与传统的煤粉燃烧器不同，等离子燃烧器是借助等离子发生器产生的高温（4000~12000K）等离子体来点燃煤粉的，属内燃型燃烧器，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用高温等离子体将煤粉点燃，煤粉在燃烧器内分级点燃、火焰逐级放大，可在燃烧器喷嘴处形成3~10米长的火焰。一般点燃的煤粉质量约5~15t/h之多，而等离子的功率仅50~300KW；这中间的窍门主要是分级点燃、火焰逐级放大。
什么叫等离子点火？
煤粉锅炉一次风中的风粉混合物在一级筒同碰到高温等离子体在5ms左右完成挥发份析出、碳粒气化、着火、高温逆反应等，在一级筒内入口200mm的距离一次风粉混合物已完全着火，放出热量约占煤粉的25%~35%时进入二级筒，在二级筒内与新的风粉混合物混合着火后进入三级筒，依次着火、火焰放大。
等离子燃烧技术是指采用直流空气等离子体作为点火源，实现锅炉的冷态启动不用一滴油的无油点火的燃烧技术。等离子体具有促进燃烧的特性，等离子燃烧系统主要有燃烧系统、风粉系统、等离子发生器、电气系统、等离子空气系统以及等离子冷却水系统等。
当煤粉在等离子体中燃烧时,会形成T>4000K和温差非常大的局部高温区。在这种情况下,煤粉颗粒会在高温的热冲击作用下,*的释放出挥发分,从而*点燃周界的煤粉气流。因此等离子体点火与常规的点火从本质上有着的很大的区别。
(1)等离子体点火过程中能够生成*着火的低着火点双相燃料当一次煤粉进入到等离子体中时,煤粉与空气氧化剂发生热化学作用,很*获得易燃的双相燃料,也就是可燃气体和焦碳残余物。实践证明这些双相燃料可以达到该煤种在普通燃烧情况下**物质量的2570一3000W。由于这种双相燃料在自然工况下就很*进行燃烧,所以,采用等离子点火对煤粉火焰的可靠稳定性有非常显著的作用。
(2)等离子体点火过程中能够再造挥发分
在一次风粉气流通过等离子体时,煤粉颗粒就会由于热激化而破裂粉碎,致使固相反应表面积急剧增加,这样就显著加速了挥发分的产生和析出。而且这个过程往复循环进行。根据资料显示:在煤粉颗粒受到快速加热时,煤粉颗粒由于被热激化而产生的内部热应力可使其在很短的时间内破碎成大约8一10个更细碎的煤粉颗。
(3)等离子体点火能提高燃料煤粉的反应度,降低煤粉的着火温度。
由于等离子流与煤粉空气的混合作用,在大约为2000一3000K的温度下,只要接触时间在10-45数量级范围内,就会产生大量的活性粒子,显著提高了燃料煤粉的反应度。有关实验证明,能量高达250Mw/m3的等离子体电弧和其中的化学活性粒子,比如:O、C、OH、O2、H2和电子气体,都可加速热化学转换。有关资料显示[39]:即使在空气氧化剂中夹杂大约0.6%的很少量的原子氧也足以会使煤粉颗粒的着火温度下降大约3/8,着火前的预热时间减少2/3,而原子氧在T=2500K的空气中就可以达到这种均匀程度,在T二400OK时原子氧浓度可以达到2.5%的高度。
(4)等离子体可以实现以较低的点火功率去点燃较大热功率的煤粉燃烧器的目的。
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