丰城等离子设计方案..

1、江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第1页共 27 页丰城发电厂 2X660MV 机组等离子点火系统设计方案（第一版）拟稿：校对：审核：批准：烟台龙源电力技术有限公司20042004 年 2 2 月江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第2页共 27 页刖言长期以来，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。据2000年电力工业统计资料汇编数字表明，2000年电力系统燃用燃料油1217.2万吨。近几年电力系统采取了一些减少燃油的措施， 目前，全国每年电站锅炉（不 包括工业锅炉）的点火和稳燃用油估计在250万吨以上，直接费用每年超过60亿元

2、人民币。新建的火力发电机组在试运期间要经过锅炉吹管、整定安全阀、汽机冲车、机组并网、电气试验、锅炉洗硅运行、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，600MV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。烟台龙源电力技术有限公司开发的等离子无油点火及稳燃技术是一项煤粉锅炉点火及稳燃过程中以煤代油的有效措施，对于新建机组，如果在机组试运初 期投入等离子点火系统，将可以大大降低试运期间的燃油消耗，产生巨大的经济 效益。大唐公司托克托电厂一期工程为2660MW气轮发电机组，由于在1、2号 锅

3、炉上安装了等离子点火系统，两台机组在试运期间的燃油消耗分别只有2800吨和1400吨，大大低于同类型的其它机组，节油产生的经济效益十分可观。江西丰城电厂新建工程为2X660MW汽轮发电机组， 为在该工程应用等离子 点火设备，达到同样的节油效果，烟台龙源公司进行了进一步的开发试验，并提 出了江西丰城电厂新建工程锅炉等离子点火系统设计方案，供各方讨论。1等离子煤粉点火技术基本原理1.1 等离子煤粉点火机理等离子点火装置利用直流电流在一定介质气压的条件下接触引弧，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T4000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等

4、离子体火核时，在千 分之一秒内迅速释放出挥发物，再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第3页共 27 页燃烧。由于反映是在气固两相流中进行，高温等离子体使混合物发生了一系列物 理化学变化，近而使煤粉的燃烧速度加快，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大 大的减少了促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。1.2 等离子发生器工作原理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

5、冷 却，以承受电弧高温冲击。线圈在高温250r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。其工作原理见图1。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（300400A），当阴极 在直线电机 的推动下，与阳极 接触后，电源 按设定的工作电流工作，当 输出电流达到工作电流后，直线电机（5）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。江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第4页共 27 页阳极（4）可更换阴极头 线圈 直线电机

6、（2）阴极（8）进水口江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第5页共 27 页2机组设备概况丰城电厂新建2X660MV工程，锅炉为上海锅炉厂SG2102/25.4-MXXX型锅炉, 本锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、 一次再热、平衡通风、露天布置、 固态排渣、全钢构架、全悬吊结构n型炉。2.1锅炉容量和主要参数：锅炉主要参数:名称单位BMCRBRL主蒸汽流量t/h21022001.7主烝汽温度oC571571主蒸汽压力MPa(g)25.425.31再热器进口压力MPa(g)4.634.37再热器进口温度oC322316再热器出口压力MPa(g)4.434.19再热

7、器出口温度oC569569再热蒸汽流量t/h1760.91673给水温度oC2832802.2 锅炉热力特性（B-MCR 工况）:干烟气热损失LG氢燃烧生成水热损失LH燃料中水份引起的热损失Lmf空气中水份热损失LmA未燃尽碳热损失Luc辐射及对流热损失LR未计入热损失LUA计算热效率计算热效率（按低位发热量）制造厂裕量Lmm保证热效率（按设计煤种低位发热量）4.66%0.20%0.06 %0.09%0.74%0.18%0.3%(按ASME PTC4.计算)93.77%0.35%江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第6页共 27 页BMC工况BRLX况不低于93.42

8、%不低于93.5%燃料消耗量267.40t/h炉膛容积热负荷85.6kW/m3炉膛断面热负荷4.823MW/m燃烧器区域壁面热负荷1.79MW/rn空气预热器进风温度20C空气预热器出口热风温度：一次风温度332r二次风温度338C省煤器出口过剩空气系数a1.2炉膛出口过剩空气系数a1.2空气预热器出口烟气修正前温度134C空气预热器出口烟气修正后温度128.3C2.3 煤种项 目单位设计煤校核煤1校核煤2校核煤3产地淮南丰城煤黄陵平顶山工 业分 析收到基低位发热值Qet.arkJ/kg22410186002491021000收到基全水份M%6.8011.6.166.50收到基灰份Aar%25

