鍋爐等離子點火技術是依靠等離子發生器發射的高溫電漿射流，直接點燃一次風煤粉，實現冷風點火。
基本介紹
- 中文名：鍋爐等離子點火技術
- 外文名：Plasma ignition technology boilers
- 學科：電力科學
- 拼音：guoludenglizidianhuojishu
發展背景,機理,等離子發生器及原理,等離子燃燒器及其原理,
發展背景
等離子點火技術的研究始於20世紀70年代美國研製的等離子煤粉點火器。其點火機理：依靠等離子發生器發射的高溫電漿射流，直接點燃一次風煤粉，實現冷風點火。美國的CE、B&W公司和西屋公司都有等離子點火技術成功點燃煤粉的經驗，前蘇聯和澳大利亞也初步掌握了的國內離子直接點燃煤粉技術。我國在80年代也進行了等離子點火的工業試驗。 但無論國內外，等離子點火技術都未能進入實質性套用階段。
煙臺龍源技術有限公司總結國內外無油點火技術的經驗和教訓的基礎上，成功解決了等離子點火的關鍵性問題，開發出了DLZ-200型等離子點火燃燒器。目前，等離子點火及穩燃技術已成功套用於貧煤、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牆式燃燒。
機理
DLZ-200型等離子點火裝置是利用直流電流在空氣介質氣壓～0.01MPa的條件下接觸引弧，並在強磁場控制下獲得穩定功率的直流空氣電漿，該電漿在專門設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，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，並在10-3秒內迅速釋放出揮發物，使煤粉顆粒破裂粉碎並再造揮發分，從而迅速燃燒。由於反應是在氣相中進行，使混合物組分的粒級發生了變化。因而使煤粉的燃燒速度加快，也有助於加速煤粉的燃燒，這樣就大大地減少促使煤粉燃燒所需要的引燃能量。 電漿內含有大量化學活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團（OH、H2、O2）、離子（O2－、H2－、OH－、O－、H+）和電子等，可加速熱化學轉換，促進燃料完全燃燒。
等離子發生器及原理
DLZ-200型等離子發生器為磁穩，空氣載體等離子發生器，它由線圈、陰極、陽極等組成。其中陰極材料採用具有高導電率、高導熱、耐氧化的金屬材料製成。陽極亦由高導電率、高導熱率及抗氧化的金屬材料製成，它們均採用水冷方式冷卻，以承受電弧高溫衝擊。線圈在高溫250℃情況下具有抗2000V的直流電壓擊 穿能力，電源採用全波整流並具有恆流性能。在冷卻水及壓縮空氣滿足條件後，電源的電流控制在250－350安培之間，當陰極達到規定的放電間距後，在空氣動力和磁場的作用下，裝置產生穩定的電弧放電，生成電漿。
等離子燃燒器及其原理
DLZ-200型等離子發生器的功率為50～200kW，該功率的電漿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，為使燃燒器內順利完成持續穩定的點火和燃燒過程，同時又要保證內燃式等離子燃燒器不被燒損，為此，發明並採用逐級點火、分級內燃、氣膜冷卻技術。
為了獲得煤粉點火的最佳濃度，根據制粉系統一次風煤粉濃度及現場一次風管道的具體情況，可分別採用葉柵、撞擊塊或導流板等方式濃縮煤粉，使之達到點燃煤粉的最佳煤粉濃度。按煤質的情況，儘可能使煤粉細度、一次風氣流速度和一次風溫度也在所要求範圍之內，滿足條件的一次風粉進入點火區，濃煤粉經過高溫的電漿被點燃，在燃燒器內部燃燒。淡煤粉流經高溫套筒的外壁，對其起到冷卻的作用，在“環形縮口”的作用下被濃縮，並被已燃燒的火炬點燃。然後進入混合燃燒。完成逐級點火分級燃燒的過程。
等離子燃燒器點火示意圖
利用雙筒結構將部分煤粉推至燃燒器出口，在爐膛內燃燒。內外筒形成同心雙層並聯通道。按壓差平衡原理必然導致內筒流速降低，有利於著火燃燒，降低飛灰含碳量，並有利於冷卻內筒筒壁。 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，有利於改造後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，簡化了結構，降低了阻力，有利於與其它燃燒器之間的阻力匹配；耐磨損的能力也得到提高。等離子技術的設計思想和關鍵技術 1.穩定、高效的點燃 a、控制等離子所需的氣、水、電、風的各項參數保持在合理的範圍。 b、煤質，煤粉濃度、煤粉細度、一次風速和溫度及濕度、煤粉水分。最關鍵的為煤質。 2.確保原主燃燒器的基本性能不變。 3.以系統工程的觀點來研究等離子點火技術。
