1、劉偉劉偉 2012.08.162012.08.16鍋爐等離子點火及燃燒調(diào)整鍋爐等離子點火及燃燒調(diào)整 主要內(nèi)容一.等離子點火的基本原理三. 磨煤機(jī)與等離子點火之間的關(guān)聯(lián)及需要把握的技術(shù)參數(shù)四.鍋爐燃燒調(diào)整四.鍋爐蒸汽參數(shù)控制五.結(jié)語 1、等離子體 2、等離子發(fā)生器(6)電源等離子體電弧 放電腔(7)壓縮空氣進(jìn)口(9)出水口(8)進(jìn)水口(4)可更換陰極頭(1)陽極(3)線圈 (5)直線電機(jī)(2)陰極 3、等離子燃燒器點火原理點火機(jī)理1等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器二次風(fēng)二次風(fēng)等離子發(fā)生器利用直流電流（等離子發(fā)生器利用直流電流（300A,300V）在介質(zhì)氣壓（在介質(zhì)氣壓（0.010

2、.03MPa）的條件下接）的條件下接觸引弧，并在強(qiáng)磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的觸引弧，并在強(qiáng)磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體；直流空氣等離子體；等離子體被定義為除固、液、氣三態(tài)之外的等離子體被定義為除固、液、氣三態(tài)之外的第四態(tài)物質(zhì)存在形式，內(nèi)含有大量化學(xué)活性第四態(tài)物質(zhì)存在形式，內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，形成溫度的粒子，形成溫度T5000K的，溫度梯度極的，溫度梯度極大的局部高溫區(qū)。大的局部高溫區(qū)。二次風(fēng)二次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng) 3、等離子燃燒器點火原理點火機(jī)理2等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)煤粉通過溫度高達(dá)煤粉通過溫度高達(dá)4000、含有、含有

3、大量化學(xué)活性粒子的大量化學(xué)活性粒子的等離子體火等離子體火核時，迅速破裂、氣化，并可再核時，迅速破裂、氣化，并可再造揮發(fā)分，以其較低的點火功率造揮發(fā)分，以其較低的點火功率穩(wěn)定地將煤粉直接點燃。穩(wěn)定地將煤粉直接點燃。 3、等離子燃燒器點火原理點火機(jī)理3等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)一級煤粉火一級煤粉火焰焰二級煤粉火二級煤粉火焰焰三級煤粉火三級煤粉火焰焰 2.3等離子燃燒器點火原理點火機(jī)理3等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)等離子燃燒器采用分級點火技術(shù)，出力可達(dá)等離子燃燒器采用分級點火技術(shù)，出力可

4、達(dá)12T/h12T/h；后級的煤粉對前級燃燒筒壁其冷卻作；后級的煤粉對前級燃燒筒壁其冷卻作用，保證燃燒器壁不超溫、結(jié)渣，同時，燃用，保證燃燒器壁不超溫、結(jié)渣，同時，燃燒器壁上裝有可更換熱電偶，在集控室內(nèi)可燒器壁上裝有可更換熱電偶，在集控室內(nèi)可實時監(jiān)視壁溫實時監(jiān)視壁溫 4 4、等離子點火的系統(tǒng)構(gòu)成、等離子點火的系統(tǒng)構(gòu)成 System 系統(tǒng)系統(tǒng)一次風(fēng)速檢測冷卻水泵檢測直流電源柜觸摸屏PLC至DCSPROFIBUS通訊燃燒器溫度鍋爐和制粉系統(tǒng)保護(hù)信號控制部分控制部分System 系統(tǒng)系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)來自水箱回水箱等離子發(fā)生器就地壓力表差壓開關(guān)System 系統(tǒng)系統(tǒng)高壓風(fēng)系統(tǒng)高壓風(fēng)系統(tǒng)高壓風(fēng)機(jī)

