等离子点火技术

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等离子点火技术应用及经济性分析

等离子点火技术的应用及经济性分析1 前言我公司2x135mw+3x410t/h机组采用钢球磨中储式制粉系统，锅炉采用直流低氮燃烧器，机组较低负荷运行，由于冷却水压力不稳定、拉弧不稳定，使得保护频繁动作，等离子不能正常起弧无法正常使用，每次锅炉启炉或低负荷运行时均使用柴油燃烧。

锅炉在启炉或低负荷稳燃时耗费了大量的柴油，为了降低发电成本，减少燃油，组织对锅炉配套的等离子点火装置进行调试投运，减少燃油费用近3000万元。

2 等离子点火装置简介2.1等离子点火机理等离子点火装置是利用直流电流在介质气压0.01～0.03mpa的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度t ＞50000k、温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。

由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。

因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。

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，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。

2.2等离子发生器的组成由线圈、阴极、阳极等组成。

其中阴、阳极材料均采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成。

阴、阳极均采用水冷方式冷却，以承受电弧高温冲击。

线圈在高温250℃情况下具有抗2000v的直流电压击穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。

2.3等离子发生器的工作原理等离子发生器的点火原理为：在冷却水及压缩空气满足条件后，首先设定电源的工作输出电流(300～400a)，在一定输出电流条件下，当阴极在直线电机的推动下，与阳极接触后，电源按设定的工作电流矢能工作，当输出电流达到工作电流后，直线电机推动阴极向后移动，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。

等离子磨点火防结焦技术措施(更新)

等离子磨点火防结焦技术措施
近期连续发生B3等离子结焦事件，分析原因主要是由于中心筒温度过高，3号角煤粉流速不足，且目前燃用煤粉挥发分和发热量较高。

等离子点火期
间，要严密监视前后壁温，正常应小于200℃，当发现温度超过200℃且呈上升趋势时，要立即采取以下措施，防止燃烧器结焦：
1、降低分离器频率至15-22HZ,提高煤粉细度。

