电站锅炉点火等离子发生器的设计

（） １ 应主要从 改进流程、 改造设备 、 控制渣 层等几个方面人手 ， 根据具体情况对煤气发生
［］ 沈石华，张建国，等．中氮肥造气炉系统技改与节能 ３
［ ］．石油化工应 用 ，２０ （ ：３ Ｊ ０６ ３） ３—３ ． ６
（ 稿 Ｈ期 ：２０ －７０ ） 收 ０７０ －８
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等离子发 生器 。 － １ 等离 子发 生器 的工作 原 理 等 离子发 生器 的工作 原 理是 ：一 定输 出 电 流 条件 下 ，当阴极 前进 同 阳极接 触后 ，系统 处 于短路 状 态 ；当 阴 极 缓 缓 离 开 阳极 时产 生 电 弧 ，电弧 在线 圈 磁 场 的作 用 下 被 拉 出 喷 管 外 部 ，压缩 空气 在 电弧作用 下 ，被 电离 为高温 等
２ ２ 阳极部 分 的设计 、
该 等 离 子发 生 器 的 阳极 兼 有通 道 的 功能 ， 因 而 等 离 子 发 生 器 中 电弧 被 约 束 于 阳极 通 道 内。在 电弧 的充分 发展 区 ， 量方 程可 简化 为 ： 能
对 于 等离子 体 发生器 来说 ，阴极对 其寿命
的影响最大 ，其性能好坏决定了整个发生器的 寿命 ，阴极被烧 蚀 的几率 远 比 阳极 大得 多 。有
热负荷 的 大小 。阴极 的热 量输 入 主要有 四个来 源 ：等 离子 体 向 阴极 的对 流 传热 与辐 射 传 热 ， 离子在 阴极 鞘层 电压 的加 速下 轰击 表 面 ，因弧
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《 工装备技 术》 第 ２ 化 ９卷 第 １期 ２０ ０ ８年
５ ｌ
电站 锅炉 点 火 等 离 子发 生器 的设 计
武 飞 ’ 周好 斌 胡庆 华
（ 安石油大学 材料科学 与工 程学 院） 西
摘
要
介 绍等 离子 发 生 器的工作 原理及 设计 。结 合 电站锅 炉点 火时 等 离子 发 生 器
一
５０ ｍ 之 间 ，不 能 过 高 ，否则 也 会 出 现 垮 ５ｍ
炉进 行 调整 和改造 ， 到降 低煤耗 的 目的 。 达 （ ） 气 炉 操 作 过 程 中 ， 努 力 提 高 有 效 ２造 应 炭层 的高度 ， 用 高 压 头 风机 ， 加 气 化 强 度 ， 采 增 减少 吹风 时间 ，把潜 热与 显热损 失 降到最 低 。 （） ３ 固定 层煤 气 炉 节 能 降耗 的 问题 ，一直
的工作 条件 ，研 制 出一种 性 能稳 定 、寿命 长 、 结构 简单 、 绝缘性 好 的等 离子发 生 器。
关键词 等 离子 点 火 发 生 器 锅 炉 阴极 阳极
在 电站锅 炉点 火 当 中 ，少油 和无 油点 火技 术在 燃煤 锅炉 上陆续 应 用 ，等离 子无油 点 火技 术就 是其 中 比较成 功 的一种 。等 离子发 生 器是 等离 子点 火系 统 的核心 部件 之一 ，它 的作 用是
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离子体 ；该等离子体在点火燃烧器 中形成 Ｔ ＞ ５０ Ｋ的梯度 极大 的局 部高 温火 核 ，煤 粉颗 粒 ００
关研 究结 果表 明 ，冷 阴极 的阴极烧 蚀 主要不 是
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总 电弧 电流为
因为工作气体直接与阴极材料发生化学反应造 成 的 ，而 是 由物理 因素 ，特别 是传 热过 程所 控 制 的＿ 。具体 来 说 ，主 要 取 决 于 阴极 斑 点 处 ２ Ｊ
维持给定功率的电弧 ，并使之稳定可靠 。但无 论 国 内外 ，等 离子 点火 技术 还都 未进 入实 质性
应用 阶段 。制 约等 离子 体点火 技术 推广 应用 的
根本原因是未能开发 出结构简单、设 备可靠 、
工作 性能稳 定 、寿命 较 长 、可供 实用 的大 功率
｝武 飞 ，男 ，１ ８ ９ ２年 生 ，硕 士 研 究 生 。 西 簧 市 ，７ ０ ６ 。 １０ ５
５ ２
电站锅 炉点 火等 离子发 生 器的设计
通过 等离子 火核 时 ，在极 短 时间 内使煤 粉 中的
挥发粉 迅速 解析 ，煤 粉颗 粒破 裂粉 碎 ，从而 迅 速燃烧 。 ２ 等 离子 发生 器的 设计分 析 ２ １ 阴极 部分 的设计 ．
由以上分 析可 知 ，阴极部 分 的设计 主要 着重于 阴极 烧蚀 问题 的解决 ，即在降 低 阴极 烧蚀 的基 础上 ，有效 延 长 阴极 的使 用寿命 。
炭 的现象 。（２０ ｒｍ 系列 炉 要 解 决，或减小炉
箅 的体 积 ；另一 种方 法是加 宽 防流板 。 目前原 始 设 计 的 防 流 板 宽 度 较 窄 ，通 常 为 １０ ｍ， ０ｍ 不 足 以降低渣 层下 降 的速度 ，而 且 由于所 采用 的钢板 过薄 ，很 容易损 坏 。采用 厚 钢板后 ，防 流 板宽 度 加 宽 到 １０ ｍ 一２０ ５ｍ ０ ｍｍ，渣 不 再 从
是业内热衷探讨的话题 ，各厂家应根据 自身的 设 备状 况 ，因地 制宜 地降 低 消耗 ，提高经 济效
益。
防流板上部下落 ，而是从侧面底部排出，这样
渣层就 能够 很好 地得 到控 制 。
４ 结 语
参
考
文
献
［ ］ 王 宗立 ，张世 峰，等 ． ３ ０ ｍ １ ６ ０ ｍ造 气 炉 节 能 改造 ［ ］．煤化工 ，２０ （ ） ３— ４ Ｊ ０６ ８ ：４ ４ ． ［ ］ 苏月 清 ，张 考全 ，等 ．浅谈 上 吹加氮 制气 节能 降耗 ２ ［ ］．小氮肥 ，２０ （ ：１ ６ Ｊ Ｏ ６ ７） ５—１ ．