直流电弧等离子体发生器
等离子点火与微油点火在应用上的比较
微油点火与等离子点火应用方式的比较一、等离子点火与微油点火的工作原理1、等离子的点火原理是:利用直流电流在等离子载体空气中接触引弧,并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体,该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度T>5000K的,温度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,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和成分发生变化,有助于加速煤粉的燃烧,大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量。
这样就可以用很低的能量点燃部分煤粉。
然后,以内燃,逐级放大的方式,将整个燃烧器点燃,实现用等离子弧直接点火的目的。
2、气化微油点火燃烧器的工作原理是:先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎,雾化成超细油滴进行燃烧,同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热,扩容,后期加热,在极短的时间内完成油滴的蒸发气化,使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料,从而大大提高燃烧效率及火焰温度。
气化燃烧后的火焰刚性极强、其传播速度极快超过声速、火焰呈完全透明状(根部为蓝色,中间及尾部为透明白色),火焰中心温度高达1500~2000℃。
微油气化油枪燃烧形成的高温火焰,使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎,并释放出大量的挥发份迅速着火燃烧,然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉,实现了煤粉的分级燃烧,燃烧能量逐级放大,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大大减少煤粉燃烧所需引燃能量。
满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。
二、等离子点火与微油点火的系统组成1、等离子点火系统主要有:等离子体点火燃烧器、等离子体发生器、等离子体电源及控制系统、冷炉制粉系统、风粉在线检测系统、压缩空气系统、循环冷却水系统以及火焰检测等系统构成。
等离子燃烧器改造一般布置在下层原主燃烧器位置,将该下层燃烧器一部或全部改造为等离子燃烧器,600MW以下的锅炉,一般每台炉设2~6台等离子燃烧器。
直流电弧等离子体发生器电源的特性分析及控制原理
确定活塞位置的信号在曲轴上安装上止点位置传感器可直接获取上止点信号但是在一个工作循环中曲轴转两圈活塞有两个上止点如果不能区分是压缩上止点还是排气上止点上止点信号就很难作为活塞位置的测量基准必须还要有一个压缩或排气上止点的识别信号这个信号只能取自发动机一个循环只转一圈的凸轮轴或分电器轴处
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等离子发生器的工作原理及构造
等离子发生器得工作原理及构造一.工作原理:1.电弧得物理本质——气体放电电弧就是在阴、阳两电极与它们之间得气体空间组成.电弧得带电粒子主要依靠气体空间得气体得电离与阴极电子发射两个物理过程所产生得。
同时伴随着气体分子得离解、激励、扩散、复合等过程。
2.电离、电离度●电离:给气体以足够得能量。
当气体粒子(分子与原子)得平均动能大于其电离能时,束缚在原子轨道上运动得电子就会脱离其轨道成为自由电子,失去电子得原子带有正电荷成正电离子.这种中性气体分子或原子分离成正离子与电子得现象称为电离.气体电离因外加能量得种类不同可分为热电离,电场电离,光电离三种。
外界能量传递给气体粒子得途径,从本质上讲只有两种:碰撞传递与光辐射传递.●激励:当中性气体粒子受到外来能量还不足以使电子完全脱离原子或分子,但可以使电子从低能级转移到高能级,使中性粒子得稳定状态被破坏,这种状态称为激励。
●电离度α:ηe—-ηi——)* 在热力学平衡条件下,电离度α仅与气体种类、粒子密度与温度有关。
3.电子发射:电弧中起导电作用得带电粒子除依靠电离过程产生外,还要从电极表面发射电子。
使一个电子由金属表面飞逸出来所需最低外加能量称为逸出功.不同金属材料有不同得逸出功。
