1、等離子點火系統(tǒng)等離子點火系統(tǒng) 張國華主要內(nèi)容一. . 概述二. . 等離子點火系統(tǒng)組成及工作原理 1 基本原理 2 等離子燃燒器點火原理 3 等離子燃燒器燃燒機理三. . 等離子點火系統(tǒng)的投入投入及注意事項四. . 等離子點火的保護(hù)邏輯 五. . 其它問題大型工業(yè)煤粉鍋爐的點火和穩(wěn)燃傳統(tǒng)上都是采大型工業(yè)煤粉鍋爐的點火和穩(wěn)燃傳統(tǒng)上都是采用燃燒重油或天然氣等稀有燃料來實現(xiàn)的，近年來，用燃燒重油或天然氣等稀有燃料來實現(xiàn)的，近年來，隨著世界性的能源緊張，原油價格不斷上漲，火力隨著世界性的能源緊張，原油價格不斷上漲，火力發(fā)電燃油愈來愈受到限制。因此鍋爐點火和穩(wěn)燃用發(fā)電燃油愈來愈受到限制。因此鍋爐點火和穩(wěn)

2、燃用油被做為一項重要的指標(biāo)來考核，為了減少重油油被做為一項重要的指標(biāo)來考核，為了減少重油（天然氣）的耗量，傳統(tǒng)的做法是提高煤粉的磨細(xì)（天然氣）的耗量，傳統(tǒng)的做法是提高煤粉的磨細(xì)度，提高風(fēng)粉混合物和二次風(fēng)的預(yù)熱溫度，采用預(yù)度，提高風(fēng)粉混合物和二次風(fēng)的預(yù)熱溫度，采用預(yù)燃室燃燒器，選用小油槍點火等等燃室燃燒器，選用小油槍點火等等而而等離子煤粉點火裝置，采用直流空氣等離等離子煤粉點火裝置，采用直流空氣等離子體作為點火源，實現(xiàn)子體作為點火源，實現(xiàn)了了鍋爐的冷態(tài)啟動不用一滴鍋爐的冷態(tài)啟動不用一滴油油的無油點火。的無油點火。一、概述等離子點火燃燒器的優(yōu)點： 1）經(jīng)濟：采用等離子點火運行和技術(shù)維護(hù)費僅是使用重

3、油點火時費用的15%20%；2）環(huán)保：由于點火時不燃用油品，電除塵裝置可以在點火初期投入，因此，減少了點火初期排放大量煙塵對環(huán)境的污染；另外，電廠采用單一燃料后，減少了油品的運輸和儲存環(huán)節(jié)，亦改善了電廠的環(huán)境；3）高效：等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團（OH、H2、O2）、離子（O2、H2、OH、O、H）和電子等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，促進(jìn)燃料完全燃燒； 4）簡單：電廠可以單一燃料運行，簡化了系統(tǒng)，簡化了運行方式； 5）安全：取消爐前燃油系統(tǒng)，也自然避免了經(jīng)常由于燃油系統(tǒng)造成的各種事故二、等離子點火的系統(tǒng)構(gòu)成二、等離子點火的系統(tǒng)構(gòu)成 等離子發(fā)生器、等離子燃燒器、直流電

4、源柜、圖像火檢探頭、控制部分、輔助部分。等離子點火系統(tǒng)組成有：1 1、等離子發(fā)生器：等離子發(fā)生器是利用直流電在介質(zhì) 氣體中接觸引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體的設(shè)備。2 2 、等離子燃燒器：穩(wěn)定、高效地組織煤粉燃燒。3 3 、直流電源柜：將低壓交流電源轉(zhuǎn)換為等離子發(fā)生器所需的直流電源。4 4 、圖像火檢探頭：監(jiān)視等離子燃燒器的燃燒狀況。5 5 、控制部分：監(jiān)測并操作系統(tǒng)的運行?；驹?、等離子體、等離子體2、等離子發(fā)生器點火原理、等離子發(fā)生器點火原理3、等離子點火的工作原理、等離子點火的工作原理1 、等離子體 等離子體被定義為除固、液、等離子體被定義為除固、液、氣三態(tài)之外

