CN111895444A - 一种燃烧器高能放电点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃烧器高能放电点火装置，用于锅炉，包括燃气管道；用于提供高压电的高能放电控制箱；用于至少部分地设置在锅炉内的燃烧器，燃烧器与燃气管道相连通，并与高能放电控制箱电连接；包括设置在燃烧器处的燃气报警仪的仪表组件；以及与高能放电控制箱和仪表组件电连接，并配置为远程控制高能放电控制箱的动作的远程控制装置。根据本发明的燃烧器高能放电点火装置，能够通过远程控制装置启动高能放电控制箱进行点火操作，无需操作人员现场点火，保证了操作人员的人身安全，并提高了点火成功率；通过远程控制装置实时获取燃气报警仪监测的现场燃气泄漏情况，无需操作人员现场了解燃气泄漏情况，能进一步降低操作人员作业的危险性。

Description

一种燃烧器高能放电点火装置

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧器领域，特别是一种燃烧器高能放电点火装置。

背景技术

锅炉是工业现场常用的设备。传统的锅炉点火有两种方式，一种是燃烧器进气阀门打开后，操作人员由观火孔将火把送入锅炉炉膛至燃烧器出口处进行点火；另一种是操作人员通过就地点火装置，按下点火按钮后，通过点火装置程序自动打开阀门，完成锅炉燃烧器点火。

传统的点火方式都要求操作人员在锅炉附近位置。由于燃气是易燃易爆气体，尤其是第一种点火方式，还需要打开锅炉观火孔，需要多人配合操作，会对操作人员的人身安全产生极大的威胁，并且点火效率不高。

为此，本发明提供了一种燃烧器高能放电点火装置,以至少部分地解决相关技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种燃烧器高能放电点火装置，用于锅炉，包括：

燃气管道；

高能放电控制箱，所述高能放电控制箱用于提供高压电；

燃烧器，所述燃烧器用于至少部分地设置在所述锅炉内，所述燃烧器与所述燃气管道相连通，并与所述高能放电控制箱电连接；

仪表组件，所述仪表组件包括燃气报警仪，所述燃气报警仪设置在所述燃烧器处；以及

远程控制装置，所述远程控制装置与所述高能放电控制箱和所述仪表组件电连接，并配置为远程控制所述高能放电控制箱的动作。

根据本发明的燃烧器高能放电点火装置，通过设置高能放电控制箱，能够利用其提供的高压电实现锅炉燃烧器的点火，从而提高点火成功率；通过远程控制装置启动高能放电控制箱进行点火操作，无需操作人员现场操作点火，极大地保证了操作人员的人身安全；在燃烧器处设置燃气报警仪，能够实时监测现场燃气泄漏情况，并将燃气泄漏情况传输至远程控制装置，无需操作人员到现场了解燃气泄漏情况，可进一步降低操作人员作业的危险性。

可选地，还包括阀门组件，所述阀门组件设置在所述燃气管道处，并与所述远程控制装置电连接，用于控制进入所述燃烧器的燃气。

可选地，还包括风机，所述风机与所述燃烧器连通，并与所述远程控制装置电连接。

可选地，所述仪表组件还包括火焰检测装置，所述火焰检测装置设置在所述燃烧器处，并与所述远程控制装置电连接。

可选地，所述燃气管道包括：

主燃气管道，所述主燃气管道用于输送主燃气；

点火燃气管道，所述点火燃气管道与所述主燃气管道并联设置，用于输送点火燃气。

可选地，所述阀门组件包括：

流量调节阀，所述流量调节阀设置在所述主燃气管道的靠近所述燃烧器的位置，用于调节进入所述燃烧器的所述主燃气的量；

压力调节阀，所述压力调节阀设置在所述点火燃气管道处，用于调节进入所述燃烧器的所述点火燃气的压力。

可选地，所述阀门组件还包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀设置在所述主燃气管道处，用于所述主燃气管道的双切断保护。

可选地，所述阀门组件还包括第三电磁阀和第四电磁阀，所述第三电磁阀和所述第四电磁阀设置在所述点火燃气管道处，用于所述点火燃气管道的双切断保护。

可选地，还包括排空管道，所述排空管道连接在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀之间的所述主燃气管道处。

可选地，还包括供气管道，所述仪表组件还包括第一压力变送器，所述第一压力变送器设置在所述供气管道处，用于监测所述供气管道的燃气的压力。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的燃烧器高能放电点火装置的示意图。