9、.3130.0018.6129.00干燥无灰基扌车发份Vdaf%34.6022.8438.5930.50空气干燥基水份Md%0.571.600.70元 素分 析收到基碳Car%55.1847.5362.9854.99收到基氢HLr%4.093.054.092.87收到基氧Qr%6.505.622.44.95收到基氮%1.321.181.011.19收到基全硫S.ar%0.801.620.980.50可磨性系数HGI-63.07860.584.0冲刷磨损指数Ke-炉内气氛-灰变形温度DTC1220150012201220灰软化温度STC1450150012601450灰熔化温度FTC145015

10、0013001450江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第7页共 27 页煤灰成分:项 目单位设计煤校核煤1校核煤2校核煤3灰分析SiO2P %51.2354.9053.6451.09AI2Q%33.9832.1217.1231.67FQQ%5.197.095.083.80CaO%1.450.646.634.95TQ2%1.560.40.481.18K2O%0.931.291.331.7NQO%0.691.100.44 0C不低于65C42000 kJ/kg江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第8页共 27 页2.5 燃烧系统本炉采用四角切向布置

11、的摆动燃烧器，热态运行中，一、二次风喷口均可作 上下摆动，其中二次风喷嘴摆角为土？。，一次风喷嘴摆角为土？。燃烧器与 水冷壁采用法兰连接，？只直流式燃烧器分？层布置于炉膛下部四角，煤粉和空 气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。油燃烧器的总输入热量按？B-MC计算。布置有？层油燃烧器，每支油枪的出力为？Kg/h2.6 制粉系统？锅炉制粉系统为中速磨煤机、冷一次风机正压直吹式系统。一台炉设6台MPS22辊盘式中速磨煤机，两台离心式密封风机，6台电子称重式皮带给煤机。燃烧设计煤种时，5台运行，1台备用。锅炉设计煤粉细度R9o=12%磨煤机型号：MPS225分离器型式：磨辊加载方式：标准出力（磨10

12、0%负荷）：58 t/h最大计算出力（设计煤种）：67.54 t/h最小出力：t/h最大通风量（磨100%负荷）：kg/s计算通风量（BMCR）：kg/s最小通风量：kg/s保证出力下磨煤机轴功率：kW磨煤机转速：r/min磨煤机阻力（包括分离器、煤粉分配箱）磨煤机最大通风阻力（磨100%负荷）：kPa磨煤机计算通风阻力（BMCR）：kPa磨煤机进口静压（BMCR）：kPa一次风管道尺寸：江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第9页共 27 页3等离子煤粉点火系统的设计方案3.1 设计方案说明丰城新建工程中锅炉的24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉 和空气从四

13、角送入，每台机组设有6台MPS22型磨煤机，各台磨煤机分别为各层 的4支燃烧器供煤粉。根据机组的上述特点，为达到最佳的节油效果同时保证运行控制方便的角度出发，初步设计的等离子改造方案为：将锅炉A层的4支煤粉燃烧器改造为等离 子点火煤粉燃烧器。在锅炉点火启动过程中，等离子点火器产生的等离子电弧可 将通过燃烧器的煤粉直接点燃，喷入炉膛的是已被完全点燃的煤粉，这样机组在 启动过程中不用投入油枪，仅利用A磨煤机及等离子点火系统即可完成锅炉启动、 汽轮机冲车、发电机并网并带电负荷，此时炉膛温度已达到较高水平，可以不投 或仅投入较少的燃油即可启动第二台磨煤机继续升负荷，使机组达到较好的节油 效果。3.2

14、等离子煤粉点火装置的设计3.2.1等离子燃烧器的设计原则1） 稳定可靠地点燃，确保点火过程中不爆燃、 不二次燃烧；点火过程燃烧器 不结渣、不烧坏。2）不影响主燃烧器的主要性能。首先是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，否则在正 常运行中可能引起结渣、超温、燃烧效率下降等问题；第二是燃烧器结构必须简 单，阻力不能太大，以满足各燃烧器之间阻力匹配的要求；第三是燃烧器必须耐 烧、耐磨，满足运行检修维护的要求。3） 燃烧器的出力可以在一定的范围内变动， 以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。从最大限度的节约燃油的角度考虑，在设计上该 燃烧器希望能满足在锅炉冷态点火时

