等离子点火系统存在的问题及对策探讨

1、 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 国电费县发电有限公司位于山东省沂蒙山革命老区临沂市费县境内，规划总装机容量为730万千瓦，一期工程装机容量265万千瓦。二期工程计划安装2台100万千瓦超超临界凝汽式燃煤发电机组，已列入中国国电集团公司“1691”重点建设的6个500万千瓦级大型电源项目，目前，已经具备国家发改委核准条件。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发

2、电有限公司2022年5月2日 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 全国火电大

3、机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 等离子点火系统存在的问题及对策 祝富远 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日我公司等离子点火系统出现的问题及对策探讨我公司等离子点火系统出现的问题及对策探讨 国电费县发电限公司等离子点火系统特点国电费县发电限公司等离子点火系统特点 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 等离子点火及稳燃技术以煤代油，实现煤粉锅炉无油启停与稳燃，现已在很多电厂使用。国

4、电费县发电有限公司在基建时期将B层燃烧器改为等离子燃烧器，至今已经运行五年多的时间，在实现节能的同时也暴露了很多问题。此次交流准备对我厂等离子点火系统的特点做简单介绍，针对我厂在等离子点火系统使用过程中存在的主要问题及对应策略进行探讨。希望与同行共同探讨难点问题的解决方案，促进等离子点火新技术在电厂中安全稳定的运用。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 国电费县发电限公司等离子点火系统特点n 国电费县发电有限公司一期工程2台600MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固

5、态排渣、全钢、全悬吊结构型锅炉。采用中速磨煤机直吹式制粉系统，每炉配6台磨煤机（5台运行，1台备用），前后墙对冲燃烧方式。将前墙最下层5台煤粉燃烧器改造为兼有等离子点火及稳燃功能的等离子燃烧器。在锅炉点火和稳燃期间，该燃烧器具有点火和稳燃功能；在锅炉正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能，出力及燃烧工况与原来保持一致。等离子燃烧器按照锅炉原有的煤粉燃烧器接口尺寸设计。两台炉等离子点火器需5150kVA 的AC 380V电源。从低压开关柜接出5路，分别送至5台等离子隔离变压器，再接至等离子整流柜，输出的直流电送至就地等离子点火器以产生等离子电弧。两台炉共用一套整流系统。 全国火电大机组竞赛技术交流

6、全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 国电费县发电限公司等离子点火系统特点n冷却水系统采用全厂闭式循环冷却水系统，水质为除盐水，水压为0.5MPa，水量为每台炉50t/h。n等离子载体风选用高压离心风机系统，该风机既为等离子发生器提供载体风,又为图像火检探头提供冷却风。n等离子点火及稳燃系统可以在主控室内DCS上进行远方操作完成点火及稳燃过程。n每台等离子燃烧器喷口处安装一只图像监测探头。可在主控室等离子显示器上监视等离子燃烧器是否着火和煤粉着火情况。n等离子点火及稳燃系统在冷态启动过程中利用B磨煤机及等离子点火系统即可完成锅炉启动、汽轮机冲转、

7、发电机并网带负荷。炉膛温度达到较高水平后，对前后墙旋流燃烧的锅炉，由于燃烧器自身的特点，可以投入较少的燃油即可启动所在层的磨煤机继续升负荷，使机组达到较好的节油效果。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 等离子点火系统有很多优点，但也存在几个先天的不足：1. 冷态启动时对煤质要求较高，点火性能差的煤很难点着，往往需对火检进行强制，这就对炉膛安全留下了巨大隐患。2.点火初期由于炉膛温度较低，煤粉燃烧不充分，锅炉尾部积粉，容易造成二次燃烧。3.冷态启动时升温较快，锅炉升温率较难控

8、制，若控制不当会对受热面造成应力损伤，留下事故隐患。4.等离子投用时由于煤粉在等离子发生器一级筒内就已经燃烧，当煤质变化时，若调整不当，燃烧器出现结焦的情况较大，最终造成燃烧器的烧损；阴阳极漏水造成燃烧器结焦，粉管堵塞等。5.其他问题。 在此将国电费县发电有限公司出现的问题提出，与同行共同探讨。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 1、冷态启动时对煤质要求较高，点火性能差的煤很难点着。n这是等离子点火系统存在的固有缺陷，是难以克服的，为此厂家设计了等离子点火模式时延长跳磨保护

