CN204786545U - 一种等离子闪爆点火装置 - Google Patents

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李三军
李强
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Abstract

本实用新型公开了一种等离子闪爆点火装置，包括：包括充电升压变压器、高压整流硅堆、高压储能器、控制极升压变压器、爆燃引火电极、等离子控制极、充电开关、控制按钮。所述的充电升压变压器的一端连接半波整流电路的输入端，另一端连接高压储能器的负极和爆燃引火电极的负极，可以使电路中AC220V电压迅速上升至上千伏特；所述的半波整流电路的输出端连接高压储能器的正极和引火电路的正极，将升压变压器产生的交流高压转换为直流高压；所述的高压引火变压器的一端连接高压储能器的输入端，另一端连接到等离子控制极。该装置采用高压高能电子引火技术直接引燃方式，解决了火炬放空气体不易直接引燃的技术难题，彻底消灭火炬长明火，实现节能减排的目的。

Description

一种等离子闪爆点火装置
技术领域
本发明涉及石油、天然气及化工等行业放空气燃烧器技术领域，尤其涉及一种等离子闪爆点火装置。
背景技术
石油、天然气及化工等行业生产过程中会产生一些需要放空的可燃气体或有毒气体(如H2S、烃类等)，放空时气体会造成大气环境污染，在空气中达到一定浓度时可能发生爆炸。为了保护环境和保证安全，必须使放空气体完全燃烧。放空时会有高压气流及液体杂质喷出，一般的等离子闪爆点火装置无法可靠引燃火炬。目前的放空方式为“火炬主火长明灯引燃”，其工作原理为：先点燃引火，再点燃主火炬长明灯，引火与主火炬均使用燃料气，然后一直燃烧。若某时需要进行放空，则放空气体被引燃；若无放空气体，长明灯也要长期燃烧待命。实际火炬放空频率较少，每次放空燃烧时间也较短。再加上其它原因进行的局部放空或者应急放空，每年放空次数也非常有限。如此操作，使得长明灯引燃放空气体的放空火炬燃烧大量的燃料气(一般为天然气)，不仅造成巨大的能源浪费，还造成大量的温室气体CO2的排放及大气环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种等离子闪爆点火装置，该装置采用高压高能电子引火技术直接引燃方式，解决了火炬放空气体不易直接引燃的技术难题，彻底消灭火炬长明火，实现节能减排的目的。本发明包括充电升压变压器(1)、高压整流硅堆(2)、高压储能器(3)、控制极升压变压器(4)、爆燃引火电极(5)、等离子控制电极(6)、充电开关(7)、控制按钮(8)。本发明由具有权利要求1的特征性条款所给出的上述种类的等离子电弧点火装置来实现。优势在于体积小，可靠性高，响应快，技术含量高。
本发明采用的技术方案为：
该等离子闪爆点火装置包括：充电升压变压器，其具有把电压升高至等离子控制电极和爆燃引火电极所需工作电压的功能；高压储能器，为多个电容串联连接的大容量储能部件；控制极升压变压器输出交流电压；高压整流硅堆，可将高压交流转换为高压直流；若需要进行放空，闭合充电开关启动等离子闪爆点火装置的充电状态；启动控制按钮，将本装置至于放电状态；等离子控制电极，可产生等离子电弧效应。本发明较传统的等离子闪爆点火装置而言，具有高压电源、大功率储能、等离子电弧引爆的特性，无需使用燃料及助燃剂便可可靠引燃火炬的放空气体。
本发明所述的装置采用高压高能电子引火技术直接引燃方式，解决了火炬放空气体不易直接引燃的技术难题，彻底消灭火炬长明火，实现节能减排的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
图1为本发明等离子闪爆点火装置的原理框图。
图2为本发明等离子闪爆点火装置的电路原理图。
图2中：1为充电升压电路，2、5为半波整流电路，3为高压储能器，4为高压引火装置，6为引火电机，7为放电针，8为自锁开关，9为复位开关。
具体实施方式
如图1所示。一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：包括充电升压变压器、高压整流硅堆、高压储能器、控制极升压变压器、爆燃引火电极、等离子控制极、充电开关、控制按钮。所述的充电升压变压器的一端连接其中一组半波整流电路的输入端，另一端连接高压储能器的负极和爆燃引火电极的负极，可以使电路中AC220V电压迅速上升至千伏；所述的半波整流电路的输出端连接高压储能器的正极和引火电路的正极，将升压变压器产生的交流高压转换为直流高压；所述的高压引火变压器的一端连接整流硅堆的输入端，另一端连接到等离子控制极；所述的高压整流硅堆的输出端连接控制极升压变压器的正极和爆燃引火电极的正极。输入电压经过充电升压变压器上升至所需电压，然后将输出的交流电压通过高压硅堆整流为直流电压，并对高压储能器充电；开启控制极升压变压器，使高压储能器对等离子控制电极和爆燃引火电极放电；等离子控制电极和爆燃引火电极在高压的情况下发生等离子电弧效应，等离子控制电极激发爆燃引火电机发生电爆燃，产生爆燃电火花。该产品实用性能已进行试验验证，具有先进性和实用性。
下面详细说明本发明的工作原理：本发明所述的等离子闪爆点火装置投运后有三种工作状态：充电储能、放电爆燃、关闭三种工作状态。
充电状态：若某时需要进行放空，闭合充电开关启动等离子闪爆点火装置的充电状态，以控制充电升压变压器使高压储能器处于充电状态，可以使高压储能器瞬间储存5000V/10000J的电压或能量，用以在放电状态供给引火电机大功率能量。本发明可以使输入AC220V瞬间转换到所需的高压，克服高压气流对普通火焰的冲击力。
放电状态：充电状态结束后，断开充电开关，启动控制按钮，将本装置至于放电状态。控制极升压变压器输出的交流电压经过高压整流硅堆转换为直流电压，高压储能器为引爆燃引火电极和等离子控制电极提供所需要的大功率能能量，克服可燃气体伴随的高压气流。爆燃引火电极、等离子控制电极置于火炬处火炬燃烧器的上部边沿位置，弧状摆放。爆燃引火电极、等离子控制电极之间发生等离子电弧效应，等离子控制电极激发爆燃引火电极发生电爆燃，产生爆燃电火花，用以引燃放空可燃气体。
关闭熄灭：当火炬无放空气时，断开等离子闪爆点火装置的充电开关和控制按钮，便可处于安全关闭熄灭状态。

