与传统的煤粉燃烧器不同，等离子燃烧器是借助等离子发生器产生的高温（4000~12000K）等离子体来点燃煤粉的，属内燃型燃烧器，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用高温等离子体将煤粉点燃，煤粉在燃烧器内分级点燃、火焰逐级放大，可在燃烧器喷嘴处形成3~10米长的火焰。一般点燃的煤粉质量约5~15t/h之多，而等离子的功率仅50~300KW；这中间的窍门主要是分级点燃、火焰逐级放大。

工作原理

本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．阴阳极由高导电率，高导热率，抗氧化的金属材料制成；并采用水冷方式以承受电弧高温冲击.其拉弧原理：首先设定输出电流，当阴极前进与阳极接触后，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，被电离为高温等离子体，其能量密度高达105W/cm．为点燃不同的煤粉创造了良好的条件。

燃烧系统

与以往燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器．等离子有再造挥发分的效应，这对于点燃贫煤强化燃烧有特别的意义[5]．

等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器，与以往的煤粉燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。

根据有限的点火功率不可能直接点燃无限的煤粉量的问题，等离子燃烧器采用了多级燃烧结构，如下图所示，煤粉首先在中心筒中点燃，进入中心筒的粉量根据燃烧器的不同在500-800kg/h之间，这部分煤粉在中心筒中稳定燃烧，并在中心筒的出口处形成稳定的二级煤粉的点火源，并以次逐级放大，可点燃12T/H的粉量。

当煤粉在等离子体中燃烧时,会形成T>4000K和温差非常大的局部高温区。在这种情况下,煤粉颗粒会在高温的热冲击作用下,迅速的释放出挥发分,从而迅速点燃周界的煤粉气流。因此等离子体点火与常规的点火从本质上有着的很大的区别。

(1)等离子体点火过程中能够生成容易着火的低着火点双相燃料当一次煤粉进入到等离子体中时,煤粉与空气氧化剂发生热化学作用,很容易获得易燃的双相燃料,也就是可燃气体和焦碳残余物。实践证明这些双相燃料可以达到该煤种在普通燃烧情况下有机物质量的2570一3000W。由于这种双相燃料在自然工况下就很容易进行燃烧,所以,采用等离子点火对煤粉火焰的可靠稳定性有非常显著的作用。

(2)等离子体点火过程中能够再造挥发分

在一次风粉气流通过等离子体时,煤粉颗粒就会由于热激化而破裂粉碎,致使固相反应表面积急剧增加,这样就显著加速了挥发分的产生和析出。而且这个过程往复循环进行。根据资料显示:在煤粉颗粒受到快速加热时,煤粉颗粒由于被热激化而产生的内部热应力可使其在很短的时间内破碎成大约8一10个更细碎的煤粉颗。

(3)等离子体点火能提高燃料煤粉的反应度,降低煤粉的着火温度。

由于等离子流与煤粉空气的混合作用,在大约为2000一3000K的温度下,只要接触时间在10-45数量级范围内,就会产生大量的活性粒子,显著提高了燃料煤粉的反应度。有关实验证明,能量高达250Mw/m3的等离子体电弧和其中的化学活性粒子,比如:O、C、OH、O2、H2和电子气体,都可加速热化学转换。有关资料显示[39]:即使在空气氧化剂中夹杂大约0.6%的很少量的原子氧也足以会使煤粉颗粒的着火温度下降大约3/8,着火前的预热时间减少2/3,而原子氧在T=2500K的空气中就可以达到这种均匀程度,在T二400OK时原子氧浓度可以达到2.5%的高度。

(4)等离子体可以实现以较低的点火功率去点燃较大热功率的煤粉燃烧器的目的。