等离子点火系统及燃烧器课件10.21

第一节 燃烧器布置形式
我公司燃烧器为前后墙布置，采用对冲燃烧、旋流式燃烧器系统，风、粉气流从投运的煤
3
粉燃烧器、燃烬风喷进炉膛后，各只燃烧器在炉膛内形成一个独立的火焰。前、后墙分别布置 3 层东方锅炉厂第三代低 NOx 旋流燃烧器—HT－NR3 燃烧器，每层 6 只；同时在前、后墙各布 置一层燃烬风喷口，其中每层 2 只侧燃烬风（SAP）喷口，6 只燃烬风（AAP）喷口。前、后 墙最下面一层燃烧器布置等离子高能点火器。等离子点火装置具有锅炉启动点火及锅炉低负荷 稳燃两种功能，在锅炉达到最低稳燃负荷后，等离子装置可以退出运行，等离子燃烧器作为主 燃烧器使用。
中层：前、后 下层：前、后
工况
50%THA
40%THA
30%BMCR
HPO
磨煤机投运台数
3
3
2
5
燃烧器投运次序
中层：前、后 下层：后
中层：前、后 下层：后
中层：前、后
上层：后 中层：前、后 下层：前、后
思考题：1、商洛电厂燃烧器是什么型式、怎样布置的？画出布置简图。 2、每层燃烧器和磨煤机是如何对应的？ 3、燃烧器主要有哪几部分组成？ 4、大风量的作用是什么？ 5、二次风是通过什么手段调节的？燃烬风是通过什么手段调节的？
第三代低 NOx 旋流燃烧器 前后墙对冲布置
mm
待定
15
燃烧器数量（每排只数×层数)
6×6
16
最上排燃烧器中心到屏下端的距离
m
17 最上排燃烧器中心到烟窗中心的距离
m
18 最下排燃烧器中心到灰斗上沿的距离
m
19
锅炉下联箱中心线标高
m
20
冷灰斗的排渣口标高
m
21
冷灰斗上沿标高
m
26.7326 ～29.4 3.2598
第二节 煤粉燃烧器的组成与结构
4
燃烧器的组成：一次风、煤粉燃烧器、燃烬风（AAP）及侧燃烬风（SAP）。 1、煤粉燃烧器：
主要由一次风弯头，文丘里管，内二次风装置，外二次风装置（含调风器，调节机构）， 煤粉浓缩器，稳焰环，外二次风执行器及燃烧器壳体等零部件组成。见图 3 一 2 “燃烧器结 构示意图”。
7
1）、技术数据
序号
名称
单位
技术数据
1
炉膛型式
Π型
2
炉膛尺寸(宽，深，高)
mm
22162.4×16980.8×68000
3
炉膛容积
m3
22492.2
4
炉膛总受热面积
m2
7709.73
5
炉膛辐射受热面积
m2
7481.61
6
炉膛容积热负荷(B-MCR)*
kW/ m3
71
7
炉膛截面热负荷(B-MCR)*
2、等离子系统 POWERPOINT
1
(1)阳极 (4)可更换阴极头 (3)线圈 (5)直线电机 (2)阴极
(8)进水口
等离子体 电弧 放电腔
(9)出水口 (7)压缩空气进口
(6)电源
图 3-6
等离子发生器工作原理图 3.等离子点火主要系统配置 等离子点火系统主要由等离子燃烧器、冷炉制粉冷风加热系统、直流供电系统、控制系统、 辅助系统等组成（图 3-7）。
燃烧设备的布置简图见图 3 一 1。
图 3 一 1 燃烧器单侧布置示意图
每台磨煤机带 1 层中的 6 只燃烧器。燃烧器与磨煤机的连接关系为：前墙下层对应 B 磨 煤机，前墙中层对应 C 磨煤机，前墙上层对应 D 磨煤机；后墙下层对应 F 磨煤机，后墙中层对 应 A 磨煤机，后墙上层对应 E 磨煤机。
图 3-7 单台等离子点火系统示意图
4、等离子点火系统的使用 4.1 等离子冷却水泵的启动
2
4.2 等离子载体风的投入 4.3 等离子图像火检冷却风机的启动 4.4 磨煤机选择等离子模式 4.5 磨煤机一次风暖风器投运正常 4.6 满足点火条件，等离子拉弧 4.7 满足条件，启动对应磨煤机 5、本厂等离子点火系统 本厂等离子点火装置具有锅炉启动点火及锅炉低负荷稳燃两种功能，在锅炉达到最低稳燃 负荷后，等离子装置可以退出运行，等离子燃烧器作为主燃烧器使用。 整套点火系统，主要包括点火燃烧器本体、压缩空气系统、高压助燃风系统、冷炉制粉系 统（冷风加热系统）、图像火检及燃烧器壁温监测系统、控制及保护系统、点火系统仪表、控 制柜等（含设备、部件、管道及支吊等）。 冷炉制粉系统采用蒸汽加热器方式，并设置暖风器旁路系统，保证锅炉正常运行时不增加 系统阻力。 等离子点火装置的供回水接口在锅炉房闭式冷却水供回水母管上、载体风接口在锅炉压缩 空气母管上、暖风器汽源接口在锅炉房辅助蒸汽母管上。 等离子火检冷却风来自锅炉火检冷却风机。 等离子点火控制系统与锅炉 FSSS 系统的控制和保护逻辑由 DCS 组态实现。 6、等离子系统参考系统图见 PDF 1、等离子冷却水系统 2、等离子载体风、冷却风 3、燃烧器 4、A 层粉对应制粉系统 思考题：1、等离子点火系统主要工作原理是什么？由哪几个系统组成？ 2、商洛电厂等离子点火系统的主要作用是什么？ 3、等离子点火系统按顺序应依次投运哪些辅助系统？ 二、燃烧器
