[实用新型]用于等离子点火装置的组合式阴极

说明书

本实用新型公开了一种用于等离子点火装置的组合式阴极，它具有自动定心、烧蚀速率低、成本低廉、易于更换等优点，特别是增加了起弧衬套后大大地减轻了起弧时电弧对阳极的烧蚀，特别适用于直接点燃煤粉启动大型电站锅炉的等离子点火装置上。

传统电力煤粉锅炉的点火启动均采用燃油方式进行升温，一九九九年，电力行业计划用油高达320万吨，折合人民币近100亿元。国家计委曾在1997年“中国能源”白皮书中号召“研究开发推广应用以煤代油的技术及产品是结合我国国情的一项重要的能源政策，鼓励全社会开展以煤代油的工作。”为此，我国及全世界有关专家在八十年代以来曾经研究过采用等离子技术直接点燃煤粉的课题。澳大利亚研制出采用氮气保护电极的烟煤等离子点火装置，原苏联对该课题曾做过大量的基础研究工作，于一九九六年及一九九九年分别在我国宝鸡及韶关电厂做了点火试验，但均未启动成功。我国的清华大学、哈尔滨锅炉厂等单位都在该项目上做过大量的试验研究工作。

直接点燃煤粉启动电站锅炉的等离子点火装置ZL 99 248829X已于二○○○年二月十五日在烟台电厂实现了我国历史上燃煤锅炉启动的第一次无油点火。但是，该装置的阴极为石墨棒，在运行过程中存在着掉渣、短路、电压不稳等缺点；设计人为克服如上指出的缺点，申请了“用于等离子点火装置的金属电极”实用新型专利，申请号为00245774.1该电极在使用过程中仍存在起弧时损伤阳极、电压波动大、阴极寿命短、造价昂贵等缺点，未能研制出一种具有寿命长、价格低廉的阴极影响了等离子点火装置的推广应用。

本实用新型的目的是提供一种用于等离子点火装置的组合式阴极，在正常工作条件下具有电弧自动定心、电压稳定、寿命长、起弧过程中对阳极烧损小等特点，大大地提高了等离子点火装置的可靠性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于等离子点火装置的组合式阴极，它主要由进水管、出水管、进水导管、密封垫片、阴极头、起弧衬套、阴极板、冷却喷咀、导电壳体，导电片组成。

其中，起弧衬套采用具有高熔点，高导电率的石墨棒加工而成，采用螺纹方式紧固在阴极头上并用同阴极板齐平。在工作过程中，电弧首先在阳极同起弧衬套之间形成，由于机械压缩、磁压缩、热压缩的作用，电弧迅速由起弧衬套转移到中心阴极板上去，试验证明起弧时对阳极烧蚀轻微，延长了阳极的寿命。

其中，阴极板采用具有高导热、高导电性能的银基合金平板并用钎焊的方法按图纸要求联接在阴极头上，其板面同起弧衬套齐平。采用平板式阴极使起弧点自动定心。

其中，阴极冷却系统的冷却喷咀采用先收敛后扩散的喷管结构，由于液体在喷咀喉部加速，提高了阴极热交换的效率，延长了阴极的使用寿命。

本实用新型的优点是：起弧点在阴极板上自动定心，调节幅度宽，使阳极及阴极大大的延长了寿命，同时提高了等离子点火装置的可靠性。

由于本组合式阴极用于直接点燃煤粉的等离子点火装置上，加快了该设备在电力及工业锅炉上的推广应用，取代了电力及工业锅炉以燃油方式启动点火及稳燃的传统方法，每年可为国家节约燃油320万吨，折合人民币100亿元，具有明显的经济效益和社会效益。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明：

图1是用于等离子点火装置的组合式阴极的结构示意图。

图2是用于等离子点火装置的组合式阴极的系统工作原理图。

实施例1

如图1所示，一种用于等离子点火装置的组合式阴极，它主要由进水管1，出水管2，进水导管3，密封垫片4，阴极头5，起弧衬套6，阴极板7，冷却喷咀8，导电壳体9，导电片10，它们依次用焊接及螺纹联接方式组装在一起。

如图2所示，一种等离子点火系统，它由直流电源11，起弧线圈12，阳极13，压缩空气出口14，绝缘套筒15，组合式阴极16组成，用电缆及支架联结在一起。

图1中，起弧衬套6采用螺纹联接方式紧固在阴极头5前端并与阴极板7齐平；阴极板7用钎焊方式同阴极头5联接并与起弧衬套齐平；冷却喷咀8用焊接方式同进水导管3联接并置于导电壳体中心。

本实用新型的工作方式和原理是：

本实用新型是磁稳空气载体等离子点火装置中的组合式阴极，当组合式阴极16同阳极13接触后，起动直流电源11，并设置电流负荷，当组合式阴极16缓缓离开阳极后，电弧随之建立起来，从压缩空气出口14来的旋转气流在电弧能量的作用下变成等离子体，高温等离子体喷入燃烧器直接点燃煤粉。