等离子点火系统

1、华能山阴电厂筹建处生产准备部培训资料 密封油系统2015年8月生产准备部培训资料等离子点火系统 2016年8月华能罗源发电公司HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司v等离子点火机理 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T5000K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

2、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。本系统核心设备等离子发生器、燃烧器分别介绍如下：等离子发生器：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

3、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。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子燃烧器其主要结构如下：等离子燃烧器由等离子发生器、中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室，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

4、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。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子点火系统的组成二次风二次风火焰监视电视火焰监视电视触触摸摸屏屏一次风一次风火焰探头火焰探头进进水水回回水水压压缩缩空空气气电源控制柜电源控制柜HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子体的定义等离子体的定义等离子体是指被电离的气体。由原子、电子、离子或分子等粒子组成。正、负电核数相等，对内为良导体，对外为中

5、性。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子发生器原理HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子发生器等离子发生器输出功率输出功率: : 50 50 150KW 150KW 连续可调连续可调电流电流: : (200 (200 375A)375A)2%2%电压电压: : (250 (250 400V)400V)5%5%空气压力空气压力: 0.008: 0.0080.013Mpa0.013Mpa空气耗量空气耗量: 100: 100150NM150NM3 3/H

6、 /H 冷却水冷却水: : 除盐水除盐水,P,P0.4Mpa 0.4Mpa F8T/H t40F8T/H t40HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子点火装置等离子点火装置HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司DLZ-200 等离子发生器原理等离子发生器原理(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HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES

7、CO., LTD.华能罗源发电公司等离子点火煤粉燃烧器等离子点火煤粉燃烧器等离子发生器利用直流电流（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。二次风二次风二次

8、风二次风等离子发生器等离子发生器等离子燃烧器等离子燃烧器一次风一次风HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.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。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.等离子发

9、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HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.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；后级的煤等离子燃烧器采用分级点火技术；后级的煤粉对前级燃烧筒壁其冷却作用，保证燃烧器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，燃烧器壁上装有可壁不超温、结渣，同时，燃烧器壁上装有可更换热电偶，在集控室内可实时监视壁温更换热电偶，在集

10、控室内可实时监视壁温HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子点火煤粉燃烧器等离子点火煤粉燃烧器HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子点火器等离子点火器 等离子点火器安装后照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子点火器等离子点火器 等离子点火器安装后照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子点火燃烧器等离子

11、点火燃烧器 等离子点火燃烧器入口分叉管及中心筒气动门HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子点火系统的组成 点火系统等离子点火器等离子燃烧器电源控制柜隔离变压器控制系统辅助系统载体风系统冷却水系统图像火检系统冷炉制粉系统HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司v 等离子电气系统 等离子发生器电源系统是用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置。其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路将三相交流电源变为稳定的直流电源，它由隔离变压器和电源柜两大部分组成。 HONG

12、XIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司载体风系统载体风系统 压缩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，需要压缩空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧。 运行期间就地风压调整参数： 最低气压：0.008MPa 工作气压：0.01MPa 最高气压：0.013MPa HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司冷却水系统冷却水系统 为保护等离子装置本身，需用水冷却阴、阳极和线圈。 冷却水系统设计的基本参数： 最小压力：0.25Mp

13、a 正常压力：0.4Mpa 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40 等离子冷却水系统 由于等离子发生器的阳极、阴极和线圈工作在高温环境，必须通过水冷的方式来进行冷却，等离子冷却水系统采用闭式循环，使用闭冷水进行冷却，并专设两台冷却水泵互为备用。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子电源系统等离子电源系统等离子电源柜及隔离变照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子电源系统

14、等离子电源系统等离子隔离变压器照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子控制系统等离子控制系统装于主控室立盘背后的等离子PLC组件HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 等离子控制系统等离子控制系统等离子控制用10.4”触摸屏HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 冷却水系统冷却水系统冷却水泵HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公

15、司窥视孔内安装图像火检探头 图像火检系统图像火检系统图像火检探头安装位置示意图HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 图像火检系统图像火检系统图像火检探头HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司图像火检冷却风系统图像火检冷却风系统HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司 磨煤机冷炉制粉系统磨煤机冷炉制粉系统磨入口暖风器HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD

16、.华能罗源发电公司 磨煤机冷炉制粉系统磨煤机冷炉制粉系统磨入口暖风器疏水系统HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司等离子点火系统的运行等离子点火系统的运行v等离子点火发生器的运行操作1、等离子运行主要参数：（1）电源： 三相电源 380-5V10V；频率：502%Hz；最大消耗功率：200kVA； 负荷电流工作范围：（300330）2%A；电弧电压调节范围：（280360）5%V（2）载体空气： 最低气压：4kPa；最高气压：8kPa；空气压力调节范围：57kPa 最小消耗量：80m3/h；最大消耗量：150m3/h（3）冷却水

17、： 最小压力：0.35MPa；正常压力：0.5-0.65MPa；最大压力：0.75MPa；最大流量：10t/h； 水质要求：除盐水，温度40（4）等离子发生器功率范围；正常运行 80120kW（5）阴极寿命：实际工况下不低于？h(易更换)（6）阳极寿命：设计工况下不低于500h（7）等离子燃烧器出力：每角3-10t/h（8）投粉后的着火时间：投粉后不大于80秒HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司（11）燃烧器壁温控制温度：小于600（12）煤粉浓度：0.360.52kg/kg，最低不得低于0.3kg/kg（13）阴极和阳极之间