5、等離子發(fā)生器就地壓力表差壓開關(guān) 5、不發(fā)生爐膛爆破、二次燃燒 各項參數(shù)的有效控制 是提高燃燒效率 不發(fā)生爐膛爆破、二次燃燒的關(guān)鍵煤質(zhì)煤質(zhì)點火功率點火功率煤粉濃度煤粉濃度煤粉細(xì)度煤粉細(xì)度一次風(fēng)速度一次風(fēng)速度一次風(fēng)溫度一次風(fēng)溫度濕度濕度 各項參數(shù)的影響1.揮發(fā)分為揮發(fā)分為36.1%的煤粉在兩種煤粉細(xì)度下濃的煤粉在兩種煤粉細(xì)度下濃度與層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊年P(guān)系度與層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊年P(guān)系 利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的著火特性與直接點燃煤粉的基本著火特性與直接點燃煤粉的基本條件條件煤粉濃度（kg/kg）圖3-1 一種揮發(fā)分為36.1%的煤粉在兩種細(xì)度下 濃度與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊年P(guān)系火

6、焰?zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）平均粒徑33m平均粒徑9m 各項參數(shù)的影響2.揮發(fā)分為揮發(fā)分為16.9%的煤粉在兩種細(xì)度下的煤粉在兩種細(xì)度下濃度與火焰濃度與火焰 傳播速度的關(guān)系傳播速度的關(guān)系圖3-2 一種揮發(fā)分為16.9%的煤粉在兩種細(xì)度下 濃度與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊年P(guān)系煤粉濃度（kg/kg）火焰?zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）平均粒徑27m平均粒徑10m利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的著火特性與直接點燃煤粉的基本著火特性與直接點燃煤粉的基本條件條件 各項參數(shù)的影響3.揮發(fā)分為揮發(fā)分為36.1%、29.2%、16.9%三種細(xì)煤粉三種細(xì)煤粉的濃度與火焰禪波速度的關(guān)系的濃度與火焰禪波速度的關(guān)系圖3-3

7、 揮發(fā)分為36.1%、29.2%、16.9%三種細(xì)煤粉的 濃度與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊年P(guān)系煤粉濃度（kg/kg）火焰?zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）揮發(fā)分，粒徑 揮發(fā)分，粒徑揮發(fā)分，粒徑利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的著火特性與直接點燃煤粉的基本著火特性與直接點燃煤粉的基本條件條件 各項參數(shù)的影響4.揮發(fā)分為揮發(fā)分為36.1%的粗煤粉的粗煤粉 中加入中加入2%甲甲烷時對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懲闀r對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊?圖3-4 一種揮發(fā)分為36.1%的粗煤粉中加入2%甲烷時 對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懟鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）煤粉濃度（kg/kg）煤粉粒徑 煤粉粒徑 加2%甲烷煤粉粒徑利用冷熱態(tài)試驗裝置

8、掌握煤粉的利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的著火特性與直接點燃煤粉的基本著火特性與直接點燃煤粉的基本條件條件 各項參數(shù)的影響 5.揮發(fā)份為揮發(fā)份為36.6%的粗煤粉中加入一部份細(xì)煤的粗煤粉中加入一部份細(xì)煤粉時對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠胺蹠r對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊憟D3-5 一種揮發(fā)分為36.6%的粗煤粉中加入一部分細(xì)煤粉時 對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懨悍蹪舛龋╧g/kg）火焰?zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）50%14m 50%41m25%14m 75%41m41m14m10m利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的著火特性與直接點燃煤粉的基本著火特性與直接點燃煤粉的基本條件條件 各項參數(shù)的影響6.揮發(fā)份為揮發(fā)份為1

9、6.3%的細(xì)煤粉中加入的細(xì)煤粉中加入35的巖石粉時對火焰?zhèn)鞑サ捻懙膸r石粉時對火焰?zhèn)鞑サ捻憟D3-6 一種揮發(fā)分為16.3%的細(xì)煤粉中加入35%巖石粉時 對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懟鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）加35%巖石粉煤粉濃度（kg/kg）無巖石粉利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的利用冷熱態(tài)試驗裝置掌握煤粉的著火特性與直接點燃煤粉的基本著火特性與直接點燃煤粉的基本條件條件6、改造后燃燒器結(jié)構(gòu)7 7、等離子點火燃燒器的布置、等離子點火燃燒器的布置等離子燃燒器兼等離子燃燒器兼主燃燒器一般安主燃燒器一般安裝在下數(shù)第一層裝在下數(shù)第一層或第二層?；虻诙印为氃O(shè)立等離子單獨設(shè)立等離子燃燒器一般安裝燃燒器一般安裝在下二次