所有金属得氧化物得逸出功都比原金属小。
按外加能量得形式不同,电子发射机构有热发射、电场发射、光发射、粒子碰撞发射四种。
4.等离子体—-—物质得第四态。
所谓等离子体就是气体电离度α达到一定程度得气体,这种等离子体具有下列特性:A、导电性:因为等离子体中存在自由电子、正、负离子,所以有很强得导电性、B、电准中性:在等离子得空间内,带正电荷与带负电荷得粒子数量相等,符号相反,故等离子体呈电中性、C、与磁场得可作用性:等离子体就是带电粒子组成得导电体,所以可用磁场控制等离子体得位置、形状与运动、在物理学中规定: α>0、1%就是等离子体、它具备等离子体得特性α≤0、1%为弱电离气体、这种气体得性质与没有发生电离得气体性质接近等离子体分类:高温等离子体:按温度分热等离子体低温等离子体冷等离子体5。
等离子发生器的工作原理及构造
等离子发生器的工作原理及构造一.工作原理:1.电弧的物理本质——气体放电电弧是在阴、阳两电极和它们之间的气体空间组成。
电弧的带电粒子主要依靠气体空间的气体的电离和阴极电子发射两个物理过程所产生的。
同时伴随着气体分子的离解、激励、扩散、复合等过程。
2.电离、电离度●电离:给气体以足够的能量。
当气体粒子(分子和原子)的平均动能大于其电离能时,束缚在原子轨道上运动的电子就会脱离其轨道成为自由电子,失去电子的原子带有正电荷成正电离子。
这种中性气体分子或原子分离成正离子和电子的现象称为电离。
气体电离因外加能量的种类不同可分为热电离,电场电离,光电离三种。
外界能量传递给气体粒子的途径,从本质上讲只有两种:碰撞传递和光辐射传递。
●激励:当中性气体粒子受到外来能量还不足以使电子完全脱离原子或分子,但可以使电子从低能级转移到高能级,使中性粒子的稳定状态被破坏,这种状态称为激励。
●电离度α:ηe——ηi——粒子密度,通常ηe=ηi (公式中无此项)* 在热力学平衡条件下,电离度α仅与气体种类、粒子密度和温度有关。
3.电子发射:电弧中起导电作用的带电粒子除依靠电离过程产生外,还要从电极表面发射电子。
使一个电子由金属表面飞逸出来所需最低外加能量称为逸出功。
不同金属材料有不同的逸出功。
所有金属的氧化物的逸出功都比原金属小。
按外加能量的形式不同,电子发射机构有热发射、电场发射、光发射、粒子碰撞发射四种。
4.等离子体---物质的第四态。
所谓等离子体是气体电离度α达到一定程度的气体,这种等离子体具有下列特性:A. 导电性: 因为等离子体中存在自由电子、正、负离子,所以有很强的导电性.B. 电准中性:在等离子的空间内,带正电荷和带负电荷的粒子数量相等,符号相反,故等离子体呈电中性.C. 与磁场的可作用性:等离子体是带电粒子组成的导电体,所以可用磁场控制等离子体的位置、形状和运动.在物理学中规定: α>0.1%是等离子体.它具备等离子体的特性α≤0.1%为弱电离气体.这种气体的性质和没有发生电离的气体性质接近等离子体分类:5.等离子弧——此名来源与等离子体这一术语.等离子弧: 自由电弧通过压缩形成的,又称“压缩电弧”压缩电弧的截面变小,比一般电弧的能量更集中、温度更高、流速更快,电离度大。
工艺方法——等离子体处理危险废物技术
工艺方法——等离子体处理危险废物技术工艺简介等离子体处理危险废物技术是利用等离子体炬产生的高温热等离子体将危险废物快速分解破坏,其中有机物热解为可燃性的小分子物质,无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣。
该技术具有反应速度快、二次污染小、适用范围宽等特点,它克服了传统处理技术如焚烧、化学处理等二次污染大、工艺复杂、对废物有选择性等缺点,特别适合于医疗垃圾、石棉、焚烧飞灰、电池、轮胎、放射污染等固体危险废物的环保处理。
与常规焚烧技术相比,等离子体处理技术是一种环境友好技术,处理彻底,无二次污染,碳排放少。
等离子体通常是含有大量电子、离子、分子、原子以及自由基的电离气体,但其宏观上呈电中性,并具有很高的化学活性。
热等离子体的中心温度可高达2万℃,火炬边缘温度也可达到3000℃。
等离子体技术能彻底摧毁各种有毒有害物质,是一种有效消除污染,用途广泛的新技术。
等离子体处理废弃物工艺的核心技术是等离子体发生器(等离子体炬),就发生器而言,应用最多的是直流电弧等离子体。
等离子体处理危险废物的独特处理方法表现出安全、高效、无二次污染和广泛适用性,它为危险废物及城市固体废物的无害化、减容和资源化回收提供了一个十分科学有效的方法。
技术特点由于高温、高焓、高能粒子密度大的热等离子体处理固体废弃物具有以下特点:反应速率快,处理量大,减重率、减容率高;高温反应环境可以得到较大的淬冷速率,反应器中陡峭的温度梯度也对淬冷过程有利;开、停车时间短;所需氧化气体少、气流量小、易于控制,且降低了所需的后续净化处理的成本及温室气体排放量;可集成性高,能够原产地处理废物;处理后的残渣也可回收利用。