附图标记说明：

100：燃烧器高能放电点火装置 110：燃气管道

111：主燃气管道 112：点火燃气管道

113：排空管道 114：供气管道

120：高能放电控制箱 121：高压电缆

130：燃烧器 131：高能点火枪尖

141：燃气报警仪 142：第一压力变送器

143：流量计 144：第二压力变送器

145：压力表 151：流量调节阀

152：压力调节阀 153：第一电磁阀

154：第二电磁阀 155：第三电磁阀

156：第四电磁阀 157：第一调节阀

158：第二调节阀 159：第三调节阀

160：风机 161：第四调节阀

170：火焰检测装置 180：阻火器

190：过滤器 200：锅炉

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。需要说明的是，本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

参考图1，根据本发明的一个优选实施方式的燃烧器高能放电点火装置100包括燃气管道110、高能放电控制箱120、燃烧器130、仪表组件和远程控制装置。其中，高能放电控制箱120用于提供高压电，能够通过其内部的电路将220V的交流电转变为2500V的直流电。燃烧器130至少部分地设置在锅炉200的炉膛内，与燃气管道110相连通，并通过高压电缆121与高能放电控制箱120电连接。燃烧器130利用高能放电控制箱120提供的高能能量将进入其内的燃气点燃，以实现锅炉200的点火，并提高点火成功率。

具体地，燃烧器130的头部设置有高能点火枪尖131，高能点火枪尖131与燃烧器130内部的点火杆(未示出)相连接，点火杆通过高压电缆121和高能放电控制箱120电连接。高能放电控制箱120通过其内部的电容将高能能量释放，释放的高能能量经由高压电缆121和点火杆传输到高能点火枪尖131，点燃燃气管道110输送的燃气，以实现锅炉200的点火，并提高点火的成功率。

高能放电控制箱120能够与远程控制装置电连接，远程控制装置能够远程控制高能放电控制箱120的动作。远程控制装置可以为远程PLC控制***。在点火的过程中，可以通过远程控制装置向高能放电控制箱120发出点火命令，控制高能放电控制箱120通过高压电缆121在高能点火枪尖131放电进行点火，从而无需操作人员现场操作点火，极大地保证了操作人员的人身安全。

此外，根据本发明的高能放电控制箱120还具有就地点火的功能，当需要就地点火时，可以通过操作高能放电控制箱120上的点火手动按钮就地通过高压电缆121在高能点火枪尖131放电，实现对锅炉200的点火。

仪表组件包括燃气报警仪141，燃气报警仪141设置在燃烧器130处，以实时监测锅炉200现场的燃气泄漏情况。燃气报警仪141能够与远程控制装置电连接，以将锅炉200现场的燃气泄漏情况实时远程传输到远程控制装置，使得操作人员不用去现场就可以了解到现场的燃气泄漏情况，可进一步降低操作人员作业的危险性。优选地，远程控制装置可以包括显示界面，燃气泄漏情况可以通过显示界面实时显示，以便于操作人员观看。

可以理解，燃气报警仪141除了能够远程传输燃气泄漏情况，还可以具有就地报警的功能。当检测到燃气泄漏时，可以就地发出警报。燃气报警仪141的量程范围为0～100％LEL(Lower Explosive Limited，***下限)。通常设置一个低报警值和一个高连锁值，低报警值一般设置为20％LEL，高连锁值一般设置为50％LEL。用户可以根据现场实际情况进行调节。

燃气管道110通常包括主燃气管道111和点火燃气管道112。点火燃气管道112与主燃气管道111并联设置，用于输送点火燃气。点火燃气管道112的直径一般小于主燃气管道111的直径，以便于在点火阶段对点火燃气的量进行控制。主燃气管道111用于在点火成功后向锅炉200输送主燃气，以维持锅炉200的正常运行。

为了在锅炉200的点火以及运行阶段更好地控制进入燃烧器130的燃气，在燃气管道110处设置有阀门组件，用于控制进入燃烧器130的燃气。阀门组件可以与远程控制装置电连接，以便操作人员通过远程控制装置控制阀门的开度，无需现场进行手动操作。

