等离子点火稳燃装置运行维护(20150429)

电气系统
四台等离子电源从400V母
线段取，具体为从#5机380V锅
炉PC两段上各取一个电源，一 个电源各带两个隔离变。#1、 #2炉共用一套直流供电系统， 由电气供电系统，隔离变压器
和整流柜、切换柜四部分组成。
保护逻辑系统
锅炉FSSS系统逻辑不作根本性修改，炉运行时，燃烧器的火焰 保护仍采用锅炉FSSS系统，燃烧器火焰“有/无”的判据等均由 FSSS系统给出，并在判断灭火时跳闸相应的磨煤机。仅对原有 FSSS逻辑进行以下修改： 1
等离子燃烧器的布置
1.墙式燃烧锅炉 旋流燃烧器布置 方案:
二次风箱
前墙后布置
等离子燃烧器
一次风管 煤粉分离器
等离子燃烧器的布置
2、四角切圆燃烧锅炉
等 离 子 燃 烧 器
等离子燃烧器兼主燃烧 器 ：系统简洁、燃烧器 出力与主燃烧器基本相 同，目前，多采用该方 式。
煤粉分离器
二次风箱
一次风管道
等离子点火系统构成
5
在等离子点火 模式下，磨煤 机启动3分钟， 如果检测不到 火焰，就认为 此层无火，跳 相应磨煤机。
等离子点火燃烧器主要设计参数表
序号 名称 单位 结果 备注
1
2 3
一次风管风速
一次风温 一次风量
m/s
℃ km3/h
20.026.0
60～70
等离子点火器投运状 态
等离子点火器投运状 态
4
5 6 7
工作原理为：首先设定输出电流， 当阴极3前进同阳极2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拉出喷管外
部。具有0.15Mpa压力的空气在电
弧的作用下，被电离为高温等离子 体，其能量密度高达105 ~ 106W/cm2，为点燃不同的煤种创 造了良好的条件。
火系统的需要配备载体风系统，载体空气的要求是洁净的而且
是压力稳定的。 采用厂杂用压缩空气为等离子发生器提供载体风。压缩空 气经母管和支管分别送至锅炉的等离子发生器，其附近的仪表 管路设有压力开关及手动阀门，电厂提供气源压力为0.5～
0.8MPa。单台等离子发生器用风量80～150Nm3/h。
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冷却水系统
该系统主要以下几部分组成: ▪ 等离子发生器——产生电 功率为50～150KW的空气等离 子体； ▪ 直流电源柜（含整流变压 器）——用于将三项380V电源 整流成直流电，用于产生等离 子体； ▪ 点火燃烧器——用于与等 离子发生器配套使用以燃烧煤 粉； ▪ 控制系统——由PLC、 CRT、通讯接口和数据总线构 成; ▪ 辅助系统——由冷却水、 空气的供给系统组成；
煤粉量
煤粉浓度 喷口风速 燃烧器阻力
t/h
kg/kg m/s Pa
3-10.0
0.250.45 40 ～50 ＜1000 喷口温度按1000℃ 含浓缩装置
等离子载体系统启动及停运
等离子系统启动前的检查：
1.等离子系统无相关检修工作，工作票终结，临时措施拆除。 2.检查等离子装置电源正常，开关及整流柜正常，指示灯正常，电流、 电压表指示正常，无异常显示。 3.各角等离子装置接线完好，无脱落等异常现象。 4.等离子载体风系统正常，各部连接完好，各压力表、压力开关完好， 具备启动条件。 5.等离子载体风机及电机各部完好，具备启动条件。 6.等离子冷却水箱补水正常，水质合格，水位1/2～2/3。冷却水系统各 表记、阀门、板式换热器等正常，无泄漏现象。 7.等离子图像监视系统正常，四画面显示清晰，角度正常，炉膛火焰电 视与等离子四画面切换正常。 8.等离子系统各项试验合格。 9.等离子一次风在线监视系统正常，测量管路吹扫正常。 10.A磨煤机暖风器各部完好，旁路挡板关闭严密，符合投运条件。
等离子燃烧器的简介
等离子燃烧器的主要结构： 等离子燃烧器由等离子发生器、中心筒一级燃烧室、内套筒二 级燃烧室，方形外套筒等部分组成。 中心筒一级燃烧室：引入浓缩后的含粉气流，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 份并被点燃； 内套筒二级燃烧室：挥发份及煤粉继续燃烧，并将后续引 入的煤粉点燃，实现分级燃烧； 外套筒：利用高速含粉气流冷却二级燃烧室，同时将部分 煤粉推入炉膛燃烧；设燃烧器壁温监视测点，便于随时对壁温 进行调整，既有利于点火又可防止燃烧器被烧坏。