因此其被认为是最适合用作废物处理的方法之一。
目前等离子技术应用于综合的废物处理及能量回收利用已经成为了一种重要的变废物为能量的技术,在日本、美国、加拿大、欧洲、马来西亚都出现了或是中试或是已经工业化的等离子体气化应用,各国的研究者们也在等离子技术处理废物方面做了很多积极有意义的工作。
等离子发生器工作原理及构造
等离子发生器工作原理及构造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2前进同阳极1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 ~ 106W/cm2,为点燃不同的煤种创造了良好的条件。
直流电源柜-提供等离子发生器所需的直流电;AC输入:380V,150KVA;DC输出:250~350A冷却水-冷却等离子发生器阳极、阴极等部件;8t/h、<35℃、除盐水、给回水压差>0.2MPa高压空气-提供等离子发生器产生等离子体所需介质;洁净、~0.01MPa、150Nm3/h 火检探头及火焰电视-监视等离子燃烧器的燃烧状况操作界面-通过触摸屏或DCS操作。
等离子燃烧系统:喷燃器风粉系统给煤机磨煤机一次风系统周界风系统等离子发生器阴极组件阳极组件阳极支架拉弧电机冷却水部分载体风部分压弧套护罩等离子电器系统◇隔离变压器隔离变压器的主要作用是隔离。
一次绕阻接成三角形,使3次谐波能够通过,减少高次谐波的影响;二次绕组接成星型,可得到零线,避免等离子发生器带电。
◇整流柜载体风系统压缩空气是等离子电弧的介质,等离子电弧形成后,通过线圈形成的强磁场的作用压缩成为压缩电弧,需要压缩空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧。
因此,等离子点火系统的需要配备压缩空气系统,压缩空气的要求是洁净的而且是压力稳定的。
冷却水系统等离子电弧形成后,弧柱温度一般在5000K到30000K范围,因此对于形成电弧的等离子发生器的阴极和阳极必须通过水冷的方式来进行冷却,否则很快会被烧毁。
等离子发射光谱质谱仪主要附件
等离子发射光谱质谱仪主要附件一、等离子体发生器等离子体发生器是等离子发射光谱质谱仪的核心部件,其主要功能是产生等离子体光源。
等离子体发生器通常采用高频感应耦合或直流电弧放电等方法,将样品引入到高能电场中,使其电离并形成等离子体。
等离子体发生器具有高稳定性、高可靠性、长寿命等特点,能够为等离子发射光谱质谱仪提供稳定、可靠的等离子体光源。
二、质量分析器质量分析器是等离子发射光谱质谱仪的重要组成部分,其主要功能是将等离子体中的各种粒子按照其质量进行分离,以便于后续检测。
质量分析器通常采用电磁场或色散法等原理,将等离子体中的离子按照其质量、电荷等参数进行分离。
质量分析器具有高精度、高分辨率等特点,能够将等离子体中的多种元素进行高灵敏度的检测。
三、检测器检测器是等离子发射光谱质谱仪的另一个重要部件,其主要功能是将经过质量分析器分离后的离子转换为电信号,以便于后续数据处理。
检测器通常采用电子倍增管、半导体检测器、光电倍增管等原理,将离子转换为电子或光子,并将其倍增放大,生成可检测的电信号。
检测器具有高灵敏度、低噪音等特点,能够为等离子发射光谱质谱仪提供稳定、可靠的信号输出。
四、真空系统真空系统是等离子发射光谱质谱仪的必备附件之一,其主要功能是提供一个低气压的实验环境,以保证等离子体发生器和质量分析器的正常工作。
真空系统通常由真空泵、真空阀、真空容器等组成,其工作原理是利用机械泵或分子泵将真空容器中的气体抽出,以达到所需的真空度。
真空系统具有高真空度、高稳定性等特点,能够为等离子发射光谱质谱仪提供优良的工作环境。
五、计算机控制系统计算机控制系统是等离子发射光谱质谱仪的控制系统,其主要功能是控制仪器的主轴、进样、扫描等操作,以及数据处理和结果输出。
计算机控制系统通常由计算机、数据采集卡、信号放大器等组成,其工作原理是利用计算机控制硬件和软件程序,实现对仪器各个部件的控制和调节。
计算机控制系统具有高精度、高稳定性等特点,能够为等离子发射光谱质谱仪提供精准、快速的控制。
一种热等离子体发生器电源的研制
c re tu e n e vr n n rt ci n a d w l i g f l s t r u h t e I T i v r n e h oo y n n l b a n t e u n s d i n i me tp e t n e dn e d h o g h GB n et g t c n lg ,a d f a l o ti o o o i i i y h
