一種等離子點燃低燃值放散氣體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種等離子點燃低燃值放散氣體裝置，包括等離子槍及防護系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)、冷卻水及壓縮氣系統(tǒng)，所述等離子槍由防護系統(tǒng)進行防護，電源及控制系統(tǒng)提供電力、高頻引弧及系統(tǒng)控制，冷卻水系統(tǒng)對等離子槍進行降溫，壓縮氣系統(tǒng)對等離子槍提供介質(zhì)。本裝置用于國家不允許直接排放、必須點燃后才能排放的危險的、低燃值氣體（如高爐煤氣）瞬時點燃的裝置，解決了以往利用高熱值燃氣伴燒，造成能源浪費、維護困難的現(xiàn)狀，提高了點火的機動性和可靠性，達到隨放隨燒、可靠放散的目的。
【專利說明】一種等離子點燃低燃值放散氣體裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護領(lǐng)域，具體屬于熱等離子體工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及對冶金行業(yè)、石油、化工系統(tǒng)低燃值、危險氣體無規(guī)則、不定期排放，提供點燃后排放的點火技術(shù)設(shè)備，尤其是一種等離子點燃低燃值放散氣體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，冶金、石油、化工系統(tǒng)低燃值、有害、危險氣體的排放，應(yīng)按國家規(guī)定采用燃燒后放散，以減少潛在危險及有害氣體對大氣的污染。以冶金行業(yè)為例，主要方法為先用高頻高壓點火器點燃燃點較低、燃值較高的氣體(如焦?fàn)t煤氣)，再點燃難以收集、二次利用，并需減壓排放、燃點高、燃值低的高爐煤氣。由于放散塔環(huán)境惡劣，常年受腐蝕及高溫的烘烤，經(jīng)常出現(xiàn)點火器失效、點不起火等故障；加之塔高梯險，攀爬困難，難以及時處理，容易造成年久失修，以致不能保證這類氣體的正常放散。為此，許多工廠、企業(yè)被迫采用“長明燈”的方法(即24小時連續(xù)燒高燃值氣體、365天不停)，以達到隨時可燃燒放散的目的。由此造成大量能源的浪費和環(huán)境的污染，增加二氧化碳的排放量，既不經(jīng)濟、又不環(huán)保。甚至，有的單位沒有高燃值的氣體，只能以繳納高昂的排污費為代價，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0003]近些年，隨著等離子體加熱技術(shù)的逐步成熟，在民用工業(yè)各領(lǐng)域得到認同和應(yīng)用，在熱能應(yīng)用方面尤其突出。其特點是:等離子體溫度高，能量集中，便于控制，不污染環(huán)境，這種清潔能源和加熱技術(shù)對點燃可燃性放散氣體提供了極好的應(yīng)用機會。
[0004]通過檢索，未見公開的類似文獻及專利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明在于采用等離子加熱技術(shù)和裝備，提供一種等離子點燃低燃值放散氣體裝置，該裝置采用等離子體直接點燃需放散的可燃性氣體，以達到燃燒后再放散的目的。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種等離子點燃低燃值放散氣體裝置，包括等離子槍及防護系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)及壓縮氣系統(tǒng)，所述等離子槍由防護系統(tǒng)進行防護，電源及控制系統(tǒng)提供電力、高頻引弧及系統(tǒng)控制，冷卻水系統(tǒng)對等離子槍進行降溫，壓縮氣系統(tǒng)對等離子槍提供介質(zhì)。