当对煤粉细度情况不掌握时，及
时取样。

2、等离子点火成功后，要逐步降低等离子电流至170-175A，降低磨煤机点火功
率，但需注意观察着火情况，防止断弧。

3、当磨煤机停运时，煤粉走空后要保持等离子拉弧，50t/h以上大风量进行吹
扫，确保粉管内积粉全部吹净。

4、磨煤机启动后，当初始煤量18t/h时，要保持磨煤机风量55-60t/h,注意磨煤
机进出口压差，防止磨煤机振动。

观察等离子壁温，逐渐降低风量至正常值。

5、磨煤机启动后，观察出口风速测点，发现各角风速不均时联系热工专业对出
口风速测点进行吹扫。

6、等离子点火成功后，逐步提高磨煤机出口一次风速至25m/s，注意一次风压
不低于5KP，（可对比参照热风门开度）。

7、严密监视等离子前后壁温，正常应前壁温小于400℃，后壁温小于300℃，
当发现厚壁温逐渐上升时，要采取降低拉弧电流、增加一次风速、降低总煤量，控制壁温。

8、当锅炉快速降负荷煤量突降时，要严格控制磨煤机出口温度不得大于75℃，
防止着火提前导致中心筒温度突然升高导致结焦。

9、锅炉本体巡检时，戴护目镜观察喷口结焦现象，发现挂焦时要增加周界风开
度，提高一次风压，防止燃烧器烧损变形。

等离子体点火安全注意事项

等离子体点火安全注意事项等离子体点火是一种常见的工业加工和实验技术，它可以用于高温加热、材料表面处理、光谱分析等领域。

然而，在进行等离子体点火时，我们必须要注意安全问题，以防止发生意外事故。

下面是一些等离子体点火的安全注意事项。

1. 确保操作环境安全：点火操作应在通风良好的实验室或操作间进行，并保持干燥清洁。

避免在易燃、易爆或有可燃性气体的环境中进行点火操作。

2. 防止火花飞溅：在点火区域周围铺设防火毯或防爆罩，以防止火花飞溅造成火灾或人身伤害。

3. 选择适当的点火源和点火材料：选择符合使用要求的点火源和点火材料，如高压电弧、火柴火石草、电火花等。

确保使用的点火源和材料能产生稳定的等离子体。

4. 维护设备安全：定期检查和维护等离子体点火设备，确保其正常工作。

严禁对设备进行私自改装或增加外部电源。

5. 佩戴个人防护装备：进行等离子体点火操作时，应佩戴防火防爆面罩、防火服、耐高温手套等个人防护装备，以保护自己免受火焰和高温的伤害。

6. 注意点火姿势：点火时，应保持安全的姿势，避免身体直接接触点火源或点火材料。

合理调整身体姿势，以防止因不慎触碰导致的身体损伤。

7. 控制点火时间和温度：控制好点火时间和加热温度，以防止产生过高温度或过长时间的点火，避免材料燃烧、爆炸或导致其它安全事故。

8. 紧急情况下的应急措施：在进行等离子体点火时，应预先制定紧急情况下的应急措施，并将其告知所有从事点火操作的人员。

如发生意外事故，应迅速采取适当的措施，如断电、灭火等。

9. 培训和教育：所有参与等离子体点火操作的人员应接受相关的培训和教育，了解操作规程和安全知识，并掌握正确的操作技术。

10. 防止误用和未经授权操作：等离子体点火设备应严格管理，防止未经授权的人员进行操作。

禁止在未经授权的情况下使用设备或进行非法操作。

总之，在进行等离子体点火操作时，我们必须要时刻保持警惕，严格按照操作规程进行操作，并始终保持安全意识。

只有这样，我们才能够确保等离子体点火操作的安全性，并有效地预防和避免发生意外事故的发生。

锅炉等离子点火系统课件

烧器冷却水系统具备启动条件。（9）启动一台冷却水泵，检查管路中各阀门、法兰、仪表接口处有无渗漏，出口压力0.35~0.6Mpa，调节进出水口压力差至0.3MPa左右，备用泵投联锁备用。（10）检查等离子点火载体风流量、风压正常。（11）图像火焰监视图像清晰，不失真。
锅炉点火等离子装置的运行
一次风测速系统
测量显示各粉管风速
电源系统控制系统冷却水系统
给等离子发生器提供直流电通过触摸屏或DCS来运行等离子系统冷却等离子发生器
载体风系统等离子燃烧器壁温检测系统
作为等离子载体显示燃烧器壁温，防止超温
图像火焰检测系统
为监视等离子点火燃烧器的火焰情况，方便运行人员进行燃烧调整，等离子点火燃烧器上各安装一套图像火检装置。图像火焰检测系统包括火焰图像传感器、冷却风系统、视频信号分配器、火焰图像检测器、火焰图像监视管理系统、火焰图像录放系统、通讯模块。
8 11～18
180 3～4 0.6 0.3 100 80～130 185 160～220 550 510～600 500 1500
等离子燃烧器
京秦热电采用了PICS-II-100型分级点火逐级放大的等离子燃烧器。燃烧器由中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室，外套筒等部分组成，在中心筒一级燃烧室等离子电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃并进入内套筒二级燃烧室，挥发分及煤粉继续燃烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧。同时在外套筒将部分煤粉送入炉膛燃烧，并实现高速含粉气流冷却二级燃烧室。等离子体燃烧器安装在锅炉燃烧器B层和C层，对应B磨煤机、C磨煤机。
等离子发生器构造
阳极
稳弧线圈
护罩
阳极支架

锅炉等离子点火技术和小油枪点火技

锅炉等离子点火技术和小油枪点火技术的比较锅炉等离子点火技术是由烟台龙源电力技术有限公司在总结前人工作的基础上，开发成功的锅炉点火及稳燃系统，为电厂节约燃油走出了一条新路子。

该项目2000年通过国家电力公司的鉴定，认为“DLZ-200型等离子点火装置在220t/h燃用贫煤锅炉上直接点火及稳燃是成功的。

该成果解决了多项技术关键问题，达到了世界领先水平”；2002年被科技部等国家五部委授予国家级重点新产品；2003年9月获得中国电力科学技术奖一等奖；2005年3月获得2004年度国家科技进步二等奖。