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D l n Lann 16 2 , C ia ai i ig 0 4 a o 1 hn )
Ab t a t T e p a mah sh g r ame t f c e c e a s fi i h t mp rt r n x el n o d ci i r e t o s r c : h l s a ih te t n i i n y b c u eo s h g e e a u e a d e c l t n u t t f a e t e c vyo h t
h t e ee t r ic a g s wh c a e wi ey u e n t o t mi ae a ra me tf l s W e r g d r t t a h lcrc a c ds h r e , ih c n b d l s d i e c n a n td g ste t n ed . e g t t n i c- t i h i so e
等离子体法发生器
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一、等离子体燃烧器1 、等离子体发生器燃煤原理:随着等离子体电子源在不同工业领域应用和扩展,对它们的物理研究具有特殊意义。
它们尤其在电子束燃煤技术中广泛应用。
在等离子发生器里,利用直流电流将压缩气体电离形成等离子体,在电磁场的作用下该等离子体会稳定定向流动,内含有大量化学活性粒子,如原子、原子团、粒子和电子等,这些粒子正负电荷数值相等,对内为良导体,对外呈中性,其内部有着上万度的高温,用眼睛就可以看见明亮的火炬。
实验室等离子体状态等离子发生器由线圈、阴极、阳极等组成,等离子载体为压缩空气,阴极材料采用具有高导电率、高导热率、耐氧化的金属材料制成,阳极亦由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成,它们均采用水冷冷却方式,以承受电弧的高温冲击等离子发生器原理图2、等离子煤粉燃烧器配置:(1) 等离子发生器:产生电功率80~300 Kw的空气等离子体;(2) 直流电源(含整流变压器):将三相380 VAC或厂变6000VAC电源整流成直流电,用于产生等离子体。
WHDLZ-250型等离子发生器采用直流电源供电,并且该电源经常工作在低电压、大电流输出状态。
因此该电源设计上充分考虑了多种使用工况,具有较大的抗冲击负荷的能力。
(3) 燃烧器:等离子发生器配套使用将点燃煤粉喷进炉膛即一次风管;(4) 控制系统:由PLC、CRT、通信接口和数据总线构成,实现装置的全数字自动控制。
(5) 压缩空气系统:压缩空气是等离子的载体,由空气压缩机、分流器、空气过滤器和电磁阀组成。
(6) 水冷却系统:给等离子发生器、燃烧器冷却,由水箱水磅等组成。
(7) 火焰检测图像探头:用于检测等离子燃烧器工作状态,由摄像机、石英光学传输系统、画面分割器组成。
等离子体点火器系统组成
等离子体点火器系统组成一、等离子发生器等离子发生器是用来产生高温等离子电弧的装置,其主要由阳极组件、阴极组件、线圈组件三大部分组成,还有支撑托架配合现场安装。
等离子发生器设计寿命为5~8年。
阳极组件与阴极组件包括用来形成电弧的两个金属电极阳极与阴极,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,其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极,带负电的离子及电子流向电源(1)阳极组件阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体等构成。
阳极导电面为具有高导电性的金属材料铸成,采用水冷的方式冷却,连续工作时间大于500小时。
为确保电弧能够尽可能多的拉出阳极以外,在阳极上加装压弧套。
(2)阴极组件阴极组件由阴极头、外套管、内套管、驱动机构、进出水口、导电接头等构成,阴极为旋转结构的等离子发生器还需要加装一套旋转驱动机构。
阴极头导电面为具有高导电性的金属材料铸成,采用水冷的方式冷却,连续工作时间大于50小时。
(3)线圈组件线圈组件由导电管绕成的线圈、绝缘材料、进出水接头、导电接头、壳体等构成。
导电管内通水冷却,寿命为5年。
二、等离子电气系统等离子发生器电源系统是用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置。