10、風(fēng)道內(nèi)。在下二次風(fēng)道內(nèi)。7 7、等離子點火燃燒器的布置、等離子點火燃燒器的布置等離子燃燒器的數(shù)量等離子燃燒器的數(shù)量十萬千瓦等級及以下機(jī)十萬千瓦等級及以下機(jī)組鍋爐一般安裝對角兩組鍋爐一般安裝對角兩臺臺,最多三臺；最多三臺；二十萬千瓦等級及以上二十萬千瓦等級及以上機(jī)組鍋爐根據(jù)爐型不同，機(jī)組鍋爐根據(jù)爐型不同，一臺磨煤機(jī)對應(yīng)的煤粉一臺磨煤機(jī)對應(yīng)的煤粉管道及燃燒器，四角切管道及燃燒器，四角切圓鍋爐一般安裝圓鍋爐一般安裝4臺，臺，墻式燃燒鍋爐根據(jù)磨煤墻式燃燒鍋爐根據(jù)磨煤機(jī)情況不同安裝機(jī)情況不同安裝46臺；臺；7 7、等離子點火燃燒器的布置、等離子點火燃燒器的布置切圓燃燒鍋爐切圓燃燒鍋爐等離子燃燒器兼主燃燒

11、器等離子燃燒器兼主燃燒器 ：系統(tǒng)簡潔、燃燒器出力與系統(tǒng)簡潔、燃燒器出力與主燃燒器基本相同，目前，多采用該方式。主燃燒器基本相同，目前，多采用該方式。典型工程典型工程直吹式制粉系統(tǒng)直吹式制粉系統(tǒng)托克托電廠托克托電廠1#、2#（600MW）；）；盤山電廠盤山電廠4#（600MW）；）；元寶山電廠元寶山電廠3#（600MW）；）；豐城電廠豐城電廠1#4#（300MW）；）；華能平?jīng)鲭姀S（華能平?jīng)鲭姀S（300MW）；）；云南宣威電廠云南宣威電廠9#、10#（300MW）；）；廣東恒運電廠（廣東恒運電廠（200MW） 中間儲倉式制粉系統(tǒng)中間儲倉式制粉系統(tǒng)大同第二發(fā)電廠大同第二發(fā)電廠1#6#（200MW）

12、；）；江蘇徐州電廠江蘇徐州電廠7#（200MW）；）； 包頭二電廠包頭二電廠1#（100MW）；）；煤粉分離器一次風(fēng)管道等離子燃燒器二次風(fēng)箱8 8、 煤粉來源煤粉來源- -熱風(fēng)來源熱風(fēng)來源中間倉儲式系統(tǒng)-本爐余粉鄰爐來粉直吹式系統(tǒng)本爐制粉,關(guān)鍵是解決熱風(fēng)來源煤粉來源煤粉來源- -熱風(fēng)來源熱風(fēng)來源- 加熱器的系統(tǒng)布置加熱器的系統(tǒng)布置加熱器布置在進(jìn)磨風(fēng)道上加熱器布置在進(jìn)磨風(fēng)道上 加熱器冷風(fēng)熱風(fēng)A磨加熱器布置在冷風(fēng)道上風(fēng)道上加熱器布置在冷風(fēng)道上風(fēng)道上優(yōu)點：正常運行中阻力優(yōu)點：正常運行中阻力較小、維護(hù)容易。較小、維護(hù)容易。缺點：對小油槍加熱的缺點：對小油槍加熱的方式系統(tǒng)復(fù)雜、耗能較方式系統(tǒng)復(fù)雜、耗能較

13、高高煤粉來源煤粉來源- -熱風(fēng)來源熱風(fēng)來源- 蒸汽加熱器蒸汽加熱器優(yōu)點：優(yōu)點： 徹底不用油；徹底不用油； 系統(tǒng)相對簡單，系統(tǒng)相對簡單， 維護(hù)量較小。維護(hù)量較小。缺點：缺點： 全廠全停時沒有全廠全停時沒有汽源；汽源； 加熱溫度有限，加熱溫度有限，燃煤水分較高時燃煤水分較高時滿足不了啟動的滿足不了啟動的要求；要求； 布置在總風(fēng)道布置在總風(fēng)道時正常運行中阻時正常運行中阻力力煤粉來源煤粉來源- -熱風(fēng)來源熱風(fēng)來源- 小油槍加熱器小油槍加熱器關(guān)鍵：燃燒效率；關(guān)鍵：燃燒效率； 滅火保護(hù)；滅火保護(hù)； 油管路清潔油管路清潔。優(yōu)點：優(yōu)點： 全廠全停時可以全廠全停時可以冷爐啟動；冷爐啟動； 能滿足高水分煤能滿足高