截至目前，等离子点火及稳燃技术已成功应用近300台电站煤粉锅炉，煤种：贫煤、劣质烟煤、烟煤和褐煤；机组容量等级：50MW、100MW、125MW、200MW、300MW和600MW；燃烧方式：切向燃烧直流燃烧器、墙式燃烧旋流燃烧器；制粉系统类型：钢球磨中储式、双进双出钢球磨直吹式、中速磨直吹式和风扇磨直吹式制粉系统。

小油枪点火技术是在利用等离子点火的某些技术而发明的另一种锅炉点火和稳燃技术，基本原理是用小油枪代替等离子发生器，并辅以煤粉燃烧器，用于锅炉点火和低负荷稳燃。

二者相比，比较如下：a、等离子点火是一个系统工程，与小油枪相比，该系统配置更合理，能满足电厂点火和低负荷稳燃的需要。

不管是等离子点火系统还是小油枪点火系统，都要有系统的概念，没有合理的系统配置，点火系统就不能发挥作用。

尤其是直吹式制粉系统的锅炉，要保证点火系统发挥作用，除了需要点火源（等离子发生器或小油枪）外，还需要设计合理的专用燃烧器、冷炉制粉系统、磨煤机出力控制措施等，否则，就可能出现点火初期磨煤机启动前大量用油烘炉或者升温升压速度快等问题。

烟台龙源公司在多年进行直吹式机组的等离子点火系统改造中，为保证锅炉冷炉启动的成功，采取了多项先进的技术措施。

如：为了保证磨煤机能够直接冷态启动，配套安装了锅炉冷炉制粉系统；为了保证锅炉启动满足升温升压曲线的需要，进行了磨煤机降出力改造；为了保证锅炉的等离子燃烧器能够满足锅炉正常运行的需要，设计了双筒压差平衡燃烧器。

火电厂纯无油等离子点火控制方案设计及应用

- 1 - 火电厂纯无油等离子点火控制方案设计及应用今天，火电厂的发展正在 explosively多，它们成为世界上发电量最大的发电源之一。随着火电厂的发展，安全、稳定、高效的点火控制对于火电厂的运行状况至关重要。现有的点火控制方案中，以油点火器为主要控制方式已经开始受到行业的限制，因其问题较多，如污染环境、影响火电厂运行等，迫切需要更安全、更稳定、更高效的替代方案。等离子点火技术是一种非常有效的无油点火控制技术，其主要特点是无油、安全、可靠，还具有较高的抗干扰性，可以以适当的设计和技术手段，实现点火精度高、稳定性强的点火控制。等离子点火技术在火电厂中的应用，包括控制器的设计、点火线圈的设计等，均需要进行系统衔接，以确保火电厂点火控制稳定可靠。顾客可以根据自己的火电厂特性、点火要求等确定等离子点火技术的配置方案，例如，在等离子点火点设计上，可以采用多线圈的设计方案，让每条线圈的功能细分，以保证系统的可靠性。在火电厂应用等离子点火技术可以有效的提高点火精度和安全性。等离子点火技术的应用，能够使火电厂运行稳定性大大提高，而且可以节省能源，减少污染，保护环境。等离子点火技术应用于火电厂发电有多种技术可供选择，比如调制谐振点火技术、直流脉冲注入点火技术等。其中，在火电厂发电过程中，调制谐振点火技术具有较强的稳定性，可以有效抑制火焰冲击和火电厂机组的振动影响，从而使点火可靠性更高，点火效果更加稳 - 2 -

定可靠。目前，许多火电厂已经开始使用等离子点火技术，这极大的提高了火电厂安全性和稳定性，提升了火电厂的供电效率和对环境的保护能力，为我们提供了更安全、更先进的发电方案。总之，等离子点火技术是一种安全、可靠、环保的火电厂点火控制技术，能够有效的提高火电厂的安全性和可靠性，以及为我们提供更安全、更先进的电力供应方案。

等离子点火系统分析及其操作建议

等离子点火系统分析及其操作建议为节油降耗，降低运营成本，某电厂1、2号锅炉采用新型、清洁的等离子无油点火技术，锅炉未设置燃油系统。

在1号炉冲管时采用等离子点火装置进行点火和锅炉低负荷助燃，未使用一滴燃油，而国内的同类型机组冲管阶段如采用燃油点火和助燃，需消耗几千吨的0号柴油，抵对等离子点火系统多消耗的电量和除盐水，仅锅炉冲管阶段就能产生很大经济效益。