15、投入，锅炉升温升压速率能满足电厂运行规 程的要求。4） 燃烧器的外形主要尺寸及接口尺寸与原燃烧器相同，便于燃烧器的布置和 与系统的接口。江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第10页共 27 页3.2.2等离子燃烧器的结构设计等离子点火燃烧器结构示意图见下图2（参考类似工程）。等离子燃烧器是能 否安全稳定地点燃的核心，同时作为主燃烧器又必须满足主燃烧器的原有性能。 该工程将采用最新型的等离子燃烧器。其实际结构，遵循先试验后工程的原则， 将在得到锅炉厂燃烧器的结构图、电厂提供试验煤粉后，通过1:1的热态试验后确定。其主要结构如下：等离子燃烧器由等离子发生器、中心筒一级燃烧室

16、、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；上述结构保证了安全稳定地点燃，并使燃烧器在25006000kg/h（待确认）的出力范围内能稳定的燃烧。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。等离子点火燃烧器主要设计参数如下表。序号名称单位结果备注1一次风管风速m/s18.0-24.0等离子点火

17、器投运状态2一次风温C63 70等离子点火器投运状态3一次风量t/h4煤粉量t/h5-8.0根据试验结果可望提咼5煤粉浓度kg/kg0.3-0.56喷口风速m/s40 50喷口温度按 1000 c7燃烧器阻力PaV 1000含浓缩装置江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第11页共 27 页图 2 等离子点火燃烧器方案示意图江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第12页共 27 页3.2.3等离子发生器的设计方案采用集开放式磁稳与机械、电磁压缩于一体复合结构的等离子发生器，其功 率为50150kW连续可调.采用双拉伐尔喷管复式阳极，避免煤粉对其污染，

18、其 材料为具有高导热、高导电和不易氧化的特殊合金，寿命在1000小时以上；阴极 为高速喷嘴、强化冷却结构，材料由特殊合金与铜质材料组合而成，寿命在50小时以上，且更换方便。在托电一期的实际运行寿命可达80100小时。参见图3阴极烧损质量与时间的曲线。在控制系统增加了阴极寿命预测系统，可在阴极 失效前报警，便于运行、检修人员及时更换。阴、阳极的磁稳线圈均为水冷结构。 突破了前人所用的等离子发生器电极结构与材料，成功的付诸工程应用。采用了抗氧化特殊合金的阴、阳极，实现了以空气作为等离子载体，不需专 供惰性气体保护电极，既简化了系统，又大幅度的降低了运行费用。等离子发生器作为本公司的定型产品，和各型

19、等离子燃烧器相配合已成功地 点燃贫煤、劣质烟煤、烟煤和褐煤。已应用于盘山发电厂、托克托一期、大同第 二发电厂、军粮城电厂等多台大型机组，性能可靠，运行稳定。其外形图见图4及附录。4033(26.2h,311g)100(h)I=300A0h,324.5g)(12h,319.5g)(27.1h,315.5g)(11.7h,315.5g)(44.3h,309.5g)(60.6h,302g)(43.5h,302.6g)(62.6h,293g)=320A(85.2h,283.5g)(88.3h,280.05g)(86.7h,290.4g)(97.1h,286.5g)mm3-Isiooooooo江西丰城电

20、厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第13页共 27 页图 4 复合式等离子发生器3.3 电气系统设计由于每台锅炉安装了4套等离子点火装置，每套装置需要用户提供380VAC/200KVA勺电源，所以每台锅炉在点火阶段需要用户提供4路共计800KVA的电源。电源分别经隔离变压器接至等离子控制柜，输出的直流电送至就地点火 装置上，运行人员通过安装在主控室立盘上的触摸CRT进行引弧、停弧操作，并可调整控制柜输出的直流电压和电流。应考虑现场每台机组的低压配电备用容量，决定是否需要增设新的点火变压 器为等离子点火系统供电。为节约电厂的改造成本，每两台锅炉的等离子点火装置可共用一套等离子电