Claims (7)

1.一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：包括充电升压变压器(1)、高压整流硅堆(2)、高压储能器(3)、控制极升压变压器(4)、爆燃引火电极(5)、等离子控制电极(6)、充电开关(7)、控制按钮(8)，所述的充电升压变压器(1)的一端连接高压整流硅堆(2)中一组半波整流电路的输入端，另一端连接高压储能器(3)的负极和爆燃引火电极(5)的负极，可以使电路中AC220V电压迅速上升至千伏；所述的高压整流硅堆(2)的输出端连接高压储能器(3)的正极和引火电路的正极，将充电升压变压器(1)所产生的交流高压转换为直流高压；所述的控制极升压变压器(4)一端连接高压储能器(3)的输入端，另一端连接到等离子控制电极(6)。
2.根据权利要求1所述的一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：所述的充电升压变压器(1)的初级连接AC220V电压，次级端与高压整流硅堆(2)的输入端相连，另一端与高压储能器(3)的负极及爆燃引火电极(5)的负极相连，起到对高压储能器(3)充电作用。
3.根据权利要求1所述的一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：所述的高压整流硅堆(2)利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流流过，实现交流转换为直流的作用，高压整流硅堆(2)是有半波整流电路组成，经过整流后电压数值为上一级的0.9倍。
4.根据权利要求1所述的一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：所述的高压储能器(3)利用电容器的充电和放电原理，高压储能器(3)包含多个串联的电容器形成无功补偿设备，增大了耐压值，提高输送容量和稳定性，改善系统的电压调整率，同时提高系统的功率因数，降低线路损耗。
5.根据权利要求1所述的一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：所述的爆燃引火电极(5)和等离子控制电极(6)置于火炬处火炬燃烧器的上部边沿位置，弧状摆放，在高压作用下爆燃引火电极(5)、等离子控制电极(6)之间发生等离子电弧效应，等离子控制电极(6)激发爆燃引火电极(5)发生电爆燃，产生爆燃电火花。
6.根据权利要求1所述的一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：所述的充电开关(7)控制充电升压变压器(1)，使高压储能器(3)处于充电状态；所述的控制按钮(8)启动控制极升压变压器(4)，使高压储能器(3)瞬时放电引爆可燃性气体。
7.根据权利要求1所述的一种等离子闪爆点火装置，其特征在于：控制按钮(8)启动时，控制极升压变压器(4)可以在高压储能器(3)放电过程能瞬时产生大功率能量使可燃性气体产生等离子电弧效应，从而引爆可燃性气体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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