一种等离子点火气路控制装置及控制方法与流程

本发明涉及等离子点火设备，具体为一种等离子点火气路控制装置及控制方法。

背景技术：

1、等离子点火系统广泛应用于电站锅炉及工业窑炉的点火与稳燃环节。在设备运行过程中，等离子点火器内部会产生高温电弧，因此必须同步通入冷却水进行物理降温，同时通入具有特定参数的压缩空气，在点火电极表面形成旋流保护气膜，以维持设备的正常工作并延缓电极损耗。

2、目前，等离子点火气路通常采用外部的分散控制系统或可编程逻辑控制器输出电信号，通过驱动电磁阀来控制主气路的开闭。这种基于外部电气信号的控制方式存在固有风险，一旦控制系统发生信号延迟或丢失，或者电磁阀因工况恶劣出现卡涩失效，点火系统容易在缺乏冷却水循环或保护气膜的状态下被触发引弧，进而导致阴极和阳极组件因过热受损或烧毁。

3、此外，现有电控气路在系统正常停机或遭遇意外断水断电时，电磁阀会瞬间闭合切断主供气回路。由于刚停止工作的电极组件自身仍带有较高的残余热量，瞬间断气导致电极失去冷却介质，同时炉膛内部的高温烟气容易产生热回流，并携带煤粉颗粒附着在电极表面。这种情况会导致点火电极表面产生结焦与积碳，从而缩短电极组件的整体使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种等离子点火气路控制装置及控制方法，解决了现有等离子点火气路依赖外部电控导致运行可靠性低，以及停机瞬间断气造成电极过热结焦的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种等离子点火气路控制装置，包括：

3、阀体，其内部相互独立地设有气体通道和冷却水通道，用于提供气体和冷却水的流通路径；

4、水压差驱动单元，其设置在所述冷却水通道内，用于基于所述冷却水通道内的冷却水流压差产生机械位移；

5、气路控制阀，其设置在所述气体通道内并设置在所述水压差驱动单元一侧，用于在所述机械位移的驱动下开启或关闭，以控制所述气体通道的导通或切断；

6、滞后吹扫结构，其设置在所述气体通道内位于所述气路控制阀远离所述水压差驱动单元一侧，且内部设有容积腔，用于在所述气路控制阀开启时通过所述容积腔储存气体，并在所述气路控制阀关闭后向外延时释放所述容积腔内储存的气体。

