培训资料(等离子点火技术基本原理与系统)-1(2)

和低负荷稳燃。

图2-1是等离子发生器的原理示意图，该发生器为磁稳空气载体等离子发生器，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。该线圈在高温250℃情况下具有抗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。

其启弧原理为：首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后，形成回路，由于整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极在电机拖动下缓缓离开阳极时，在阴极和阳极之间形成电弧。一定压力的空气通过电弧后，被电离为高温空气等离子体，其能量密度高达105～106W/cm2。

图2-1 等离子发生器的原理示意图

图2-2是DLZ-200型等离子发生器外形图，到目前为此，该发生器根据长度以及使用炉型分为4种类型：DLZ-200Ⅰ型、DLZ-200Ⅱ型、DLZ-200Ⅲ型和DLZ-200Ⅳ型。

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图2-2 DLZ-200Ⅰ型 等离子发生器外形图

DLZ-200Ⅰ型和DLZ-200Ⅱ型用于四角切圆锅炉径向插入燃烧器系统。 DLZ-200Ⅲ型和DLZ-200Ⅳ型用于四角切圆锅炉轴向插入燃烧器系统。 DLZ-200Ⅳ型也用于前墙以及前后墙对冲锅炉。

切向燃烧的锅炉只有在空间位置受限制，轴向插入有困难才允许使用径向插入的燃烧器，墙式燃烧器均应采用轴向插入的燃烧器。

如上所述，为了确保等离子发生器正常工作，需要冷却等离子发生器的冷却水、载体空气和电源等，以下分别简要介绍。

2.2 等离子冷却水系统

由于等离子发生器产生的电弧弧柱温度通常在5000K到10000K范围内，分别发送和接收电子的阴极和阳极处于高温环境，而稳定电弧的线圈长时间通电也会产生热量，因此，等离子发生器的阴极、阳极以及线圈必须冷却。水冷是较好的方案之一，在电厂也容易获取。

为保证对发生器的良好冷却，DLZ-200型等离子发生器需要进出压差不低于0.4MPa，水温不高于40℃，水量约8t/h的冷却水。为减少冷却水对阳极和阴极的腐蚀，最好采用电厂的化学除盐水。现场条件不能满足要求时，也可以用电厂的闭式冷却水。

冷却水系统的流程如下：冷却水首先经母管分别送至各等离子发生器，冷却等离子发生器后，回水到冷却水的回水母管，再流经换热器冷却后返回。等离子装置来水管道上设有手动调节阀，用于调整等离子发生器冷却水流量，同时安装有冷却水压力表，过滤器及压力开关，压力满足信号送回等离子整流柜。

根据现场情况的差异，等离子冷却水系统有不同的布置方式，分别如下： 1) 冷却水取自厂用闭式冷却水系统。这种系统的回水返回至回水母管，不需要另设水箱和换热器，为保证系统稳定运行，需设置2台水泵。当等离子发生器或等离子点火燃烧器退出运行后，水泵可停止运行，该方式的原则系统见图2-3。

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图2-3 冷却水取自厂用闭式冷却水系统

2) 冷却水取自锅炉侧除盐水箱，该系统的回水返回除盐水箱，可保证无压回

水，不需要另设水箱和换热系统。为保证系统稳定运行，需设置2台水泵。该系统的水泵必须长期运行，原则系统见图2-4。

图2-4 冷却水取自锅炉侧除盐水箱

3)冷却水取自另设独立水箱。需要增设水箱和换热系统，回水返回至水箱可保证无压回水。为保证系统稳定运行，需设置2台水泵。该系统的水泵必须长期运行，原则系统见图2-5。

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图2-5 冷却水取自另设独立水箱

冷却水不同供给方式的综合比较见表2-1。

表2-1 冷却水不同供给方式的综合比较

供给方式 配置设备 适用范围 ?系统稳定可靠、简单 ?该系统回水返回至回水母管 特 点 ?不需要另设水箱和换热器 ?增加2台水泵 ?等离子发生器退出运行后水泵可停止运行 ?安装和设备费用较低 厂用闭式冷却水系统 锅炉侧除盐水箱 锅炉侧另设水箱 水泵2台（一运一备）、 水泵2台（一运一备）、 水泵2台（一运一备）、 止回阀、闸止回阀、闸止回阀、闸阀、水箱、 阀、压力开关、压力表 阀、压力开关、压力表 适 用 于 各 种 炉 型 ?系统稳定、可靠、较简单 ?回水返回该水箱，可保证无压回水 ?不需要另设水箱和换热器 ?增加2台水泵 ?水泵必须长期运行 ?安装和设备费用较低 ?系统稳定、可靠 ?回水返回该水箱，可保证 无压回水 ?需要另设水箱和换热器 ?增加2台水泵 ?水泵必须长期运行 ?安装和设备费用较高 换热器 多只等离子发生器冷却水系统布置可参考图2-3、图2-4和图2-5的原则性系统图进行布置。

2.3 等离子载体风系统

载体风是等离子发生器产生等离子体的介质。等离子电弧形成后，通过线圈

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形成的电磁场压缩控制电弧，当载体风以一定的流速经过电弧时，被电离为空气等离子体(部分载体风也参与电弧的压缩控制)。因此，等离子发生器需要配备载体风系统。

为了确保等离子体的稳定性，要求载体风是洁净无油、干燥、压力稳定的空气(或其他气体)。每台等离子装置的载体风流量约为50Nm3/h～60Nm3/h。

等离子发生器载体风系统的管道上通常设有压力表和一个压力开关，把压力满足信号送回等离子发生器整流柜。根据电厂现场情况的不同，等离子载体风的来源也有一定差异。通常包括以下两种。

1)、采用电厂的仪表用压缩空气作为等离子发生器的载体风。如使用电厂杂用载体风系统，母管需要有滤油，滤水装置。载体风系统中同时设计有备用吹扫空气管路，吹扫空气取自图像火检探头冷却风机出口母管，用于保证在锅炉高负荷运行、等离子发生器停用时发生器不受煤粉污染。

2)、当电厂仪表用压缩空气不能满足等离子点火系统的要求时，可采用高压离心风机(或罗茨风机)提供的高压风（空气）作为等离子发生器的载体风。另设高压离心风机(或罗茨风机)，布置在锅炉运转层。

载体风的系统布置根据所安装的发生器数量不同而有所不同。4只等离子发生器载体风布置的原则性系统示意见图2-6、图2-7和图2-8。多只等离子发生器载体风系统的布置可参考上述系统图。

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