CN115585478A - 一种等离子点火控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种等离子点火控制***及方法，包括：等离子点火装置、燃烧器检测装置和发生器控制装置；等离子点火装置用于对煤粉点火，等离子点火装置包括等离子燃烧器和等离子发生器；燃烧器检测装置，用于检测在煤粉的燃烧过程中等离子燃烧器的燃烧数据；发生器控制装置，用于基于燃烧数据对等离子发生器进行控制。如此，在本申请中，通过检测等离子燃烧器的实时燃烧数据，来控制等离子发生器，使得等离子发生器可以自动启动运行或关闭运行，进而满足了智能化控制的运行需求。

Description

一种等离子点火控制***及方法

技术领域

本申请涉及等离子技术领域，特别是涉及一种等离子点火控制***及方法。

背景技术

随着火力发电的不断发展，等离子点火技术已经被广泛应用在锅炉点火领域中。等离子点火技术在锅炉启动过程中的点火能力满足了锅炉的运行要求，且在节能降耗方面效果显著。

但目前发电厂的等离子点火***仍以手动操作为主，如等离子发生器的自动启动运行与自动关闭运行等，其存在***运行智能化程度不高的问题，不符合建设智能化点火的需求。

因此，如何自动调整等离子发生器的运行是本领域技术人员关注的重点问题。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种等离子点火控制***及方法，以自动调整等离子发生器的运行。本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请公开了一种等离子点火控制***，包括：等离子点火装置、燃烧器检测装置和发生器控制装置；

所述等离子点火装置用于对煤粉点火，所述等离子点火装置包括等离子燃烧器和等离子发生器，其中，所述等离子燃烧器的第一端与所述等离子发生器的第一端连接，所述等离子燃烧器的第二端与所述燃烧器检测装置的第一端连接，所述燃烧器检测装置的第二端与所述发生器控制装置的第一端连接，所述发生器控制装置的第二端与所述等离子发生器的第二端连接；

所述燃烧器检测装置，用于检测在所述煤粉的燃烧过程中所述等离子燃烧器的燃烧数据；

所述发生器控制装置，用于基于所述燃烧数据对所述等离子发生器进行控制。

可选的，所述发生器控制装置具体用于：

响应于所述燃烧数据小于第一阈值，启动所述等离子发生器运行。

可选的，所述发生器控制装置还用于：

响应于所述燃烧数据大于或等于所述第一阈值，停止所述等离子发生器运行。

可选的，所述等离子点火装置还包括整流柜，所述等离子发生器的第三端与所述整流柜连接，所述整流柜用于对所述等离子发生器提供电源条件，以便所述等离子发生器产生等离子电弧。

可选的，所述等离子发生器包括冷却水进水管路、冷却水出水管路和进风管路，所述冷却水进水管路和所述冷却水出水管路用于对所述等离子发生器进行冷却，所述进风管路用于对所述等离子发生器提供载体风。

可选的，所述等离子点火装置还包括管路压力检测装置，在所述进风管路上安装所述管路压力检测装置，所述管路压力检测装置用于检测所述进风管路的压力值。

可选的，所述等离子点火装置还包括风量调节门，所述风量调节门与所述进风管路连接，用于响应于所述压力值小于第二阈值，控制所述风量调节门的开度。

可选的，等离子点火装置还包括等离子火检探头，所述等离子火检探头安装在所述等离子燃烧器的上方，所述等离子火检探头用于检测在燃烧过程中所述煤粉的火焰状态，以基于所述火焰状态调整所述等离子发生器的功率。

第二方面，本申请公开了一种等离子点火控制方法，包括：

获取燃烧数据；

根据所述燃烧数据控制等离子发生器。

可选的，所述根据所述燃烧数据控制等离子发生器，包括：

响应于所述燃烧数据小于第一阈值，启动所述等离子发生器运行。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提出燃烧器检测装置和发生器控制装置，并将其与等离子燃烧器和等离子发生器连接，然后将燃烧器检测装置检测出的等离子燃烧器的燃烧数据，传输给发生器控制装置，发生器控制装置基于燃烧数据对等离子发生器进行控制。如此，在本申请中，通过检测等离子燃烧器的实时燃烧数据，来控制等离子发生器，使得等离子发生器可以自动启动运行或关闭运行，进而满足了智能化控制的运行需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种等离子点火控制***的连接关系示意图；

