1、 我国目前电厂的煤粉锅炉基本上都用油进行点火或助燃。在用油点燃时，一般是用油将炉膛烧热，以保证煤粉在喷入炉膛时稳定燃烧，在运行中，由于负荷的变化，在低负荷下燃烧可能不稳定，因此需要用油助燃，这种点火方式耗油很大，全国电站锅炉点火用油在50万t/年以上，助燃用油消耗量更大1，随着能源供应的日趋紧张，以煤代油已成为解决能源问题的重要措施之一2。我国煤资源丰富，原煤产量位居世界第一位，未来我国能源结构仍以煤为主。随着煤洁净燃烧技术的发展，煤气发生炉技术也日益成熟。发生炉煤气由于制造工艺简单，设备投资少，燃用成本低等优点，在工农业生产中得到广泛应用3。为了进一步扩大发生炉煤气的应用范围，以改善环境，节
2、约能源，作者设计了发生炉煤气点火器。用煤粉预热室代替了油枪，从而达到了节油目的4。本装置应用于容量为130t/h的煤粉锅炉，引燃煤种为无烟煤，所选用的发生炉煤气流量为40.0m3/h，额定出口压力的10kPa，一次空气消耗系数为0.95，空燃比为1.16，发生炉煤气是由CO、H2、CH4、N2、CO2、O2为主要组分的混合气体。本设计选取发生炉煤气的组分（体积分数）为CO 30.4、H2 8.4、CH4 2.2、N2 56.4、CO2 2.2、O2 0.45，最大燃烧速度UT为0.195m/s。本设计采用强制预混式燃烧方式，因为预混式燃烧方式可以使燃料燃烧完全，热效率较高，其原理是用发生炉煤气
3、引射一定量的空气，保证在过剩空气系数近于1的条件下实现完全燃烧。由于发生炉煤气的压力低，引射的空气量不足，因此需要加装风机，增大空气量，以实现强制预混燃烧。发生炉煤气的性质及着火性能见表16、7。表1 发生炉煤气的性质及着火性能密度(kg/m3)收到基的低位发热量(kJ/m3)在空气中的着火温度()在空气中的着火极限(%)下限上限1.16574465027.570.03.1 喷嘴 喷嘴的设计是燃烧器的关键部分，尤其是喷嘴直径的选择更为重要。喷嘴的计算是基于气体动量方程和气体流动的基本方程。由于发生炉煤气的额定出口压力为10kpa，所以按压缩性低压气体计算。由于发生炉煤气的额定出口压力为10kp
4、a，所以按压缩性低压气体计算。根据公式，设计得出发生炉煤气喷嘴出口流速V、喷嘴直径、喷嘴长度，得出喷嘴的结构图。3.2 引射器 引射器的计算是以动量定理，连续性方程及能量守恒定律为基础，同时又考虑了煤气和空气在混合管内所产生撞击及摩擦损失，而撞击损失又属于完全非弹性体的阻力性质。收缩入口管角度K取40，扩张管张角A取8。引射器的结构见图2。图2 引射器的结构 3.3 燃烧器烧嘴 根据公式求得燃烧器烧嘴截面积fhr与混合管截面积fc的最佳面积F2，烧嘴喷口直径dhr，烧嘴长度lhr，可燃混合物喷口喷出的速度Vhr。设计出烧嘴的结构见图3。作者研制的发生炉煤气点火系统由点火器、煤粉装置、预燃室等部
5、分组成，发生炉煤气与压缩空气在点火器中预混并燃烧，喷出的火炬在预燃室中去点燃由引射器引出的煤粉气流，待一定时间后，煤粉预燃室进入稳定运行状态，以点燃锅炉中的主煤粉流，当锅炉中的主煤粉流进入稳定运行后可切断点火预燃装置，如果锅炉负荷不稳定可随时启动点火系统加以调节。该点火器安装在DG130/39/450-M电站锅炉上两个出力为0.18kg/s煤粉预燃室中进行点火试验，试验共分7种工况，每次工况试验三次，且获得了点火上的成功。所得结果列于表3。表3 发生炉煤气点火器的试验结果试验工况发生炉煤气流量 /(10-3 m3/s)空气流量/(10-2 m3/s)空燃比火焰温度 /C火焰长度/m煤粉流量/(
6、kg/s)点燃预燃室时间/s13.033.511.1611300.500.18152025.055.861.1612130.630.18101137.038.151.1612950.720.1867349.0310.471.1614050.860.18551511.1112.891.1615411.020.18499613.0515.141.1615411.020.18499715.0617.471.1615411.020.18499l 本装置在给定设计参数下，火炬长达1.02m，火焰温度高达1541，有较强的辐射力，达到了设计的要求，从技术上来讲是可行的，同时也证明了该设计方法的正确性与科学
7、性。l 发生炉煤气火焰温度高于柴油燃烧温度，这对各类煤种点火的适应性较强。l 该点火装置在DG130/39/450-M电站锅炉的两个煤粉预燃室中燃烧8min后，煤粉预燃室可进入稳定运行状态。这也就是说该点火装置在很短时间内，只需12m3左右发生炉煤气就可将煤粉预燃室点燃。在1小时之内，需60m3发生炉煤气可将整个锅炉点燃，并进入稳定运行状态，从经济上来看也是合理的。与传统用油点燃1次锅炉需2t柴油(折合人民币5600元)，时间长达4h对比，本装置具有点火可靠，操作方便，应急能力强，经济效益高，污染小等优点，在我国电站锅炉上具有广阔的应用前景。l 根据笔者试验与观察，该装置不但适用于电站锅炉的点火，而且可作为工业窑炉及工业锅炉的燃烧器，开阔了发生炉煤气应用的范围，为煤炭高效、洁净化利用开辟了一条新途径。
