉狀燃料的特別好的點(diǎn)火還在從燃料管道到第二空氣管道的過渡區(qū)中實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的有利的實(shí)施例可從從屬專利權(quán)利要求以及從說明書中獲得。說明書局限于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特征。應(yīng)當(dāng)使用附圖作為額外的輔助。下文參照附圖詳細(xì)地闡述了粉化煤燃燒器的示意性實(shí)施例，在附圖中:
圖1a在燃燒器出口的平面圖中顯示了呈粉化煤燃燒器形式的用于燃燒粉狀燃料的燃燒器的示意性實(shí)施例，
圖1b在沿著截面線B-B的示意性截面圖中顯示了根據(jù)圖1a的粉化煤燃燒器的示意性實(shí)施例，
圖1c顯示了根據(jù)圖1a和Ib的粉化煤燃燒器的等離子體點(diǎn)火火炬的部分的示意性截面圖，
圖2顯示了根據(jù)圖1a和Ib的粉化煤燃燒器，其中，顯示了一個或多個一體式的等離子體點(diǎn)火火炬的可能的位置，
圖3至11顯示了根據(jù)圖la，Ib和2的粉化煤燃燒器中的一體式的等離子體點(diǎn)火火炬的不同的布置，以及
圖12在燃燒器管道出口的示意性平面圖中顯示了實(shí)施為用于燃燒粉狀燃料的粉化煤燃燒器的燃燒器的修改后的示意性實(shí)施例，其具有矩形燃料管道截面和多個一體式的等離子體點(diǎn)火火炬。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明涉及用于燃燒粉狀燃料的燃燒器。粉狀燃料可從煤、生物質(zhì)或煤/生物質(zhì)混合物產(chǎn)生。在此處所述的示意性實(shí)施例中，粉化煤K優(yōu)選用作粉狀燃料。用于燃燒粉狀燃料的燃燒器因此在下文中稱為粉化煤燃燒器20。然而，本發(fā)明也可用于其它粉狀燃料。
[0023]針對鍋爐-例如蒸汽發(fā)生器-提供了粉化煤燃燒器20。鍋爐具有完全圍繞燃燒腔室22的燃燒腔室壁21。多個粉化煤燃燒器20通常布置在燃燒腔室壁21中。經(jīng)由粉化煤燃燒器20供應(yīng)的粉化煤K在燃燒腔室22中被燃燒以產(chǎn)生熱量。熱量用于產(chǎn)生蒸汽。[0024]粉化煤燃燒器20的第一示意性實(shí)施例以類似于框圖的高度示意性的形式示出于圖1a和Ib中。那里所示的粉化煤燃燒器20實(shí)施為環(huán)形燃燒器。其具有環(huán)形燃料管道25。燃料管道25關(guān)于燃燒器中心線A同軸地布置。燃料管道25的外直徑由D2標(biāo)示，且內(nèi)直徑由Dl標(biāo)示。中心管道26沿著燃燒器中心線A延伸。在實(shí)施為環(huán)形燃燒器的粉化煤燃燒器20中，中心管道26具有筒形，且優(yōu)選圓筒形的形狀。氧氣，或優(yōu)選空氣L，流過中心管道26。中心管道26和燃料管道25彼此緊鄰。它們通過中空的筒形第一隔離壁27彼此分離。第二中空的筒形隔離壁28同軸地布置在第一中空的筒形隔離壁27周圍，其間具有間隔，該第二中空的筒形隔離壁28使燃料管道25與實(shí)施為環(huán)形管道的第二管道29分離。因此第二管道29緊鄰燃料管道25且以環(huán)形的形狀圍繞后者。作為圖1a和Ib中所示的示意性實(shí)施例的修改，還可存在彼此同心地布置的多個環(huán)形第二管道29。
[0025]氧氣或含氧氣體以及例如空氣L流過中心管道26且流過該至少一個第二空氣管道29?？諝釲在中心管道26的中心管道出口 30處以及在相關(guān)的第二管道29的第二管道出口 31處排出。
