等離子點火

等離子點火技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代美國研制的等離子煤粉點火器。其點火機理:依靠等離子發(fā)生器發(fā)射的高溫等離子體射流，直接點燃一次風(fēng)煤粉，實現(xiàn)冷風(fēng)點火。美國的CE、B&W公司和西屋公司都有等離子點火技術(shù)成功點燃煤粉的經(jīng)驗，前蘇聯(lián)和澳大利亞也初步掌握了的國內(nèi)離子直接點燃煤粉技術(shù)。我國在80年代也進行了等離子點火的工業(yè)試驗。 但無論國內(nèi)外，等離子點火技術(shù)都未能進入實質(zhì)性應(yīng)用階段。

煙臺龍源技術(shù)有限公司總結(jié)國內(nèi)外無油點火技術(shù)的經(jīng)驗和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，成功解決了等離子點火的關(guān)鍵性問題，開發(fā)出了DLZ-200型等離子點火燃燒器。目前，等離子點火及穩(wěn)燃技術(shù)已成功應(yīng)用于貧煤、煙煤、褐煤鍋爐，機組容量等離50MW-1000MW，燃燒方式包括切向燃燒和墻式燃燒。

DLZ-200型等離子點火裝置是利用直流電流在空氣介質(zhì)氣壓~0.01MPa的條件下接觸引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在專門設(shè)計的燃燒器的中心燃燒筒中形成溫度T>5000K的，溫度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，使煤粉顆粒破裂粉碎并再造揮發(fā)分，從而迅速燃燒。由于反應(yīng)是在氣相中進行，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。 等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子(C、H、O)、原子團(OH、H2、O2)、離子(O2-、H2-、OH-、O-、H+)和電子等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，促進燃料完全燃燒。

DLZ-200型等離子發(fā)生器為磁穩(wěn)，空氣載體等離子發(fā)生器，它由線圈、陰極、陽極等組成。其中陰極材料采用具有高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱、耐氧化的金屬材料制成。陽極亦由高導(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冷卻，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。在冷卻水及壓縮空氣滿足條件后，電源的電流控制在250-350安培之間，當(dāng)陰極達到規(guī)定的放電間距后，在空氣動力和磁場的作用下，裝置產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧放電，生成等離子體。

DLZ-200型等離子發(fā)生器的功率為50~200kW，該功率的等離子體能直接點燃一定量的煤粉，這些劇烈燃燒的煤粉又要在瞬間點燃其它煤粉，為使燃燒器內(nèi)順利完成持續(xù)穩(wěn)定的點火和燃燒過程，同時又要保證內(nèi)燃式等離子燃燒器不被燒損，為此，發(fā)明并采用逐級點火、分級內(nèi)燃、氣膜冷卻技術(shù)。

為了獲得煤粉點火的最佳濃度，根據(jù)制粉系統(tǒng)一次風(fēng)煤粉濃度及現(xiàn)場一次風(fēng)管道的具體情況，可分別采用葉柵、撞擊塊或?qū)Я靼宓确绞綕饪s煤粉，使之達到點燃煤粉的最佳煤粉濃度。按煤質(zhì)的情況，盡可能使煤粉細(xì)度、一次風(fēng)氣流速度和一次風(fēng)溫度也在所要求范圍之內(nèi)，滿足條件的一次風(fēng)粉進入點火區(qū)，濃煤粉經(jīng)過高溫的等離子體被點燃，在燃燒器內(nèi)部燃燒。淡煤粉流經(jīng)高溫套筒的外壁，對其起到冷卻的作用，在"環(huán)形縮口"的作用下被濃縮，并被已燃燒的火炬點燃。然后進入混合燃燒。完成逐級點火分級燃燒的過程。

利用雙筒結(jié)構(gòu)將部分煤粉推至燃燒器出口，在爐膛內(nèi)燃燒。內(nèi)外筒形成同心雙層并聯(lián)通道。按壓差平衡原理必然導(dǎo)致內(nèi)筒流速降低，有利于著火燃燒，降低飛灰含碳量，并有利于冷卻內(nèi)筒筒壁。 燃燒器的一、二級點火筒為圓形，外筒為方形，與鍋爐原主燃燒器的幾何尺寸配合，有利于改造后的燃燒器與原主燃燒器出口氣流的動量矩保持相近。燃燒器必須耐燒、耐磨，滿足運行檢修維護的要求。 這樣不但提高了燃盡率，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了阻力，有利于與其它燃燒器之間的阻力匹配;耐磨損的能力也得到提高。等離子技術(shù)的設(shè)計思想和關(guān)鍵技術(shù) 1.穩(wěn)定、高效的點燃 a、控制等離子所需的氣、水、電、風(fēng)的各項參數(shù)保持在合理的范圍。 b、煤質(zhì)，煤粉濃度、煤粉細(xì)度、一次風(fēng)速和溫度及濕度、煤粉水分。最關(guān)鍵的為煤質(zhì)。 2.確保原主燃燒器的基本性能不變。 3.以系統(tǒng)工程的觀點來研究等離子點火技術(shù)。