其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路,将三相交流电源变为稳定的直流电源,其由隔离变压器和电源柜两大部分组成。
电源柜内主要有由六组大功率晶闸管组成的三相全控整流桥、大功率直流调速器6RA70、直流电抗器、交流接触器、控制PLC等。
等离子电源系统用隔离变压器参数:额定电压:0.38/0.36KV额定功率:200KV A额定频率:50HZ相数:三相接线方式:Δ/ Y冷却风式:自然冷却绝缘等级:F绝缘水平:AC3/3温升:100K选用材料:30Q130冷轧有取向硅钢片、环氧树脂真空浇注.隔离变压器的主要作用是隔离。
一次绕阻接成三角形,使3次谐波能够通过,减少高次谐波的影响;二次绕组接成星型,可得到零线,避免等离子发生器带电。
等离子原理及注意事项
等离子体点火机理等离子体点火装置是利用高频触发起弧,在高压下产生直流空气电弧等离子体,等离子体火焰中心温度T>10000K,该等离子体在专门设计的燃烧器中心燃烧筒中形成温度梯度极大的局部高温区,煤粉颗粒在等离子体发生器产生的高温作用下迅速释放出挥发物,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。
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。
等离子体发生器及其工作原理:等离子体发生器为直流非转移型电弧等离子体发生器。
等离子体炬具有温度高、能量集中、气氛可控等优点。
它由阴极、阳极等组成。
其中阴、阳极材料采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成,它们均采用水冷方式冷却,以承受电弧高温冲击。
等离子体发生器所用大功率直流稳压电源采用国际最新科技的IGBT管高频逆变开关直流电源,具有电流稳定度高、体积小、效率高等特点系统组成等离子体点火系统由等离子体点火燃烧器、等离子体发生器、等离子电源及控制系统、等离子风粉在线监测系统、压缩空气系统、循环冷却水系统、冷却风系统、及图像火检系统等组成,系统构成如下图所示。
系统功能1. 等离子体电弧启动、停止程控。
2. 等离子体电弧功率自动调节。
3. 等离子体电弧电压、电流、功率参数历史曲线记录。
4. 自动保护等离子体发生器不被烧损。
5. 等离子体阴极,阳极运行时间累计,提示更换阴极寿命。
6. 等离子体装置故障记录。
7. 燃烧器壁温监视,超温报警。
8. 一次风速、一次风量、煤粉浓度在线检测。
9. 联锁保护功能,与FSSS接口。
10. 通讯功能,纳入DCS控制系统经济效益分析以300MW机组为例,预计每年约消耗轻油800~1000吨1) 按常规方法试运所需燃油耗费计算:燃油消耗:1000吨/年燃油价格:0.55万元/吨燃油耗费:0.55×1000 = 550(万元)/年2) 机组改装等离子体煤粉点火装置进行试运所需费用计算:原煤耗费:燃油的低位发热量为4.18×104kj/kg,设计煤种低位发热量为25080kj/kg,原煤价格为500元/吨,年消耗燃油数量为1000吨,则按发热量相等的原则所需的原煤费用为:1000×4.18×104×500/25080=83.6万元耗电费用:设计煤种发热量:25080 kJ/kg原煤消耗:7833 吨制粉单耗:20 kwh/t;等离子体燃烧器耗电:20 kwh/t;厂用电价格为0.15元/kwh耗电费用:7833×(20+20)×0.15 =4.7万元此后正常运行中每年燃油量按1000吨计算,年节约燃油费用约200万元以上。
等离子点火器的原理及结构
等离子点火器的原理及结构1、离子点火机理等离子点火装置是利用直流电流在介质气压0.004 MPa~0.03 MPa的条件下接触引弧,并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体,该等离子体在专门设计的燃烧器中心燃烧筒中形成温度T>5000K的、温度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1×10-3s内迅速释放出挥发物,使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧,也有助于加速煤粉的燃烧,这样就大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量。
等离子体内含有大量化学活性粒子,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。
2、等离子点火系统由等离子燃烧器及其输粉系统,直流供电及控制系统,辅助系统和热工监控系统组成。