[0026]通過供應(yīng)線路(未顯示)供應(yīng)至粉化煤燃燒器20的粉化煤K流過燃料管道26。粉化煤K在燃料管道出口 32處從粉化煤燃燒器20排出。在所示的優(yōu)選的示意性實(shí)施例中，燃料管道出口 32位于平面E中。粉化煤燃燒器20的中心管道出口 30和/或該至少一個第二管道29的相應(yīng)的第二管道出口 31也可布置在所述平面E中。粉化煤燃燒器20的燃燒器出口 33形成于平面E中。舉例來說，管道出口 30，31，32—起形成了粉化煤燃燒器20的燃燒器出口 33。作為備選方案,相應(yīng)的第二管道29的第二管道出口 31還可布置成相對于中心管道出口 30和/或相對于燃料管道出口 32在下游偏離。如圖1b中示意性地示出的，燃燒器出口 33布置成相對于燃燒腔室壁21略微偏離。燃燒器出口 33通過接口件34連接到燃燒腔室壁21。接口件34具有截頭圓錐形表面的形狀，并且從燃燒器出口 33到燃燒腔室壁21成圓錐形地變寬。
[0027]為了點(diǎn)燃經(jīng)由燃料管道25供應(yīng)的粉化煤K和/或有助于經(jīng)由燃料管道25供應(yīng)的粉化煤K的燃燒，根據(jù)本發(fā)明的粉化煤燃燒器20具有至少一個一且根據(jù)該實(shí)例為多個一等離子體點(diǎn)火火炬37。各個等離子體點(diǎn)火火炬37具有氣體管道38，載氣一例如空氣流過該管道38。在氣體管道出口 39的區(qū)域中，等離子體點(diǎn)火火炬37具有兩個點(diǎn)火電極40。通過施加電壓，電弧41在這兩個點(diǎn)火電極40之間形成，且結(jié)果，流過氣體管道的載氣形成等離子體火焰42，如圖1c中示意性地顯示。除了圖1c之外，等離子體點(diǎn)火火炬37通過氣體管道38和氣體管道出口 39在所有其它圖中示意性地示出。在圖1c中所示的等離子體點(diǎn)火火炬37的情況下(其以高度示意性的形式顯示)，陽極為中空的筒形構(gòu)造。陰極實(shí)施為在陽極上游沿著縱向軸線的中心筒形或中空的筒形元件。陽極的內(nèi)直徑大于陰極的直徑，從而允許載氣在陰極周圍流過陽極的內(nèi)部，其中等離子體火焰42由在此處存在的電弧41點(diǎn)燃。陰極可具有用于水冷卻的冷卻管道。
[0028]氣體管道出口 39位于燃料管道25外部。因此經(jīng)由燃料管道25供應(yīng)的粉化煤僅在其燃料管道出口 32的下游與等離子體火焰42進(jìn)入接觸。避免了粉化煤在燃料管道25內(nèi)點(diǎn)燃。在優(yōu)選的示意性實(shí)施例中，氣體管道出口 39在沿著燃燒器中心線的流動方向上位于燃燒器出口 33的水平(level)處。作為備選方案，至少一個等離子體點(diǎn)火火炬的氣體管道出口 39也可布置成相對于燃料管道出口 32或燃燒器出口 33在下游偏離一例如在接口件34的區(qū)域內(nèi)。粉化煤燃燒器20的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造的實(shí)質(zhì)點(diǎn)在于粉化煤僅在燃料管道出口 32的下游與等離子體火焰42進(jìn)入接觸。
[0029]存在等離子體點(diǎn)火火炬37的數(shù)量與布置的許多可行的變型。在所有情況下，等離子體點(diǎn)火火炬都布置成相對于燃燒器中心線A偏離。在根據(jù)圖la，Ib和3的第一示意性實(shí)施例中，存在四個等離子體點(diǎn)火火炬37，它們布置在中心管道截面內(nèi)部。在該示意性實(shí)施例中，等離子體點(diǎn)火火炬37以在周邊方向U上規(guī)則地分布的方式布置成緊鄰第一隔離壁27。在第一隔離壁27的區(qū)域中，等離子體火焰42實(shí)現(xiàn)了與從燃料管道25排出的粉化煤的非常良好的接觸。同時，經(jīng)由中心管道26供應(yīng)充足的空氣L，從而使得可能確保可靠的點(diǎn)火或燃燒維持。作為在圖1a和Ib中所示的該第一示意性實(shí)施例的修改，中心管道截面內(nèi)的等離子體點(diǎn)火火炬37的所選數(shù)量也可更大或更小，例如還可行的是僅提供兩個或三個等離子體點(diǎn)火火炬，如圖6中示意性地示出。