图2为本申请实施例提供的一种等离子点火控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

需要说明的是，本申请提供的一种等离子点火控制***及方法，等离子技术领域，上述仅为示例，并不对本申请提供的方法及装置名称的应用领域进行限定。

正如前文所述，现有技术中，发电厂的等离子点火***仍以手动操作为主，如等离子发生器的自动启动运行与自动关闭运行等，其存在***运行智能化程度不高的问题，不符合建设智能化点火的需求。由此，如何自动调整等离子发生器的运行是本领域技术人员关注的重点问题。

所以发明人提出本申请的技术方案，本申请提出燃烧器检测装置和发生器控制装置，并将其与等离子燃烧器和等离子发生器连接，然后将燃烧器检测装置检测出的等离子燃烧器的燃烧数据，传输给发生器控制装置，发生器控制装置基于燃烧数据对等离子发生器进行控制。如此，在本申请中，通过检测等离子燃烧器的实时燃烧数据，来控制等离子发生器，使得等离子发生器可以自动启动运行或关闭运行，进而满足了智能化控制的运行需求。

接下来介绍本说明书中可能涉及到的术语含义。

等离子：等离子是固、液、气之外的第四种物质形态，等离子技术在能源化工行业具有广阔的应用前景，如精细化工、废气、废水、固废处理，危化品安全处置等。

等离子点火技术：是指采用直流空气等离子作为点火源，实现锅炉的冷态启动不用一滴油的无油点火的燃烧技术。等离子具有促进燃烧的特性，等离子燃烧***主要有燃烧***、风粉***、等离子发生器、电气***、等离子空气***以及等离子冷却水***等。

等离子发生器：等离子发生器的主要工作原理是利用正高压及负高压电离空气(主要是氧气)产生大量的正离子及负离子，负离子的数量大于正离子的数量(负离子的数量大约为正离子数量的1.5倍)。

等离子燃烧器：其是借助等离子发生器产生的高温等离子来点燃煤粉，属内燃型燃烧器，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用高温等离子将煤粉点燃，煤粉在燃烧器内分级点燃、火焰逐级放大，可在燃烧器喷嘴处形成3～10米长的火焰。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

参见图1，图1为本申请实施例提供的一种等离子点火控制***的连接关系示意图，如图1所示：

该等离子点火控制***包括：等离子点火装置、燃烧器检测装置和发生器控制装置。其中，等离子点火装置用于对煤粉点火，等离子点火装置包括等离子燃烧器和等离子发生器，燃烧器检测装置用于检测在煤粉的燃烧过程中等离子燃烧器的燃烧数据，发生器控制装置用于基于燃烧数据对等离子发生器进行控制。需要说明的是，燃烧数据包括等离子燃烧器内的锅炉负荷、炉膛负压和燃烧器壁温等运行参数，燃烧数据是由燃烧器检测装置实时检测得到的。

进一步的，燃烧器检测装置、发生器控制装置、等离子燃烧器和等离子发生器的连接方式为：等离子燃烧器的第一端与等离子发生器的第一端连接，等离子燃烧器的第二端与燃烧器检测装置的第一端连接，燃烧器检测装置的第二端与发生器控制装置的第一端连接，发生器控制装置的第二端与等离子发生器的第二端连接。

具体的，燃烧器检测装置在检测到等离子燃烧器的燃烧数据后，将检测数据发送给发生器控制装置，以便发生器控制装置基于燃烧数据对等离子发生器进行控制。其中，当燃烧数据小于第一阈值时，发生器控制装置启动等离子发生器运行，也就是说当燃烧数据没有达到燃烧的预设条件时，启动等离子发生器运行，以为等离子燃烧器提供燃烧条件，使等离子燃烧器内的燃烧条件达到最佳工况。并且在等离子发生器运行时，检测到的燃烧数据大于或等于第一阈值，发生器控制装置停止等离子发生器运行，以维持等离子燃烧器内的燃烧条件处于最佳工况。