3、等离子发生器及工作原理采用集开放式磁稳与机械、电磁压缩于一体的复合结构等离子发生器,其功率为50kW~150kW连续可调。
采用双拉伐尔喷管复式阳极,避免煤粉对其污染,其材料为具有高导热、高导电和不易氧化的特殊合金,寿命在1000h以上;阴极为高速喷嘴、强化冷却结构,材料由特殊合金与铜质材料组合而成。
阴、阳极的磁稳线圈均为水冷结构。
等离子发生器为磁稳空气载体等离子发生器,它由线圈、阴极、阳极等组成。
其中阴、阳极材料均采用具有高导电率、高导热率、耐氧化的金属材料制成。
线圈在高温(250℃)情况下具有抗2000V直流电压击穿能力。
在冷却水及压缩空气满足条件后,首先设定电源的工作输出电流(300A~400A),当阴极在直线电机的推动下,与阳极接触后,电源按设定的工作电流工作,当输出电流达到工作电流后,直线电机推动阴极向后移动,当阴极离开阳极的瞬间,电弧建立起来,当阴极达到规定的放电间距后,在空气动力和磁场的作用下,装置产生稳定的电弧放电,生成等离子体。
4、等离子燃烧器该燃烧器的特点:一是在内燃方式的基础上,利用双筒结构将部分煤粉推至燃烧器出口,在炉膛内燃烧。
等离子燃烧器工作原理
等离子燃烧器工作原理2.1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0.001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.2.2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.阴阳极由高导电率,高导热率,抗氧化的金属材料制成;并采用水冷方式以承受电弧高温冲击.其拉弧原理:首先设定输出电流,当阴极前进与阳极接触后,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,被电离为高温等离子体,其能量密度高达105W/CM.为点燃不同的煤粉创造了良好的条件2.3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设计了多级燃烧器.在建立一级点火燃烧器过程中采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区.燃烧器共分四区,第一区加设了气膜冷却技术避免了煤粉的贴壁流动和挂焦,同时又解决了燃烧器的烧蚀问题;第二区为混合区,在该区一般采用浓点浓的原则,环型浓淡燃烧器的应用将淡分流贴壁而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧.第三区为强化燃烧区,在第一,二区内挥发分基本燃尽,为提高疏松炭的燃尽率采用提前补氧强化燃烧的措施,第四区为燃尽区,疏松炭的燃尽率,决定火焰的长度,等离子点火燃烧系统组成3.1等离子点火燃烧系统燃烧系统:与以往燃烧器相比,等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用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.等离子有再造挥发分的效应,这对于点燃贫煤强化燃烧有特别的意义.风粉系统:给粉机,磨煤机,暖风器,一次风系统,气膜风系统.二次风系统.等离子点火器系统3.1等离子发生器它是用来产生高温等离子电弧的装置.主要有阳极组件,阴极组件,线圈组件三大部分.还有支撑支架配合安装.在两极间加稳定的大电流,将两极之间的空气电离形成具有高温导电特性等离子体,其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极,带负电的离子及电子流向电源的正极形成电弧的阳极.线圈通电产生强磁场,将等离子体压缩,并由压缩空气吹出阳极,形成可以利用的高温电弧.阳极组件:阳极,冷却水道,压缩空气通道及壳体等构成.为确保电弧能够尽可能的拉出阳极以外,在阳极上加装压弧套.阴极组件:阴极头,外套管,内套管,驱动机构,进出水口,导电接头等构成.线圈组件:导电管绕成的线圈,绝缘材料,进出水接头.导电接头,壳体等构成.3.2等离子电器系统它用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置,其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路将三相交流电源变为稳定的直流电源,其由隔离变和电源柜两大部分组成,电源柜内主要有晶闸管组件,直流调速器6RA70,直流电抗器,交流接触器,控制PLC等.