标签：节油降耗；运营成本；建议1 离子点火工作原理等离子体点火器是等离子体的发生装置，又被称为等离子体发生器，通常采用直流电弧放电的方式产生温度高达数千度的等离子体，高速射入等离子体燃烧器，使得燃烧器内的煤粉迅速点燃。

直流电流在介质气压0.004～0.03MPa的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度T>5000K的，温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。

由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。

因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量[1]。

2 锅炉概况广东粤电某电厂一期1、2号机组锅炉采用上海锅炉厂660MW超超临界变压直流锅炉，单炉膛、一次再热、单炉膛切圆燃烧、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型布置。

三分仓回转式空气预热器、SCR脱硝装置。

BMCR蒸发量2037t/h，额定主蒸汽压力26.25MPa，温度605℃，再热蒸汽压力6.04MPa，温度603℃。

锅炉采用中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统，每台炉配6台中速磨煤机，燃烧设计煤种时，5台运行，1台备用。

每台磨煤机带锅炉的一层燃烧器。

每台磨煤机各配1台给煤机。

锅炉未设置燃油系统，下两层燃烧器（F、E层）采用的是安徽省新能电气科技有限公司生产的PICS-I-100型煤粉炉等离子体点火系统，能够实现无油冷态点火和低负荷无油稳燃的功能。

等离子点火技术现有问题分析及解决措施的研究答辩版

2.3等离子点火装置的基本参数
参数名称参数值单位
载体空气压力
调节阀后空气压力等离子拉弧空气压力最大耗气量冷却水工作压力进、出口最小压差
11
6 6 100 0.3～0.5 0.2
kPa
kPa kPa Nm3 /h MPa MPa
单台最大冷却水流量
最大消耗功率正常工作功率范围负荷电流工作范围电弧电压工作范围重量
2.2等离子点火装置的构成
图1 等离子发生器原理图
等离子点火系统的构成
等离子发生器：产生功率为60~130KW的等离子体；电源柜及供电系统：将三相380V整流成直流用于产生等离子体；
2.2等离子点火装置的构成
燃烧器：与等离子发生器配套使用点燃煤粉；
辅助系统：由冷却水、空气的供给系统组成；控制系统：由PLC、CRT、通讯接口和数据总线构成；
阴极使用寿命随水压的变化情况 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 0.2 0.4 Mpa 0.6 0.8
分钟
阴极使用寿命
阴极使用寿命随风压的变化曲线 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
分钟
阴极使用寿命
6k pa
4.4飞灰在尾部烟道自燃的问题
虽然等离子点火产生的局部温度很高，但是锅炉整体热强度不够，局部会造成煤粉未完全燃烧，飞灰中可燃物的质量分数一般可达30%～40%。
在整套起动空负荷试运阶段，由于过早地投入电除尘器，未燃尽灰输送到灰库后造成含碳量高的飞灰堆积在灰库中。灰库的气化风温度在100℃以上，可能引起烟道尾部再燃或除灰设备燃烧等事故。
5.5等离子燃烧器结焦的解决措施

煤粉等离子点火技术的原理及国内外研究应用情况

煤粉等离子点火技术的原理及国内外研究应用情况来源：电力研究院作者：转载时间：2008-06-30 Tag：等离子点火燃烧器煤粉点击： 1158长期以来，火力发电机组锅炉的启停及低负荷稳燃消耗大量的燃料油。

特别是对于新建的火力发电机组，其在试运期间要经过锅炉吹管、汽机冲转、机组并网、电气试验、机组带大负荷运行等许多阶段，此期间由于锅炉无法投磨或无法完全断油运行，因此要耗费大量的燃油。

根据原电力部颁布的试运导则中的规定， 600MW机组试运期间燃油消耗的标准定量为9000吨，燃料费用十分可观。

我国是一个石油进口大国，国家鼓励推广节油和以煤代油技术，国家经贸委资源节约与综合利用司在“节约和替代燃料油十一五规划”中明确提出：电力行业等节约和替代燃料油的目标是3800万吨。

