锅炉点火及燃烧调整

1、刘伟刘伟 2012.08.162012.08.16 锅炉等离子点火及燃烧调整锅炉等离子点火及燃烧调整 主要内容 一.等离子点火的基本原理 三. 磨煤机与等离子点火之间的关 联及需要把握的技术参数 四.锅炉燃烧调整 四.锅炉蒸汽参数控制 五.结语 1、等离子体 2、等离子发生器 (6)电 源 等 离 子 体电 弧 放 电 腔 (7)压 缩 空 气 进 口 (9)出 水 口 (8)进 水 口 (4)可 更 换 阴 极 头(1)阳 极(3)线 圈 (5)直 线 电 机(2)阴 极 3、等离子燃烧器点火原理 点火机理1 等离子发生器等离子发生器 等离子燃烧器等离子燃烧器 二次风二次风 等离子发生器利用

2、直流电流（等离子发生器利用直流电流（300A,300V） 在介质气压（在介质气压（0.010.03MPa）的条件下接）的条件下接 触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的 直流空气等离子体；直流空气等离子体； 等离子体被定义为除固、液、气三态之外的等离子体被定义为除固、液、气三态之外的 第四态物质存在形式，内含有大量化学活性第四态物质存在形式，内含有大量化学活性 的粒子，形成温度的粒子，形成温度T5000K的，温度梯度极的，温度梯度极 大的局部高温区。大的局部高温区。 二次风二次风 一次风一次风 3、等离子燃烧器点火原理 点火机理2 等离子发生器等离子发生器

3、 等离子燃烧器等离子燃烧器 二次风二次风 二次风二次风 一次风一次风 煤粉通过温度高达煤粉通过温度高达4000、含有、含有 大量化学活性粒子的大量化学活性粒子的等离子体火等离子体火 核时，迅速破裂、气化，并可再核时，迅速破裂、气化，并可再 造挥发分，以其较低的点火功率造挥发分，以其较低的点火功率 稳定地将煤粉直接点燃。稳定地将煤粉直接点燃。 3、等离子燃烧器点火原理 点火机理3 等离子发生器等离子发生器 等离子燃烧器等离子燃烧器 二次风二次风 二次风二次风 一次风一次风 一级煤粉火一级煤粉火 焰焰 二级煤粉火二级煤粉火 焰焰 三级煤粉火三级煤粉火 焰焰 2.3等离子燃烧器点火原理 点火机理3

4、等离子发生器等离子发生器 等离子燃烧器等离子燃烧器 二次风二次风 二次风二次风 一次风一次风 等离子燃烧器采用分级点火技术，出力可达等离子燃烧器采用分级点火技术，出力可达 12T/h12T/h；后级的煤粉对前级燃烧筒壁其冷却作；后级的煤粉对前级燃烧筒壁其冷却作 用，保证燃烧器壁不超温、结渣，同时，燃用，保证燃烧器壁不超温、结渣，同时，燃 烧器壁上装有可更换热电偶，在集控室内可烧器壁上装有可更换热电偶，在集控室内可 实时监视壁温实时监视壁温 4 4、等离子点火的系统构成、等离子点火的系统构成 System 系统系统 一次风速检测冷却水泵检测 直流电源柜 触摸屏 PLC 至DCS PROFIBUS

5、通讯 燃烧器温度 锅炉和制粉系统保护信号 控制部分控制部分 System 系统系统 冷却水系统冷却水系统 来自水箱 回水箱 等离子发生器 就地压力表 差压开关 System 系统系统 高压风系统高压风系统 高压风机 等离子发生器 就地压力表 差压开关 5、不发生炉膛爆破、二次燃烧 各项参数的有效控制 是提高燃烧效率 不发生炉膛爆破、二次燃烧的关键 煤质煤质 点火功率点火功率 煤粉浓度煤粉浓度 煤粉细度煤粉细度 一次风速度一次风速度 一次风温度一次风温度 湿度湿度 各项参数的影响 1.挥发分为挥发分为36.1%的煤粉在两种煤粉细度下浓的煤粉在两种煤粉细度下浓 度与层流火焰传播速度的关系度与层流火