5、的第四態(tài)物質(zhì)存在形式，氣三態(tài)之外的第四態(tài)物質(zhì)存在形式，對外為中性，而在等離子體內(nèi)含有對外為中性，而在等離子體內(nèi)含有大量陰陽離子，形成溫度大量陰陽離子，形成溫度T5000K的，溫度梯度極大的局部高的，溫度梯度極大的局部高溫區(qū)。溫區(qū)。 2、等離子燃燒器點火原理、等離子燃燒器點火原理 利用直流電流（280-350A）在介質(zhì)氣壓0.01-0.03Mpa的條件下接觸引弧，并在強磁場下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在燃燒器的一次燃燒筒中形成T5000K的梯度極大的局部高溫區(qū)，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，并在10-3秒內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)物，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。由于反應(yīng)

6、是在氣相中進(jìn)行，使混合物組分的粒級發(fā)生了變化。因而使煤粉的燃燒速度加快，也有助于加速煤粉的燃燒，這樣就大大地減少促使煤粉燃燒所需要的引燃能量E（E等=1/6E油）(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(2)陰極 發(fā)生器為磁穩(wěn)空氣載體等離子發(fā)生器，它由線圈、陰極、陽極組成。其中陰極材料采用高導(dǎo)電率的金屬材料或非金屬材料制成。陽極由高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率及抗氧化的金屬材料制成，它們均采用水冷方式，以承受電弧高溫沖擊。線圈在高溫250情況下具有抗2000V的直流電壓擊穿能力，電源采用全波整流并具有恒流性能。 拉弧原理拉弧

7、原理3、等離子燃燒器、等離子燃燒器燃燒機理根據(jù)高溫等離子體有限能量不可能同無限的煤粉量及風(fēng)速相匹配的原則設(shè)計了多級燃燒器。它的意義在于應(yīng)用多級放大的原理，使系統(tǒng)的風(fēng)粉濃度、氣流速度處于一個十分有利于點火的工況條件，從而完成一個持續(xù)穩(wěn)定的點火、燃燒過程。提高燃燒效率。在建立一級點火燃燒過程中我們采用了將經(jīng)過濃縮的煤粉垂直送入等離子火炬中心區(qū)，5000的高溫等離子體同濃煤粉的匯合及所伴隨的物理化學(xué)過程使煤粉原揮發(fā)份的含量提高了80%，其點火延遲時間不大于1秒。在設(shè)計上該燃燒器出力約在設(shè)計上該燃燒器出力約為為500 800kg/h，其噴口溫度不低于，其噴口溫度不低于1200。等離子點火原理等離子體發(fā)

8、生器特制彎頭一級火焰二級火焰三級火焰 三 、等離子點火系統(tǒng)的投入1 1 等離子系統(tǒng)冷卻水泵的啟動、運行及停止等離子系統(tǒng)冷卻水泵的啟動、運行及停止 啟動啟動（1 1）檢修工作已結(jié)束，工作票已終結(jié)；）檢修工作已結(jié)束，工作票已終結(jié)；（2 2）冷卻水系統(tǒng)已投入運行；）冷卻水系統(tǒng)已投入運行；（3 3）冷卻水泵手動盤車靈活，冷卻水泵注水；）冷卻水泵手動盤車靈活，冷卻水泵注水；（4 4）檢查有關(guān)溫度表及壓力表完好，開啟壓力表和壓力開關(guān)一次門；）檢查有關(guān)溫度表及壓力表完好，開啟壓力表和壓力開關(guān)一次門；（5 5）測等離子冷卻水泵電機絕緣合格后送電；）測等離子冷卻水泵電機絕緣合格后送電；（6 6）將等離子冷卻水泵

