交流等离子产品介绍

Date 2008/4/3 15:54:13 | Topic: 交流等离子


视频：京能热电2号炉点火实录视频：交流等离子试验基地掠影

● 交流等离子点火及稳燃系统


　　使我国成为继乌克兰和德国之后，世界上第三个实现冷电极交流等离子弧技术的国家；

　　国际领先，国内首创；

　　北京科委组织的科技项目大评比中，76个项目中名列第二；

　　已经形成国家发明专利4项，实用新型专利7项，国际专利1项；

　　采用交流供电、冷电极、无接触点火。

　　交流等离子点火产品延续了直流等离子点火技术在点火温度、技术含量等方面的优势，同时还具有回报周期短、系统简单、检修维护量小等诸多优点。因此，交流等离子点火产品必将成为直流等离子点火技术和其他直接点火技术的替代品，成为主流，其市场潜力巨大。


交流等离子点火及稳燃系统示意图



系统包含：


　　* 交流等离子枪

　　* 交流等离子燃烧系统

　　* 交流等离子冷却水系统

　　* 交流等离子压缩空气系统

　　* 交流等离子保护风系统

　　* 交流等离子电气系统

　　* 交流等离子监测及控制系统


● 交流等离子枪


　　交流离子枪是用来产生高温等离子电弧的装置，其主要由前电极组件、引弧装置及辅助系统三大部分组成。在两电极间加稳定的大电流，将电极之间的空气电离形成具有高温导电特性等离子体，并由压缩空气吹出，形成可以利用的高温电弧。



　　* 等离子枪连续安全运行300小时，无需更换电极

　　* 采用高效冷却方式冷却前、后电极，实现了以空气作为等离子载体

　　* 电极采用普通紫铜制成，成本低廉，同时更换方便

　　* 无整流设备功率不受限制，煤种适应性广








● 点火机理


　　本装置利用交流电流（250---600A）在介质气压0.35-0.5Mpa的条件下无接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的交流空气等离子体，该交流等离子枪出口离子火焰中心温度大于4000K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10-3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。由于交流等离子燃烧器采用三支交流等离子枪对煤粉进行三次高温加热因而使煤粉的加热时间增加了3倍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（E等=1/6E油）。

　　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% ～ 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。




● 交流等离子燃烧器


　　交流等离子燃烧器是借助交流等离子枪的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器，与以往的煤粉燃烧器相比，交流等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用交流等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。



　　根据有限的点火功率不可能直接点燃无限的煤粉量的问题，交流等离子燃烧器采用了多级燃烧结构，煤粉首先在中心筒中点燃，进入中心筒的粉量根据煤粉特性不同可设计成500-1200kg/h之间，这部分煤粉在中心筒中稳定燃烧，并在中心筒的出口处形成稳定的二级煤粉的点火源，并以次逐级放大，最大可点燃12T/H的粉量。

● 交流等离子点火系统技术特点

　　* 彻底实现无油启动，实现电站单一燃料系统；

　　* 缓解我国用油紧张问题，对于新建电站，取消油系统节约大量初投资，减少运行及维修劳动力；

　　* 交流等离子枪布置非常灵活，可以单枪或者三枪布置；

　　* 系统投入时间短；点火特性符合锅炉规程；

　　* 技术成熟、工作稳定、煤种适应性非常广；

　　* 无需复杂庞大的外围设备；

　　* 适用于多种锅炉；

　　* 交流等离子燃烧器采用分级引燃、浓淡燃烧技术，大大降低氮氧化物的排放；

　　* 可作为点火燃烧器/主燃烧器；

　　* 系统维护简单，维护量小；

　　* 可提前投入电除尘；大幅度减少了粉尘的排放，避免了环境污染经济效益和社会效益显著。






● 交流等离子点火系统参数

交流等离子枪：

　　* 电压：　　　　　　　　380V

　　* 单角设计功率：　　　　250kW

　　* 单角最大消耗功率：　　350kW

　　* 电极寿命：　　　　　　≥300h


压缩空气系统：

　　* 压力：　　　　　　　　0.35~0.5MPa

　　* 单角流量：　　　　　　60~120Nm3/h


冷却水系统：

　　* 水质：　　　　　　　　除盐水

　　* 压力：　　　　　　　　0.7~1.2MPa

　　* 单角最大流量：　　　　10t/h


保护风系统：

　　* 压力：　　　　　　　　3500~4500Pa

　　* 单角最大流量：　　　　100Nm3/h


燃烧器系统：

　　* 煤挥发份：　　　　　　Vdaf≥15%

　　* 煤粉浓度：　　　　　　0.3~0.75kg/kg

　　* 一次风速：　　　　　　16~28m/s

　　* 燃烧器出力：　　　　　设计最低出力的100%~200%



● 交流等离子与直流等离子、微油点火技术对比
项目
交流等离子
直流等离子
微油点火
点火性能很好：
1、等离子体温度高；
2、挥发分析出快；
3、有热冲击作用和再造挥发分；
4、点燃挥发份15%以上劣质烟煤和贫煤。
好：
1、等离子体温度高；
2、有热冲击作用和电离反应；
3、挥发分析出快；
4、可点燃可燃挥发份20%以上烟煤。
好：
1、油火焰温度1500－2000℃，点燃烟煤和贫煤；
2、有热冲击和气化点燃功能。
电极寿命采用冷电极，大于300小时小于30小时无
点火源附件高频自动引弧装置控制装置（控制阴阳极间距离引弧）高能点火器
冷却方式电极冷却除盐水线圈和阴、阳极冷却水油燃烧器冷却风
点火功率250-300KW可调120KW可调无
耗油量无无50－100kg/h
系统投入时间5秒60秒180秒
安装调试简单复杂复杂
可否投用电除尘可以可以一般不投
系统维护量小大（20小时换阴极,500小时换阳极）油火焰稳定后即可投入煤粉
运行成本/年30万60万144万
节油率100%100%60% - 80%
能否取消油系统能能不能








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