2）等離子體化學效應

　　在等離子體中,熱電離,光電離,解離和合成導致具有化學活性的組分: 氧原子,臭氧，離子和游離原子團,這些大大改變了在等離子體和其相鄰區域內燃燒的狀態。尤其是氧原子對著火溫度、著火時間影響很大，有研究表明即使在氧化劑中含有少量的（約0.6％），也會使煤粉顆粒的著火溫度降低3/8。使著火前的預熱時間減少2/3。原子氧的這種濃度當T=2500K時就可以在空氣中達到，當T=4000K時，濃度約為25%。

　　3）等離子體電物理效應

　　電弧產生等離子體,特別是在高壓下,可能伴隨在燃燒區里產生相當強的電場,這種電場的存在無論在氣相中,還是在非均勻燃燒中,都可能對燃燒過程產生積極影響,可以把煤粉燃料的燃盡程度提高一倍以上［1］。

　　另外，等離子火炬的功率畢竟很小，要用小功率等離子火炬點燃大量的煤粉，不僅需要產生一個3000~10000K的等離子火炬；其次需要一個熱化學反應室，提供一個反應和反應時間的足夠空間，將等離子火炬的能量盡可能的用于使煤粉的揮發份及煤中碳成份的逸發，成為化學反應能力很強的可燃性氣體，然后再與其他未被等離子炬激活的煤粉進行熱化學反應作用，從而加速達到或超過煤粉的實際著火溫度，實現點燃煤粉火炬的目的。

　　2.　等離子煤粉點火系統的基本構成

　　2.1　等離子點火煤粉燃燒器（簡稱等離子燃燒器）（plasma ignition pulverized coal burner）??由燃燒器本體、濃談分離裝置、等離子發生器耦合接口裝置、方圓節等組成［2］。

　　2.2　等離子發生器（或稱等離子點火器、等離子槍）（plasma producer）

　　2.3　電源裝置（power supplies）??由隔離變壓器、整流柜、高頻引弧器、連接電纜等組成。如采用IGBT開關電源可省去隔離變壓器。

　　2.4 　壓縮空氣系統（compressed air system）??由空氣壓縮機、輸送管路及閥門、油（水）氣分離裝置、壓力傳感器及顯示儀表等。如使用廠用儀表氣源可省去空氣壓縮機，如儀表氣源滿足使用要求可省去油（水）氣分離裝置；如采用高壓風作為等離子形成氣則整套系統改為風機系統。

　　2.5　冷卻水系統（cooling water system）??由循環水箱、水泵、換熱器、輸送管路及閥門、溫度傳感器、壓力傳感器及顯示儀表等。如采用廠用無鹽循環水，循環水箱、水泵、換熱器可省去。

　　2.6　風粉在線檢測系統（air-coal powder online monitoring system）??由靠背管產生差壓信號，用于在線監測一次風速，方便運行人員進行燃燒調整。

　　2.7　圖像火焰檢測系統（image flame monitors）??CCD攝像探頭、通信傳輸電纜、顯示與控制柜等組成。

　　2.8　控制系統(contral system)??由控制柜本體、直流24V電源、觸摸屏、PLC、工控機、通訊電纜、編程電纜等組成。

　　3.　國內外研究發展與應用情況

　　我國和世界上許多專家長期致力于研究點火器和燃燒器以期減少火電機組的油耗。從七十年代初期開始美國CE公司、BW公司和西屋公司等都曾投入大量的人力和財力研究開發等離子技術用于燃煤鍋爐的點火和穩燃。前蘇聯為解決每年2000萬噸鍋爐油耗問題制定5年（1986~1990）計劃，由三個科學院對等離子技術和設備進行研究，至今這項科研工作在俄羅斯國內一直沒有停止過，并于上世紀九十年代初以后在其國內以及蒙古國和北朝鮮得到應用。我國從七十年代中期開始，清華大學、華中工學院、哈爾濱鍋爐廠、武漢鍋爐廠等單位都曾進行過長期的研究和開發并分別在淮北電廠和濰坊電廠做過工業應用試驗，點燃了少量煤粉，但一直沒有研制出工業應用的成功產品，

　　九十年代，澳大利亞太平洋公司研制出容量為50Kw的等離子點火煤粉燃燒器并應用于曼莫拉電廠300MW機組。該產品只適用于揮發份25?以上的煙煤，必須采用氮氣做等離子體形成氣以避免電極燒損，此外煤粉必須采用精細煤粉。因此必須配套使用制氮機、精細粉磨煤機等設備，整套系統設備價格昂貴，且不能燃燒貧煤和無煙煤。

　　俄羅斯和哈薩克斯坦均已經完成了等離子弧點燃煙煤的工業試驗，但設備簡陋、設備損壞率高、部分配套設備如電源技術落后、自動化程度低尚、不能作為工業產品廣泛地推廣應用。1995年11月 30日開始，哈薩克斯坦動科院在中國寶雞電廠先后做了5次工程應用試驗，均因設備損壞而失敗。1997年3月俄羅斯新西伯利亞動科院與我國廣州鑫際等離子有限公司在我國廣東韶關電廠利用煤粉等離子點火技術點燃劣質無煙煤試驗，歷時5年也均因設備損壞而失敗。

　　國內外的研究在理論上也取得了很大進展，如：“煤粉通過4000K以上等離子體時瞬間析出和再造揮發份20~100?，引起煤粉松裂、爆炸燃燒”，“煤粉通過等離子體高溫區域發生熱化學反應的過程及其生成物質”，“煤粉通過等離子高溫區時有C+H2O CO+H2 化學反應再造揮發份”，“作為點火源的等離子體功率與被點燃煤粉的功率比值”等研究成果，為后人的研究奠定了理論基礎。

　　煙臺龍源電力技術有限公司利用前人理論研究成果，在前人工作的基礎上，吸取了他們的經驗教訓，針對他們存在的問題進行攻關，從1997年到2000年歷時3年多，于2000年初在煙臺電廠1#爐（220t/h）上采用四臺等離子點火煤粉燃燒器（不能作為主燃燒器使用）點燃了煙煤，在我國歷史上第一次實現了電站燃煤鍋爐無油啟動和低負荷穩燃。

　　從上世紀七十年代中期至今清華大學在這方面科研開發工作斷斷續續一直未中斷，但未取得實質性進展。最近和俄羅斯有關科研單位有合作意向，正在洽談，結果如何不太清楚，但一直未見其產品應用于實際工程。

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