9、的逻辑，我厂为180S。冷态启动过程中若点不着火，必须重新吹扫，查明原因重新点火；若因煤质差原因要采用燃油点火方式。且不可采用强制火检等违章手段，以避免炉膛爆炸和尾部燃烧事故的发生。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 2、锅炉尾部发生二次燃烧n国电费县发电有限公司虽然没发生过尾部二次燃烧事故，但在某次点火后停炉检修时发现，二次风道内积灰含有未燃尽的煤粉。这是由于未燃尽的煤粉经过空预器被带回热二次风系统造成的。因此防止等离子投用时锅炉尾部二次燃烧事故是必要的。n等离子燃烧器是

10、内燃式燃烧器，由于一次风率一般在1530，最大也不可能超过40，因此，在等离子燃烧器内是不可能将全部燃料点燃并燃尽的，必然有一部分燃烧过程在炉膛内进行。而等离子点火是在冷炉的条件下进行，启动时为了满足启动曲线的要求，初始投入功率的限制炉膛热负荷也不可能太高。因此，飞灰可燃物往往高于正常运行的飞灰可燃物。为了降低飞灰可燃物高所带来的问题，一方面应当改进等离子燃烧器，改善燃烧调整方法；另一方面，加强运行管理措施，防止二次燃烧的发生。尤其对于高挥发份、低灰分煤种，飞灰可燃物达到30以上。采取管理措施来防止二次燃烧更应当作为重中之重的重点。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县

11、发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 等离子点火系统出现的问题及对策探讨 2、锅炉尾部发生二次燃烧对策n2.1等离子点火初期应加强飞灰可燃物的监测，如飞灰可燃物偏高，应适当调整一、二次风速、磨煤机出力、煤粉细度、各一次风管间的流量分配、点火功率以至更换煤种等，尽可能改善燃烧情况。要防止风煤配比不当，一、二次风量过小，使可燃物进入尾部受热面内沉积；或者一、二次风量过大，使带入烟道以至风道的可燃物过多。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 等离子点火系统出现的问题及对策探讨 2、锅炉尾部发生二次燃烧的对策n2

12、.2等离子点火过程中，空气预热器的吹灰装置必须投入运行。遇下列情况时，应增加空气预热器吹灰次数以至连续吹灰，严防可燃物在空气预热器中自燃或被吹入烟、风道自燃、爆炸；应及时检查省煤器下灰斗，空气预热器下部灰斗，除尘器灰斗、仓式泵、粉煤灰仓及其布袋除尘器，及时清除可燃物含量较高的飞灰，防止烧坏设备及堵塞下灰系统。 煤种偏离设计值，或有较大变动及煤中灰分较大，燃烧不良时； 等离子燃烧器不能正常投运，燃烧不稳定而采用油煤混烧时； 当飞灰可燃物大于15，经过调整无法有效降低时； 空气预热器进出口差压增大时； 空气预热器运行期间发现“高温”或“热点”报警且复归无效时。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大

13、机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 等离子点火系统出现的问题及对策探讨 2、锅炉尾部发生二次燃烧的对策n2.3若机组启停过程中，等离子燃烧器较长时间投运或油煤混烧时间较长，可根据具体情况，锅炉停运时对空气预热器、电气除尘器、各部位灰斗进行检查，如有问题应及时处理。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 3、冷态启动时升温较快，锅炉升温率较难控制，若控制不当会对受热面造成应力损伤，留下事故隐患。 我厂虽然没出现过因等离子投用造成受热面损坏四

14、管泄漏事故，但发生了一起因等离子投用中因热负荷增加较快出现预热器转子停转的事件。n#1锅炉预热器在2006-12-26启动过程中，发生停转，手动无法盘车。分析原因为机组升负荷过快，造成预热器热态变形不均匀，与三项密封系统发生较大摩擦而引起驱动电机电流过大，过载保护跳机，然后引起预热器进一步不均匀变形，密封片与密封板卡住，手动无法盘车。停机后，温度降低，预热器变形恢复冷态形状，预热器重新启动。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 3、冷态启动时升温较快，锅炉升温率较难控制，对策

15、。 针对此问题，在锅炉点火到升至满负荷过程中应注意：n等离子体点火必须满足机组启动曲线的要求。n在启动调试措施中应根据锅炉初始允许投入热功率的要求，确定等离子体点火的初始投入煤量。n当中速磨煤机最低出力无法满足锅炉初始允许投入热功率要求时应采取以下措施调整磨煤机出力：n降低磨煤机磨辊加载力；n适当关小磨煤机出口分离器挡板；n在保证一次风管不堵粉、磨煤机石子煤管不堵塞的前提下，尽可能降低一次风量。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 4、燃烧器烧损，阳极漏水，粉管堵塞。n费县电