9、控制開關(guān)置）將等離子冷卻水泵控制開關(guān)置“遠(yuǎn)控遠(yuǎn)控”位；位；（7 7）啟動一臺等離子冷卻水泵；）啟動一臺等離子冷卻水泵；（8 8）檢查水泵及電機運行正常，冷卻水系統(tǒng)管道無泄露，冷卻水母管壓力）檢查水泵及電機運行正常，冷卻水系統(tǒng)管道無泄露，冷卻水母管壓力0.5Mpa0.5Mpa左右；左右；（9 9）投入另一臺泵）投入另一臺泵“聯(lián)鎖聯(lián)鎖”； （1010）檢查開啟各角等離子點火裝置冷卻水進(jìn)、回水門；）檢查開啟各角等離子點火裝置冷卻水進(jìn)、回水門；（1111）檢查各角等離子冷卻水壓力正常，無泄漏現(xiàn)象。）檢查各角等離子冷卻水壓力正常，無泄漏現(xiàn)象。運行（1）機組正常運行時一臺泵運行，另一臺泵備用。正常運行冷卻

10、水母管壓力0.4Mpa，發(fā)生器前的冷卻水壓力不低于0.3Mpa，進(jìn)、回水的壓差不0.2MPa，水溫不高于40；（2）冷卻水母管壓力0.35Mpa時，備用泵自啟動。停止（1）鍋爐停運后，即可停用等離子冷卻水泵；（2）將備用冷卻水泵“聯(lián)鎖”解除；（3）停運冷卻水泵，關(guān)閉兩臺等離子冷卻水泵出、入口門。2 等離子點火器 拉弧前檢查和準(zhǔn)備（1）檢修工作已結(jié)束，工作票終結(jié)，檢查系統(tǒng)設(shè)備良好；（2）引風(fēng)機、送風(fēng)機投入，鍋爐吹掃完成，MFT復(fù)位，鍋爐具備點火條件；（3）送上等離子點火裝置電源；（4）啟動任一臺冷卻水泵，調(diào)節(jié)冷卻水母管壓力0.4 Mpa， 檢查發(fā)生器前冷卻水壓力0.3MPa，冷卻水溫度40；（5

11、）啟動任一臺等離子圖像火檢冷卻風(fēng)機，調(diào)節(jié)等離子圖像火檢冷卻風(fēng)壓力2.5kPa，檢查壓縮空氣系統(tǒng)母管壓力不0.5MPa，調(diào)整等離子點火裝置入口載體壓力：A層等離子一級載體風(fēng)0.1 MPa左右，二級載體風(fēng)0.05MPa左右,B層等離子載體風(fēng)10KPa左右。（6）投入等離子監(jiān)控裝置；（7）任一臺一次風(fēng)機、密封風(fēng)機運行，一次風(fēng)壓、風(fēng)量正常，密封風(fēng)壓與一次風(fēng)壓壓差正常。2.24.3.4 等離子點火器運行注意事項：（1）鍋爐在點火前必須投運等離子圖像火檢冷卻風(fēng)機；（2）鍋爐滅火后，再次啟動等離子點火系統(tǒng)前，必須進(jìn)行爐膛吹掃。點火時，必須在等離子發(fā)生器拉弧后方可開啟A(B)磨各出口氣動插板門，啟動A(B)磨

12、煤機，防止一次風(fēng)管內(nèi)淤積的煤粉進(jìn)入爐膛內(nèi)部造成安全隱患；（3）運行期間觀察并記錄好尾部煙道及空氣預(yù)熱器煙道的溫度顯示；（4）等離子點火器投入初期，注意觀察火焰燃燒情況，合理配備一、二次風(fēng)，調(diào)整A(B)磨給煤量、出口溫度適合，維持燃燒穩(wěn)定；（5）首次點火后，就地觀察火焰是否燃燒正常，并結(jié)合火焰電視圖像，及時調(diào)整；（6）燃燒初期調(diào)整穩(wěn)定后，隨時觀察等離子燃燒器壁溫情況，嚴(yán)格控制壁溫不超限；（7）投用B磨時，若煤粉不能被可靠引燃，應(yīng)及時投入B層等離子點火器；（8）若發(fā)現(xiàn)等離子發(fā)生器冷卻水軟管漏水，應(yīng)立即停用，防止燒壞等離子發(fā)生器；（9）等離子運行期間，不得隨意調(diào)整拉弧間隙，以免影響電弧穩(wěn)定；（10）