[0030]在圖2中，顯示了對于此處所述的環(huán)形粉化煤燃燒器的示意性實(shí)施例中的等離子體點(diǎn)火火炬37的布置而言可行的那些位置。在這種情況下，考慮了布置的以下原則。一方面，關(guān)于燃燒器中心線A同心地指定了多個(且根據(jù)該實(shí)例為四個)圓46。對于等離子體火炬37的布置的所有可行位置都位于這些圓46上，同心地圍繞燃燒器中心線A。相對于燃燒器中心線A徑向地限定了多個徑向平面47。在該示意性實(shí)施例中，指定了四個徑向平面47。等離子體點(diǎn)火火炬37的布置的所有可行的位置都位于圓46與徑向平面47之間的相交點(diǎn)處(圖2)。圖2中標(biāo)示的用于等離子體點(diǎn)火火炬37的位置并未全部被占據(jù)。大體上，兩個到六個或八個等離子體點(diǎn)火火炬37就足夠了。
[0031]中心管道截面內(nèi)的圓形路徑46的直徑由dK標(biāo)示，燃料管道截面內(nèi)的圓形路徑46的直徑由dB標(biāo)示，而第二管道截面中的圓形路徑46的直徑由dS標(biāo)示(圖2)。
[0032]在該示意性實(shí)施例中，徑向平面47以在周邊方向U上不規(guī)則地分布的方式布置。第一徑向平面47a與緊鄰的第二徑向平面47b之間的第一角度α不同于第一徑向平面47a與在另一側(cè)提供的緊鄰第一徑向平面47a的第三徑向平面47c之間的第二角度β。第四徑向平面47d相對于第一徑向平面47a成直角而排列。
[0033]在圖3至11中，在所有情況下多個等離子體點(diǎn)火火炬37的多種可行的布置基于圖2中所示的基本模式顯示。所提供的等離子體火炬37的數(shù)量和/或其相應(yīng)的位置可有所不同。
[0034]圖3中所示的布置在中心管道截面內(nèi)具有四個等離子體點(diǎn)火火炬37，如已經(jīng)結(jié)合圖1a描述過的那樣。在圖4中所示的布置中，多個等離子體點(diǎn)火火炬37直接布置成鄰接第二隔離壁28。在這種情況下，等離子體點(diǎn)火火炬37位于第二管道29的第二管道截面內(nèi)。
[0035]在根據(jù)圖3的示意性實(shí)施例中以及在根據(jù)圖4的示意性實(shí)施例中，等離子體點(diǎn)火火炬37繞著燃燒器中心線A在周邊方向U上以均勻地分布的方式布置。它們各自定位成鄰接界定燃料管道25的隔離壁27，28，確保在等離子體火焰42與從燃料管道25排出的粉化煤K之間存在非常良好的接觸，這會導(dǎo)致燃燒的穩(wěn)定點(diǎn)火。
[0036]一般地說，在示意性實(shí)施例中，以下規(guī)則應(yīng)用于實(shí)施為環(huán)形燃燒器的粉化煤燃燒器20中的至少一個等離子體點(diǎn)火火炬37的布置:
-對于中心管道截面內(nèi)的圓形路徑46上的等離子體點(diǎn)火火炬37的布置，以下適用:^>0.5 ；
Dl
-對于燃料管道截面內(nèi)的圓形路徑46上的等離子體點(diǎn)火火炬37的布置，以下適用:Dl < dB < D2 ；
-對于第二管道截面內(nèi)的圓形路徑46上的等離子體點(diǎn)火火炬37的布置，以下適用:
色認(rèn)5 ;
D2
這確保了當(dāng)橫向于燃燒器中心線A觀察時，等離子體點(diǎn)火火炬37與燃料管道出口 32之間的間隔足夠小，以確保等離子體火焰42與粉狀燃料(根據(jù)該實(shí)例，也即粉化煤K)之間的充分的接觸。
[0037]圖3和4中所示的示意性實(shí)施例的另一個修改示于圖5中。此處，多個一且根據(jù)該實(shí)例，在所有情況下為兩個一等離子體點(diǎn)火火炬37在所有情況下布置在燃料管道出口 32附近，既直接鄰接內(nèi)部第一隔離壁27，且又鄰接外部第二隔離壁28。在該實(shí)施例中，同樣提供了總共四個等離子體點(diǎn)火火炬37。在該示意性實(shí)施例中，等離子體點(diǎn)火火炬37位于共同的徑向平面47中。
[0038]所提供的等離子體點(diǎn)火火炬37可布置在中心管道截面內(nèi)和/或燃料管道截面內(nèi)和/或第二管道截面內(nèi)。在圖7中所示的示意性實(shí)施例中，至少一個等離子體點(diǎn)火火炬37布置在三個管道截面中的各個中。根據(jù)該實(shí)例，所有存在的等離子體點(diǎn)火火炬37都位于不同的徑向平面47和不同的同心圓46上。