16、厂投用至今因结焦烧损的燃烧器已经多个，在大小修中进行了更换。也出现过两次粉管堵塞现象。这也是费县电厂在等离子使用过程中存在的最严重的问题，至今未能很好的解决。分析原因如下： 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 4、燃烧器烧损，阳极漏水，粉管堵塞原因及对策。 4.1煤质原因，运行调整不当造成结焦。n对于煤质较差的时候，等离子点火时燃尽率过低产生的灰和渣较多造成结焦现象，一般采用差压和风速还有壁温来检测，如果出现这种现象，不及时进行处理将会烧损燃烧器，严重的将燃烧器外壁烧损漏粉到

17、二次风箱内造成二次燃烧，是相当危险的。n对于着火性能较好，灰熔点较低的煤种，点燃较容易。在内燃的方式下，由于一次风率一般在1530，在高度欠氧的还原性气氛下燃烧，将使灰熔点下降100。因此，燃烧器结渣的情况更容易发生。 为了防止结渣，除了适当降低等离子发生器的功率或降低燃烧器功率之外，一种有效的措施是提高一次风速，但不可过高，防止燃烧效率下降较多，飞灰可燃物大幅度增加。尤其在利用等离子燃烧器低负荷稳燃时，应当特别注意，避免因等离子燃烧器出力过大，造成燃烧器结渣、烧坏。磨煤机给煤量应严格控制在燃烧器在等离子状态下的设计出力范围内。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电

18、有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 4、燃烧器烧损，阳极漏水，粉管堵塞原因及对策。 4.1煤质原因，运行调整不当造成结焦。n等离子燃烧器的壁温监视装置，是防止燃烧器结渣的重要手段。等离子点火装置投运过程中，应严密监视等离子燃烧器壁温，并记录。在燃烧器显示壁温超过400或超过300且壁温仍然上升较快时，应及时采取降低壁温的措施，包括降低磨煤机出力、加大磨煤机的入口风量、降低等离子发生器功率等，燃烧器显示壁温超过500时，应停止该燃烧器进行检查。因此加强运行管理是必要的。n但我厂等离子燃烧器壁温测量原件由于设计、安装原因，往往造成套管烧损，继

19、而造成温度原件损坏，运行期间无法处理，失去了对等离子壁温的监视手段。燃烧器的烧损也就成了必然。n因此建议厂家对燃烧器壁温套管的材质、测量乃至安装方式重新设计，确保温度测点不损坏。机务、热控专业也要在检修期间配合好，保证燃烧器壁温测点的正常投用。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 4、燃烧器烧损，阳极漏水，粉管堵塞原因及对策。 4.2阳极漏水造成燃烧器结焦。n阳极漏水是造成等离子发生器结焦的原因之一，但等离子发生器结焦后温度较高也会造成阳极温度过高损坏，阳极漏水后无监视手段，

20、往往分不出是先结焦还是先漏水，漏水严重时会造成粉管堵塞。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 4.2阳极漏水造成燃烧器结焦原因及对策。 1）阳极质量问题。厂家承诺阳极使用寿命达到300小时以上，但往往达不到，且不可控。我厂在200小时左右就进行更换。 2）载体风问题。n载体风压力过高，造成阳极拉弧后风将温度集中点在阳极喉口处，温度过高造成阳极烧漏，风压设定值在8-10kpa为最佳。但应加强就地风压表的维护，确保指示准确。n载体风太脏使等离子在进行电离时灰尘附着阳极表面造成阳极

21、过脏，导电性能下降，出现拉弧伤痕，时间一长阳极就会漏水，从而阳极寿命缩短。因此建议要加强等离子载体风机滤网的清洗维护。新上系统可将载体风取自压缩空气有利于阴阳极的使用寿命加长，采用一定的远程操作手段在等离子不使用时停用载体风，可节约载体风机的投资。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 4.2阳极漏水造成燃烧器结焦原因及对策。 3）冷却水问题。冷却水流量低，造成阴阳极冷却效果降低，使阳极达不到使用寿命。 4）燃烧器结焦。等离子发生器结焦后高温造成阳极拉弧过程中温度过高损坏。n等离子阴阳极漏水无好的监视手段，但是漏水后会出现断弧和拉弧不成功等异常现象。因此运行人员要加强监视，出现异常先将冷却水进行关闭，检查原因。n当发现粉管风速异常时，运行人员应及时隔离相对应发生器冷却水进、回水门。检查原因。n同时建议不拉弧时停运等离子冷却水泵。这样可以有效避免等离子漏水，即使漏水拉弧时异常也能及时发现，也起到一定的节能效果。 全国火电大机组竞赛技术交流全国火电大机组竞赛技术交流国电费县发电有限公司国电费县发电有限公司2022年5月2日 费县电厂等离子点火系统出现的问题及对策探讨 5、其他问题 1、等离子燃烧器改造后，相应的热控逻辑也需更改。 笔者调试期间曾参考