21、源柜和隔离变压器，在电源柜出口设切换设备，运行人员可分别选择两台锅炉的 等离子点火装置供电进行点火。但按此方案改造，共用电源系统的两台锅炉不能 同时利用等离子点火设备进行点火。电气系统设备的布置及安装位置选择的原则：通风良好、环境温度不超过40C、环境洁净、无漏水、无粉尘污染、与等离子燃烧器距离较近、便利设备运 输及安装。具体电源取向及电源柜、隔离变压器的布置应由电力设计院根据系统 要求设计确定。单台等离子点火电源控制装置性能参数见下表:江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第14页共 27 页序号称单位参数1电源及控制装置额定电源电压V380-5% 5最大输入功率KVA

22、200最大输出直流电压(DCV375最大输出直流电流(DCA400正常工作电压范围(DCV250 360正常工作电流范围(DCA290320适用频率范围Hz45 65运行环境温度C0-40防护等级IP20隔离变压器绝缘等级F 级2电功率最低输出功率KW50最大输出功率KW150额定输出功率KW85 110另外，电厂需要为2台冷却水泵(380VAC/22kwX2)和2台火检冷却风机(380VAC/7.5kwX2)提供电源。等离子电气一次系统见附图。3.4 磨煤机冷炉制粉方案设计采用直吹式制粉系统的锅炉在安装等离子点火系统时所要解决的首要问题 就是煤粉的来源问题。本方案采用本炉制粉，其系统简单、运

23、行方便，关键是解 决制粉用热风的来源问题。热风的来源可采取邻炉来风或另设旁路以电加热或蒸 汽为热源自制热风，保证锅炉冷态启动时，磨煤机入口风温满足磨煤机干燥出力 的要求。根据江西丰城电厂新建机组的实际情况，同时借鉴相关的成功经验，本设计 中采用在A磨煤机入口热风管道加装蒸汽加热器的方案。加热器系统示意图如下 图所示。蒸汽加热器的汽源参数及布置等具体方案需与各方协商确定。江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第15页共 27 页图 5:蒸汽加热器系统示意图3.5 控制系统与 FSSS DCS 接口设计3.5.1等离子点火系统的控制方案方案一：另设触摸屏方式等离子控制系统适应

24、性较宽，能自成独立的系统，控制主机选用Sime ns S7300系列可编程控制器。 人机界面选用日本Digital公司的液晶显示触摸屏，型号为GP-250Q工程师工作站可以选用任一型号PC机，工程师可以在工作站上 对整个系统进行组态，调整。运行人员可以在触摸屏上对整个等离子点火煤粉燃 烧器及系统进行监视和启弧、停弧、功率调节、参数设置等操作。等离子点火系 统中的冷却水泵、火检冷却风机的控制也在此触摸屏上完成。方案一只要把触摸屏（10英寸,增强色16位）安装在集控室便于操作的立盘 上，控制系统安装在800X600的安装板上，安装板固定在立盘后面。与锅炉DCS的接口仅包含少量的DI/DO点，清单如

25、下：DCS输出信号：MFT信号A磨煤机跳闸信号等离子点火系统输出信号: 等离子点火器运行信号共4点冷风疏水至安全地点来自厂用高压蒸汽联箱320 C 1.3MPa,T .江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第16页共 27 页等离子点火系统故障报警信号送光字牌其中大唐盘山和托克托基建工程以及多数改造工程均采用此方案。方案一的优点是整套系统简单，可靠。方案二：DCS操作方式等离子操作控制可纳入DCS系统，成为DCS控制系统的一部分。把等离子 的控制做到DCS画面上，可以方便运行人员操作，便于管理。元宝山电厂即采用 这种方案，但在控制柜保留了触摸屏，以便调试。等离子控制系统和

26、DCS的连接方式有两种，一种采用硬接线的连接方式，该 方式安全可靠，但需要增加DCS的硬件模块，具体I/O清单见下表。其中军粮诚， 平凉，恒运等电厂等离子改造选用该方案。另一种连接为软通讯方式和DCS进行数据交换。该通讯方式可支持MODIBUS协议，PROFIBUS协议或TCP/IP协议等。其中佳木斯电厂同上海新华DCS，巨化电厂同和利时DCS，元宝山电厂同INFO 90 DCS等均采用通讯方式和DCS进行联系，且整套控制系统完整，运行安全可靠。DCS 增加的硬件 I/O 清单DO启动#1 冷却水泵启动#2 冷却水泵启动#1 火检风机启动#2 火检风机停止#1 冷却水泵停止#2 冷却水泵停止#

