[发明专利]基于等离子石墨棒电极的推进系统和推进方法

说明书

本发明公开了一种基于等离子石墨棒电极的推进系统和推进方法，包括PLC控制系统、阳极组件、阴极组件、支撑推动机构和整流电源系统。阳极组件为与整流电源系统正极连接的石墨棒，阴极组件为与整流电源系统负极连接的石墨棒。通过PLC控制系统控制支撑推动机构伸缩，实现阳极组件和阴极组件的碰触和拉开，进而实现石墨棒电极间等离子电弧的拉弧。本发明能够实现等离子电弧自动成弧，并且在拉弧过程中通过PLC程序自动进行精度调整，更换周期长，更换方便，能够有效的避免金属电极更换过程造成的误差，大量节约人力，物力，财力，实现高效、快速、准确的形成等离子电弧。

技术领域

本发明涉及基于等离子石墨棒电极的推进系统和推进方法，属于等离子点火控制领域。

背景技术

我国的能源结构中石油资源短缺，每年需要进口大量石油，而随着世界性的能源紧张，原油价格也在不断上涨。大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上大都是采用燃烧重油来实现的，因此锅炉启动及低负荷助燃用油成为火力发电成本的重要组成部分。另外，在锅炉投油燃烧时尾部二次燃烧的可能性较大，同时，为避免未燃尽的油滴粘污电极，投油期间电除尘器一般处于解列状态。因此，在电厂试运行和启动、低负荷运行时，由于电除尘器无法投入运行，经常可见浓烟滚滚，对周围环境造成严重的污染。开发新技术，减少电厂油耗甚至不用油成为广大电力科技工作者长期研究的课题。

采用等离子点火燃烧技术，可以实现锅炉无油(或少油)点火和低负荷无油稳燃，大大节约了燃油耗量，降低基建和发电成本；同时，电除尘器可以在锅炉点火初期正常投入运行，大大减少了粉尘的排放量，避免了环境污染，带来了显著的经济效益和环境效益。高温等离子体作为煤粉空气混合物的点火热源有着不同于常规油枪点火的机理和特点，主要表现在：等离子体的高温特性，对煤粉的热化学作用可以再造挥发分、生成低着火点的双组分燃料；高温等离子体使得煤粒产生了自由活化基以及加速化学反应的碳氧化合物，煤粉空气混合物的燃烧速度加快；高温等离子体使得煤粒二次破碎形成更多的细煤粒，增大了煤粉的着火表面积，使煤粉着火更加容易，因此等离子体能以较低的点火功率实现大功率的点火效果。

与传统的大油枪点火或微油点火技术相比，等离子点火系统有以下几大优点：

(1)经济：采用等离子点火运行和技术维护费仅是使用重油点火时费用的15％～20％，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运行费用；

(2)环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置等可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的环境；

(3)高效：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；

(4)先进：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式；

(5)安全：取消炉前燃油系统，也自然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故。

现有的等离子点火系统都是采用金属电极，采用金属电极存在以下缺陷：

(1)采用人为手动控制实现点火。在金属电极形成等离子电弧之前，都需要人为计算阴极，阳极之间的距离并加以调整才能够形成稳定的等离子电弧，费时费力；

(2)金属电极正常工作的时间大概为200小时左右，电极消耗完需要马上更换，在每个更换周期，都需要把消耗的金属电极人工拆卸与更换。金属电极在拆卸安装时非常复杂，因为人工更换不能保证相对的精度，都需要进行人工精度调整，所以容易造成误差。

(3)拆卸下来的金属电极只能扔掉没有可回收利用的价值，更换下来的金属电极长期堆放对环境也造成一定的影响。

发明内容