6、焰传播速度的关系 利用冷热态试验装置掌握煤粉的利用冷热态试验装置掌握煤粉的 着火特性与直接点燃煤粉的基本着火特性与直接点燃煤粉的基本 条件条件 煤 粉 浓 度 （ k g / k g ） 图 3 - 1 一 种 挥 发 分 为 3 6 . 1 % 的 煤 粉 在 两 种 细 度 下 浓 度 与 火 焰 传 播 速 度 的 关 系 火焰传播速度（cm/s） 平 均 粒 径 3 3 m 平 均 粒 径 9 m 各项参数的影响 2.挥发分为挥发分为16.9%的煤粉在两种细度下的煤粉在两种细度下 浓度与火焰浓度与火焰 传播速度的关系传播速度的关系 图 3-2 一 种 挥 发 分 为 16.9%的 煤

7、粉 在 两 种 细 度 下 浓 度 与 火 焰 传 播 速 度 的 关 系 煤 粉 浓 度 （ kg/kg） 火焰传播速度（cm/s） 平 均 粒 径 27 m 平 均 粒 径 10 m 利用冷热态试验装置掌握煤粉的利用冷热态试验装置掌握煤粉的 着火特性与直接点燃煤粉的基本着火特性与直接点燃煤粉的基本 条件条件 各项参数的影响 3.挥发分为挥发分为36.1%、29.2%、16.9%三种细煤粉三种细煤粉 的浓度与火焰禅波速度的关系的浓度与火焰禅波速度的关系 图 3-3 挥 发 分 为 36.1%、 29.2%、 16.9%三 种 细 煤 粉 的 浓 度 与 火 焰 传 播 速 度 的 关 系 煤

8、 粉 浓 度 （ kg/kg） 火焰传播速度（cm/s） 挥 发 分， 粒 径 挥 发 分， 粒 径 挥 发 分， 粒 径 利用冷热态试验装置掌握煤粉的利用冷热态试验装置掌握煤粉的 着火特性与直接点燃煤粉的基本着火特性与直接点燃煤粉的基本 条件条件 各项参数的影响 4.挥发分为挥发分为36.1%的粗煤粉的粗煤粉 中加入中加入2%甲甲 烷时对火焰传播速度的影响烷时对火焰传播速度的影响 图 3-4 一 种 挥 发 分 为 36.1 %的 粗 煤 粉 中 加 入 2 %甲 烷 时 对 火 焰 传 播 速 度 的 影 响 火焰传播速度（cm/s） 煤 粉 浓 度 （ kg/kg） 煤 粉 粒 径 煤

9、粉 粒 径加 2%甲 烷 煤 粉 粒 径 利用冷热态试验装置掌握煤粉的利用冷热态试验装置掌握煤粉的 着火特性与直接点燃煤粉的基本着火特性与直接点燃煤粉的基本 条件条件 各项参数的影响 5.挥发份为挥发份为36.6%的粗煤粉中加入一部份细煤的粗煤粉中加入一部份细煤 粉时对火焰传播速度的影粉时对火焰传播速度的影响 图 3 - 5 一 种 挥 发 分 为 3 6 . 6 % 的 粗 煤 粉 中 加 入 一 部 分 细 煤 粉 时 对 火 焰 传 播 速 度 的 影 响 煤 粉 浓 度 （ k g / k g ） 火焰传播速度（cm/s） 5 0 % 1 4 m 5 0 % 4 1 m 2 5 % 1