具体地，在点火燃气管道112处设置有压力调节阀152，用于调节锅炉200点火阶段进入燃烧器130的燃气的压力。燃气的压力值可以通过设置在点火燃气管道112的靠近燃烧器130处的压力表145就地显示。当然，压力表145也可以与远程控制装置电连接，以将进入燃烧器130的点火燃气的压力值远程传输至远程控制装置，便于操作人员远程查看。

为了保证进入燃烧器130的点火燃气的压力在合适的范围内，优选地，在点火燃气管道112的压力调节阀152的下游还设置有第一调节阀157，第一调节阀157可以为手动调节阀，用于配合压力调节阀152调节进入燃烧器130的点火燃气的压力。

点火燃气管道112的开启与关闭主要是通过在点火燃气管道112处设置的第三电磁阀155实现的。在图示实施方式中，第三电磁阀155设置在第一调节阀157的下游。可以理解，第三电磁阀155的具***置可以根据实际需要确定。第三电磁阀155可以与远程控制装置电连接，以便操作人员远程控制其开启与关闭。

优选地，为了避免第三电磁阀155出现故障而导致锅炉200点火成功后点火燃气管道112无法关闭，在点火燃气管道112处还设置有第四电磁阀156，以对点火燃气管道112形成双切断保护，确保锅炉200点火成功后点火燃气管道112能够关闭。在图示实施方式中，第四电磁阀156设置在第三电磁阀155和压力表145之间。可以理解，第四电磁阀156的具***置可以根据实际需要确定。

在主燃气管道111的靠近燃烧器130的位置设置有流量调节阀151，如电磁调节阀，用于调节锅炉200运行阶段进入燃烧器130的主燃气的量，进而调节锅炉200的运行负荷。

主燃气管道111的开启与关闭主要是通过在主燃气管道111处设置的第一电磁阀153实现的。在图示实施方式中，第一电磁阀153设置在流量调节阀151的上游。可以理解，第一电磁阀153的具***置可以根据实际需要确定。第一电磁阀153可以与远程控制装置电连接，以便操作人员远程控制其开启与关闭。

优选地，为了避免第一电磁阀153出现故障而导致锅炉200运行结束后主燃气管道111无法关闭，在主燃气管道111处还设置有第二电磁阀154，以对主燃气管道111形成双切断保护，确保锅炉200运行结束后主燃气管道111能够关闭。在图示实施方式中，第二电磁阀154设置在第一电磁阀153和流量调节阀151之间。可以理解，第二电磁阀154的具***置可以根据实际需要确定。

优选地，燃烧器高能放电点火装置100还包括排空管道113，在图示实施方式中，排空管道113连接在第一电磁阀153和第二电磁阀154之间的主燃气管道111处，用于在锅炉200运行结束后，将主燃气管道111内残留的燃气排出。

排空管道113的开启与关闭是通过第三调节阀159和第四调节阀161实现的。第三调节阀159可以设置为手动调节阀，第四调节阀161可以设置为球阀，且处于常开的状态。可以理解，第三调节阀159和第四调节阀161的具体类型可以根据需要选取。当然，第三调节阀159和第四调节阀161也可以与远程控制装置电连接，以便操作人员远程控制排空管道113的开启与关闭。

燃烧器高能放电点火装置100还包括供气管道114，用于从供气端向主燃气管道111和点火燃气管道112输送燃气。在供气管道114的入口段设置有过滤器190，用于过滤燃气中的杂质，以保证燃气的清洁度。在过滤器190的下游设置有第二调节阀158，主要用于关闭和打开供气管道114。供气管道114的燃气的压力通过第一压力变送器142测量，燃气的流量通过流量计143测量。第一压力变送器142和流量计143均可以与远程控制装置电连接，以将测得的供气管道114的燃气的压力值和流量值传输至远程控制装置，便于操作人员远程获取相应的压力值和流量值。

在锅炉200点火以及运行的过程中，为了给燃烧器130提供新鲜的空气，用于和燃气混合燃烧，在燃烧器130附近设置有与其连通的风机160。风机160具体的可以包括鼓风机和引风机两部分。鼓风机用于锅炉200的进风，也就是为燃烧器130提供空气；引风机用于将锅炉200排出的烟气引入燃烧器130重新混合燃烧，以降低锅炉200排入大气中的氮氧化物的含量，使之符合国家规定的排放标准。风机160可以就地启动，也可以与远程控制装置电连接，通过接收远程控制装置发出的命令启动。