27、1 火检风机停止#2 火检风机备用#1 冷却水泵备用#2 冷却水泵备用#1 火检风机备用#2 火检风机MFT 跳闸（至 PLC）断弧报警 （热工信号）A 磨跳闸（至 PLC）B 磨跳闸（至 PLC）DI#1 冷却水泵运行#2 冷却水泵运行#1 火检风机运行#2 火检风机运行#1 水泵遥控/就地#2 水泵遥控/就地#1 风机遥控/就地#2 风机遥控/就地冷却水泵出口压力低冷却风机出口压力低备用备用以下为单只等离子燃烧器通讯点，根据改造燃烧器数量乘4。DI#1 通讯正常（PLC 来）#1 水流量满足（PLC 来）#1 整流器正常（PLC 来） #1 断弧报警（PLC 来）#1 遥控/就地（PLC

28、来）#1 风压满足（PLC 来）#1 启弧成功（PLC 来）备用AI#1 角设定电流（PLC 来）#1 角实际电流（PLC 来）#1 角设定电流（PLC 来）#1 一次风速（PLC 来）#1-1 壁温热电偶（K）#1-2 壁温热电偶（K）DO#1 启动（至 PLC）#1 角停止（至 PLC）#1 角电流增（至 PLC）#1 角电流减（至 PLC）3.5.2锅炉FSSS逻辑修改锅炉进行等离子点火系统改造后，需对原FSSS系统进行部分逻辑修改，以满 足锅炉利用等离子点火系统启动的要求。结合新建机组特点，同时参考其它直吹 式制粉锅炉的改造经验，江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计

29、方案第17页共 27 页初步建议对FSSS逻辑进行如下修改：在FSSS中设计A磨煤机“正常运行模式”与“等离子运行模式”两种运行模式，并可相互切换，从而实现磨煤机FSSS逻辑切换功能；“正常运行模式”运行时，A磨煤机维持原有的FSSS逻辑；由S7-300送4个接点信号给锅炉DCS系统，分别代表4台等离子点火器运行 正常，“等离子运行模式”运行时，A磨煤机FSSS启动条件中增加4台等离子 点火器运行正常的条件，同时略去点火能量满足的条件；在主控室光字牌上增加“等离子点火装置故障”信号，任一角等离子点火装置异常时，S7-300送信号至光字牌发声光报警；任一角等离子点火装置异常时，DCS!动投入断弧

30、燃烧器对应的油枪；当A磨在“等离子运行模式”下运行时，任意两角等离子装置工作故障，联锁停A磨煤机，此逻辑在FSSS中由4个等离子点火器运行信号判别；当A磨在“等离子运行模式”运行时，A磨煤机跳闸，联锁等离子点火器跳闸； 锅炉MFT时，等离子点火器应跳闸，并禁启；A磨煤机运行时，A层燃烧器的火焰保护仍采用锅炉原有的火检装置，炉膛灭 火保护逻辑不变。3.6 等离子煤粉点火辅助系统设计3.6.1辅助系统设计的内容辅助系统设计的内容包括四部分：1）压缩空气系统的设计2）冷却水系统的设计3）图像火检监测系统的设计4）一次风风速测量在线监测系统的设计3.6.2压缩空气系统的设计等离子发生器采用稳压、洁净、

31、干燥的空气作为等离子载体。根据电厂压缩空气系统的配置情况，可利用电厂的杂用压缩空气系统为等离子发生器供气。压缩空气系统设计的主要参数如下：江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第18页共 27 页最低气压：O.IMpa（调节阀后0.05Mpa）;最高气压：0.4Mpa； 空气压力调节范围：0.010.02Mpa消耗量（单台等离子发生器）：150Nrm/h含油量：小于10mg/m（空气）在等离子点火器停止工作以后，为节约压缩空气，将停止为等离子点火器供 压缩空气，此时为冷却点火器并达到密封的效果，将由图像火检冷却风系统为等 离子点火器供冷却风。参见附图。另外，等离子压缩空气

