CN116293786A - 一种接触式高效电能转换器 - Google Patents

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    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks

Abstract

本发明涉及一种接触式高效电能转换器，其包括：电能转换发生系统和燃烧器，所述电能转换发生系统用于产生电弧并点燃燃烧器内的煤粉；所述电能转换发生系统包括等离子发生器、控制系统、与所述等离子发生器连接的供电系统、供风系统、供水系统，所述供电系统用于为所述等离子发生器提供直流电源，所述供风系统用于为所述等离子发生器提供电离介质，所述供水系统用于对所述等离子发生器内部降温，且所述供电系统、供风系统、供水系统均与所述控制系统电性连接。本发明等离子发生器采用接触式点火方式，更简单方便，较传统的发生器相比，可喷射出高能量的电弧。

Description

一种接触式高效电能转换器
技术领域
本发明属于发电厂锅炉点火技术领域，尤其涉及一种接触式高效电能转换器。
背景技术
等离子体点火技术是一项煤粉锅炉点火及稳燃过程中以煤代油的有效措施，自2000年9月以来，等离子体点火技术在不断完善中被广泛应用，取得了巨大的经济效益和社会效益。点火系统包括等离子发生器，等离子燃烧器，等离子控制柜等，传统的点火系统由于点火功率小只能点燃挥发分高于24的动力煤；而全国发电行业大量燃烧的是挥发分10～18的贫煤以及烟煤。因此，如何提高点火装置的能量转换成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种接触式高效电能转换器，以解决背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明的所采取的技术方案是：
一种接触式高效电能转换器，其包括：电能转换发生系统和燃烧器，所述电能转换发生系统用于产生电弧并点燃燃烧器内的煤粉；
所述电能转换发生系统包括等离子发生器、控制系统、与所述等离子发生器连接的供电系统、供风系统、供水系统，所述供电系统用于为所述等离子发生器提供直流电源，所述供风系统用于为所述等离子发生器提供电离介质，所述供水系统用于对所述等离子发生器内部降温，且所述供电系统、供风系统、供水系统均与所述控制系统电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述等离子发生器包括阴极组件、阳极组件；所述阴极组件外壁前端设有绝缘套，后端与所述阳极组件连接，所述阴极组件和所述阳极组件内部均设有冷却系统和进气系统。
作为本发明的进一步改进，所述冷却系统包括阴极冷却系统和阳极冷却系统；所述阴极冷却系统包括设于所述阴极组件外壁上的阴极进水口、阴极回水口和设于所述阴极组件内部与阴极进水口和所述阴极回水口连通的水管一；所述阳极包括设于所述阳极组件外壁上的阳极进水口、阳极回水口和设于所述阳极组件内部与阳极进水口和所述阳极回水口连通的水管二；
所述进气系统包括阴极进气系统和阳极进气系统；所述阴极进气系统包括设于所述阴极组件外壁上的阴极风口和设于所述阴极组件内部与阴极风口连通的风管一；所述阳极包括设于所述阳极组件外壁上的两个阳极风口、和设于所述阳极组件内部与两个所述阳极风口连通的风管二。
作为本发明的进一步改进，所述供电系统包括与控制系统连接的直流电源柜和隔离变压器，所述隔离变压器与所述等离子发生器连接。
作为本发明的进一步改进，所述供风系统包括相互连接的过滤器和风管，所述风管的另一端与所述等离子发生器连接，且所述风管上设有阀门和仪表；所述过滤器、所述仪表和所述阀门与所述控制系统连接。
作为本发明的进一步改进，所述供水系统包括依次连接的水箱、水泵和水管，所述水管的另一端与所述等离子发生器连接，且所述水管上设有阀门和仪表；所述水泵、所述阀门和所述仪表与所述控制系统连接。
作为本发明的进一步改进，所述仪表包括压力表、温度表和流量表。