此外，通过对本发明优选实施方式的燃烧器130的内部结构进行设计，使燃气和新鲜空气通过不同的通道进入锅炉200炉膛，并通过机械设计通道的结构来调整进入锅炉200炉膛的燃气和空气量的配比，使得燃气充分燃烧，达到锅炉200排出低含量氮氧化物的效果，使得氮氧化物的排放量降低至47.39mg/m³。

锅炉200点火的成功与否可以通过火焰检测装置170进行检测。具体地，火焰检测装置170设置在燃烧器130处，如安装在燃烧器130的面板上。火焰检测装置170优选地选用紫外/红外一体化的火焰检测装置，如此既可以检测红外光也可以检测紫外光，以提高检测结果的准确度。火焰检测装置170也可以与远程控制装置电连接，以将检测结果传输至远程控制装置，便于操作人员远程获取相应的检测结果。

优选地，火焰检测装置170可以设置为多个，如三个，以防止火焰检测装置170损坏时难以判断点火是否成功。可以理解，火焰检测装置170的具体数量可以根据实际需要确定，只要能够准确检测点火成功与否即可。

此外，为了保障锅炉200的安全点火与运行，在燃烧器130的入口处还设置有阻火器180，用于防止进入锅炉200炉膛内的燃气倒流入燃气管道110而引发安全事故。

根据本发明的燃烧器高能放电点火装置100对锅炉200进行点火的过程如下：

点火前，首先通过远程控住装置启动风机160中的鼓风机进行送风，并将鼓风机的开度开在较小的位置，防止点火时将燃烧器130的火焰吹灭。然后打开第一调节阀157、第二调节阀158和第三调节阀159，将经过滤器190除掉杂质后的燃气引入燃气管道110。此时，第一压力变送器142会实时监测供气管道114燃气的压力，如果第一压力变送器142测得的燃气压力值低于设定压力值，说明燃气压力太低，则需关闭点火程序。需要说明的是，即使在锅炉200的燃烧运行过程中，只要第一压力变送器142测得的燃气压力值低于设定压力值，锅炉200运行程序也会立即终止，以起到全程保护的作用。

由于进入燃气管道110内的燃气是无色无味的有毒有害气体，为了增加安全性，点火前需要检测燃气管道110和阀门组件是否漏气。

燃气管道110是否漏气主要通过燃气报警仪141进行检测。燃气管道110通入燃气后，如果燃气报警仪141发出警报，就说明燃气管道110存在漏气的地方，远程控制装置的显示界面上也相应地会有报警提示，以提醒操作人员会去现场检查，待处理完毕后，再进行下一步点火程序。

对于阀门组件漏气与否的检测，主要是对主燃气管道111的第一电磁阀153和第二电磁阀154的气密性进行检测，以防止第一电磁阀153和第二电磁阀154的气密性不严，造成燃气泄漏进锅炉200。为了检测第一电磁阀153和第二电磁阀154的气密性，在二者之间的主燃气管道111处还设置有第二压力变送器144。此处需要说明的是，第一电磁阀153和第二电磁阀154气密性的检测，都是通过远程控制装置的控制程序自动运行的。

检漏流程如下：

关闭主燃气管道111上的第一电磁阀153和第二电磁阀154，打开排空管道113上的第四调节阀161。第四调节阀161打开5S后关闭，此时第二压力变送器144的压力值应该为0。5S后再观察第二压力变送器144的压力值，如果低于程序设定的压力值，则说明第一电磁阀153不漏气；如果第二压力变送器144的压力值高于程序设定的压力值，则说明第一电磁阀153漏气。此时需关闭点火程序，检查第一电磁阀153的漏气原因。

如果经过检测第一电磁阀153不漏气，远程控制装置会关闭排空管道113上的第四调节阀161，2S后再打开第一电磁阀153，燃气会进入排空管道113上的第四调节阀161和第二电磁阀154之间，此时第二压力变送器144的压力值和第一压力变送器142的压力值相等。第一电磁阀153打开2S后再关闭。5S后再观察第二压力变送器144的压力值。如果第二压力变送器144的压力值不低于程序设定的压力值，则说明第二电磁阀154不漏气；如果第二压力变送器144的压力值低于程序设定的压力值，则说明第二电磁阀154漏气。此时需关闭点火程序，检查第二电磁阀154的漏气原因。

