无人井口平台等离子火炬的研究和应用

南海某油田后期伴生气量比较少,且热值比较低,不易燃烧。对此,文章应用了一种新型等离子火炬系统,满足平台伴生气稳定燃烧要求。

基于等离子火炬的C／C复合材料烧蚀实验及理论研究

基于等离子火炬进行了C／C复合材料烧蚀实验，获得了材料的烧蚀表面形态及烧蚀产物光谱，确定了等离子火炬条件下的典型烧蚀产物。同时基于JANAF数据，通过最小能量法计算了等离子火炬低压高焓状态的热化学烧蚀产物，与光谱检测结果基本一致。

等离子体火炬喷射频率对超声速燃烧特性的影响研究

为了研究等离子体火炬喷射频率对超声速燃烧特性的影响,采用实验方法研究了超声速气流中等离子体火炬的点火及助燃特性。在单次喷射能量保持不变的情况下等离子体火炬喷射频率呈现两种不同状态,使得超声速燃烧特性也呈现出两种截然不同的燃烧模态。燃烧模态转捩过程中伴随有正规反射向马赫反射的转化过程。等离子体火炬对处于亚燃模态的燃烧场不起作用,对处于早期超燃模态的燃烧场产生燃烧促进作用,并可以促发燃烧场由早期超燃模态向亚燃模态的转捩。

超声速气流点火助燃用等离子体火炬的试验研究

对一种用于超声速气流点火助燃的高频率电弧等离子体发生器的工作特性进行了试验研究。首先采用CCD高速相机、光谱分析仪对静止空气条件下的等离子体喷射过程进行了试验,获得了不同种类、不同工作气喷注压力下等离子体射流的活性粒子种类和能量分布特性;其次,采用纹影技术对超声速横向射流条件下的等离子体喷射流场结构进行了分析。研究结果表明,等离子体射流能量集中于等离子体射流的中心轴附近,并且在中心轴下游2cm左右达到了最大衰减。等离子体的喷注压力对等离子体射流的能量分布和光谱特性影响较大。当等离子体的工作介质为N2时,喷注压力由0.3 MPa增大至0.5MPa,等离子体射流具有比较好的能量交换过程。通过光谱分析发现,氮气等离子体的组成是氮原子和氧原子,其强度随着与喷嘴距离的增大而减小,随着工作压力的增大而增大。等离子射流横向喷入超声速流场对主流的阻碍作用导致弓形激波的形成,它能有效促进活性粒子和来流的掺混过程。

等离子随即引燃火炬技术在海上气田中的应用

海上气田通过对火炬系统进行改造,引入等离子随即引燃火炬技术,取得了良好的实践效果,大大提高了自动化水平。点火系统稳定可靠、操作简便,降低了火炬运行安全风险。同时,该火炬技术可以取消火炬长明灯和高低压吹扫气,实现火炬“零”燃料气消耗,践行“双碳”目标,筑牢安全环保屏障。等离子随即引燃火炬改造在海上气田属首次实施,改造效果显著,为其他油气田火炬放空气回收提供了借鉴,极具推广潜力,可为此类工作的开展提供有力的佐证。

提高锅炉等离子体火炬燃弧稳定性的参数调整方法研究

等离子体点火(也称等离子体火炬)已广泛应用于火力发电厂的锅炉点火,但由于系统复杂,工作环境恶劣,运行一段时间后容易出现起弧困难、频繁熄弧等问题。以某次点火过程中出现频繁熄弧问题为切入点,对等离子体火炬熄弧现象的数据进行了统计分析,研究提高燃弧稳定性的方法。结合简易电弧理论模型和试验数据,明确了电弧电压与轴向气压的强相关性,提出了定量评价燃弧质量的统计指标,并结合历史数据和正常设备数据对熄弧现象进行对比分析。研究发现,此次点火过程中火炬状态发生变化,在轴向气压未调整的情况下,出现电弧电压超过额定值的现象,导致了电源电压裕量不足,进而降低了燃弧稳定性。利用电弧电压与轴向气压的强相关性,通过拟合其线性关系可对电弧电压定量调整,调整后实现稳定燃弧。火炬的状态存在动态变化的现象,运行参数宜根据当前电弧特性动态调整,避免电压过高引发熄弧。研究结果可以为相关设备故障分析、提高点火装置运行管理水平和相关技术改造提供理论和方法参考。

丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧

在总结国外关于丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧现状的基础上,分析了丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的特点.基于等离子体点火强化超声速燃烧的基本原理,设计了4种丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的电极布置方案,凹槽式燃烧室强化燃烧方案、平板式单排纵向放电强化燃烧方案、平板式双排横向放电强化燃烧方案和平板式多排纵向放电强化燃烧方案.对每种方案的优缺点进行了分析;设计了丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的放电特性试验系统,并进行了初步的放电试验.

气化及高温等离子体技术在废物处理中的应用

本文介绍了等离子体新技术的应用前景及气化等离子技术处理废物的工艺系统。采用气化及高温等离子体技术处理废物,可彻底焚毁废物中的有机物,减少污染排放,回收能源,降低运行成本,具有良好的综合效益。

混杂C/C复合材料的烧蚀性能

利用等离子体火炬为高温热源,研究了混杂C/C复合材料的烧蚀性能。结果表明:随着烧蚀区域从火焰中心到边缘的变化,材料的烧蚀特性从中心区域的以热力学烧蚀为主向靠近边缘区域的以热化学烧蚀为主过渡;碳基体和碳纤维的抗热力学烧蚀性能相当,而碳纤维的抗热化学烧蚀特性则明显优于碳基体。

超声速气流中煤油射流的等离子体点火实验

在直连式超燃实验台上开展来流马赫数为2.5,总温为1 650K的液态煤油燃料点火实验.在未使用引导氢气的情况下,利用输入能量为1.5kW的电弧等离子体炬实现煤油可靠点火和稳定燃烧.研究了煤油的不同喷注位置、喷射压力对点火性能的影响.实验表明:燃料喷口距离点火凹腔为550mm,喷射压力为1.5～2.3MPa时,可成功点火,更近的喷射位置和更高的喷射压力无法点火,分析认为点火凹腔的局部混合特征是影响点火的关键因素.根据点火和火焰前传的高速摄影图,发现下游凹腔在点火初期的作用不大,但是对于稳定燃烧和火焰前传有重要作用.