32、系统也可以用高压离心风机代替，具体方案可以另行 商疋。3.6.3冷却水系统的设计为保护等离子装置本身，需用水冷却阴、阳极和线圈。单个燃烧器用水量为10t/h，其中线圈用水采用无压回水（出口为大气压）；出入口压差不小于0.2Mpa。冷却水采用除盐化学水，经母管分别送至就地点火发生器内，再分三路分别送入 线圈和阴、阳极，就地安装压力表、压力开关和手动阀，压力满足信号送回主控PLC冷却水系统设计的基本参数如下：最小压力：0.20Mpa正常压力：0.3Mpa最大压力：0.5Mpa最大流量：10t/h等离子发生器冷却水差压0.20.3Mpa水质要求：除盐水，温度w40 C冷却水水源取自锅炉除盐水补水箱，

33、回水返回除盐水箱。冷却水系统的所有 管材、阀门、泵壳、叶轮均选用不锈钢，不会对水箱的水质造成影响。参见附图。在锅炉固定端0m安装2台冷却水泵，冷却水泵设备规范如下：流量：40 m3扬程：80 m江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第19页共 27 页电机功率：22 kw364图像火检监测系统的设计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，在A层4支燃烧器上各安装1套图像火检装置。具体方案为在燃烧器的侧面位置开孔安 装探头，具体位置待定，单角组成示意参见图6。探头套管的前端内部安装有CCD摄像机，其视频信号送至集控室内的4画面分割器，经处理后送到全炉膛火

34、焰电 视，运行人员可在点火初期同时监视4个等离子点火装置的火焰，并可以随时切 换至全炉膛火焰。图 6图象火焰监视系统组成如果现场原有的火检冷却风容量有限，需要增加2台火检冷却风机为4支图像火检探头提供冷却风。冷却风管道系统图参见附图。冷却风机设备规范：型号：LLX-I-550/2500总风量：2500 NlM/h出口风压：5500Pa电功率：7.5KW3.6.5一次风风速测量系统的设计说明为便于等离子煤粉燃烧器煤粉浓度、速度的控制，在进行改造的磨煤机出口炉膛等离子点火器火检冷却风CCCC 彩色摄像机江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第20页共 27 页四根一次风管上各

35、安装一套风速在线监测装置，用于在线监测磨出口一次风速， 方便运行人员进行燃烧调整。一次风速系统设计见图7。由靠背管产生差压信号，通过取压管将压力信号传入差压变送器，为防止取 压管堵粉，接入压缩空气吹扫，由2个三通电磁阀进行吹扫和正常测量切换。在 压缩空气总管设置调节阀调整和稳定压缩空气压力。图7一次风速系统设计图一次风速测量系统图4运行方式说明4.1 运行方式选择的原则1）运行方式的选择要以保证锅炉的安全为首要出发点。2）对应大型直吹式制粉系统锅炉，运用等离子煤粉点火技术不强求实现完全 无油启动，而以省油为目的。因此油系统不应完全取消，可考虑简化油系统，并 可以降低油枪出力。整个系统的控制通过

36、安装于主控室的屏完成。PLC完成，显示和控制通过10.4”触摸手动球阀1/8手动球阀1/8|T I-手动球阀1/8T手动球阀1/8rTJ-Pi手动调压阀手动球阀DN25 DN25吹扫气源（取自厂用压缩空10X1电磁三通阀MFH-3-1/8电磁三通阀MFH-3-1/8#1 角差压变送器就地压力表01.6MPa、江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第21页共 27 页4.2 运行方式说明锅炉的燃烧系统在进行了等离子点火装置及制粉系统的改造后，已具备了冷 态直接点燃煤粉、实现无油点火启动的能力，但由于江西丰城电厂新建的磨煤机 为？型，该磨煤机不能空载运行，长期运行的最小出力为

37、？t/h。在锅炉冷态启动 之初，这样大的煤粉量点燃喷入炉膛，是否会造成锅炉的升温升压速率过快、汽 包壁温差过大、水冷壁受热不均、锅炉整体膨胀不能保证等问题，需要计算。如果磨煤机最低出力不能满足锅炉的升温升压速率，为保证整个机组安全启 动，借鉴类似应用等离子点火装置启动的经验，点火初期我们建议首先利用油燃 烧器进行锅炉点火，投入油枪后将锅炉汽包压力升至0.4Mpa左右，同时关闭锅炉 空气门、凝汽器建立真空、旁路系统投入，此时启动等离子点火装置及A制粉系统，控制磨煤机出力在2025 t/h，将保证锅炉的升温升压速率安全范围内。另外，在实际启动中，可以采取适当提高锅炉上水温度、点火后适当增加锅 炉通

