[实用新型]等离子体煤粉锅炉点火装置

说明书

本实用新型属于电站煤粉锅炉点火、稳燃技术领域。

本实用新型现有技术是：目前电站煤粉锅炉普遍的点火方式是用油枪点火，即在煤粉喷燃器附近规定位置布置一定数量的油枪，锅炉启动时，先点燃点火油枪，向炉膛喷射油火焰，将炉膛温度升高到能使煤粉着火的温度，然后喷入煤粉进行油煤混烧，直到规定负荷下，煤粉在炉膛稳定燃烧时停止油枪运行，完成点火过程。其存在的不足之处是：1、油点火方式是极不经济的，耗用了大量的液体燃烧料，大大增加了生产成本。2、增大了煤粉的机械不完全燃烧(10％～15％)，降低了锅炉的总效率(4％～6％)。3、油煤混烧产生了大量的NO_x、SO_x，造成环境污染。4、油枪一般设置在高温区，喷嘴处易形成碳粒堵塞，影响正常投入。5、使锅炉受热面受到高温腐蚀。

本实用新型的设计目的是：点火锅炉燃烧过程的一个重要方面。目前煤粉锅炉传统的油点火方式需耗用大量的燃油，是极不经济的，我们必须寻找一种非传统的点火方式来取代油点火方式，等离子体煤粉点火技术，它靠等离子体发生器发射的高温等离子体射流，直接点燃锅炉一次风煤粉，实现冷风点火，它代表了电站煤粉锅炉无油点火技术的未来。

本实用新型的设计方案是：

1、等离子体煤粉点火装置工作原理

①等离子体及其特性：

等离子体是由大量相互作用，但仍处于非束缚状态下的带电粒子组成的宏观体系，是和固态、液态、气态同一层次的物质第四态。等离子体全部由离子和电子组成，它是一种高度电离而能导电的气体。当离子和电子复合成原子时，能产生高达几万度以上的温度，而且其具有极好的导电能力，可以承受极大的电流密度。它还有极好的导热性，并能受电场和磁场的作用。

工业等离子体可用电极放电的方法产生。气体在电弧中被加热、电离而形成的等离子体，从喷嘴中喷出成等离子弧，等离子弧经过了机械压缩效应、热收缩效应、磁收缩效应的作用，大大地提高了弧柱的能量密度和温度。

②等离子体点燃煤粉的工艺机理：

通常，煤粉的着火是从挥发物开始的。挥发物着火燃烧后，放出热量，促使焦碳稳定燃烧。为了实现着火，煤粉必须达到一定的温度，这个温度叫作着火温度。煤粉的着火温度主要与燃料种类及其所含挥发物的多少有关，一般来说，挥发份越高，着火越容易。

等离子体煤粉点火装置可以直接点燃煤粉，其关键在于该点火装置具有很大的能量。其产生的高温可促使煤粉迅速气化，生成CO、H₂和CH₄等可燃气体，这些可燃气体相当于高品位的点火剂，在足够的助燃空气作用下，促使煤粉迅速燃烧，实现锅炉点火。

2、等离子体煤粉点火装置系统

根据上述工作原理，本实用新型设计的等离子体煤粉点火装置为一种可实现电站锅炉煤粉无油冷风点火的电站锅炉等离子体煤粉点火装置，其特征是由控制和整流供电电源(1)、发射高温等离子体射流的等离子体发生器(2)、用于等离子发生器主要部件及控制和整流供电电源电气元件的冷却保护和供给离子体发生器工作气体的冷却水及压缩空气系统(3)，用于延长煤粉停留时间、保证煤粉在离子孤作用下被充分加热、混合并确保提高挥发物释放量、达到点火要求的燃料预燃室(4)构成，冷却水及压缩空气系统(3)连接控制和整流供电电源(1)和等离子体发生器(2)，等离子体发生器(2)位于燃料预燃室(4)上端，在燃料预燃室(4)内和等离子体发生器(2)对应位置固定有导流板(6)。

控制和整流控制电源(1)采用六路脉冲触发集成控制电路，电气主回路包括整流变压器(15)、三相全波整流(16)、平波电抗器(17)，平波电抗器(17)接在整流电路的负极上。

等离子体发生器(2)由后电极(7)、进给机构(8)、冷却器(9)、压缩空气进口(10)、前电极(11)、电磁线圈(12)、极间绝缘材料(13)、冷却水管(14)组成，后电极(7)穿过进给机构(8)后位于冷却器(9)内，冷却器(9)内包覆有极间绝缘材料(13)，压缩空气进口(10)位于后电极(7)底部，前电极(11)位于电磁线圈(12)中且与后电极(7)底部相连，冷却水管(14)接在前电极(11)上部。

等离子体发生器(2)中的压缩空气进口(10)位于后电极(7)入口处，冷却器(9)与外壳合为一体位于最外层，极间绝缘材料(13)在冷却器(9)内。 

后电极(7)可采用风冷式或水冷式冷却。