隔离变:380V/360V;200KVA;50HZ;三/星;自然冷却;F级;100K;AC3/3;材料30Q130冷扎有趋向硅钢片,环氧树脂真空浇注.一次绕组接成三角形,使3次谐波能够通过,减少高次谐波的影响,整流柜:尺寸800*800*2055型号PS4000额定输入电压:3AC400(+15%-20%)额定输入电流:332A额定频率:45HZ-65HZ额定输出电压:485V额定输出电流:400A过载能力:180%额定输出功率:194KW额定直流电流下的功耗:1328W冷却风扇380VAC3P50HZ0.3A570M/H整流电路:三相全桥整流电路为三相半波共阴极组与共阳极组的串联,因此整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管倒通,才能形成导电回路,其中一个是共阴极的,另一个是共阳极的,所以必须对两组中要倒通的一对晶闸管同时给触发脉冲.可采用两种办法:一种是给每个触发脉冲的宽度大于60度(80-100),称宽脉冲触发;另一种是在触发某一号晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个脉冲,相当于用两个窄脉冲等效替代大于60的宽脉冲,称双脉冲触发,等离子电源柜采用的是后一种.SIEMENS的6RA70它是给直流电机调速电机配备的调速器,其内部有两套整流电路,分别用于电枢回路和励磁回路,等离子只用了电枢回路,直流电抗器由于点火器在启动初期是短路状态;在引弧瞬间产生强烈的冲击负荷,这些都要求电源有极强的衡流能力,这就要求平波电抗器有足够的感抗,500A2.1MH控制PLCS7-200CPU224,实现自动点火,具体方案如下:使用USS协议通过CPU224上的通讯口PORATO与6RA70的通讯口X172之间的进行数据交换,以完成对主电路的操作控制和各类状态信息的读出和条件判断等,实现直流电源控制。
等离子发生器的工作原理及构造
等离子发生器的工作原理及构造一.工作原理:1.电弧的物理本质——气体放电电弧是在阴、阳两电极和它们之间的气体空间组成。
电弧的带电粒子主要依靠气体空间的气体的电离和阴极电子发射两个物理过程所产生的。
同时伴随着气体分子的离解、激励、扩散、复合等过程。
2.电离、电离度●电离:给气体以足够的能量。
当气体粒子(分子和原子)的平均动能大于其电离能时,束缚在原子轨道上运动的电子就会脱离其轨道成为自由电子,失去电子的原子带有正电荷成正电离子。
这种中性气体分子或原子分离成正离子和电子的现象称为电离。
气体电离因外加能量的种类不同可分为热电离,电场电离,光电离三种。
外界能量传递给气体粒子的途径,从本质上讲只有两种:碰撞传递和光辐射传递。
●激励:当中性气体粒子受到外来能量还不足以使电子完全脱离原子或分子,但可以使电子从低能级转移到高能级,使中性粒子的稳定状态被破坏,这种状态称为激励。
●电离度α:ηe——ηi——粒子密度,通常ηe=ηi (公式中无此项)* 在热力学平衡条件下,电离度α仅与气体种类、粒子密度和温度有关。
3.电子发射:电弧中起导电作用的带电粒子除依靠电离过程产生外,还要从电极表面发射电子。
使一个电子由金属表面飞逸出来所需最低外加能量称为逸出功。
不同金属材料有不同的逸出功。
所有金属的氧化物的逸出功都比原金属小。
按外加能量的形式不同,电子发射机构有热发射、电场发射、光发射、粒子碰撞发射四种。
4.等离子体---物质的第四态。
所谓等离子体是气体电离度α达到一定程度的气体,这种等离子体具有下列特性:A. 导电性: 因为等离子体中存在自由电子、正、负离子,所以有很强的导电性.B. 电准中性:在等离子的空间内,带正电荷和带负电荷的粒子数量相等,符号相反,故等离子体呈电中性.C. 与磁场的可作用性:等离子体是带电粒子组成的导电体,所以可用磁场控制等离子体的位置、形状和运动.在物理学中规定: α>0.1%是等离子体.它具备等离子体的特性α≤0.1%为弱电离气体.这种气体的性质和没有发生电离的气体性质接近等离子体分类:5.等离子弧——此名来源与等离子体这一术语.等离子弧: 自由电弧通过压缩形成的,又称“压缩电弧”压缩电弧的截面变小,比一般电弧的能量更集中、温度更高、流速更快,电离度大。
等离子体点火系统基础讲义分析
等离子体点火系统基本介绍一.简介1.等离子体基本介绍等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质,常被视为是除去固、液、气外,物质存在的第四态。
等离子体是一种很好的导电体。
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;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。
