[发明专利]一种阳极移动式等离子燃烧器

说明书

技术领域

本发明属于石化、冶金以及电力行业等等离子燃烧器的技术领域，具体涉及一种阳极移动式等离子燃烧器。

背景技术

等离子体是指气体被电离产生的含有大量电子，离子，激发态分子，原子以及自由基团的高活性物质，又被称作物质的“第四态”，低温等离子体温度范围在几千到几万度，也就热等离子体，热等离子体应用于工业上，可以用做煤粉锅炉点火枪，垃圾，固体废弃物的气化等，燃气轮机的点火以及稳燃，化工方面的氢气制备，当前也有大量研究使用热等离子体制备石墨烯等材料。

目前等离子燃烧器作为热源的供应者，主要应用于电站粉煤锅炉点火，固废垃圾熔融处理，飞灰处理等方面，已有的等离子燃烧器多使用单一气源作为等离子体产生的介质气源，介质气源主要为压缩空气，氩气，氢气等简单气体，使用过程中通过高压击穿或接触拉弧的方式产生电弧，用于电离介质气体。

现电厂使用等离子点火器，由于其结构较大，基本采用阴极移动的方式通过阴阳极接触引弧形成等离子体，锅炉燃烧器点火后通过阴极移动进行断弧，主要起到点火作用。而对于垃圾熔融等行业用的等离子燃烧器需要长期使用，全部均采用高压起弧，通过高电压击穿与阴阳极之间形成电弧，介质气体通过电弧形成等离子体，用于热源的供应，但是需要配套的电源系统具备高压起弧的控制部分，整个系统电源繁杂，同时增加系统成本，同时对工件的制作加工精度要求高，使用过程中易出现局部烧蚀后，不容易起弧，必须进行管部件更换，严重影响燃烧效率。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种阳极移动式等离子燃烧器，通过采用阳极移动接触式起弧对等离子燃烧器的起弧过程进行起弧方式的优化，该方式可以实现快速起弧，起弧后实现等离子体迅速稳定，具有阴阳极之间起弧距离可调，起弧电压范围大，容易起弧等特点。

为至少解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种阳极移动式等离子燃烧器，包括：阴极、枪体、连接件和阳极，其中，所述阴极包括：相互连接的等径段和放电段，所述等径段沿水平方向设置于所述枪体的内腔中；所述连接件包括：相互连接的小内经螺纹段和大内经螺纹段，所述小内经螺纹段与所述枪体的外壁相连，所述大内经螺纹段与所述阳极的外壁螺纹连接，所述阳极的内壁与所述枪体的外壁滑动密封连接。

进一步的，所述阴极的等径段的内部沿水平方向设置有冷却水通孔。

进一步的，所述阴极的等径段的外壁上沿圆周方向设有多个与所述冷却水通孔相连通的径向通孔。

进一步的，还包括：绝缘层，其包裹在所述阴极的等径段外部，在所述绝缘层上设置有与所述径向通孔相连通的出水孔。

进一步的，所述阴极的等径段的外径小于所述枪体的内径，使得所述阴极的等径段与所述枪体的内壁形成环形通道，所述环形通道与所述出水孔相连通，形成冷却水回路。

进一步的，所述枪体靠近所述放电段的一端通过密封件和所述绝缘层与所述放电段形成端部密封。

进一步的，所述枪体的端部与所述阳极形成气体空腔，所述阴极的放电段沿水平方向设置于所述气体空腔内。

进一步的，所述阳极包括相连的出口部与安装部，其中，所述出口部的内部沿水平方向设置有缩放喷口通道，所述缩放喷口通道的侧壁内部设置有与所述气体空腔相连通的气体内腔。

进一步的，所述出口部的侧壁上设有与所述气体内腔相连通的进气口，用于通入介质气体；所述介质气体通过所述气体内腔对阳极进行冷却，并通过所述进气口进入所述气体空腔，对阴极进行冷却及在阴极表面形成气膜保护。

进一步的，所述小内经螺纹段与所述枪体的外壁之间设置有密封件，所述安装部的外壁与所述大内经螺纹段螺纹连接，所述安装部的内壁与所述枪体的外壁滑动密封连接，且所述安装部的内壁与所述枪体的外壁之间设置有密封件。

本发明至少包括以下有益效果：

1）本发明采用阳极移动式引弧结构，可以代替传统高压起弧系统级设备，本发明可以实现快速起弧，起弧后实现等离子体迅速稳定，具有阴阳极之间起弧距离可调，起弧电压范围大，容易起弧等特点；

2）本发明采用阳极移动式引弧结构，通过对设备结构的研究，使得阴极冷却更加合理，使得阴极使用寿命有所增加；

3）本发明采用阳极移动式引弧结构，通过介质气体对阳极和阴极进行冷却，减少了阳极水冷带出的热量，提高燃烧器的使用功率。

附图说明

图1为本发明燃烧器的结构示意图。