图2.8 电弧点火装置 1-碳块；2-碳棒；3-电弧点火器；
高能点火器是一种新型的点火装置，它属于两级点火系统，用它来直接点燃燃料油，可以省掉过渡的气体燃料，国内许多大型电站锅炉多采用半导体电嘴高能点火器。它的工作原理是:将半导体电嘴两极置于一个能量峰值很高的脉冲电压作用下，因而在半导体电嘴的表面就产生出强烈的电火花，其能量能够直接点燃雾化了的重油。整个点火装置放在主燃烧器内，如图2.9所示。高能点火器和点火重油枪 (包括点火稳燃器)由两台电动推杆带动，主燃烧器煤粉气流着火后，重油枪和点火器自行退出，避免停用时处在高温区域被烧坏。
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图2.9 半导体高能点火器组装图
1-电源线；2-与集控室DCS或遥控程控柜连接；3-电动推杆；4-高能点火器；5-重油枪
6-点火稳燃器，7-发火嘴；8-煤粉燃烧器下二次风入口；9-行程开关 （二）等离子点火设备
大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是采用燃烧重油、轻油或天然气等稀有燃料来实现的，近年来随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，火力发电燃油越来越受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被作为一项重要的指标来考核，为了减少燃油的耗量，传统的做法是提高煤粉的细度、提高风粉混合物和二次风的预热温度， 采用预燃室燃烧器、 选用小油枪点火等，若要进一步减少燃油到最终不用油，则可以选择等离子点火方式。等离子煤粉燃烧器采用直流空气等离子体作为点火源， 实现锅炉无油或少油启动，保证提高燃烧过程的经济性， 又可改善火电厂的生态条件。 1、等离子点火原理
等离子燃烧器利用直流电流在介质气压 0.01-0.03MPa 的条件下接触引弧， 并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成 T>5000K 的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用， 并在 10－3秒内迅速释放出挥发物， 并使煤粉颗粒破裂粉碎， 从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。 因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需的点火能量。等离子燃烧器燃料着火过程如图2.10所示。
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图2.10 等离子燃烧器燃料着火过程
2、等离子点火装置结构
等离子点火装置结构如图2.11所示。等离子发生器为磁稳空气载体等离子发生器，它由线圈、 阴极、阳极组成。 其中阴极材料采用高导电率的金属材料如银等，阳极由高导电率、 高导热率及抗氧化的金属材料制成， 它们均采用水冷方式， 以承受电弧高温冲击。 线圈在高温 250℃情况下具有抗 2000V 的直流电压击穿能力， 电源采用全波整流并具有恒流性能， 其拉弧原理为： 首先设定输出电流，当阴极前进同阳极接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时， 电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，其能量密度高达 105～106W/cm2， 为点燃不同的煤种创造了良好的条件。
图2.11 等离子点火装置结构示意图
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根据高温等离子体有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原则设计了多级燃烧器。 它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度、 气流速度处于一个十分有利于点火的工况条件，从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。
3、等离子点火系统组成
等离子点火系统由等离子点火设备及其辅助系统组成， 等离子点火设备由等离子发生器、等离子燃烧器、电源柜、隔离变压器等组成， 辅助系统由载体空气系统、 冷却水系统、图像火检系统、冷却风系统、 热控系统、 冷炉制粉系统、 等离子燃烧器壁温监测系统、 一次风监测系统等组成。 （1）等离子发生器及燃烧器 （2）供电系统
等离子点火系统通常采用AC 380V 电源，送隔离变压器，再接至整流柜，输出的直流电送至就地等离子发生器以产生等离子电弧。
整流柜内功率组件采用三相全桥可控硅晶闸管整流功率组件，全桥可控硅整流方式， 保证了电源长期工作的可靠性。 直流控制器采用全数字控制整流装置。 该装置可以作为整流和等离子发生器的引弧控制接口、水流、 气压保护接口，采用硬接线方式与 DCS 系统进行接口。 （3）冷却水系统
为保护等离子装置本身，需用水冷却阴阳极和线圈，冷却水采用除盐化学水，冷却水分三路分别送入线圈和阴、阳极，就地安装压力表和压力开关和手动调节阀，压力满足信号送回主控控制系统。 （三）微油点火系统
目前国内燃用高热值、高挥发份煤种的火力发电机组很多已经采用等离子点火设备，但随着由于经济性等原因，许多电厂开始逐步掺烧或燃用对外销售较为困难的低热值劣质煤。 煤种及煤质的变化必然导致机组安全性、可靠性、经济性的大幅下滑，针对这种形势，许多电厂已开始应用了国内比较成熟的微油点火及稳燃技术。 这一技术克服了等离子点火装置投资成本和运行费用高、系统运行维护复杂的不利条件，大幅度减少了火力发电厂锅炉点火起动和助燃用油，降低了发电成本。 同时，该技术符合国家政策，具有着良好的社会和经济效益。
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1. 微油点火及稳燃机理 （1）气化油燃烧原理
首先利用气泡爆破、激波干扰的压缩空气雾化技术，将柴油雾化，雾化液雾颗粒度达到SMD≤30μm，且液雾尺寸分布均匀。布置在油枪根部的点火枪点燃雾化柴油，产生的热量对液雾进行加热，液雾在极短的时间蒸发、气化，燃烧实际上是在气相中发生，直接燃烧气态燃料，通过强化配风方式，增加了气化燃料与空气的接触面积，大大提高了燃油的燃烧效率，强化燃烧的火焰音速传播，火核呈蓝色透明状，且刚性极强，局部高温区温度达2000℃，由于燃烧反应是在气相中进行，高温使混合物发生了系列的物理化学变化。有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少煤粉燃烧所需要的引燃能量。图2.12是某电厂600MW机组HN-TR3旋流燃烧器采用微油点火的燃烧器结构图。
图2.12 HN-TR3旋流燃烧器采用微油点火的燃烧器结构图
（2）微油点火小油枪点燃煤粉工作原理
利用均流板获得高浓度的煤粉和1800℃的高温火核直接接触，加热速率极高，使得这部分浓煤粉的挥发份析出在10-2秒内完成，急剧升温的煤粉颗粒特性发生变化，爆裂，剧烈燃烧，能量逐级放大，在燃烧器出口形成以煤粉燃烧的主火炬，分级点火技术大大减少了煤粉燃烧所需的引燃能量。采用分级点火原理，防止了壁面结焦及燃烧器烧损。 2. 微油点火系统组成
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