第一电磁阀153和第二电磁阀154检漏成功后，远程控制装置会同时打开第三电磁阀155和第四电磁阀156，燃气通过点火燃气管道112进入燃烧器130。同时远程控制装置会向高能放电控制箱120发出启动命令，高能放电控制箱120会放电15S，使高能点火枪尖131点燃燃气。此时火焰检测装置170会进行火焰检测，并将检测信号反馈到远程控制装置。远程控制装置会对三个火焰检测装置170的火焰检测信号进行三选一判断。也就是说，只要有一个火焰检测装置170检测到火焰信号，则说明燃气点火成功。如果三个火焰检测装置170都未检测到火焰信号，则说明点火失败。远程控制装置会将第三电磁阀155和第四电磁阀156同时关闭，以重新开始点火。

点火燃气管道112点火成功后，远程控制装置会关闭排空管道113上的第四调节阀161，打开主燃气管道111上的第一电磁阀153和第二电磁阀154，以打开主燃气管道111。起初流量调节阀151的开度比较小，在10％左右，主燃气通过主燃气管道111进入燃烧器130，以投入主火。此时火焰检测装置170会进行火焰检测，并将检测信号反馈到远程控制装置。远程控制装置会对三个火焰检测装置170的火焰信号进行三选二判断。也就是说，有两个火焰检测装置170检测到火焰信号，则说明投入主火成功。远程控制装置会将点火燃气管道112上的第一电磁阀153和第二电磁阀154同时关闭。操作人员通过调整流量调节阀151，进行锅炉200负荷的调节。待锅炉200负荷稳定后，操作人员可以通过远程控制装置启动风机160中的引风机，以将锅炉200尾部的烟气重新引到燃烧器130燃烧，降低排放物中的氮氧化物含量。

如果三个火焰检测装置170中只有一个检测到火焰信号，或者三个均未检测到火焰信号，则说明主火投入失败。远程控制装置会将第二电磁阀154和第三电磁阀155同时关闭，并打开排空管道113上的第四调节阀161，以排出主燃气管道111内残留的燃气。随后重新开始点火程序。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种燃烧器高能放电点火装置，用于锅炉，其特征在于，包括：

燃气管道；

高能放电控制箱，所述高能放电控制箱用于提供高压电；

燃烧器，所述燃烧器用于至少部分地设置在所述锅炉内，所述燃烧器与所述燃气管道相连通，并与所述高能放电控制箱电连接；

仪表组件，所述仪表组件包括燃气报警仪，所述燃气报警仪设置在所述燃烧器处；以及

远程控制装置，所述远程控制装置与所述高能放电控制箱和所述仪表组件电连接，并配置为远程控制所述高能放电控制箱的动作。

2.根据权利要求1所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，还包括阀门组件，所述阀门组件设置在所述燃气管道处，并与所述远程控制装置电连接，用于控制进入所述燃烧器的燃气。

3.根据权利要求1所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，还包括风机，所述风机与所述燃烧器连通，并与所述远程控制装置电连接。

4.根据权利要求1所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，所述仪表组件还包括火焰检测装置，所述火焰检测装置设置在所述燃烧器处，并与所述远程控制装置电连接。

5.根据权利要求2所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，所述燃气管道包括：

主燃气管道，所述主燃气管道用于输送主燃气；

点火燃气管道，所述点火燃气管道与所述主燃气管道并联设置，用于输送点火燃气。

6.根据权利要求5所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，所述阀门组件包括：

流量调节阀，所述流量调节阀设置在所述主燃气管道的靠近所述燃烧器的位置，用于调节进入所述燃烧器的所述主燃气的量；

压力调节阀，所述压力调节阀设置在所述点火燃气管道处，用于调节进入所述燃烧器的所述点火燃气的压力。

7.根据权利要求5所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，所述阀门组件还包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀设置在所述主燃气管道处，用于所述主燃气管道的双切断保护。

8.根据权利要求5所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，所述阀门组件还包括第三电磁阀和第四电磁阀，所述第三电磁阀和所述第四电磁阀设置在所述点火燃气管道处，用于所述点火燃气管道的双切断保护。

9.根据权利要求7所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，还包括排空管道，所述排空管道连接在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀之间的所述主燃气管道处。

10.根据权利要求1所述的燃烧器高能放电点火装置，其特征在于，还包括供气管道，所述仪表组件还包括第一压力变送器，所述第一压力变送器设置在所述供气管道处，用于监测所述供气管道的燃气的压力。

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