等离子点火系统讲义.doc

等离子点火系统讲义

主要内容
一.工作原理系统组成：二.等离子点火系统组成：三.等离子点火应用要点四.无油点火的可行性五.等离子点火技术在台电的应用

一.等离子点火的基本原理
1.1等离子弧1.1等离子弧1.2等离子发生器1.2等离子发生器1.3等离子点火的基本原理1.3等离子点火的基本原理

1.1等离子体1.1等离子体

等离子体被定义为除固、等离子体被定义为除固、液、气三态之外的第四态物质存在形式，对外为气三态之外的第四态物质存在形式，中性，形成温度T＞中性，而在等离子体内含有大量阴阳离子，形成温度＞5000K的，温度梯的度极大的局部高温区。度极大的局部高温区。等离子发生器是利用直流电在介质气体中接触引弧，等离子发生器是利用直流电在介质气体中接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体的设备；获得稳定功率的直流空气等离子体的设备；

1.2等离子发生器1.2等离子发生器

的装置就是等离子发生器

使等离子弧处于受控状态,

1.3等离子燃烧器点火原理1.3等离子燃烧器点火原理

1.3等离子燃烧器点火原理1.3等离子燃烧器点火原理
1.3.1点火机理本装置利用直流电流（280---350A）在介质气压0.01-0.03Mpa的条本装置利用直流电流（280---350A）在介质气压0.01-0.03Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T5000K的梯度极大的局部等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T＞5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量E煤粉燃烧所需要的引燃能量E（E等=1/6E油）=1/6E油）等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H＋）和电子OH、H2、O2）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧，除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下提高20%于煤粉的作用，可比通常情况下提高20%～80%的挥发份，即等离80%的挥发份，即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义。

1.3等离子燃烧器点火原理1.3等离子燃烧器点火原理
1.3.2等离子发生器工作原理1.3.2等离子发生器工作原理本发生器为磁稳空气载体等离子发生器，它由线圈、阴极、阳极组成。其中阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成。阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。线圈在高温250情况下具有抗2000V线圈在高温250℃情况下具有抗2000V的直流电压击穿能250℃2000V的直流电压击穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。其拉弧原理为：首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，其能量密度高达105密度高达105～106W/cm2，为点燃不同的煤种创造了良106W/cm2，为点燃不同的煤种创造了良好的条件。

1.3等离子燃烧器点火原理1.3等离子燃烧器点火原理
1.3.3燃烧机理根据高温等离子体有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原则设计了多级燃烧器。它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度、烧器。它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度、气流速度处于一个十分有利于点火的工况条件，从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。分有利于点火的工况条件，从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。实验证明运用这一原理及设计方法使单个燃烧器的出力可以从2T/H扩达到扩达到10T/H。这一原理及设计方法使单个燃烧器的出力可以从2T/H扩达到10T/H。在建立一级点火燃烧过程中我们采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区，10000℃火燃烧过程中我们采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区，10000℃的高温等离子体同浓煤粉的汇合及所伴随的物理化学过程使煤粉原挥发份的含量提高了80%，其点火延迟时间不大于180%，其点火延迟时间不大于1秒。点火燃烧器的性能决定了整个燃烧器运行的成败，在设计上该燃烧器出力约为5