[0039]舉例來說如圖8中所示，還可行的是將所有等離子體點(diǎn)火火炬37布置在燃料管道截面內(nèi)。等離子體點(diǎn)火火炬37布置在燃料管道截面內(nèi)并不意味著等離子體火焰42布置在燃料管道25內(nèi)。僅僅氣體管道38延伸穿過環(huán)形燃料管道25，在兩個隔離壁27，28之間延伸。氣體管道出口 39在燃料管道25外部。這適用于所有示意性實(shí)施例。在圖8中所示的實(shí)例中，存在兩個等離子體點(diǎn)火火炬37，它們沿直徑相對地布置在共同的徑向平面47上。作為其修改，還將可行的是提供多于兩個等離子體點(diǎn)火火炬37。
[0040]在圖9中，圖8中所示的示意性實(shí)施例被修改，因?yàn)槎鄠€額外的等離子體點(diǎn)火火炬37-根據(jù)該實(shí)例為兩個額外的等離子體點(diǎn)火火炬37-額外地布置在第二管道截面中，緊鄰第二隔離壁28。當(dāng)在周邊方向U上觀察時，所有等離子體點(diǎn)火火炬37都以規(guī)則地分布的方式布置。在目前的情況下，提供了總共四個等離子體點(diǎn)火火炬37。作為其修改，多個額外的等離子體點(diǎn)火火炬37也可額外地布置在中心管道截面內(nèi)，如圖10中所示。布置在同一截面內(nèi)一即布置在中心管道截面內(nèi)或燃料管道截面內(nèi)或第二管道截面內(nèi)一的等離子體點(diǎn)火火炬37各自位于共同的徑向平面47中。
[0041]圖11顯示了例如八個等離子體點(diǎn)火火炬37的另一種可行布置。兩個等離子體點(diǎn)火火炬37布置在燃料管道截面內(nèi)，而分別有三個等尚子體點(diǎn)火火炬37布置在中心管道截面以及第二管道截面內(nèi)。等離子體點(diǎn)火火炬37以不規(guī)則地分布的方式布置在多個徑向平面47中以及不同的圓46上。 [0042]作為所示的可行布置的修改，存在將不同的數(shù)量的等離子體點(diǎn)火火炬37布置在粉化煤燃燒器20上的許多其它方式。原則上，圖2中所示的可行布置的所有組合都可實(shí)施。優(yōu)選這樣的布置，其中至少一個等離子體點(diǎn)火火炬37直接布置在界定燃料管道的隔離壁27,28上。
[0043]圖12顯示了粉化煤燃燒器20，不像上文所述的示意性實(shí)施例，其并未實(shí)施為環(huán)形燃燒器。圖12中標(biāo)示的等離子體點(diǎn)火火炬37的位置并未被全部占據(jù)。圖12中所示的等離子體點(diǎn)火火炬37僅僅標(biāo)示了可布置等離子體點(diǎn)火火炬的位置，圖2中也是這種情況。
[0044]燃料管道25具有矩形截面。與其它實(shí)施例相對比，在圖12中所示的示意性實(shí)施例中提供了多個 筒形中心管道26。中心管道26沿著軸線48布置。軸線48在燃料管道截面內(nèi)形成交叉或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。在圖12中所示的示意性實(shí)施例中，兩個軸線48平行且間隔開地布置，與矩形燃料管道25的兩個長側(cè)面相交。表示燃料管道25的兩個較短的側(cè)面的平分線的軸線48相對于其成直角延伸。軸線48的數(shù)量可有所不同。
[0045]沿著所述軸線48進(jìn)一步布置了多個等離子體點(diǎn)火火炬37，在所有情況下布置在兩個中心管道26之間。此外，額外的等離子體點(diǎn)火火炬37可布置在界定了矩形燃料管道25的外部管道壁49上。在示意性實(shí)施例中，這些火炬可沿著燃料管道25的外部管道壁49的所有四個側(cè)面定位。
[0046]在此處所示的示意性實(shí)施例中，燃料管道25分成兩個管道段25a和25b。為此，分隔壁50布置在外部管道壁49的兩個較短的側(cè)面之間。分隔壁50可具有冷卻空氣管道。在此處所述的該示意性實(shí)施例中，額外的等離子體點(diǎn)火火炬37布置在分隔壁50的區(qū)域中。