10、 4 m 7 5 % 4 1 m 4 1 m 1 4 m 1 0 m 利用冷热态试验装置掌握煤粉的利用冷热态试验装置掌握煤粉的 着火特性与直接点燃煤粉的基本着火特性与直接点燃煤粉的基本 条件条件 各项参数的影响 6.挥发份为挥发份为16.3%的细煤粉中加入的细煤粉中加入35 的岩石粉时对火焰传播的响的岩石粉时对火焰传播的响 图 3-6 一 种 挥 发 分 为 16.3%的 细 煤 粉 中 加 入 35%岩 石 粉 时 对 火 焰 传 播 速 度 的 影 响 火焰传播速度（cm/s） 加 35%岩 石 粉 煤 粉 浓 度 （ kg/kg） 无 岩 石 粉 利用冷热态试验装置掌握煤粉的利用冷热态试

11、验装置掌握煤粉的 着火特性与直接点燃煤粉的基本着火特性与直接点燃煤粉的基本 条件条件 6、改造后燃烧器结构 7 7、等离子点火燃烧器的布置、等离子点火燃烧器的布置 等离子燃烧器兼等离子燃烧器兼 主燃烧器一般安主燃烧器一般安 装在下数第一层装在下数第一层 或第二层。或第二层。 单独设立等离子单独设立等离子 燃烧器一般安装燃烧器一般安装 在下二次风道内。在下二次风道内。 7 7、等离子点火燃烧器的布置、等离子点火燃烧器的布置 等离子燃烧器的数量等离子燃烧器的数量 十万千瓦等级及以下机十万千瓦等级及以下机 组锅炉一般安装对角两组锅炉一般安装对角两 台台,最多三台；最多三台； 二十万千瓦等级及以上二十

12、万千瓦等级及以上 机组锅炉根据炉型不同，机组锅炉根据炉型不同， 一台磨煤机对应的煤粉一台磨煤机对应的煤粉 管道及燃烧器，四角切管道及燃烧器，四角切 圆锅炉一般安装圆锅炉一般安装4台，台， 墙式燃烧锅炉根据磨煤墙式燃烧锅炉根据磨煤 机情况不同安装机情况不同安装46台；台； 7 7、等离子点火燃烧器的布置、等离子点火燃烧器的布置 切圆燃烧锅炉切圆燃烧锅炉 等离子燃烧器兼主燃烧器等离子燃烧器兼主燃烧器 ：系统简洁、燃烧器出力与系统简洁、燃烧器出力与 主燃烧器基本相同，目前，多采用该方式。主燃烧器基本相同，目前，多采用该方式。 典型工程典型工程 直吹式制粉系统直吹式制粉系统 托克托电厂托克托电厂1#、

13、2#（600MW）；）； 盘山电厂盘山电厂4#（600MW）；）； 元宝山电厂元宝山电厂3#（600MW）；）； 丰城电厂丰城电厂1#4#（300MW）；）； 华能平凉电厂（华能平凉电厂（300MW）；）； 云南宣威电厂云南宣威电厂9#、10#（300MW）；）； 广东恒运电厂（广东恒运电厂（200MW） 中间储仓式制粉系统中间储仓式制粉系统 大同第二发电厂大同第二发电厂1#6#（200MW）；）； 江苏徐州电厂江苏徐州电厂7#（200MW）；）； 包头二电厂包头二电厂1#（100MW）；）； 煤粉分离器 一次风管道 等 离 子 燃 烧 器 二次风箱 8 8、 煤粉来源煤粉来源- -热风来源热

14、风来源 中间仓储式系统-本炉余粉邻 炉来粉 直吹式系统本炉制粉,关键是 解决热风来源 煤粉来源煤粉来源- -热风来源热风来源- 加热器的系统布置加热器的系统布置 加热器布置在进磨风道上加热器布置在进磨风道上 加热器 冷风 热风 A磨 加热器布置在冷风道上风道上加热器布置在冷风道上风道上 优点：正常运行中阻力优点：正常运行中阻力 较小、维护容易。较小、维护容易。 缺点：对小油枪加热的缺点：对小油枪加热的 方式系统复杂、耗能较方式系统复杂、耗能较 高高 煤粉来源煤粉来源- -热风来源热风来源- 蒸汽加热器蒸汽加热器 优点：优点： 彻底不用油；彻底不用油； 系统相对简单，系统相对简单， 维护量较小。

