等离 子 垃圾 焚 烧 点火 系 统 主要 由 3 大 部 分 组 成 ， 分 别 为

　　提供稳定直流电的大功率电源 、 控制系统和辅助系统 。 电源 部 分主 要 有 用来 冷 却 柜内 控 制 元 件 的 冷 却 风 机 ； 内 部采 用 三 相全 桥 控 晶闸 管 整 流功 率 组 件 ； 电 流 过 载 保 护 的 熔 断 器 ； 控 制电 源 柜 内冷 却 风 机的 启 停 和电 源 柜 控 制 电 源 的 电 源 开 关 ；电 源 柜 与 外 部 设 备 的 接 口 的 端 子 排 ；采 用 西 门 子 公 司生产的先进的 6RA70 系列全数字直流控制器 ； 有足够 的 感 抗的 直 流 平波 电 抗 器 ； 产 生 高 频高 压 用 于击 穿 等 离 子 枪 正 负 电极 间 的空 气 ， 从 而启 动 等 离子 枪 开 始工 作 的 大 功 率 高 频 引 弧装置 [1]。 控 制 系 统 主 要 有 PLC 、 上 位 机 、 通 讯 接 口 和 数 据 总 线 等 构成 。 辅助系统包括冷却水和空气供给系统 。

　　采用美国进口芯片 ， 最大输出为 米乐M6 米乐M6官方网站1 200 A 、1 600 V 。 三 相 全控 桥 式 整 流 方 式 具 有 整 流 效 率 高 ，技 术 成 熟 等 特 性 ，可 以 保 证 电源长期工作的可靠性 。 由其构建的三相全控桥式是所有电 路 拓 扑 中 最 适 合 、最 经 济 的 拓 扑 形 式 ，也 是 大 功 率 晶 闸 管 整 流 设 备 中 的 首 选 ，通 过 它 和 不 同 铁 磁 设 备 的 有 效 结 合 ，可 以 满足电弧加热器电源系统的要求 。 电 源 系 统 主 体 结 构 选 用 西 门 子 直 流 装 置 6RA70 ，6RA70 有 电 流限 幅 功 能 、 电 流 调 节器 功 能 、 参数 优 化 功 能 、 监 控 与 诊 断 功 能 、输 入 和 输 出 口 等 功 能 ，是 三 相 交 流 电 源 直 接 供 电 的 全 数 字供 电 装 置 ， 有 功 率 板 、 电 子 板 和触 发 板 三 块 板 子 组 成 。 其 的 特 点 是 结 构 紧 凑 、体 积 小 ；稳 定 的 直 流 电 源 是 由 电 枢 回 路 的 三相 晶 闸 管整 流 电 路来 提 供 。 西门 子 直 流 装 置 6RA70 ， 不 仅具 有 高 效能 的 16 位 CPU ， 而且 装 置 本身 还 带 有 参 数 设 定单 元 ， 这 可以 使 其 不需 要 其 它任 何 附 加设 备 即 可 完 成 参 数 的 设 定 ， 其中 控 制 、 调节 、 监 视 及附 加 功 能都 可 以 由 微 处 理 器 实 现 ， 选 择给 定 的 值和 反 馈 值为 数 字 量或 者 为 模 拟 量 。 在 连 接 的 外 部 信 号 ，例 如 开 关 量 的 输 入 ／ 输 出 ，模 拟 量 的 输 入 ／ 输 出 ， 脉冲发生器等都能通过插接端予排来实现 [4]。

　　气 流量 为 20～30 g/S 的 条件 下 采 用高 频 引 弧 ， 并 在 较 强 磁 场 控 制下 获 得 稳定 功 率 的定 向 流 动的 等 离 子体 ， 等 离 子 发 生 器 喷嘴中热流体的平均温度在 4 000 K 左右 ， 这时 空气 的 电 离 度 和 解 离度 极 低 ， 为获 得 稳 定的 等 离 子体 弧 和 降 低 弧 柱 的 体 积 能 量密 度 ， 流 速也 控 制 的很 低 ， 让 流体 做 层 流 流 动 [2]。 等 离 子 体 的 高温 和 化 学活 性 不 仅等 快 速 的点 燃 垃 圾 ， 而 且 可 增 加 垃 圾 中 有 机 物 的 受 热 分 解 ，从 而 迅 速 有 效 地 摧 毁 废 物 ，并 且 可 燃 的 有 机 成 分 充 分 裂 解 气 化 ，转 化 成 可 燃 性 气 体 ，可 以 能 源回收 。