[0008]而且，所述等離子槍及防護系統(tǒng)包括直流等離子槍、槍支架、防護罩、管線箱，等離子槍的外殼為中空圓筒狀，在等離子槍的外殼內(nèi)分別同軸安裝有前電極、后電極，在該前電極、后電極的中間設(shè)置有絕緣進氣環(huán)，該絕緣進氣環(huán)連通壓縮氣系統(tǒng)。
[0009]而且，所述外殼與前電極、后電極之間均形成夾層結(jié)構(gòu)，在夾層內(nèi)同軸固裝有一套筒，該套筒與外側(cè)的外殼及里側(cè)的電極之間有間隙，可貫通，并可通循環(huán)冷卻水，套筒里側(cè)與電極之間連通冷卻水的進水管，套筒外側(cè)與外殼之間連通冷卻水的出水管；槍支架用來固定和支撐等離子槍；防護罩采用雙層不銹鋼夾層結(jié)構(gòu)，后部全封閉，前端留出等離子體通道對準放散口 ；管線箱用來支撐槍及防護罩，在管線箱內(nèi)安裝有連接到等離子槍的水、氣、電管纜。
[0010]而且，所述電源及控制系統(tǒng)由電源控制柜、直流整流電源、高頻點火器組成，電源控制柜由空氣開關(guān)、熔斷器、接觸器等電控元件組成，為整個裝置提供電能，直流整流電源由三相可控硅整流裝置、觸發(fā)電路及電流控制器組成，供給直流等離子槍電源，其操作控制與放散頻次同步，即放散閥門打開的同時接通水、氣、電，開始點火，點燃后等離子槍退出運行；監(jiān)測、顯示、溫控、信號等利用放散自控系統(tǒng)原有設(shè)施，高頻點火器用來產(chǎn)生高頻高壓信號，使等離子槍正、負電極瞬間短路，形成通道，接通直流電源。
[0011]而且，所述冷卻水系統(tǒng)及壓縮氣系統(tǒng)中，冷卻水系統(tǒng)由水泵、水箱、管路組成，水的動壓要大于0.5Mpa,流量為4?5m3/h,水箱容積約300L,米用封閉循環(huán)式；所述壓縮氣系統(tǒng)由空壓機、冷凝器、過濾器、管路組成，氣體動壓大于0.3Mpa，流量3?4Nm3/h，經(jīng)冷凝器干燥，過濾器過濾進入等離子槍。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點及效果是:
[0013]1、本發(fā)明采用了直接點燃的方式，解決了能源浪費的問題，可達到節(jié)能減排，防止二次污染，降低運行成本的目的。
[0014]2、本發(fā)明采用等離子槍且該等離子槍的電極累計壽命可達200小時以上，按每天點15次，每次2分鐘(保守時間)計，可滿足一年點火需要，無需更換電極，極大地降低了成本。
[0015]3、本發(fā)明所有電氣設(shè)備總電源功率不大于50kW,每次點火耗電約為1.6千瓦時(即1.6度電)，成本很低。
[0016]4、本發(fā)明采取的防護系統(tǒng)，可保護等離子槍及所連接的管線的安全，免受惡劣天氣及放散火焰對設(shè)備的威脅，減少因設(shè)備故障上塔維修的次數(shù)，安全可靠。
[0017]5、本發(fā)明用于國家不允許直接排放、必須點燃后才能排放的危險的、低燃值氣體(如高爐煤氣)瞬時點燃的裝置，解決了以往利用高熱值燃氣伴燒，造成能源浪費、維護困難的現(xiàn)狀，提高了點火的機動性和可靠性，達到隨放隨燒、可靠放散的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的電氣控制原理簡圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的直流等離子槍的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖并通過具體實施對本發(fā)明專利作進一步闡述，實施例是描述性的，非限定性，不能以此限定本發(fā)明專利的保護范圍。
[0022]一種等離子點燃低燃值放散氣體裝置，如圖1和圖2所示，包括等離子槍及防護系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)及壓縮氣系統(tǒng)組成，等離子槍由防護系統(tǒng)進行防護，電源及控制系統(tǒng)提供電力、高頻引弧及系統(tǒng)控制，冷卻水系統(tǒng)對等離子槍進行降溫，壓縮氣系統(tǒng)對等尚子槍提供介質(zhì)。