14、水分煤種啟動的要求；種啟動的要求； 布置在總風(fēng)道是布置在總風(fēng)道是正常運行中阻力小。正常運行中阻力小。缺點：缺點： 啟動過程要用少啟動過程要用少量的燃油；量的燃油； 系統(tǒng)相對較復(fù)系統(tǒng)相對較復(fù)雜，維護(hù)量稍大。雜，維護(hù)量稍大。滿足啟動曲線的要求滿足啟動曲線的要求中速磨影響磨煤機(jī)最低出力的關(guān)鍵磨煤機(jī)振動。風(fēng)環(huán)風(fēng)速過低導(dǎo)致壓磨。碾磨出力通風(fēng)出力干燥出力分離出力滿足啟動曲線的要求滿足啟動曲線的要求 影響磨煤機(jī)出力的因素滿足啟動曲線的要滿足啟動曲線的要求：求：降低中速磨煤降低中速磨煤機(jī)出力的措施機(jī)出力的措施 降低碾磨出力：轉(zhuǎn)降低碾磨出力：轉(zhuǎn)速、速、滾壓滾壓和線型熱控和線型熱控配合；配合； 干燥出力：不可調(diào)整

15、；干燥出力：不可調(diào)整； 分離出力：關(guān)小折向分離出力：關(guān)小折向擋板擋板增大循環(huán)倍率增大循環(huán)倍率運行中恢復(fù)；運行中恢復(fù)； 降低通風(fēng)出力：降低通風(fēng)出力：防防止堵管，防止壓磨止堵管，防止壓磨。9 9、采取措施防止再熱器超溫、采取措施防止再熱器超溫適當(dāng)加大上部燃燒器投入二次風(fēng)量 爐膛出口煙溫維持在430470 ，低于RH干燒溫度538 等離子投入能滿足汽機(jī)高壓缸啟動方式的要求9 9、防止投入功率的節(jié)躍、防止投入功率的節(jié)躍擴(kuò)大等離子燃燒器的出力范圍，使其既擴(kuò)大等離子燃燒器的出力范圍，使其既能適應(yīng)低負(fù)荷的要求，又能適應(yīng)最大出能適應(yīng)低負(fù)荷的要求，又能適應(yīng)最大出力的要求。力的要求。第一臺磨煤機(jī)達(dá)到最大負(fù)荷后再投

16、入第第一臺磨煤機(jī)達(dá)到最大負(fù)荷后再投入第二臺磨煤機(jī)二臺磨煤機(jī),并及時將第一臺磨煤機(jī)出力并及時將第一臺磨煤機(jī)出力降低。降低。10、等離子點火與防爆煤種濃度下限min(kg/m3)濃度上限marckg/m3易爆濃度ikg/m3最大瀑炸壓力PmaxMPa最低含氧量Q2min%煙煤 0.320.47 34 1.22 0.130.17 19 褐煤 0.20.25 56 1.72 0.310.33 18 有爆炸危險的煤粉濃度和氧量有爆炸危險的煤粉濃度和氧量1111、有效地監(jiān)控和保護(hù)有效地監(jiān)控和保護(hù)- -等離子點等離子點火裝置與火裝置與DCSDCS、FSSSFSSS的接口設(shè)計的接口設(shè)計A) 在DCS設(shè)計磨煤機(jī) “正常運行模式”與“等離子運行模式”，并可切換；B) “正常運行模式”運行時，F(xiàn)磨煤機(jī)維持原有的FSSS邏輯；C) “等離子運行模式”運行時，按等離子運行設(shè)置保護(hù)；D）等離子的控制可進(jìn)入DCS也可獨立設(shè)置控制盤。等離子點火需要把握的技術(shù)參數(shù)1）等離子電流：280300A；2）載體工質(zhì)氣壓：5KPa15KPa;3）冷卻水壓力：0.40.8MPa；4）煤粉濃度：0.20.5kg/kg