CN201203142Y - 一种用于等离子点火装置的组合式阴极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于等离子点火装置的组合式阴极，包括阴极头、阴极座、导电排和衬套，阴极座的前端与阴极头螺纹连接，通过密封圈密封；阴极座内轴向设有贯通进水孔，进水孔外焊接有进水管；阴极座后端垂直于进水孔的方向焊接有与阴极座内腔连通的出水管；导电排连接在阴极座后部下方；衬套通过螺纹方式紧固在于阴极座中段的外部，阴极座与衬套之间间隙形成了一个环形气道；阴极座后部侧面设有进气管，进气管、环形气道、设在阴极座前部的导风槽以及阴极头和衬套另一端的间隙连通。本实用新型可用于直接点燃煤粉的等离子点火装置上，可节约大量的能源和减少排放，具有明显的经济效益。

Description

一种用于等离子点火装置的组合式阴极

技术领域

本实用新型涉及一种金属电极，具体的说是一种用于等离子点火装置的组合式阴极。

背景技术

传统电站煤粉锅炉的点火启动均采用燃油方式进行升温。我国的能源结构中油资源短缺，每年大量依靠进口，耗资上百亿美元。因而，石油已成为影响我国能源和经济安全的战略物资，节约和替代燃料油已成为保证国家能源和经济安全的重要措施。在600MKW新建机组上统筹考虑采用等离子点火装置，既可节省大量燃油费，降低基建投资，又可免去投产后改造的重复投资。因此，等离子点火装置已在新建机组上大范围推广应用，可为600KW电厂节约燃油达7000多吨。现有技术中主要存在阳极和阴极在起弧过程中热损伤严重，使用寿命短，造价高昂等问题。

专利号为ZL 00245774.1的中国实用新型专利公开了一种用于等离子点火装置的金属电极，由电极头、紧固螺母、导电管、进水管和出水管及密封垫片组成，电极头被焊接在铜质的紧固螺母上，导电管同螺母之间采用螺纹连接，在导电管另一端插入一个进水管、并用焊接或用螺纹方法联接，同导电管垂直的方向上用焊接方式联接一个回水管，对金属电极形成一个冷却系统。专利号为ZL 01204455.5的中国实用新型专利公开了一种用于等离子点火装置的组合式阴极，它是在上述“用于等离子点火装置的金属电极”的前端采用螺纹联接方式增加了一个专用起弧衬套，工作过程为电弧先在阳极和起弧衬套间形成，然后在转移到中心阴极板。该实用新型为接触式起弧，对阳极和阴极的损伤仍然很大。

发明内容

本实用新型提供一种起弧快捷、电压稳定、寿命长、同轴度好、且起弧过程中对阴极烧损小的用于等离子点火装置的非接触式起弧组合式阴极。

一种用于等离子点火装置的组合式阴极，包括阴极头、阴极座、导电排和衬套，阴极座的前端与阴极头螺纹连接，通过密封圈密封；阴极座内轴向设有贯通进水孔，进水孔外焊接有进水管；阴极座后端垂直于进水孔的方向焊接有与阴极座内腔连通的出水管；衬套通过螺纹方式紧固在于阴极座中段的外部，阴极座与衬套之间间隙形成了一个环形气道；阴极座后部侧面设有进气管，进气管与环形气道连通，并与设在阴极座前部的导风槽相通。导风槽另一端与阴极头和衬套另一端的间隙连通。导电排连接在阴极座后部下方。

所述的导风槽在阴极座内设计为螺旋状。

进水管延伸进阴极座腔内与阴极座焊接而成。阴极头一侧中心位设有内凹锥体，阴极头的内凹锥体、进水管、出水管共同形成冷却系统。

压缩空气通过进气管顺着导风槽进行旋转前行，并在到达阴极头时形成气流旋涡，在电极与阴极的高频电场作用下起弧。

衬套采用绝缘材料制作，阴极座与衬套采用螺纹连接可精确同轴度，也可调节阴极与电极的起弧间隙，从而达到更精准起弧方式，保证阴极的最小受损和最长寿命。

本实用新型通过螺旋状导风槽形成气流旋涡，起弧是非接触性起弧对阴极头的损耗很小；螺纹连接的衬套不仅保证阴极与电极的同轴度、还可以调整阴极与电极间的间隙以保证起弧的可靠性；冷却系统的冷却水可到达阴极头的内凹锥体，能保证采用将水散至四周而取得很好的散热效果，水可循环使用可节约水资源。