[0023]所述的等離子槍及防護系統(tǒng)，包括直流等離子槍4、槍支架3、防護罩2、管線箱1，等尚子槍的外殼為中空圓筒狀，在等尚子槍的外殼18內(nèi)分別同軸安裝有前電極15、后電極21，在該前電極、后電極的中間設(shè)置有絕緣進氣環(huán)20，該絕緣進氣環(huán)連通壓縮氣系統(tǒng)；本實施例圖3中所示的外殼與前電極、后電極之間均形成夾層結(jié)構(gòu)，在夾層16內(nèi)同軸固裝有一套筒17，該套筒與外側(cè)的外殼及里側(cè)的電極之間有間隙，可貫通，并可通循環(huán)冷卻水，套筒里側(cè)與電極之間連通冷卻水的進水管19，套筒外側(cè)與外殼之間連通冷卻水的出水管22 ;夕卜殼及其夾層的材質(zhì)均選用不銹鋼，電極選用紫銅或合金材料并與外殼同軸連接，進氣環(huán)采用耐高溫陶瓷或云母；槍支架為鋼制，用來固定和支撐等離子槍；防護罩采用雙層不銹鋼夾層結(jié)構(gòu)，后部全封閉，前端留出等離子體通道，對準放散口。防護罩的目的是用來保護槍的安全，免受惡劣天氣及放散火焰的高溫對槍的威脅；管線箱用來支撐槍及防護罩，在管線箱內(nèi)安裝有連接到等離子槍的水、氣、電管纜，起到保護作用。
[0024]所述的電源及控制系統(tǒng)由電源控制柜14、直流整流電源13、高頻點火器5組成，電源控制柜由空氣開關(guān)、熔斷器、接觸器等電控元件組成，為整個裝置提供電能，直流整流電源由三相可控硅整流裝置、觸發(fā)電路及電流控制器組成(或采用IGBT)，供給直流等離子槍電源，其操作控制可與放散頻次同步，即放散閥門打開的同時接通水、氣、電，開始點火，點燃后等離子槍退出運行；監(jiān)測、顯示、溫控、信號等利用放散自控系統(tǒng)原有設(shè)施，高頻點火器用來產(chǎn)生高頻高壓信號，使等離子槍正、負電極瞬間短路，形成通道，接通直流電源。
[0025]所述的冷卻水系統(tǒng)及壓縮氣系統(tǒng)中，冷卻水系統(tǒng)的作用是為了冷卻等離子槍電極，由水泵11、水箱10、管路12組成，水的動壓要大于0.5Mpa，流量為4?5m3/h，水箱容積約300L，可采用封閉循環(huán)式，注入蒸餾水或去離子水，水箱及管線采用不銹鋼，外加保溫。壓縮氣系統(tǒng)為等離子槍提供介質(zhì)，由空壓機6、冷凝器7、過濾器8、管路9組成，氣體動壓要大于0.3Mpa，流量3?4Nm3/h，經(jīng)冷凝器干燥，過濾器過濾進入等離子槍(如有儀表風(fēng)，可代替壓縮氣，也可用氮氣、氬氣、氦氣等)。
[0026]本發(fā)明的工作原理為:
[0027]1、工作原理簡述:
[0028]當(dāng)放散壓力升高，接近預(yù)定放散值時，放散閥門打開，同時發(fā)出第一個信號至電源控制柜，電源及控制回路通電，啟動水泵通水、開電磁閥通氣，高頻點火器開始引弧，等離子槍點火；此時，放散氣體也到達等離子槍點火處(放散塔頂部)，迅速點燃放散氣，點燃后槍退出運行。當(dāng)放散壓力降低，小于放散值時，放散閥門關(guān)閉，同時發(fā)出第二個信號至電源控制柜，電源及控制回路斷電。
[0029]2、工作流程分解:
[0030]⑴點火啟動條件:當(dāng)?shù)谝粋€信號達到電源控制柜后，如供給等離子槍的水、氣壓力正常，壓力開關(guān)接通電源及控制回路，水氣電條件全部滿足；
[0031]⑵高頻點火器引弧:條件全部滿足后，高頻點火器開始引弧，安裝在等離子槍附近的熱電偶，檢測到槍附近的溫度高于設(shè)定溫度時，說明等離子槍已點燃，高頻點火器停止引??；
[0032]⑶等離子槍點火:等離子槍引弧后，高溫等離子體迅速點燃放散氣體，安裝在放散口附近的熱電偶，檢測到放散口附近的溫度高于設(shè)定溫度時，說明放散煤氣已點燃，等離子槍退出運行。如檢測到放散口附近的溫度小于設(shè)定溫度，或由于其它原因熄滅，等離子槍將繼續(xù)運行，直至達到設(shè)定溫度為止。
