等离子原理介绍

交流等离子原理介绍

什么是等离子

通常情况下人们认为物质只有三种状态(固态、液态、气态)，其实不然，在一定条件下，物质还有第四种状态——等离子体态。等离子体状态不同于其它物质状态，它突出的一点是由带电粒子组成的电离状态。

根据物质的构成理论，物质的原子、分子或分子团相互以不同的力或键力相结合，构成不同的聚集态。固体是以粒子间结合力强的键构成晶格的，而当其粒子的平均动能大于粒子在晶格中的结合能时，则晶格解体，固体转变为液体。液体的粒子间由结合力较弱的键联系，如果外界进一步供给能量，使这较弱的键破坏，则液体转变为粒子间没有作用键的气体.如果再对气体供给足够的能量，气体就电离成电子和离子，而成为等离子体。

交流等离子拉弧原理

交流等离子技术的拉弧原理如上图所示，其工作过程描述如下：压缩空气切向高速进入电弧室，发生强烈的旋转，形成中心压力低、外围压力高的动力场；当前后电极间的电压和及其频率增大到一定程度的时候，两个电极间的空间距离被击穿，首先在两个电极间距最小的位置建立起电弧，然后此电弧在压力差的作用下移动到电弧室的中心位置，如图中管弧（阴影部分）所示。此时流经电弧的压缩空气在此电弧的作用下发生电离子，形成等离子体，以明亮的火焰射流形式从前电极喷出。

交流等离子和直流等离子的比较

交流等离子 直流等离子 原因分析

电极寿命 前电极>500h

后电极>300h

阴极<50h

交流等离子的电极寿命比直流等离子的电极寿命要长很多，这主要是因为：

1、交流等离子采用的是“管弧”原理，即前、后电极采用圆管形状，电弧的弧根位于

圆管的内壁处，也就是说弧根与电极是一个“面”接触，所以其电弧弧根与电极的

接触面积是比较大的；而直流等离子采用的“点弧”原理，电弧的弧根位于阴极头

上，也就是说其阴极与电弧是一个“点”接触，所以其弧根接触面积较小；因此，

在电流强度相同的条件下，接触面大的电弧发出的热量相对分散，不会造成电极温

度过高，而接触面小的电弧发热量相对集中，容易造成局部温度过高，烧损电极。

2、电弧的旋转对电极的寿命影响很大，如果电弧不旋转，则其发出的热量集中在弧根

处，容易造成局部超温，烧损电极。所以交流等离子和直流等离子都采取了电弧旋

转技术，但各自的旋转强度是不一样的。交流等离子采用的是压缩空气切向旋转技

术，0.4MPa的压缩空气的电弧以音速切向旋转进入常压的电弧室，其旋转强度非常

强烈；直流等离子采用的是电磁感应原理，即通过一个带电线圈产生一个磁场，电

弧在此磁场的作用下阳极弧根发生旋转（阴极弧根不旋转），此磁场强度与线圈砸

数和电流大小密切相关，但电流受点火功率、阴极电流强度等诸多因素的影响，不

能设计的过大，线圈砸数也不能做的过大，否则线圈体积过于庞大，不利于现场布置，所以直流等离子技术的电弧旋转不是很强烈。

点火功率

>500 KW,

根据煤种可调<160KW

1、直流等离子的功率不能做的太大，主要是因为如果电流过大，其阴极寿命不能保证。

2、交流等离子的功率可以做的很大，这是因为其电极允许较大的电流强度，而且由于

交流电的特点，每个角布置三支，其本身的功率之和也是很大的。

所以，交流等离子技术对煤种的适应性更强，尤其是煤质较差的时候，交流等离子的特点越发明显。

运行操作 简单 较为复杂 1、直流等离子采用的是接触起弧原理，即在启动直流等离子发生器时，由运行人员（贵

厂为热工检修人员）将阴极枪推进到与阳极枪直接接触的位置，待其成功拉弧后，再向后退阴极枪约30mm。

2、交流等离子采用的是高压击穿原理，在启动过程中，所有的操作均在集控室完成，

无需到就地操作设备。