[0047]在所示的示意性實(shí)施例中，多個第二管道29提供于距外部管道壁49距離S處。第二管道29可以距離S布置在外部管道壁49的短側(cè)面和/或外部管道壁49的長側(cè)面附近。在圖12中所示的示意性實(shí)施例中，在所有情況下三個第二管道29布置在燃料管道25的相反側(cè)，根據(jù)該示例，在所有情況下布置在外部管道壁49的短側(cè)面附近。根據(jù)該實(shí)例，第二管道29具有矩形截面。布置在外部管道壁49的共同的側(cè)面附近的第二管道29直接彼此鄰接而沒有間隔。
[0048]至少一個等離子體點(diǎn)火火炬37至少布置在第二管道29中的一個與燃料管道25之間，在所述火炬的出口中心與外部管道壁49之間有距離Si —優(yōu)選以適用如下的方式:
s1/S<0.5
其中
Si:是等離子體點(diǎn)火火炬37的出口 39的中心與管道壁49之間的距離，且 S:是相鄰的第二管道29與管道壁49之間的距離。
[0049]這確保了粉狀燃料一根據(jù)該實(shí)例為粉化煤K一與等離子體火焰42之間的充分的接觸。
[0050]仍然在圖12中所示的示意性實(shí)施例中，燃料管道出口 32、第二管道出口 31和中心管道出口 30在共同的平面E中形成了燃燒器出口 33。等離子體點(diǎn)火火炬37的氣體管道出口 39優(yōu)選類似地位于平面E中、在平面E或燃燒器出口 33的下游偏離。
[0051]本發(fā)明涉及用于蒸汽發(fā)生器的粉化煤燃燒器20。粉化煤燃燒器20具有燃料管道25，粉化煤K在載氣的幫助下流過該燃料管道25。與載氣一起，粉化煤K在燃料管道出口 32處排出。粉化煤燃燒器20進(jìn)一步具有至少一個中心管道26和至少一個第二管道29。空氣L流過中心管道26和第二管道29，分別在中心管道出口 30和第二管道出口 31處排出。中心管道出口 30、第二管道出口 31和燃料管道出口 32 —起形成了燃燒器出口 33。粉化煤燃燒器20具有與粉化煤燃燒器20 —體地實(shí)現(xiàn)的至少一個等離子體點(diǎn)火火炬37。該至少一個等離子體點(diǎn)火火炬37的出口 39布置在燃燒器出口 33的平面E中，或者關(guān)于粉化煤K的流動方向在下游偏離。由等離子體點(diǎn)火火炬37產(chǎn)生的等離子體火焰42因此位于燃料管道26外部。
【權(quán)利要求】
1.一種粉化煤燃燒器(20)， 具有中心管道(26)，穿過所述中心管道(26)，空氣(L)或氧氣流動且在中心管道出口(30)處排出；和/或具有第二管道(29)，穿過所述第二管道(29)，空氣(L)或氧氣流動且在第二管道出口(31)處排出， 具有燃料管道(25)，穿過所述燃料管道(25)，粉化煤(K)流動且在燃料管道出口(32)處排出， 且具有等離子體點(diǎn)火火炬(37)，其產(chǎn)生布置在所述燃料管道(25)外部的等離子體火焰(42)，且在所述燃料管道出口(32)的下游與所述粉化煤(K)發(fā)生接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，所述等離子體點(diǎn)火火炬(37)具有布置在所述氣體管道出口(39)的區(qū)域中的氣體管道(38)和點(diǎn)火電極(40)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，所述燃料管道出口(32)和所述中心管道出口(30)和/或所述第二管道出口(31)布置在共同的平面(E)中，且在此處形成燃燒器出口(33)。
4.如權(quán)利要求2所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，所述氣體管 道出口(39)和所述燃料管道出口(32)布置在共同的平面(E)中。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，存在多個第二管道(29)和/或多個中心管道(26)。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器， 其特征在于，所述至少一個等離子體點(diǎn)火火炬(37)布置在燃燒器中心線(A)外側(cè)。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，存在多個等離子體點(diǎn)火火炬(37)，它們布置在中心管道截面內(nèi)和/或煤管道截面內(nèi)和/或第二管道截面內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的粉化煤燃燒器，其特征在于， 所述等離子體點(diǎn)火火炬(37)布置在燃燒器中心線(A)周圍的一個或多個同心圓(46)上。