[0033]⑷故障條件滿足:供等離子槍的水、氣、電任一參數(shù)不正常，包括:冷卻水溫超高、水壓低、氣壓低，電壓及電流參數(shù)異常等，均會發(fā)出報警，等離子槍自動停止，待查明故障后再啟動。
[0034](5)停止條件滿足:當(dāng)?shù)诙€信號達到電源控制柜，說明放散壓力小于放散值，放散閥門已關(guān)閉，電源及控制回路斷電，等離子點火裝置停止運行。需要說明的是，所述安裝在放散口附近的熱電偶，為原配置的設(shè)施，安裝在等離子槍附近的熱電偶，只是調(diào)整一下位置，包括報警裝置等均含在放散自控系統(tǒng)內(nèi)。
[0035]本發(fā)明未詳細說明的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子點燃低燃值放散氣體裝置，包括等離子槍及防護系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)及壓縮氣系統(tǒng)，其特征在于:所述等離子槍由防護系統(tǒng)進行防護，電源及控制系統(tǒng)提供電力、高頻引弧及系統(tǒng)控制，冷卻水系統(tǒng)對等離子槍進行降溫，壓縮氣系統(tǒng)對等離子槍提供介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子點燃低燃值放散氣體裝置，其特征在于:所述等離子槍及防護系統(tǒng)包括直流等離子槍、槍支架、防護罩、管線箱，等離子槍的外殼為中空圓筒狀，在等離子槍的外殼內(nèi)分別同軸安裝有前電極、后電極，在該前電極、后電極的中間設(shè)置有絕緣進氣環(huán)，該絕緣進氣環(huán)連通壓縮氣系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子點燃低燃值放散氣體裝置，其特征在于:所述外殼與前電極、后電極之間均形成夾層結(jié)構(gòu)，在夾層內(nèi)同軸固裝有一套筒，該套筒與外側(cè)的外殼及里側(cè)的電極之間有間隙，可貫通，并可通循環(huán)冷卻水，套筒里側(cè)與電極之間連通冷卻水的進水管，套筒外側(cè)與外殼之間連通冷卻水的出水管；槍支架用來固定和支撐等離子槍；防護罩采用雙層不銹鋼夾層結(jié)構(gòu)，后部全封閉，前端留出等離子體通道對準放散口 ；管線箱用來支撐槍及防護罩，在管線箱內(nèi)安裝有連接到等離子槍的水、氣、電管纜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子點燃低燃值放散氣體裝置，其特征在于:所述電源及控制系統(tǒng)由電源控制柜、直流整流電源、高頻點火器組成，電源控制柜由空氣開關(guān)、熔斷器、接觸器電控元件組成，為整個裝置提供電能，直流整流電源由三相可控硅整流裝置、觸發(fā)電路及電流控制器組成，供給直流等離子槍電源，其操作控制與放散頻次同步，即放散閥門打開的同時接通水、氣、電，開始點火，點燃后等離子槍退出運行；監(jiān)測、顯示、溫控、信號等利用放散自控系統(tǒng)原有設(shè)施，高頻點火器用來產(chǎn)生高頻高壓信號，使等離子槍正、負電極瞬間短路，形成通道，接通直流電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子點燃低燃值放散氣體裝置，其特征在于:所述冷卻水系統(tǒng)及壓縮氣系統(tǒng)中，冷卻水系統(tǒng)由水泵、水箱、管路組成，水的動壓要大于0.5Mpa，流量為4?5m3/h，水箱容積約300L，采用封閉循環(huán)式；所述壓縮氣系統(tǒng)由空壓機、冷凝器、過濾器、管路組成，氣體動壓大于0.3Mpa，流量3?4Nm3/h，經(jīng)冷凝器干燥，過濾器過濾進入等離子槍。
【文檔編號】H05H1/28GK103912882SQ201410127274
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】吳紹強, 王志剛, 郭秉楠, 李仁明, 趙永剛, 張杰立 申請人:航天環(huán)境工程有限公司