　　基金项目 ：2013 年 河 南 省 重 点 科技 攻 关计 划项 目 （1 ） 作者简介 ： 肜 瑶 （1980 —）， 女 ， 河 南南阳 人 ， 硕 士 ， 讲 师 。 研究方向 ： 电子 信息 工程 。

　　我国生活垃圾处理方式主要是填埋和焚烧 。 填埋不仅侵 占大量土地 ， 还污染地下水 ， 是不得已而为之的选择 。 尽管如 此， 对于土地资源紧张的地区已没有多少场地可供填埋使 用 。 焚烧法虽然减容比高 ， 并能回收能量 ， 但却因二噁英等污 染问 题 遭 到公 众 强 烈反 对 ， 急 需发 展 新 一代 的 绿 色 环 保 、 节 能降 耗 的 替代 焚 烧 技术 。 等 离 子体 是 物 质的 第 四 态 形 态 ， 具 有 许 多 独 特 的 物 理 化 学 性 质 ，这 些 性 质 异 于 固 态 、液 态 和 气 态的 ， 例 如 温度 和 能 量密 度 都 相对 很 高 ， 有导 电 和 米乐M6 米乐M6官方网站发 光 、 化 学 性质 活 泼 等特 性 。 不 仅能 够 加 强化 学 反 应等 ， 而 且 在 环 保 方 面性能也较好 。 通过电弧放电产生高达 7000°C 的等离子体 ， 将垃 圾 加 热至 很 高 的温 度 ， 从 而迅 速 有 效地 摧 毁 废 物 。 可 燃 的 有 机 成 分 充 分 裂 解 气 化 ，转 化 成 可 燃 性 气 体 ，可 以 用 于 能 源回收 ， 一般称为 “ 合成气 ”（ 主要 成分 是 COH2 ）。 不 可燃 的 无机成分经等离子体高温处理后成为无害的渣体 。 采用等离 子 体 处 理 垃 圾 是 目 前 减 容 效 果 最 显 著 、无 害 化 最 彻 底 、资 源 化程度最高的绿色环保技术 。 采用等离子点火装置的垃圾焚 收稿日期 ：2014-10-30 稿件编号 ：201410228 烧 发 电 系 统 ，减 少 污 染 ，保 护 环 境 ，具 有 良 好 的 社 会 效 益 ，符 合新能源 、 环保 、 零碳排放以及可持续发展的政策 。

　　示 。 系统的供电是采用三相 380 V ， 经过电源变压器把电压升 到 830 V ， 再经主接触器 、 熔断器 和 抑制 电 路 中出 现 的 异常 保 护 电路 免 受 过压 损 害 的压 敏 电 阻接 入 三 相晶 闸 管 整 流 电 路 。 通过 整 流晶 闸 管 后接 滤 波 电抗 器 ， 最 后与 电 弧 加 热 器 的 电 极 相连形成回路 。

　　点燃 垃 圾需 要 等 离子 点 火 系统 稳 定 的 高 温 等 离 子 体 ， 这

　　些稳定的高温等离子体来源于直流电源系统能量输出和电 源 系 统 优良 的 控 制性 能 。 但 是在 运 行 过程 中 ， 由 于 受 气 流 量 的 变 化 和电 弧 弧 根在 加 热 器电 极 表 面的 旋 转 影响 ， 使 电 弧 电 压 产 生 较 大 波 动 ，故 没 有 稳 定 燃 烧 的 电 弧 ，并 且 电 弧 电 压 波 动 能 达到 好 几 百伏 。 此 外 ， 等离 子 电 弧加 热 器 硬 件 也 会 对 电 弧 电 压产 生 影 响 ， 如 阴 极 的烧 损 状 况等 。 故 等 离 子 电 源 点 火 系 统 必须 具 有 良好 的 稳 流输 出 特 性 ， 并 在 负 载扰 动 和 试 验 状 态 变化 时 做 出快 速 响 应 [3]。 针 对 电 源负 载 的 特 殊 性 和 本 系 统 输 出 要 求 ，采 用 三 相 全 控 桥 式 晶 闸 管 整 流 功 率 组 件 ，晶 闸 管