[发明专利]一种等离子体运行控制系统

说明书

技术领域

本发明属于低温热等离子体高能物理及大功率热源的工业应用技术领域，特别是涉及多腔体阴阳极结构的直流电弧等离子体火炬的一种等离子体运行控制系统。

背景技术

低温热等离子体是固态、气态、液态以外的物体第四种状态，大功率等离子体在高危垃圾处理、生物质气化、特殊金属冶炼、高能点火、等离子切割、等离子喷涂等领域有着宽泛的应用。当气体外界电场强度大于空气击穿场强时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子、分子、各种自由基在内的混合体。由于电子和离子总是成对出现，所以等离子体呈电中性。人工生成的等离子体中，放电方式最为常见。

目前主流的等离子体技术主要有以下三种形式：

(一)专利号为“ZL02203117.0”,授权公告号为“CN2521510Y”,名称为“一种直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置”中国实用新型专利,公开了一种直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置,由等离子体发生器、煤粉燃烧器、等离子体发生器托架及其直流电源构成，等离子体发生器主要由组合式阴极、复合式阳极、电磁线圈、输弧线圈、直线电机构成；煤粉燃烧器主要由风粉管件、第一级燃烧筒进入管、第二级燃烧筒进入管、一次风粉进入管、第一级燃烧筒、第二级燃烧筒、第三级燃烧筒、第四级燃烧筒、燃烧器喷口、可调煤粉浓淡导流板组成。该直接点燃煤粉锅炉的等离子体点火装置,其采用实体阴极配合单腔阳极结构作为火炬的基本结构，采用直流电源作为等离子体的高能能量源，采用单路载体空气，功率范围为100-200kW，控制量为直流电流。

(二)专利号为“ZL02820827.7”，授权公告号为“CN1283131C”,名称为“用于固态电源的多线圈感应等离子体火炬”的中国发明专利,公开了一种用于固态电源的多线圈感应等离子体火炬,其包括:一个具有近端和远端的管状火炬体,并且围出一个轴向室,在该室中产生高温等离子；一个安装在所述管状火炬体的近端的气体分布头，用于供应至少一种气体物质进入所述轴向室；一系列位于所述管状火炬体近端和远端之间并基本上与所述管状火炬体同轴地安装在管状火炬体上的感应线圈，所述系列感应线圈包括：一个第一感应线圈,在所述感应等离子火炬操作期间,其与一个第一电源的高频输出相连接以感应地将能量施加到提供在所述轴向室内的至少一种气体物质上；及多个在所述第一感应线圈和所述管状火炬体远端之间的第二感应线圈，所述第二感应线圈各自具有端子；及一个互连电路，其在所述感应等离子火炬操作期间，设置在一个第二电源低频输出的第一和第二端子之间,和所述第二感应线圈的端子之间,以将所述第二感应线圈以一个串联或并联的布置连接在所述第一和第二端子之间,使得所述多个第二感应线圈的输入阻抗与所述第二电源的输出阻抗匹配；和感应地将能量施加到被提供到所述轴向室的至少一种所述物质中。该用于固态电源的多线圈感应等离子体火炬，其采用无电极感应式非金属单腔体作为火炬的基本结构，采用高频固态电源作为等离子体的高能能量源，采用单路载体空气和双炉冷却空气，功率范围为50-200kW，控制量为交流电流。

（三）专利号为“ZL200910158582.5”，授权公告号为“CN101790276B”，名称为“一种等离子体发生装置”的中国发明专利，公开了一种等离子体发生装置，包括：阴极、阳极、高压脉冲激发器和直流电源，所述阳极和所述阴极分别与直流电源的正负极相连接，所述高压脉冲激发器与所述阴极和所述阳极连接，所述阳极沿轴心线方向有贯通两端的空岛，所述阴极与所述阳极布置于同一轴心线上，相互不接触且位置相对固定，两者之间留有间隙，形成载体风输入通道，其中，所述阳极为两端开口的短管状腔体，其内腔具有拉法尔喉管结构；所述阴极为一端开口的长管状腔体，其内腔具有拉法尔喉管结构，且其开口的一端朝向所述阳极；另一端腔体壁上开有若干通孔，与所述阴极的腔体内部相同，形成另一路载体风的输入通道。该等离子体发生装置采用空腔阴极和空腔阳极的多腔体结构作为火炬的基本结构，采用直流电源作为等离子体的高能能量源，采用双路载体空气，功率范围100-500kW，控制量包括直流电流和两路载体空气。

可见，上述现有技术的方案均难以控制复杂结构的等离子体，系统智能化较低，操作不够简单，为此，需要一种能够解决上述问题的等离子体运行控制系统，以满足实际情况的需要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种等离子体运行控制系统，解决现有技术中所存在的难以控制复杂结构的等离子体，系统智能化较低，操作不够简单的问题，以满足实际情况的需要。