热风母管左端，为减少BMCR工况下的运行阻力加设 暖风器旁路风道，旁路风道加装电动关断门，暖风 器投运时该门关闭，暖风器停运该门打开。
煤粉来源-热风来源---
加热器的系统布置
加 热 器 布 置 在 总 风 道 上
加热器
炉前一次 热风母管
等离子载体风系统
载体空气是等离子电弧的介质，等离子电弧形成后，通过 线圈形成的强磁场的作用压缩成为压缩电弧，需要高压空气以 一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧。因此，等离子点
、线圈 2、阳极 3、阴极 4、电源
图五 等离子发生器工作原理图
等离子发生器原理图
等离子装置运行示意图
等离子点火装置的常规设计方案
等离子燃烧器的布置:
将炉本体前后墙下层A1/B2磨对应的8台主燃烧器改造为兼
有等离子点火功能的燃烧器。在锅炉点火和稳燃期间，该燃烧器 具有等离子点火和稳燃功能；在锅炉正常运行时，该燃烧器具有 主燃烧器功能，且在出力方面及燃烧工况与原来保持一致。 根据原主燃烧器的结构，等离子发生器采用轴向插入方式。
等离子电弧形成后，弧柱温度一般在5000K到10000K范
围，因此对于形成电弧的等离子发生器的阴极和阳极必须 通过水冷的方式来进行冷却，否则很快会被烧毁。 本工程冷却水取自电厂闭式冷却水系统，并增加两台 7.5kW增压泵增压。进水母管管径选用φ 89×4mm不锈钢管， 并通过φ 45×3不锈钢管分别接入各等离子发生器；回水母 管选用108×4mm不锈钢管，回水回到原闭式冷却水回水母
等离子点火装置在火力发电厂中的应用
2015年4月28日
等离子点火装置培训内容
等离子载体系统简介 等离子载体系统的工作原理 等离子载体系统的组成 等离子载体系统启动及停运 等离子载体系统运行注意事项
等离子点火系统与传统的燃油相比优点
经济：采用等离子点火器运行和技术维护费仅是使用重油点火时 费用的15%～20%，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运 行费用； 环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入 ，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂 采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的 环境； 高效：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； 简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式； 安全：取消炉前燃油系统，也自然避免了经常由于燃油系统造成 的各种事故。
点火器实物参考照片
等离子点火工作机理
等离子点火机理: DLZ-200型等离子点火装置是利用直流电流在介质气压 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。 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。
保护逻辑系 统
2
在主控室 光子牌上增 加1路“等 离子点火装 置故障”报 警信号。
3
“等离子模式” 运行时，有一个 等离子点火装置 出现故障,自动投 入相对应的油枪， 有两个等离子点 火装置同时出现 故障，由FSSS跳 闸相应的磨煤机。
4
锅炉MFT时， 由锅炉FSSS系 统送接点信号 给等离子控制 系统，所有等 离子点火器跳 闸，并禁启。
等离子发生器的简介
等离子发生器主要由阳极、电子发射枪、稳弧线圈三部分组成。 阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体构成，连续 工作时间大于1000小时。 电子发射枪由枪头、外套管、内套管、引弧器、进、出水口、 上电接头等组成。 电磁线圈由电缆及上电口等组成，用于产生强磁场。