作为本发明的进一步改进，所述燃烧器包括依次连通的竖直的进料管、弯头、和燃烧室，所述弯头上连接水平的进风管，所述进风管的另一端与所述等离子发生器连接；所述燃烧室外壁上套设热电偶套管。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明通过对等离子发生器的结构和控制系统进行设计，提升了电弧的能量，具体，等离子发生器采用接触式点火方式，更简单方便，较传统的发生器相比，可喷射出高能量的电弧；控制系统增加直流调速器和整流模块，调节直流电源的电压进而调节等离子发生器的功率。
附图说明
图1为本发明的连接关系示意图；
图2为本发明的燃烧器结构示意图；
图3为本发明的等离子发生器结构示意图；
图4为本发明的等离子发生器剖视图；。
图中标记说明：1、等离子发生器，2、燃烧器，3、阴极组件，4、阳极组件，5、阴极进水口，6、阴极回水口，7、水管一，8、阳极进水口，9、阳极回水口，10、水管二，11、阴极风口，12、风管一，13、阳极风口，14、风管二，15、燃烧室，16、进风管，17、热电偶，18、绝缘套，19、等离子喷口，20、分流座，21、变径漏斗，22、阳极头底座，23、气旋环，24、阴极。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明进行进清楚、完整的描述。
如图1-图3所示的一种接触式高效电能转换器，其包括：电能转换发生系统和燃烧器2，所述电能转换发生系统用于产生电弧并点燃燃烧器2内的煤粉；所述电能转换发生系统包括等离子发生器1、控制系统、与所述等离子发生器1连接的供电系统、供风系统、供水系统，所述供电系统用于为所述等离子发生器1提供直流电源，所述供风系统用于为所述等离子发生器1提供电离介质，所述供水系统用于对所述等离子发生器1内部降温，且所述供电系统、供风系统、供水系统均与所述控制系统电性连接。
进一步地，所述供电系统包括与控制系统连接的直流电源柜和隔离变压器，所述隔离变压器与所述等离子发生器1连接，且控制系统包括直流调速器和整流模块，调节直流电源的电压进而调节等离子发生器1的功率。所述供风系统包括相互连接的过滤器和风管，所述风管的另一端与所述等离子发生器1连接，且所述风管上设有阀门和仪表；所述过滤器、所述仪表和所述阀门与所述控制系统连接；过滤器用于过滤进入到等离子发生器1内部风的杂质，仪表、阀门等对进入风的风速、风量进行检测和调节。所述供水系统包括依次连接的水箱、水泵和水管，所述水管的另一端与所述等离子发生器1连接，且所述水管上设有阀门和仪表；所述水泵、所述阀门和所述仪表与所述控制系统连接；水泵提供动力将水输入值等离子发生器1内部，对内部进行降温，仪表、阀门等水的流速、流量进行检测和调节。本发明所涉及到的仪表包括但不限于压力表、温度表和流量表，阀门采用电磁阀，便于控制。具体地，所述等离子发生器1包括阴极组件3、阳极组件4；所述阴极组件3外壁前端设有绝缘套18，后端与所述阳极组件4连接，阴极组件上设有与阳极组件相对滑动的阴极24，绝缘套18的材料选用电木，所述阴极组件3和所述阳极组件4内部均设有冷却系统和进气系统；阴极组件3和阳极组件4上分别设有阳极接线座和阴极接线座，用于与直流电源的负极和正极连接。本发明中，阴极组件内部阴极24和阳极组件接触后电离产生电弧，通过供风组件提供的强风将电弧吹到燃烧器2中进行燃烧，点燃炉膛内的煤粉。
所述进气系统包括阴极进气系统和阳极进气系统；所述阴极进气系统包括设于所述阴极组件3外壁上的阴极风口11和设于所述阴极组件3内部与阴极风口11连通的风管一12；所述阳极进气系统包括设于所述阳极组件4外壁上的两个阳极风口13、和设于所述阳极组件4内部与两个所述阳极风口13连通的风管二14。本实施例中，风管一12与等离子喷口19轴向连通；风管二14端部依次连通分流座20、变径漏斗21和阳极头底座22，所述阳极头底座22上设有气旋环23，所述气旋环23用于压缩风管14流入的空气，增加其压力，阴极24位于所述变径漏斗21的内部与其相对滑动连接；所述分流座20内部具有左宽右窄的锥形腔，所述锥形腔与风管二14和变径漏斗21连通，所述变径漏斗21变径处左窄右宽，阴极组件3内部设有与所述变径漏斗21适应的变径，所述阴极组件3在阳极组件4内部滑动，当阴极24与阳极组件4接触时产生电弧，此时变径漏斗21与阴极组件3的变径位置接触，后阴极远离阳极组件4，电流加大，利用气旋环内的风将电弧集中聚集吹到某个位置，利用高能电弧点燃煤粉。
