淺談等離子點(diǎn)火

摘 要:通過對等離子點(diǎn)火的研究了解，等離子點(diǎn)火煤粉燃燒器的工作原理:首先設(shè)定輸出電流，當(dāng)陰極3前進(jìn)同陽極2接觸后，整個(gè)系統(tǒng)具有抗短路的能力且電流恒定不變，當(dāng)陰極緩緩離開陽極時(shí)，電弧在線圈磁力的作用下拉出噴管外部，一定壓力的空氣在電弧的作用下，被電離為高溫等離子體。等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的組成及壓縮空氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、一次風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)試。采用等離子點(diǎn)火，點(diǎn)火和穩(wěn)燃與傳統(tǒng)的燃油相比有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效、簡單、安全，幾大優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:等離子 點(diǎn)火 原理 組成 調(diào)試 優(yōu)點(diǎn)

1.等離子點(diǎn)火煤粉燃燒器的工作原理

1.1點(diǎn)火機(jī)理

等離子點(diǎn)火是利用直流電流(280~350A)在介質(zhì)氣壓0.01~0.03Mpa的條件下接觸引弧，并在強(qiáng)磁場下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在燃燒器的一次燃燒筒中形成T>5000K的梯度極大的局部高溫區(qū)，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，并在10~3秒內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)物，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。由于反應(yīng)是在氣相中進(jìn)行，使混合物組分的粒級發(fā)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E(E等=1/6E油)。除此之外，等離子體對于煤粉的作用，可比通常情況下提高20%~80%的揮發(fā)份，即等離子體有再造揮發(fā)份的效應(yīng)，這對于點(diǎn)燃低揮發(fā)份煤粉強(qiáng)化燃燒有特別的意義。

1.2等離子發(fā)生器工作原理

等離子發(fā)生器為磁穩(wěn)空氣載體等離子發(fā)生器，它由線圈、陰極、陽極組成。其中陰極材料采用高導(dǎo)電率的金屬材料或非金屬材料制成。陽極由高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率及抗氧化的金屬材料制成，它們均采用水冷方式，以承受電弧高溫沖擊。線圈在高溫250℃情況下具有抗2000V的直流電壓擊穿能力，電源采用全波整流并具有恒流性能。其拉弧原理為:首先設(shè)定輸出電流，當(dāng)陰極3前進(jìn)同陽極2接觸后，整個(gè)系統(tǒng)具有抗短路的能力且電流恒定不變，當(dāng)陰極緩緩離開陽極時(shí)，電弧在線圈磁力的作用下拉出噴管外部。一定壓力的空氣在電弧的作用下，被電離為高溫等離子體。

2.等離子點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)的組成

等離子燃燒器是借助等離子發(fā)生器的電弧來點(diǎn)燃煤粉的煤粉燃燒器，與以往的煤粉燃燒器相比，等離子燃燒器在煤粉進(jìn)入燃燒器的初始階段就用等離子弧將煤粉點(diǎn)燃，并將火焰在燃燒器內(nèi)逐級放大，屬內(nèi)燃型燃燒器，可在爐膛內(nèi)無火焰狀態(tài)下直接點(diǎn)燃煤粉，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐的無油啟動(dòng)和無油低負(fù)荷穩(wěn)燃。

為了擴(kuò)大燃燒器對一次風(fēng)速的適應(yīng)范圍，等離子燃燒器的最后一級煤粉可不在燃燒室內(nèi)燃燒而直接進(jìn)入爐膛，因?yàn)槊悍廴紵蟮臒崃渴沟每諝怏w積迅速膨脹，受燃燒器內(nèi)空間的限制，燃燒室內(nèi)的風(fēng)速會成倍提高，造成火焰擴(kuò)散的速度小于煤粉的傳播速度而使燃燒不穩(wěn)，當(dāng)采取前面所述措施后，有利于減小燃燒室內(nèi)的風(fēng)速，使燃燒穩(wěn)定。

3.等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的調(diào)試

3.1壓縮空氣系統(tǒng)的調(diào)試

(1)檢查壓縮空氣系統(tǒng)安裝的完整性:對壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備、管道、閥門、壓力表等進(jìn)行外觀檢查，確認(rèn)連接正確，沒有安裝缺陷。(2)如果供有空壓機(jī)，按操作規(guī)程啟動(dòng)空壓機(jī)(最好是空壓機(jī)廠家調(diào)試人員在場的情況下)。(3)先不用軟管連接等離子發(fā)生器，打開壓縮空氣系統(tǒng)母管進(jìn)氣手動(dòng)閥，離子點(diǎn)火器手動(dòng)球閥和電動(dòng)球閥全開，對各角管路進(jìn)行吹掃。(4)吹掃完畢后連接上等離子發(fā)生器，打開壓縮空氣系統(tǒng)母管進(jìn)氣手動(dòng)閥，檢查系統(tǒng)內(nèi)各壓力表指示的正確性，檢查各閥門連接處有無泄漏現(xiàn)象。(5)壓縮空氣壓力調(diào)整至0.02Mpa，將等離子發(fā)生器的電子發(fā)射槍手搖至中間位置后，再調(diào)整壓力至0.015Mpa，用萬用表檢查壓力開關(guān)是否閉合，減小系統(tǒng)內(nèi)壓縮空氣壓力，檢查壓力開關(guān)的斷開情況。