(与小油枪的优势)2.等离子体点火系统的产生我们公司90上世纪年代是做炉前油系统(油枪,高能点火器,油点火枪,可见光火检,红外火检,FSSS系统)后来开发了图像火焰监视系统。
在上世纪90年代末,油价飞速增长,在前人的实验基础上,经过公司大量的工业试验,研制成功的。
在烟台电厂和佳木斯电厂最开始商业应用。
02年率先600MW机组,盘山电厂安装了等离子体点火系统。
同时期国产DCS厂家新华,和利时还在为了600MW级没有业绩而四处奔走,这也体现了公司的高瞻远瞩,每次都抓住了历史赐予我们的机遇。
3.公司的业绩和面临的发展形势公司的无燃油燃煤电站可能继等离子体点火技术之后再次获得国家科技进步奖。
公司的十二五规划,到2015年,实现收入60亿元,利润8亿元。
4.煤质等离子体点火技术是应用在煤粉锅炉的一项技术,不会用来点油,或者天然气,大材小用。
等离子体点火技术目前公司分为常规的发生器和燃烧器以及大功率的发生器和燃烧器。
标准煤质如下:Mar <15%,Aad <35%,Vad >20%,Qnet,ar >17000kJ/kg (不包括褐煤)这样的煤质可以使用常规的发生器和燃烧器,不需要公司工业实验。
褐煤,劣质烟煤,贫煤都需要做实验来决定,一般采用大功率的发生器和燃烧器。
下面简要说说煤的分类:煤中的元素组成,一般是指有机物质中的碳(C )、氢(H )、氧(O )、氮(N )和硫(S )的含量。
等离子点火技术
多煤种适应性研究
开展针对不同煤种的燃烧实验,提高等离子 点火技术对煤种的适应性。
智能化控制
引入智能控制技术,实现等离子点火技术的 自动化和智能化。
环保性能提升
进一步降低NOx等有害气体的排放,提高等 离子点火技术的环保性能。
等离子点火技术的发展趋势
术人员,增加了成本。
点火效率问题
在某些情况下,等离子体的点 火效率可能会受到限制,需要
进一步研究和改进。
燃烧稳定性问题
在某些煤种和工况下,等离子 点火技术的燃烧稳定性可能受 到影响,需要进一步优化。
等离子点火技术的挑战
01
02
03
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设备投资大
等离子点火技术所需的设备较 为复杂,导致其投资成本较高
等离子点火技术的发展历程
等离子点火技术的起源可以追溯到20世纪60年代,当时人们开始研究等离子体在燃 烧领域的应用。
20世纪70年代,等离子点火技术开始进入实用化阶段,被应用于航空发动机和工业 燃气轮机的点火。
进入21世纪,随着环保要求的提高和能源利用的多样化,等离子点火技术在化石燃 料燃烧领域得到了广泛应用,并逐渐成为一种主流的点火技术。
总结词
高效、环保、节能
详细描述
等离子点火技术应用于工业锅炉,可以实现无油或微油点火,降低能耗和成本。 同时,等离子体的高温能够迅速点燃煤粉,提高燃烧效率,减少污染物的排放, 符合环保要求。
燃气轮机的等离子点火技术应用
总结词
快速、稳定、可靠
详细描述
等离子点火技术应用于燃气轮机,可以在极短时间内实现稳定点火,缩短启动时 间。同时,等离子体的能量密度高,可以确保点燃的稳定性和可靠性,提高燃气 轮机的运行效率。
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直流电弧等离子体发生器(装置)成套设备
1项目简介
等离子体发生器(装置),又称为等离子体炬,它可将电能传递给工作气体从而形成高温电离气体。
离子体发生器成套设备包括等离子体发生器、等离子体专用电源和辅助设备等,可实现对等离子体射流的控制、监测、显示等功能。
图1等离子体射流
图2等离子体发生器
图3等离子体专用电源面板
2 主要产品名称、型号
直流电弧等离子体发生器(装置)成套设备
DC-5k型;DC-20k型;DC-35k型;DC-70k型;DC-120k型;DC-200k型;DC-350k型 3 功能特点
等离子体射流的温度可达5000~6000K,射流速度可超过200米/秒;工作气体可以是氮气、空气、氢气等。
4 技术指标
功率:5~300kW,等离子体温度3500~6000K。
5 应用领域及产业化前景
需要温度超过3500℃的场合。
如等离子体气化、等离子体锅炉无油点火、等离子体球化、等离子体化工、废弃物(有毒有害)处理等。
6 现有合作基础
已为国内工业厂家、大学等提供了多套等离子体发生装置。
7 经济效益和社会效益
等离子体由于温度高,具有很多优点,如化学反应速度快、效率高等,在节能减排、精细化工、环境保护等方面都有其潜在的用途。
8 合作方式
提供全套设备,可根据用户的特殊需要提供不同温度、不同工作气体、不同功率的等离
子体发生器。