18、距离：29-35MM（试验后进一步确定）2、操作画面介绍：运行时，先合闸本角切换器当本角切换器合闸后，切换器状态可以在画面显示，当通讯正常，处于遥控位置，现场风压，水压以及画面上风压、水压信号显示正常，电流设定290A-320A，可以拉弧。首先阴极自动前进，阴、阳极接触后，电流立刻增加，之后阴极后退，电压逐渐增加，阴极退到指定距离，拉弧结束，画面出现拉弧成功显示。3、运行注意事项：锅炉点火之前火检风机必须投入，锅炉停止12小时后才允许停止火检风机。锅炉运行时现场载体风需要一直运行防止阴阳极污染。燃烧器壁温不能超过600度。当检修人员更换阴极头时运行人员禁止操作，现场检修人员更换阴极头必须把现场

19、本角冷却水进回水门、载体风门关掉。 HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司v运行与控制调节等离子燃烧器的整套启动试运分为两个阶段进行：第一阶段：在锅炉吹管过程中进行等离子燃烧器的启动和热态性能试验，验证燃烧器的点火和稳燃能力、单（只）角燃烧器断弧复燃能力、不同煤粉量下的燃烧火焰温度测定、等离子燃烧器配合磨煤机的出力范围试验及各项联锁和保护的可靠性。这一阶段调试的关键是确保初始投入功率不超过允许的初始投入功率，点火过程不能发生爆燃和二次燃烧。第二阶段：在机组并网及以后的试运阶段进行等离子燃烧器投入及第二台磨投入试验、在锅炉低负荷运

20、行时采用等离子点火装置进行稳燃试验、采用等离子燃烧器点火时锅炉温升试验等。这一阶段调试的关键是投入第二台磨能保证其对应的燃烧器被可靠的引燃并且不发生投入功率的节跃，满足启动曲线的要求。两个阶段的启动步骤和注意事项如下：1、第一阶段：锅炉首次点火过程中等离子燃烧器的启动试运（吹管阶段）v严格按照运行规程要求的上水温度、上水时间对锅炉进行上水。v检查磨煤机冷态调试完毕具备投运条件，并将磨煤机的出口分离器挡板角度调整至较小值（确认后给定值）。v启动锅炉一次风机，调节B磨煤机入口风量达最低通风量，尽量维持磨出口一次风管风速在1820m/s左右。v检查热风蒸汽加热装置的各项参数必须与设计的启动工况相符。

21、HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司v按顺序启动14号等离子发生器，调节电弧功率在100KW左右。v将磨煤机的运行模式切换到“等离子运行方式”，在磨煤机满足启动条件的情况下启动磨煤机，磨煤机运行稳定后启动给煤机，给煤量16-18t/h，维持磨煤机出口温度在5060。v点火初期就地必须要有专人观察等离子燃烧器的煤粉燃烧情况，记录各角从投煤至点燃的时间。当任何一个燃烧器超过80s未点燃应立即停止启动，进行全炉膛吹扫并分析未能点燃的原因后再次启动。注意观察火焰的燃烧情况、电源功率的波动情况，调整一次风量、二次风门开度，确定合理的一次

22、风速及二次风门开度，做好事故预想，发现异常，及时处理。v等离子点火燃烧器投入运行的初期，应注意进行二次风的调整，为控制温升，上部二次风门要适当开大，注意观察、记录烟温探针的温度，防止吹管临时系统、再热器系统超温。v以较小的升压速率进行锅炉升压，进行热紧螺丝、冲洗仪表管、锅炉膨胀检查等工作。v注意监视阴极的寿命显示值，对即将损坏的阴极及时处理。当磨煤机在“等离子方式”下运行、4支等离子点火器中的1支发生断弧时，光字牌将发出声光报警，当磨在“等离子方式”下运行、4支等离子点火器中的2支发生断弧时，保护将停止磨煤机的运行，进行炉膛吹扫。此时应仔细检查断弧原因，待问题解决后再继续进行试运。v调整等离子

23、装置的电弧功率，确定等离子装置的最低稳燃功率，在保证燃烧效果的条件下适当降低电弧功率，以尽量延长阴极的使用寿命。v根据机组试运要求增大或减小磨煤机的出力，试验等离子燃烧器配合型磨煤机的出力范围，同时根据火焰燃烧情况对一、二次风进行调整，逐步摸索运行经验。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.华能罗源发电公司v发现炉膛负压波动较大、燃烧不稳等异常情况时，要及时调整。v如果停止点火（例如某一阶段吹管结束），必须对所有一次风管进行吹扫。v等离子点火系统的进一步试运工作根据锅炉吹管进度统一进行安排。2、第二阶段：在机组并网及以后的试运阶段v第二阶段点火初期的有关等离子系统操作步骤参考第一阶段，机组整体试验步骤根据机组试运进度进行安排。这一阶段启动第二台磨时的注意事项：v在燃烧器不超温的前提下，尽可能将等离子燃烧器出力加到最大，再投入第二台磨煤机。为保证第二台磨可靠的点燃，第二台磨投入功率可略高于磨煤机的最低出力。在第二台磨煤机燃烧稳定后将第一台磨煤机的出力适当降低。v磨煤机增加出力后应随时观察燃烧工况的变化，对于煤质较好的煤种要防止燃烧器超温