9.如權(quán)利要求7或8所述的粉化煤燃燒器， 其特征在于，所述等離子體點(diǎn)火火炬(37)中的至少一些布置在相對于燃燒器中心線(A)徑向地定向的不同的徑向平面(47)中。
10.如權(quán)利要求9所述的粉化煤燃燒器， 其特征在于，徑向平面(47a)與緊鄰它的兩個徑向平面(47b，47c)之間的角度(α，β)在繞著所述燃燒器中心線(A)的周邊方向(U)上是不同的。
11.如權(quán)利要求7— 10中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20), 其特征在于，所述等離子體點(diǎn)火火炬(37)中的至少一個直接布置在所述燃料管道(25)與所述中心管道(26)之間的隔離壁(27)上。
12.如權(quán)利要求7— 11中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器， 其特征在于，所述等離子體點(diǎn)火火炬(37)中的至少一個直接布置在所述燃料管道(25)與所述第二管道(29)之間的隔離壁(28)上。
13.如權(quán)利要求7— 12中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20), 其特征在于，空氣(L)或氧氣在兩個等離子體點(diǎn)火火炬(37)之間流出所述中心管道(26)或流出所述第二管道(29)。
14.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，所述燃料管道(25)實(shí)施為環(huán)形管道且同軸地圍繞所述中心管道(26)。
15.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，所述第二管道(29)實(shí)施為環(huán)形管道且同軸地圍繞所述燃料管道(25)。
16.如權(quán)利要求1一 13中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20), 其特征在于，所述燃料管道(25)具有矩形煤管道截面。
17.如權(quán)利要求16所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，多個中心管道(26)和/或多個等離子體點(diǎn) 火火炬(37)布置在所述煤管道截面內(nèi)，其中所述中心管道出口(30)和/或所述等離子體點(diǎn)火火炬(37)沿著形成交叉或者網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的軸線(48)布置。
18.如權(quán)利要求17所述的粉化煤燃燒器(20)， 其特征在于，一個或多個等離子體點(diǎn)火火炬(37)緊鄰兩個中心管道(26)。
19.如權(quán)利要求16— 18中的任一項(xiàng)所述的粉化煤燃燒器(20), 其特征在于，至少一個等離子體點(diǎn)火火炬(37)布置在所述燃料管道(25)與所述第二空氣管道(29)之間。
【文檔編號】F23D1/00GK104011464SQ201280063417
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】T.維爾德, H.布雷格曼恩 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司