等离子煤粉点火是使用等离子火炬直接点燃煤粉使用煤粉火焰启动锅炉，达到以煤代油的目的。

1．等离子火炬点燃煤粉的基本原理通常所说的用于煤粉点火的等离子体称之谓热等离子体。

小能量等离子火炬（100KW~几百KW ）能够直接点燃煤粉是因为风粉混合物通过等离子体时具有以下特点：1.1 等离子体高温效应空气等离子体是靠空气作为等离体形成气，等离子体形成气在等离子发生器阴极的电弧区形成被电离化的等离子气，这就是温度可高达3000~10000K的等离子火炬，被用作点燃煤粉的高温热源。

被点燃的物质应是煤粉与空气的混合物。

等离子炬与空气煤粉混合物相接触遇到3000K以上的等离子炬，首先发生物理变化，由于两者温度相差极大，煤粉颗粒遇热急剧膨胀，在0.1~0.005秒内分裂成8~10个细微颗粒，此即所谓的热爆炸，这使煤粉表面反应面积急剧增大，对加快煤粉的热化学反应速度与反应能力非常有利。

同时，高温的等离子炬可使煤粉中挥发份的逸出速度加快，其成分包括CO、CO2、CH4、C6H6、 N2和H2O，这些挥发份气体与等离子气相火炬直接相互作用进入气相反应阶段。

根据热化学反应原理，高温的等离子气体与挥发份气体化学反应活性加大，反应的活化能值降低，在这段反应过程中又可形成化学反应活性更大、活化能值更低的单个原子气体（O、H、N、C、S）、原子基团（NH、CH、CN、OH）以及电子气与相应的正负离子（C-、H-、CO-、N+、SI+、K+）,即所谓活化中心。

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等离子点火技术
1、等离子点火系统构成
等离子点火系统主要由以下几部分组成（见图1）：
〃等离子发生器——产生
功率为60-130KW的等离子
体；
〃电源柜及供电系统——
将三相380V电源整流成直
流，用于产生等离子体。由直
流电源柜（含整流变压器）、冷却风机、直流平波电搞器组成；
〃燃烧器——与等离子发生器配套使用点燃煤粉；
〃辅助系统——由冷却水、空气的供给系统组成；
〃控制系统——由PLC、CRT、通讯接口和数据总线构成；
〃风粉系统——煤粉由新增小粉斗通过给粉机、混合器进入一次
风管，由热风送入等离子燃烧器。

2、等离子点火系统工作原理（见图2）
直流电流在一定介质气压的条件下引弧，并在强磁场控制下获得
稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在点火燃烧器中形成
T>4000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子“火核”
时，迅速释放出挥发物、再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而
迅速燃烧，达到点火并加速煤粉燃烧的目的。
等离子体内含有大量的化学活性粒子，如原子（C、H、O）离子
（O2-、H+、OH-）和电子等。它们可加速热化学转换，促进燃料完全
燃烧。这对于点燃煤粉（特别是贫煤）强化燃烧有着特别重要的意义。
等离子发生器由线圈、
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，以承受高温电弧冲击。
线圈在高温情况下具有抗直
流高压击穿能力。电源采用
全波整流并具有恒流性能。
其发火原理为：在一定输出电流条件下，当阴极前进同阳极接触后，
系统处在短路状态，当阴极缓缓离开阳极时产生电弧，电弧在线圈磁
场的作用下被拉出喷管外部。压缩空气在电弧的作用下，被电离为高
温等离子体，进入燃烧器点煤粉。
3、技术特点
〃阳极与阴极使用抗氧化材料，使等离子体载体可以采用廉价易
得的压缩空气，大大简化了系统，降低了运行成本；
〃精心设计的复合结构，保证了输出电功率达到100KW以上，
抗污染能力强，阳极使用寿命长（≥1000小时），适合与各种燃烧器
配合；
〃在燃烧器的设计上采用了分极燃烧、气膜冷却及浓淡分离等技
术，使其适应煤种范围宽，对煤粉细度无特殊要求，且出力大、不结
焦、耐磨损、使用寿命长；
〃风粉在线监测系统，可为燃烧控制提供准确的数据；
〃供电电源及控制主机采用了总线式的通讯方式，切换方便，两
台单元式锅炉可采用共用一套供电电源、各自使用独立的操作界面的
办法，从而节省大量的初始投资，提高设备的利用率。