13、每次停用等離子點火器前，必須確認(rèn)等離子運行方式為“正常運行方式”；將等離子運行方式切“等離子點火模式”前必須確認(rèn)各角拉弧正常；（11）防止鍋爐尾部發(fā)生二次燃燒：等離子點火過程中，必須投入空預(yù)器連續(xù)吹灰，吹灰前應(yīng)充分疏水。等離子點火初期加強飛灰可燃物的監(jiān)測，如飛灰可燃物偏高，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整一、二次風(fēng)速、磨煤機出力、煤粉細(xì)度、點火功率等，盡可能改善燃燒情況。等離子點火器的停用等離子點火器的停用（1）當(dāng)鍋爐負(fù)荷升至最低穩(wěn)燃負(fù)荷以上時，將等離子運行方式切至“正常運行方式”，停用等離子點火器；（2）等離子點火器停用時，應(yīng)保持燃燒穩(wěn)定，逐個停用；（3）等離子點火器停用后，載體風(fēng)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)正常運行；（4）

14、等離子點火器停用后，等離子圖像火檢冷卻風(fēng)機應(yīng)正常運行，防止等離子點火器圖像火檢探頭燒壞；（5）等離子更換陰極或陽極頭后將累計時間及時清零。1、四角拉弧后，應(yīng)派人到就地檢查拉弧情況啟動中的注意事項5、在等離子點火器運行過程中，電子發(fā)射槍將出現(xiàn)危險電壓，切勿觸摸。電子發(fā)射槍被罩在一個安全防護(hù)罩內(nèi)，防護(hù)罩下部為電氣，冷卻水進(jìn)、出接口，此部位有可能引發(fā)故障，非專業(yè)維護(hù)人員切勿接近 6、在點火初期，要根據(jù)給煤量與磨煤機入口風(fēng)量等參數(shù)，做好風(fēng)粉速度、煤粉濃度等重要參數(shù)異常的預(yù)想，并在點火的過程中，根據(jù)煤粉著火情況，有根據(jù)地加以調(diào)整。 7、等離子點火裝置運行期間，應(yīng)加強燃燒器金屬壁溫的監(jiān)視，若壁溫上升速度超

15、過30/min，應(yīng)采取下列措施降低壁溫：1）適當(dāng)增加一次風(fēng)速；2）適當(dāng)減少給煤量；3）適當(dāng)降低一次風(fēng)溫；4）適當(dāng)降低等離子點火裝置的電流。五、 等離子點火系統(tǒng)的保護(hù)邏輯 鍋爐FSSS系統(tǒng)邏輯不作根本性修改，爐運行時，燃燒器的火焰保護(hù)仍采用鍋爐FSSS系統(tǒng)，燃燒器火焰“有/無”的判據(jù)等均由FSSS系統(tǒng)給出，并在判斷滅火時跳閘相應(yīng)的磨煤機。(1) FSSS系統(tǒng)僅對等離子燃燒器對應(yīng)磨煤機啟動條件加入置工作方式的邏輯模塊，邏輯置“等離子模式”時，等離子發(fā)生器工作，由等離子燃燒器保持燃燒穩(wěn)定，以便滿足不投油槍，啟動磨煤機的條件，此狀態(tài)為燃燒器的“等離子模式”；邏輯置“正常模式”時，等離子發(fā)生器停用，等離