燃烧器层间距为 4579.9mm，燃烧器列间距为 3048mm，上层燃烧器中心线距屏底距离约为 26732.6mm，下层燃烧器中心线距冷灰斗拐点距离为 3259.8m。燃烧器组高 11853.6mm。最外侧 燃烧器中心线与侧墙距离为 3461.2mm。燃烬风距最上层燃烧器中心线距离为 5980.7mm。燃烧 器配风分为一次风、内二次风和外二次风（也称为三次风），分别通过一次风管，燃烧器内同 心的内二次风、外二次风（三次风）环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。其中内二次风 为直流，外二次风（三次风）为旋流。
8
焰直接冲刷受热面。 2.4 煤粉燃烧系统在 25%B-MCR 到 100%B-MCR 使用 2 至 5 台磨煤机运行。 投入方式如下：
工况
BMCR
BRL
THA
75%THA
磨煤机投运台数
5
5
5
4
燃烧器投运次序
上层：后 中层：前、后 下层：前、后
上层：后 中层：前、后 下层：前、后
上层：后 中层：前、后 下层：前、后
等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）原子团（OH、H2、O2）离子（O2 －、H2－、OH－、O－、H＋）和电子等，它们可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。
2.等离子发生器工作原理 该发生器为强磁场控制下的空气载体等离子发生器。它由线圈、阴极、阳极组成，其中阴 极和阳极由高导电率高导热率及抗氧化的特殊材料制成，它们均采用水冷方式冷却，以承受高 温电弧冲击。线圈在高温 250℃情况下具有抗 2000V 直流高电压击穿能力。电源采用全波整流 并举有恒能性能，其工作原理见图 3-6。在冷却水及压缩空气满足条件后，首先设定电源（6） 的工作输出电流（300～400A），当阴极（2）在直线电机（5）的推动下，与阳极（1）接触后， 电源（6）按设定的工作电流工作，当输出电流达到工作电流后，直线电机（5）推动阴极（2） 向后移动，当阴极离开阳极的瞬间，电弧建立起来，当阴极达到规定的放电间距后，在空气动 力和磁场的作用下，装置产生稳定的电弧放电，生成等离子体。为点燃煤粉创造了良好条件。 参考：1、等离子点火过程模拟动画
3、煤粉浓缩器及稳焰环 为了提高燃烧器的低负荷稳燃、防止结渣并降低 NOx 排放，采用了煤粉浓缩器、稳焰环及
稳焰齿。一次风气流的浓淡分离是靠安装于一次风管中的煤粉浓缩器来实现的，并使气流在稳 焰环附近区域形成一定煤粉浓度的煤粉气流。为了防止煤粉浓缩器的磨损，在煤粉浓缩器上贴 有耐磨陶瓷片。 4、燃烧器外二次风用气动执行器
燃烬风主要由中心风，内二次风、外二次风调风器及壳体等组成。(见附图 4“燃烬风（AAP） 结构示意图”)。中心风为直流风，内二次风、外二次风为旋流风。其中中心风通过手柄调节 套筒位置来进行风量的调节；内二次风、外二次风通过调节挡板、调风器（其开度通过手动调 节机构来调节）实现风量的调节。
5
侧燃烬风（SAP）主要由中心风、外二次风调风器及壳体等组成。(见附图 5“侧燃烬风（SAP）
结构示意图”)。中心风为直流风，外二次风为旋流风。其中中心风通过手柄调节套筒位置来 进行风量的调节；外二次风通过调节挡板、调风器（其开度通过手动调节结构来调节）实现风 量的调节。燃烬风总风量的调节通过风箱入口风门执行器来实现调节。
附图 4 燃烬风（AAP）结构示意图
6
附图 5 侧燃烬风（SAP）结构示意图
7.5 6.0 19.054
22
锅炉灰渣量分配比例
%
90/10
23
省煤器灰占总灰渣量的比例
%
10
2）设计规范 2.1 煤粉燃烧器的燃烧方式采用前后墙对冲。 2.2 旋流燃烧器的喷嘴使用寿命不低于 80000 小时。一次风喷口采用防止烧坏和磨损的 新型合金材料制造。 2.3 顶层燃烧器与屏式过热器底部管子或底端的距离～26.7 米，保证完全燃烧和防止火
图 3 一 2 燃烧器结构示意图
煤粉及其输送用风(即一次风)经煤粉管道、燃烧器一次风管、文丘里管，煤粉浓缩器后喷 入炉膛；二次风(兼作停运燃烧器的冷却风)经二次风大风箱、燃烧器内二次风、外二次风（三 次风）通道喷入炉膛；其中内二次风通过手柄调节套筒位置来进行风量的调节。外二次风（三 次风）依靠气动执行器进行旋流强度和风量的调节。单只燃烧器内二次风、外二次风（三次风） 的风量分配通过调节各内二次风套筒开度和外二次风调风器开度来实现的。各层燃烧器总风量 的调节通过风箱入口风门执行器来实现调节。锅炉总风量的调节应通过送风机来调节，不属于 风门挡板的调节范围。整个烟风系统至少需设置总风量测量装置及燃烬风风量测量装置。 2、燃烬风（AAP）及侧燃烬风（SAP）的结构
炉前、后墙大风箱分别分隔为六个独立的风室，每个风室入口左右两侧设有一风门执行器，全 炉共布置有 14 个风门用电动执行器。所有风门挡板的调节均由电动执行器的动作来完成。 6、大风箱