所述冷却系统包括阴极冷却系统和阳极冷却系统；所述阴极冷却系统包括设于所述阴极组件3外壁上的阴极进水口5、阴极回水口6和设于所述阴极组件3内部与阴极进水口5和所述阴极回水口6连通的水管一7；所述阳极包括设于所述阳极组件4外壁上的阳极进水口8、阳极回水口9和设于所述阳极组件4内部与阳极进水口8和所述阳极回水口9连通的水管二10；冷却液分别从阴极进水口5和阳极进水口8进入到水管一7和水管二10中，对阴极组件3和阳极组件4内的零件进行降温，后从回水口流出。
本实施例中，所述燃烧器2包括依次连通的竖直的进料管、弯头、和燃烧室15，所述弯头上连接水平的进风管16，所述进风管16的另一端与所述等离子发生器1连接；所述燃烧室15外壁上套设热电偶17套管。等离子体电弧发生器采用轴向布置方式，设置燃烧器2壁温及燃烧火焰温度测点，便于随时对壁温及点火过程进行调整，既有利于点火又可防止燃烧器2被烧坏。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种接触式高效电能转换器，其特征在于：其包括：电能转换发生系统和燃烧器(2)，所述电能转换发生系统用于产生电弧并点燃燃烧器(2)内的煤粉；
所述电能转换发生系统包括等离子发生器(1)、控制系统、与所述等离子发生器(1)连接的供电系统、供风系统、供水系统，所述供电系统用于为所述等离子发生器(1)提供直流电源，所述供风系统用于为所述等离子发生器(1)提供电离介质，所述供水系统用于对所述等离子发生器(1)内部降温，且所述供电系统、供风系统、供水系统均与所述控制系统电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种接触式高效电能转换器，其特征在于：所述等离子发生器(1)包括阴极组件(3)、阳极组件(4)；所述阴极组件(3)外壁前端设有绝缘套(18)，后端与所述阳极组件(4)连接，所述阴极组件(3)和所述阳极组件(4)内部均设有冷却系统和进气系统。
3.根据权利要求2所述的一种接触式高效电能转换器，其特征在于：所述冷却系统包括阴极冷却系统和阳极冷却系统；所述阴极冷却系统包括设于所述阴极组件(3)外壁上的阴极进水口(5)、阴极回水口(6)和设于所述阴极组件(3)内部与阴极进水口(5)和所述阴极回水口(6)连通的水管一(7)；所述阳极包括设于所述阳极组件(4)外壁上的阳极进水口(8)、阳极回水口(9)和设于所述阳极组件(4)内部与阳极进水口(8)和所述阳极回水口(9)连通的水管二(10)；
所述进气系统包括阴极进气系统和阳极进气系统；所述阴极进气系统包括设于所述阴极组件(3)外壁上的阴极风口(11)和设于所述阴极组件(3)内部与阴极风口(11)连通的风管一(12)，所述风管一(12)端部与等离子喷口连通(19)；所述阳极包括设于所述阳极组件(4)外壁上的两个阳极风口(13)、和设于所述阳极组件(4)内部与两个所述阳极风口(13)连通的风管二(14)，所述风管二(14)端部依次连通分流座(20)、变径漏斗(21)和阳极头底座(22)，所述阳极头底座上设有气旋环(23)。
4.根据权利要求1所述的一种接触式高效电能转换器，其特征在于：所述供电系统包括与控制系统连接的直流电源柜和隔离变压器，所述隔离变压器与所述等离子发生器(1)连接。
5.根据权利要求1所述的一种接触式高效电能转换器，其特征在于：所述供风系统包括相互连接的过滤器和风管，所述风管的另一端与所述等离子发生器(1)连接，且所述风管上设有阀门和仪表；所述过滤器、所述仪表和所述阀门与所述控制系统连接。
6.根据权利要求1所述的一种接触式高效电能转换器，其特征在于：所述供水系统包括依次连接的水箱、水泵和水管，所述水管的另一端与所述等离子发生器(1)连接，且所述水管上设有阀门和仪表；所述水泵、所述阀门和所述仪表与所述控制系统连接。
7.根据权利要求5或6所述的一种接触式高效电能转换器，其特征在于：所述仪表包括压力表、温度表和流量表。
8.根据权利要求1所述的一种接触式高效电能转换器，其特征在于：所述燃烧器(2)包括依次连通的竖直的进料管、弯头、和燃烧室(15)，所述弯头上连接水平的进风管(16)，所述进风管(16)的另一端与所述等离子发生器(1)连接；所述燃烧室(15)外壁上套设热电偶(17)套管。
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