38、风量、加强燃烧调整、控制较高的汽包水位等技术措施，使锅炉升温、升压 速率的控制在规程规定的范围，从而保证锅炉水冷壁受热均匀、锅炉整体膨胀速 率要求。此后，机组可利用等离子点火燃烧器完成汽轮机冲转、发电机并网等工作， 此期间油枪可部分或全部退出运行，锅炉不再消耗燃油。5经济效益分析5.1 直接经济效益新建工程为2660MV汽轮发电机组，机组在试运期间要经过锅炉吹管、整定 安全阀、汽机冲车、机组并网、电气试验、锅炉洗硅运行、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。根据电力部最新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

39、9000吨。如果在机组试运初期投入等离子煤粉点火系统，将可以使整 个试运期间的燃油消耗控制在2000吨以内，产生巨大的经济效益。江西丰城电厂一台机组按常规方法试运所需燃油耗费计算：江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第22页共 27 页燃油消耗：9000吨燃油价格：0.3万元/吨燃油耗费：0.3 9000 = 2700（万元）机组改装等离子无油点火装置进行试运所需费用计算：a.燃油耗费：燃油消耗：2000吨燃油价格：0.3万元/吨燃油耗费：0.3 &000 = 600（万元）b.原煤耗费：燃油的低位发热量为4.18X04kj/kg，设计煤种低位发热量为23348

40、kj/kg, 原煤价格为80元/吨，节约燃油数量为7000吨，则按发热量相等的原则所需的原 煤费用为：c耗电费用设计煤种发热量：23348 kj/kg原煤消耗:4 18 乂 104汇 70004.18107000=12532 吨23348制粉单耗:20 kwh/t;等离子燃烧器耗电：20 kwh/t;厂用电价格为0.16元/kwh耗电费用：12532X20+20） X）.16 = 8.0万元d改造费用（估算值）：600万元经过以上计算可知，在试运期间投用等离子无油点火装置单台炉即可为电厂节约投资：2700 -600-100.26 -8.0 -600=1391.74万元5.2 间接经济效益按照常

41、规的试运方法，机组在试运期间要长期低负荷运行，此期间锅炉纯烧 油或油煤混烧，为44.18 1070002334880 =100.26 万元江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第23页共 27 页避免未燃尽的油滴粘污电极，锅炉电除尘器无法正常投入，大 量烟尘直接排放到大气中，给环境带来严重的污染，同时烟气中的粉尘会对锅炉 引风机叶片造成磨损，这些均给电厂带来间接的经济损失。在机组试运期间投入等离子煤粉点火系统，电除尘器可以在锅炉启动及低负 荷期间正常投入，大大减少粉尘的排放，避免了环境污染，给电厂带来显著的社 会效益和经济效益。6工程进度：为保证等离子点火一次成功，初步确

42、定等离子点火系统改造工程进度如下：1、200年 月日前完成所有系统的设计工作，并于月日召开首次设计联络会，具体确疋设计方案；2、200年月日前完成所有系统的设计工作，并于月日召开第二次设计联络会， 确定工程具体实施方案；3、200年月日前完成试验件在烟台龙源公司试验台热台试验；4、200年月日前烟台龙源公司完成设备生产工作；5、200年月日前等离子设备到达施工现场；6、200年月日前完成等离子糸统的安装施工；7、200年月至 月完成所有等离子设备调试工作并投入运行（具体时间待定）江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第24页共 27 页7设备范围：（一台炉）序号设备名称规格与型号数量备注1等离子点火发生器DLZ 2004 套2等离子点火燃烧器4 台3图像监视系统LY 20001 套4 路/套4等离子控制系统1 套5等离子电源柜4 台6等离子隔离变压器4 台7风粉在线检测系统1 套4 路/套8制粉管路暖风系统1 套9冷却水系统1 套水泵和水泵控制柜10压缩空气系统1 套空压机、储气罐。电厂 有容量可以不上烟台龙源电力技术有限公司2004年2月25日江西丰城电厂新建 2X660MW 机组等离子点火系统设计方案第25页共 27 页附图一 等离子发生器外形图图 3-3 等离子发生器外形尺寸图江