本实用新型可用于直接点燃煤粉的等离子点火装置上，加快了该设备在电力和工业锅炉上的推广和应用，并提高了等离子点火装置的可靠性。从而取代了电力及工业锅炉以燃油方式启动点火及稳燃的传统方法，每年可为国家节约大量的燃油，由其是现在国际油价高涨的情况下，如采用此方式点火，可节约大量的能源和减少排放，具有明显的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型组合式阴极结构示意图；

图2是本实用新型组合式阴极使用状态工作原理示意图。

具体实施方式

如图1所示用于等离子点火装置的组合式阴极，包括阴极头2、阴极座1、导电排8和衬套4，阴极座1的前端与阴极头2螺纹连接，通过密封圈3密封；阴极座1内轴向设有贯通进水孔14，进水孔14外焊接有进水管6进水管6延伸至阴极头内。阴极座1一端垂直于进水孔14的方向焊接有与阴极座1内腔连通的出水管7；衬套4通过螺纹方式紧固在于阴极座1中段的外部；阴极座1与衬套4之间间隙形成了一个环形气道17；阴极座1后部侧面设有进气管5，进气管5与环形气道17连通，并与设在阴极座前部的螺旋状导风槽13相通。螺旋状导风槽13另一端与阴极头2与衬套4的间隙导通。阴极座1可采用普通纯铜T1材料制成，大大降低了成本。

阴极座1与衬套4采用螺纹连接可精确同轴度，可调节阴极头2与电极的起弧间隙，从而达到更精准起弧方式。

导风槽13在阴极座1内设计为螺旋状，压缩空气进入阴极座1内形成旋转气流。

进水管6延伸进阴极座1腔内与阴极座1焊接而成。出水管7、进气管5、导电排8都用焊接方式与阴极座1相连。

阴极头2一侧中心位设有内凹锥体15，进水管14、进水管6、内凹锥体15、内腔16、出水管7共同形成冷却系统。冷却水可到达阴极头2的内凹锥体15处，在此位置时将水散至四周而取得很好的散热效果。

如图2，本实用新型的工作方式及原理如下:

导电排8与直流电源9连接，直流电源9通过高频电路10与电极11连通，同时也阳极12连通，电极11通过通道18与阳极12的等离子弧道19导通，电极11与阴极头2接近。

以压缩空气为载体，压缩空气通过进气管5进入阴极环形气道17再进入导风槽13后形成旋转气流，旋转气流在到达阴极头2与电极11时旋转气流形成气流旋涡，在高频电场的作用下起弧产生一次等离子弧焰，弧焰顺着电极11的通道18冲向阳极12，在直流电源9及高频电路10的作用下，一次等离子弧焰与补充压缩空气在阳极12处相遇，而产生二次大功率等离子弧焰，此时高频电场断开。在大功率等离子弧焰产生后，该等离子弧焰气体经等离子弧道19喷入燃烧器内从而直接点燃煤粉。

Claims (4)

1、一种用于等离子点火装置的组合式阴极，包括阴极头(2)、阴极座(1)、导电排(8)和衬套(4)，阴极座(1)的前端与阴极头(2)螺纹连接，通过密封圈(3)密封；阴极座(1)内轴向设有贯通进水孔(14)，进水孔(14)外焊接有进水管(6)；阴极座(1)后部垂直于进水孔(14)方向焊接有与阴极座(1)内腔(16)连通的出水管(7)；导电排(8)连接在阴极座(1)后部下方；其特征在于:衬套(4)通过螺纹方式紧固在于阴极座(1)中段的外侧；阴极座(1)与衬套(4)之间间隙形成了一个环形气道(17)；阴极座(1)后部侧面设有进气管(5)，进气管(5)与环形气道(17)连通，并与设在阴极座(1)前部的导风槽(13)相通，导风槽(13)另一端与阴极头(2)和衬套(4)另一端的间隙连通。

2、根据权利要求1所述的组合式阴极，其特征在于:所述的导风槽(13)在阴极座(1)内设计为螺旋状。

3、根据权利要求1所述的组合式阴极，其特征在于:所述的进水管(6)延伸进阴极座(1)内腔与阴极座(1)焊接而成。

4、根据权利要求1所述的组合式阴极，其特征在于:所述的阴极头(2)一侧中心位设有内凹锥体(15)，进水管(6)、进水孔(14)、内凹锥体(15)、内腔(16)、出水管(7)共同形成冷却系统。

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