7、优选的，所述滞后吹扫结构的气体输出端并联设有节流孔和阻尼孔；

8、当所述气路控制阀处于开启状态时，所述容积腔内储存的气体通过所述节流孔向外输出；

9、当所述气路控制阀处于关闭状态时，所述容积腔内的气体向进气侧的回流被截断，所述容积腔内储存的气体通过所述阻尼孔向外延时释放。

10、优选的，所述气体通道内部设置有单向阀；

11、所述单向阀的导通方向为朝向所述气路控制阀的方向，用于防止所述气体通道内的气体逆流，并与处于关闭状态的所述气路控制阀共同截断所述容积腔内气体回流的路径。

12、优选的，所述节流孔为孔径可调结构，且所述节流孔的通流截面积大于所述阻尼孔的通流截面积。

13、优选的，所述水压差驱动单元包括活塞或波纹膜片，所述活塞或波纹膜片的两侧分别连通所述冷却水通道的进水端和出水端；

14、所述活塞或波纹膜片通过联动推杆与所述气路控制阀的阀芯机械连接，且所述水压差驱动单元内套设有复位弹簧。

15、优选的，所述阀体的内部设有单向密封结构，所述单向密封结构设置于所述联动推杆穿过所述冷却水通道与所述气体通道之间的交界节点处。

16、优选的，所述单向密封结构为唇形密封圈，所述唇形密封圈套设在所述联动推杆的外侧壁并与所述阀体的内部隔板密封抵接。

17、优选的，所述阀体在气路与水路的进出两端均固定连接有接口模块，所述接口模块包括法兰接口以及螺纹接口。

18、优选的，所述阻尼孔的气体泄放流量参数与所述容积腔的储气容积相匹配，所述阻尼孔配置为使得所述容积腔内的气体向外持续释放的时长设定为5～15秒。

19、本发明第二方面提供一种基于水压差驱动并具有滞后吹扫功能的等离子点火气路控制方法，包括以下步骤：

20、s1、通过接口模块将阀体接入等离子点火系统的气路与水路中；在系统未启动时，利用水压差驱动单元的弹簧预紧力保持气路控制阀闭合，实现气源与点火电极的初始隔离；

21、s2、向冷却水通道内通入冷却水，利用冷却水流经水压差驱动单元产生的动水压差，克服预紧力产生机械位移，自动联动开启气路控制阀，使主气路导通；

22、s3、高压气源冲开单向阀并流经气路控制阀后，进入并充满滞后吹扫结构的缓冲容积腔；利用节流孔对气流进行降压与限流调节，输出匹配下游空气动力学参数的稳定气流，以在点火电极内建立贴壁旋流气膜；利用单向密封结构同步维持水气双通道的物理隔离；

23、s4、当系统下达停机指令或发生断水故障时，冷却水流压差消失，水压差驱动单元机械复位并联动关闭气路控制阀；同时依靠单向阀防止炉膛背压导致的气流逆流，彻底切断主气源供气；

24、s5、在主气源切断后，利用气路控制阀的闭合截断气体回流路径，迫使预先储存在滞后吹扫结构缓冲容积腔内的压缩气体，依靠自身压差通过阻尼孔向点火电极方向缓慢释放，形成持续5～15秒的滞后吹扫气流，进行停机后的余热冷却与防结焦吹扫。

25、本发明提供了一种等离子点火气路控制装置。具备以下有益效果：

26、本发明通过设置水压差驱动单元与气路控制阀的机械联动结构，利用冷却水的动水压差直接驱动主气路的开启与关闭。该结构避免了气路控制对外部电控信号及电磁阀的依赖，排除了因电气故障导致电极在缺乏水气保护状态下引弧的安全隐患，提高了点火系统运行的可靠性。

27、本发明在气路控制阀的下游设置了包含容积腔、节流孔和阻尼孔的滞后吹扫结构。当系统停机且主气路切断时，容积腔内储存的压缩气体能够通过阻尼孔向点火电极延时释放，为停机后的电极提供持续的冷却气流，防止了高温回流导致的电极结焦积碳，有助于延长电极组件的使用寿命。

28、本发明在阀体内部独立布置气体与冷却水通道，并在联动推杆的交界节点处配置单向密封结构，实现了水路与气路的物理隔离。该设计防止了电极烧毁等退化工况下的水气互窜，配合阀体两端的标准接口模块，使装置能够在不改动现场原有管路布局的前提下实现快速原位安装与安全运行。

1.一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述滞后吹扫结构（4）的气体输出端并联设有节流孔（5）和阻尼孔（8）；

3.根据权利要求2所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述气体通道内部设置有单向阀（9）；

4.根据权利要求2所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述节流孔（5）为孔径可调结构，且所述节流孔（5）的通流截面积大于所述阻尼孔（8）的通流截面积。

5.根据权利要求1所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述水压差驱动单元（2）包括活塞或波纹膜片，所述活塞或波纹膜片的两侧分别连通所述冷却水通道的进水端和出水端；

6.根据权利要求5所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述阀体（1）的内部设有单向密封结构（6），所述单向密封结构（6）设置于所述联动推杆穿过所述冷却水通道与所述气体通道之间的交界节点处。

7.根据权利要求6所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述单向密封结构（6）为唇形密封圈，所述唇形密封圈套设在所述联动推杆的外侧壁并与所述阀体（1）的内部隔板密封抵接。

8.根据权利要求1所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述阀体（1）在气路与水路的进出两端均固定连接有接口模块（7），所述接口模块（7）包括法兰接口以及螺纹接口。

9.根据权利要求2所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，所述阻尼孔（8）的气体泄放流量参数与所述容积腔的储气容积相匹配，所述阻尼孔（8）配置为使得所述容积腔内的气体向外持续释放的时长设定为5～15秒。

10.一种等离子点火气路控制方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的一种等离子点火气路控制装置，其特征在于，包括以下步骤：