等离子发生器工作原理
等离子燃烧器的简介
等离子燃烧器的组成及性能
DLZ-200型等离子发生器为磁稳，空气载体等离子发生 器，它由线圈、阴极、阳极等组成。其中阴极材料采用 具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成。阳极 亦由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它 们均采用水冷方式冷却，能承受电弧高温冲击。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。
等离子载体系统启动及停运
各角等离子点火器检查：
1.就地检查各角等离子装置推进到位，固定良好。
2.检查各角等离子装置冷却水进出水管连接完好，无脱落现象。 3.检查各角等离子装置电源接线牢固，无松动、脱落等异常现象。
4.等离子装置与各角煤粉管道连接完好，符合投运条件。
5. 等离子阴、阳极及拉弧电机等完好，符合投运条件，必要时进行 更换和清理阴、阳极的工作。
等离子燃烧器的特点
1、采用内外筒形成同心双层并联通道，既能保证煤粉稳定可 靠地点燃，确保点火不爆燃、不二次燃烧，燃烧器不结渣、不 烧坏。 2、不影响主燃烧器的主要性能。燃烧器出口气流的动量矩基 本不变和燃烧器出口流场不变，避免了在正常运行中引起结渣、 超温、燃烧效率下降等问题。 3、燃烧器的出力可以在一定的范围内变动，能满足启动曲线 的要求，同时满足作为主燃烧器时出力的要求。
等离子系统示意参考图
等离子辅助系统的构成
冷风蒸汽 加热系统
等离子载 体系统
保护逻辑 系统
冷却水 系统
图像火检 系统
电气系统
冷风蒸汽加热系统
本工程锅炉冷态时采用蒸汽加热器产生热风进
行冷炉制粉。冷风蒸汽加热器蒸汽参数：压力
1.0~1.3MPa、温度250~300℃。在该参数下热风温度
能从常温加热到160℃。加热器布置在F磨煤机入口
FSSS系统仅对等离子燃烧器对应磨煤机启动条件加入置工作 方式的逻辑模块，逻辑置“等离子模式”时，等离子发生器工 作，由等离子燃烧器保持燃烧稳定，以便满足不投油枪，启动 磨煤机的条件，此状态为燃烧器的“等离子模式”；逻辑置 “正常模式”时，等离子发生器停用，等离子燃烧器作为主燃 烧器使用，此状态为燃烧器的“正常模式”。
6.等离子载体风及火检系统各部完好，无异常现象。
等离子载体系统启动及停运
就地检查:
1.等离子水箱水位1/2以上，泵出口及管道放水门关闭。
2.等离子水泵一台运行正常，一台出、入口门开启备用。
3.等离子载体冷却风机一台运行正常，一台备用。 4.等离子气、水冷却系统无泄漏。
5.各角等离子装置供水、供气门开启，压力在规定范围内。
6.各角等离子图像火检冷却风风门开启。 7.各角等离子装置运行中无异常声音发出。
等离子载体系统启动及停运
等离子点火装置投运步骤: 1.设备系统检查完毕，具备投运条件。 2.炉膛吹扫结束，MFT已复位。 3.将A磨煤机运行方式选择为“等离子运行模式”。 4.将等离子火检电视画面切至“四画面”。 5.调出等离子点火画面，检查各参数正常，电流设定在300A左右，A磨 煤机一次风速保持18～20m/s，辅助风开度正常。 6.逐角投入等离子装置，检查等离子四角拉弧正常。 7.复位A磨煤机继电器，按正常步序启动A磨煤机、给煤机建立料位正 常。调整一二次风配比，就地及远方检查着火情况。 8.如在给煤机启动60分钟内两次点火不着，应重新检查并吹扫炉膛，重 新点火启动，防止发生炉膛爆燃等现象。 9.调整燃烧使A磨煤机出力满足冷、热态启动升温升压曲线要求。 10.燃烧稳定后及时将A磨煤机控制方式切为“正常子模式”，防止等离 子两角以上断弧引起A磨煤机跳闸。
管。每个点火器进、出水都有阀门控制。单台等离子发生
器最大流量：10t/h。
图像火检系统
图像火检系统是用来监视等 离子点火火焰的。在等离子燃 烧器原窥视孔位置各安装一个 带CCD摄像机的火检探头，其视 频信号送至集控室大屏幕。单
只探头所需的冷却风量
150Nm3/h。 冷却风由专用火检 冷却风机供给。