3.2冷卻水系統(tǒng)的調(diào)試

(1)檢查并確認(rèn)冷卻水箱內(nèi)干凈、無雜物。(2)檢查冷卻水系統(tǒng)安裝的完整性:對冷卻水箱、水泵、換熱器、管道閥門、壓力表、水位表等進(jìn)行外觀檢查，確認(rèn)連接無誤，沒有安裝缺陷。同時(shí)確定各閥門的開關(guān)是否正確。(3)打開冷卻水補(bǔ)水管上的閥門，給冷卻水箱補(bǔ)化學(xué)水至半箱水位。(4)給冷卻水泵控制箱送電，在就地啟動(dòng)一臺冷卻水泵進(jìn)行試轉(zhuǎn)，檢查管路中各閥門、儀表接口處有無滲漏現(xiàn)象，檢查系統(tǒng)中各壓力表指示是否正確，檢查水泵就地控制箱中事故按鈕的動(dòng)作情況，同時(shí)應(yīng)注意水泵不能長時(shí)間憋壓運(yùn)行。(5)短接等離子發(fā)生器進(jìn)、回水軟管，水泵啟動(dòng)后，沖洗冷卻水管路。(6)管道沖洗完后，停止水泵。將水箱內(nèi)的存水全部放掉，重新給水箱上水至滿水位。(7)正確連接等離子發(fā)生器與進(jìn)、回水軟管，按順序逐一打開等離子發(fā)生器的進(jìn)、回水閥，證明所有回水管均有水流出。

3.3一次風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)試

3.3.1另設(shè)等離子點(diǎn)火燃燒器的一次風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)試:檢查風(fēng)粉管道、風(fēng)門及控制、變頻給粉裝置及控制、煤粉混合裝置、管道補(bǔ)償裝置、支吊架及風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)等。

3.3.2中儲式等離子點(diǎn)火燃燒器的一次風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)試:(1)檢查一次風(fēng)系統(tǒng)安裝的完整性:對一次風(fēng)管道、等離子燃燒器，等進(jìn)行外觀檢查，確認(rèn)沒有安裝缺陷。(2)在一次風(fēng)系統(tǒng)具備通風(fēng)條件后，檢查一次風(fēng)在線測量裝置指示是否正確。

3.3.3直吹式等離子點(diǎn)火燃燒器的一次風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)試:(1)一次風(fēng)系統(tǒng)的冷態(tài)調(diào)試可安排在鍋爐冷態(tài)通風(fēng)試驗(yàn)過程中進(jìn)行，也可安排在鍋爐吹管前的試點(diǎn)火過程中進(jìn)行。(2)檢查一次風(fēng)系統(tǒng)安裝的完整性:對暖風(fēng)器前后風(fēng)道、暖風(fēng)器、來汽及疏水管路、閥門、等離子燃燒器及風(fēng)箱等進(jìn)行外觀檢查，確認(rèn)沒有安裝缺陷。(3)檢查暖風(fēng)器吊架安裝情況，將彈簧吊架調(diào)整至適當(dāng)位置。

4.等離子點(diǎn)火的優(yōu)點(diǎn)

為了減少重油(天然氣)的耗量，傳統(tǒng)的做法是提高煤粉的磨細(xì)度，提高風(fēng)粉混合物和二次風(fēng)的預(yù)熱溫度，采用預(yù)燃室燃燒器，選用小油槍點(diǎn)火等等，但是，這些方法已到了盡頭，若要進(jìn)一步減少燃油到最終不用油，必須采用與傳統(tǒng)上完全不同的全新工藝，這種工藝既可保證提高燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性，又可以改善火電廠的生態(tài)條件——DLZ-200型等離子煤粉點(diǎn)火燃燒器，采用直流空氣等離子體作為點(diǎn)火源，可點(diǎn)燃揮發(fā)份較低的(10%)貧煤，實(shí)現(xiàn)鍋爐的冷態(tài)啟動(dòng)而不用一滴油，是未來火力發(fā)電廠點(diǎn)火和穩(wěn)燃的首選設(shè)備，采用等離子點(diǎn)火燃燒器，點(diǎn)火和穩(wěn)燃與傳統(tǒng)的燃油相比有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效、簡單、安全幾大優(yōu)點(diǎn)，等離子點(diǎn)火是燃煤鍋爐的首選設(shè)備，是目前燃油系統(tǒng)改造的最佳替代產(chǎn)品。