作为一种可实现的实施方式，等离子点火装置还包括整流柜，整流柜用于对等离子发生器提供电源条件，以便等离子发生器产生等离子电弧，以利用等离子发生器的电弧来点燃煤粉。整流柜内主要有大功率晶闸管或IGBT、直流电抗器、交流接触器、控制PLC等。其中，等离子发生器的第三端与整流柜连接。需要说明的是，在等离子发生器产生等离子电弧后，还需利用等离子发生器中的进风管路提供载体风，以将等离子电弧转换为燃烧过程中所需要的电弧。

等离子发生器是用来产生高温等离子电弧的装置，其主要由阳极组件和阴极组件两大部分组成，还有支撑托架配合现场安装。阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体等构成。阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体等构成；阴极组件由阴极头、外套管、内套管、驱动机构、进出水口、导电接头等构成。电极之间的空气电离形成具有高温导电特性等离子，其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极，带负电的离子及电子流向电源的正极形成电弧的阳极。等离子发生器的构造为现有技术，在此不再具体赘述。其中，载体风是等离子电弧的介质，通过高压空气以一定的流速吹出阳极才能形成燃烧过程中所需要的电弧。

等离子点火装置还包括管路压力检测装置，在进风管路上安装管路压力检测装置，管路压力检测装置用于检测进风管路的压力值，并将压力值发送给发生器控制装置；等离子点火装置还包括风量调节门，风量调节门与进风管路连接，用于响应于压力值小于第二阈值，发生器控制装置控制风量调节门的开度，以保证等离子发生器的正常运行。可以理解的是，若压力值小于第二阈值，增大风量调节门的开度；若压力值大于或等于第二阈值，减小风量调节门的开度。

等离子点火装置还包括等离子火检探头，等离子火检探头安装在等离子燃烧器的上方，也就是安装在等离子燃烧器上方二次风道内，等离子火检探头用于检测在燃烧过程中煤粉的火焰状态，并将火焰状态发送给燃烧器检测装置，燃烧器检测装置将火焰状态发送给发生器控制装置，以便发生器控制装置基于火焰状态调整等离子发生器的功率。其中，燃烧器检测装置可以采集火焰视频信息，发生器控制装置通过火焰视频信息判断煤粉的燃烧状况，若燃烧状况差，提高等离子发生器的功率；若燃烧状况好，降低等离子发生器的功率。

具体的，等离子发生器包括冷却水进水管路、冷却水出水管路和进风管路，冷却水进水管路和冷却水出水管路用于对等离子发生器进行冷却，进风管路用于对等离子发生器提供载体风，载体风用于将等离子电弧转换为燃烧过程中所需要的电弧。

需要说明的是，可以在冷却水进水管路和冷却水出水管路安装冷却水测温装置，用于检测进水和出水的温度。可以理解的是，等离子电弧形成后，弧柱温度一般在5000K到10000K范围内，因此对于形成电弧的等离子发生器的阴极和阳极必须通过水冷的方式来进行冷却，否则很快会被烧毁，且冷却水的温度不能高于40℃，否则冷却效果差。其中，为减少冷却水对阳极和阴极的腐蚀，可以采用电厂的除盐化学水。

此外，在本申请中，还可以将发生器控制装置安装在控制柜内，该控制柜还可以调节整流柜的电流信号，并且在控制柜柜门上安装操作屏，以显示燃烧数据。控制柜还会与上位机连接，上位机用于存储燃烧数据，以及记录各装置运行数据的输入和输出。

可见，在本可选方案中，本申请提出燃烧器检测装置和发生器控制装置，并将其与等离子燃烧器和等离子发生器连接，然后将燃烧器检测装置检测出的等离子燃烧器的燃烧数据，传输给发生器控制装置，发生器控制装置基于燃烧数据对等离子发生器进行控制。如此，在本申请中，通过检测等离子燃烧器的实时燃烧数据，来控制等离子发生器，使得等离子发生器可以自动启动运行或关闭运行，进而满足了智能化控制的运行需求。

以下通过另一个实施例，对本申请提供的一种等离子点火控制方法进行说明。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种等离子点火控制方法的流程图，如图2所示，该方法可以包括：