15、维护量较小。 缺点：缺点： 全厂全停时没有全厂全停时没有 汽源；汽源； 加热温度有限，加热温度有限， 燃煤水分较高时燃煤水分较高时 满足不了启动的满足不了启动的 要求；要求； 布置在总风道布置在总风道 时正常运行中阻时正常运行中阻 力力 煤粉来源煤粉来源- -热风来源热风来源- 小油枪加热器小油枪加热器 关键：燃烧效率；关键：燃烧效率； 灭火保护；灭火保护； 油管路清洁油管路清洁。 优点：优点： 全厂全停时可以全厂全停时可以 冷炉启动；冷炉启动； 能满足高水分煤能满足高水分煤 种启动的要求；种启动的要求； 布置在总风道是布置在总风道是 正常运行中阻力小。正常运行中阻力小。 缺点：缺点： 启动过

16、程要用少启动过程要用少 量的燃油；量的燃油； 系统相对较复系统相对较复 杂，维护量稍大。杂，维护量稍大。 满足启动曲线的要求满足启动曲线的要求 中速磨影响磨煤机最低出力的关键 磨煤机振动。 风环风速过低导致压磨。 碾磨出力 通风出力 干燥出力 分离出力 满足启动曲线的要求满足启动曲线的要求 影响磨煤机出力的因素 满足启动曲线的要满足启动曲线的要 求：求： 降低中速磨煤降低中速磨煤 机出力的措施机出力的措施 降低碾磨出力：转降低碾磨出力：转 速、速、滚压滚压和线型热控和线型热控 配合；配合； 干燥出力：不可调整；干燥出力：不可调整； 分离出力：关小折向分离出力：关小折向 挡板挡板增大循环倍率增大

17、循环倍率 运行中恢复；运行中恢复； 降低通风出力：降低通风出力：防防 止堵管，防止压磨止堵管，防止压磨。 9 9、采取措施防止再热器超温、采取措施防止再热器超温 适当加大上部燃烧器投入二次风 量 炉膛出口烟温维持在430470 ，低于RH干烧温度538 等离子投入能满足汽机高压缸启 动方式的要求 9 9、防止投入功率的节跃、防止投入功率的节跃 扩大等离子燃烧器的出力范围，使其既扩大等离子燃烧器的出力范围，使其既 能适应低负荷的要求，又能适应最大出能适应低负荷的要求，又能适应最大出 力的要求。力的要求。 第一台磨煤机达到最大负荷后再投入第第一台磨煤机达到最大负荷后再投入第 二台磨煤机二台磨煤机,

18、并及时将第一台磨煤机出力并及时将第一台磨煤机出力 降低。降低。 10、等离子点火与防爆 煤种浓度下 限 min(k g/m3) 浓度上 限 marck g/m3 易爆浓 度 ikg/m 3 最大瀑 炸压力 PmaxMPa 最低含 氧量 Q2min% 烟煤 0.32 0.47 34 1.22 0.13 0.17 19 褐煤 0.2 0.25 56 1.72 0.31 0.33 18 有爆炸危险的煤粉浓度和氧量有爆炸危险的煤粉浓度和氧量 1111、有效地监控和保护有效地监控和保护- -等离子点等离子点 火装置与火装置与DCSDCS、FSSSFSSS的接口设计的接口设计 A) 在DCS设计磨煤机 “正常运行模 式”与“等离子运行模式”，并可切换； B) “正常运行模式”运行时，F磨煤 机维持原有的FSSS逻辑； C) “等离子运行模式”运行时，按 等离子运行设置保护； D）等离子的控制可进入DCS也可独立设 置控制盘。 等离子点火需要把握的技术参数 1）等离子电流：280300A； 2）载体工质气压：5KPa15KPa; 3）冷却水压力：0.40.8MPa；