16、子燃燒器作為主燃燒器使用，此狀態(tài)為燃燒器的“正常模式”。 等離子點火系統(tǒng)啟停邏輯及聯(lián)鎖保護(hù)等離子點火系統(tǒng)啟停邏輯及聯(lián)鎖保護(hù)等離子點火系統(tǒng)共包括以下設(shè)備：A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4等離子點火裝置；A/B冷卻水泵、載體風(fēng)、冷爐制粉加熱裝置。系統(tǒng)自動判斷等離子點火模式或正常點火模式，兩者的主要區(qū)別是正常模式時，等離子裝置2/4及以上啟弧失敗不跳閘磨煤機。點火模式在DCS畫面顯示，但不能手動切換。（1）公共邏輯）公共邏輯（A）等離子層運行如本層）等離子層運行如本層4/4等離子體發(fā)生器啟弧均成功，則認(rèn)為本等離子體發(fā)生器啟弧均成功，則認(rèn)為本等離子層運行。等離子層運行。（B）等離子點火模

17、式、等離子穩(wěn)燃燒模式）等離子點火模式、等離子穩(wěn)燃燒模式（a）等離子點火模式置位條件：（手動投入或任一個等離子體發(fā)生器啟弧成功），且無C/D/E/F任一磨煤機運行；（b）等離子點火模式復(fù)位條件：C/D/E/F任一磨煤機運行；（c）等離子穩(wěn)燃模式定義為等離子點火模式取非。（d）等離子點火模式時，由等離子裝置提供煤粉點火能量；本層等離子裝置2/4及以上斷弧，跳閘對應(yīng)磨煤機；等離子穩(wěn)燃模式時，等離子裝置退出不會跳閘磨煤機。（e）磨跳閘（脈沖信號）停止等離子裝置，與模式無關(guān)（廠家只要求在等離子點火模式下）；（f）磨組失去2/4及以上煤火焰，是否跳磨，取決于爐內(nèi)燃燒工況。若以等離子點火/穩(wěn)燃模式界定邊界，

18、一般認(rèn)為等離子點火模式時，燃燒條件較差，跳磨；等離子穩(wěn)燃模式時，負(fù)荷較高，可不跳磨。緊急停緊急停A A磨煤機磨煤機在等離子點火模式下，如以下條件全部滿足，則緊急停A磨煤機。（a）A層2/4等離子體發(fā)生器斷弧，延時2秒；（b）A磨煤機運行； （c）機組負(fù)荷35%；（D）MFT動作跳閘等離子MFT動作或A磨煤機跳閘，則聯(lián)鎖跳閘本層對應(yīng)的所有等離子點火裝置。（E）等離子裝置報警等離子燃燒器前端壁溫測點400報警，等離子燃燒器中心壁溫測點400報警。（2）等離子點火裝置A/B煤層各4臺，共8臺等離子點火裝置邏輯相同，在啟動允許條件滿足后，運行人員可手動操作啟動等離子點火裝置，啟動成功后，可手動增/減等

19、離子點火裝置電流、進(jìn)/退等離子點火裝置陰極、增/減等離子點火裝置間隙。下面以A1為例說明：啟動允許條件（a）等離子點火條件滿足；（b）A磨點火能量滿足；（c）A磨快速停條件不存在；（d）A磨緊急停條件不存在； （e）A1等離子體整流柜遙控位；（10HJA11GH001-FI）（f）A1等離子體發(fā)生器風(fēng)壓滿足；（10HJA11GH001-P1）（g）A1等離子體發(fā)生器水壓滿足；（10HJA11GH001-P2）（h）A1等離子體發(fā)生器允許啟動；（10HJA11GH001-YX）（i）無等離子體發(fā)生器跳閘條件。備注：任一等離子啟弧成功后，閉鎖燃燒器噴嘴擺動執(zhí)行機構(gòu)操作。聯(lián)鎖跳閘條件（a）MFT動作；（b）A磨煤機跳閘（脈沖信號）；（c）A1等離子體發(fā)生器風(fēng)壓滿足信號消失，延時2秒；（d）A1等離子