[发明专利]一种采用恒流源供电的直流等离子炬的功率调节系统及应用

说明书

本发明涉及一种采用恒流源供电的直流等离子炬的功率调节系统，所述系统包括固废等离子焚烧熔融炉，该固废等离子焚烧熔融炉包括炉膛，该系统能够实时监测固废等离子焚烧熔融炉的炉膛内的温度，且能够通过连续调节等离子炬载气流量来连续调整直流等离子炬的功率输出，最终能够控制固废等离子焚烧熔融炉的炉膛内的温度。本系统与传统的采用电流调节直流等离子炬的功率输出方法相比，本系统的等离子火炬发生器阴极和阳极损耗小，减少了电源系统的调整，固废等离子焚烧熔融炉温度可控，设备运行更加安全可靠。

技术领域

本发明属于环保技术领域，尤其是一种采用恒流源供电的直流等离子炬的功率调节系统及应用，该系统适用于固废等离子焚烧熔融炉。

背景技术

随着资源的日益枯竭和环保要求的不断提高，传统的固体废物处理技术已不能适应污染治理的需要，热等离子体具有高温、高焓、高能量密度等特点，已经在冶金、化工和环保等领域得到广泛的应用，应用热等离子体技术的固废等离子焚烧熔融炉具有处理范围广、成本低、低二噁英合成的优点。在连续熔融固废过程中，随着下料量的变化，焚烧熔融炉的温度不断发生变化，为了保持固废的充分熔融，就需要不断调节等离子枪的输出功率，以维持炉膛温度。通常调节功率的方式是改变直流恒流电源输出电流以达到调节功率的目的。根据以往的研究，等离子炬的伏安特性为负阻特性，当气体流量不变时，随着电流的增大，温度升高，空气的电导率增大，使得弧阻下降，由于弧阻的下降速率大于电流的增加速率，弧间电压减小，等离子炬实际输出功率W＝I↑×U↓增加不大。而电流不变的情况下，当增大气体流量时，气体流速随之增加，对等离子炬弧根冷却作用加剧，对电弧的压缩程度增加，弧阻上升，导致弧压升高，等离子炬输出功率W＝I×U↑显著增加。

此外，采用电流调整等离子炬输出功率时，由于功率增大，射流的温度升高，通过阳极表面损失的热量也就增大，导致等离子炬的效率降低；在同样功率下，工作气体流量增加，对电弧的压缩冷却作用加剧，通过阳极表面损失的热量也就降低，等离子炬的效率增加，工作气体流量的增加还使得弧的旋转速度增大，从而可以保护阳极，提高其使用寿命。

因此，目前等离子体炬的功率调节普遍采用电流调节功率的方法，该方法存在阴极和阳极损耗大，整流电源柜运行维护成本高的缺点，此外由于等离子炬的伏安特性导致电流调节功率方式所能调节的功率范围较小，存在固废等离子焚烧熔融炉温度无法控制等难题。

综上，有必要为采用恒流源供电的直流等离子炬的功率调节提供一种更直接、有效的功率调节方式，以解决上述技术问题。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种采用恒流源供电的直流等离子炬的功率调节系统及应用，该系统与传统的采用电流调节直流等离子炬的功率输出方法相比，本系统的等离子火炬发生器阴极和阳极损耗小，减少了电源系统的调整，固废等离子焚烧熔融炉温度可控，设备运行更加安全可靠。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种采用恒流源供电的直流等离子炬的功率调节系统，所述系统包括固废等离子焚烧熔融炉，该固废等离子焚烧熔融炉包括炉膛，该系统能够实时监测固废等离子焚烧熔融炉的炉膛内的温度，且能够通过连续调节等离子炬载气流量来连续调整直流等离子炬的功率输出，最终能够控制固废等离子焚烧熔融炉的炉膛内的温度。

而且，所述系统能够控制固废等离子焚烧熔融炉内的温度维持恒定。

而且，所述系统还包括温度传感器，该温度传感器能够实时监测固废等离子焚烧熔融炉内的温度。

而且，所述固废等离子焚烧熔融炉为连续排渣焚烧熔融炉或间歇排渣焚烧熔融炉。