S101：获取燃烧数据。

在本步骤中，通过燃烧器检测装置获取等离子燃烧器内煤粉的燃烧数据。其中燃烧数据可以包括等离子燃烧器内的锅炉负荷、炉膛负压和燃烧器壁温等运行参数，燃烧数据是由燃烧器检测装置实时检测得到的，燃烧数据还可以包括煤粉燃烧时的火焰状态。

S102：根据所述燃烧数据控制等离子发生器。

在本步骤中，燃烧器检测装置在获取到燃烧数据后，发生器控制装置根据燃烧数据控制等离子发生器。具体的，当燃烧数据小于第一阈值时，发生器控制装置启动等离子发生器运行，也就是说当燃烧数据没有达到燃烧的预设条件时，启动等离子发生器运行，以为等离子燃烧器提供燃烧条件，使等离子燃烧器内的燃烧条件达到最佳工况。

进一步的，在等离子发生器运行时，若检测到的燃烧数据大于或等于第一阈值，发生器控制装置停止等离子发生器运行，以维持等离子燃烧器内的燃烧条件处于最佳工况。

综上，本可选方案说明了如何自动调整等离子发生器的运行。具体的，在本可选方案中，在获取等离子燃烧器内煤粉的燃烧数据后，根据燃烧数据来控制等离子发生器。如此，在本申请中，通过检测等离子燃烧器的实时燃烧数据，来控制等离子发生器，使得等离子发生器可以自动启动运行或关闭运行，进而满足了智能化控制的运行需求。

需要说明的是，本申请实施例中提到的“第一”、“第二”(若存在)等名称中的“第一”、“第二”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一、第二。

以上对本申请所提供的一种等离子点火控制***及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种等离子点火控制***，其特征在于，包括：等离子点火装置、燃烧器检测装置和发生器控制装置；

所述等离子点火装置用于对煤粉点火，所述等离子点火装置包括等离子燃烧器和等离子发生器，其中，所述等离子燃烧器的第一端与所述等离子发生器的第一端连接，所述等离子燃烧器的第二端与所述燃烧器检测装置的第一端连接，所述燃烧器检测装置的第二端与所述发生器控制装置的第一端连接，所述发生器控制装置的第二端与所述等离子发生器的第二端连接；

所述燃烧器检测装置，用于检测在所述煤粉的燃烧过程中所述等离子燃烧器的燃烧数据；

所述发生器控制装置，用于基于所述燃烧数据对所述等离子发生器进行控制。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述发生器控制装置具体用于：

响应于所述燃烧数据小于第一阈值，启动所述等离子发生器运行。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述发生器控制装置还用于：

响应于所述燃烧数据大于或等于所述第一阈值，停止所述等离子发生器运行。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述等离子点火装置还包括整流柜，所述等离子发生器的第三端与所述整流柜连接，所述整流柜用于对所述等离子发生器提供电源条件，以便所述等离子发生器产生等离子电弧。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述等离子发生器包括冷却水进水管路、冷却水出水管路和进风管路，所述冷却水进水管路和所述冷却水出水管路用于对所述等离子发生器进行冷却，所述进风管路用于对所述等离子发生器提供载体风。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述等离子点火装置还包括管路压力检测装置，在所述进风管路上安装所述管路压力检测装置，所述管路压力检测装置用于检测所述进风管路的压力值。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述等离子点火装置还包括风量调节门，所述风量调节门与所述进风管路连接，用于响应于所述压力值小于第二阈值，控制所述风量调节门的开度。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，等离子点火装置还包括等离子火检探头，所述等离子火检探头安装在所述等离子燃烧器的上方，所述等离子火检探头用于检测在燃烧过程中所述煤粉的火焰状态，以基于所述火焰状态调整所述等离子发生器的功率。

9.一种等离子点火控制方法，其特征在于，应用于权利要求1～8任一项所述的等离子点火控制***，包括：

获取燃烧数据；

根据所述燃烧数据控制等离子发生器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述燃烧数据控制等离子发生器，包括：

响应于所述燃烧数据小于第一阈值，启动所述等离子发生器运行。

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