大型电站锅炉等离子点火技术的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 大型电站锅炉等离子点火技术的应 用 摘要：华能集团上都发电公司在 一期 2X600MW 机组中引入 中国论文网 /4/view-12705161.htm DLZ-200 型等离子点火装置，通 过运行实践弥补了国内火电厂大机组锅 炉无油点火技术在应用领域的空白。几 年来，此技术在节能降耗方面取得明显 效果并运行稳定。 关键词：等离子 燃油 点火 大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃， 都通过燃烧燃料（天然气或柴油）来实 现。近几年，能源匮乏已成为全球性的 问题，原油价格居高不下，致使靠燃烧 燃料发电的火电厂运营成本只增不减。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 电厂为了控制成本消耗量，将锅炉点火 及稳燃用油纳入生产考核指标。以往业 界普遍采用提高煤粉磨细度来提高风粉 混合物及二次风的温度，并通过预燃室 燃烧器、小油枪点火来控制重油（天燃 气）耗量。这些传统的方法有赖于燃油 点火，虽有助于节省油耗，但并未真正 脱离燃油时代。如果要求彻底摆脱燃油， 就需要在传统点火方法的基础上研究新 工艺。因此，应用直流空气等离子体为 点火源的 DLZ-200 型等离子煤粉点火燃 烧器作为现代火力电厂点火及稳燃的首 选设备逐渐进入公众视野。它不用一滴 燃油就能将挥发份较低（10%）的贫煤 轻松点燃，实现了锅炉冷态启动。 1 点火机理 DLZ-200 型等离子点火装置采用 直流（280350A）在介质汽压 0.010.03MPa 的条件下接触引弧，并 在强磁场下获得功率稳定的直流空气等 离子体。在燃烧器的一次燃烧筒中，该 等离子体形成 T5000K 的局部 “火核”高 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 温区，使得煤粉在高温环境中释放出挥 发份快速燃烧。该反应是在气相中进行， 因而能够改变混合物组分的粒级，从而 促进煤粉快速而充分地燃烧，有助于减 少引燃能量 E。经试验验证（E 等离子 =1/6E 油） 。 等离子体内所含的能够促进热化 学能量转换的法学活性粒子，如原子 （C、 H、O） 、原子团（OH、H2、O2） 、 离子（O2- 、H2- 、OH- 、 O-、H+）和电 子等，能够使燃料充分燃烧，而且在这 种条件下等离子使煤粉释放的挥发份比 以往提高了 20%80% ，由此可见，等 离子体能够再造挥发份以促进煤粉充分 燃烧。这在挥发份低的煤粉燃烧中非常 实用。在锅炉实际运行过程中，有的锅 炉燃烧的煤质较为复杂，利用它可以大 大提高燃烧效率。 2 等离子发生器工作原理 发生器（如图 1 所示）系由阴阳 极和线圈构成的磁稳空气载体等离子发 生器。阳极为导电、导热性能良好且具 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 有抗氧化性的金属材料，阴极为导电性 能良好的金属材料或非金属材料。阴阳 两极采用能够承受电弧高温冲击的水冷 方式。在 250的运行环境中，线圈能 够抵抗 2000V 直流电压击穿。系统应用 全波整流且具备恒流性的电流。拉弧原 理：先对输出电流进行设定。阴极 3 前 移至阳极 2 的位置后系统电流恒定，且 具备了抗短路性能。当它离开阳极时， 线圈磁力作用于电弧将喷管外部拉出。 一定压力的空气被电弧电离成能量密度 为 105106W/cm2 的能够将不同煤种 点燃的高温等离子体。 图 1 等离子发生器工作原理 3 等离子系统组成 等离子系统的构成如下： 3.1 燃烧系统 通过等离子发生器的电弧对煤粉 的煤粉燃烧器点火的等离子燃烧器（如 图 2） ，相较于煤粉燃烧器来讲，它是在 煤粉进入燃烧器的初始阶段就通过等离 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 子弧点燃煤粉，并在燃烧器内促进其燃 烧，具有内燃型燃烧器的燃烧特性。在 炉膛内无明火的条件下它可以轻松点火， 真正的不用一滴油启动锅炉，且实现了 无油低负荷稳燃。 图 2 等离子燃烧器示意图 3.2 电气系统 等离子发生器电源系统是通过三 相全控桥式晶闸管整流电路，将三相交 流电源转换成稳定的直流电源以维持等 离子电弧稳定的装置。它包括电源柜、 隔离变压器两个主要元件。电源柜内配 有由六组大功率晶闸管组成的三相全控 整流桥、大功率直流调速器 6RA70、直 流电抗器、交流接触器和控制 PLC 等。 3.3 冷却水系统 冷却水系统是由冷却水泵、压力 表、冷却水箱、管路、换热器及阀门构 成的闭式循环系统，其中 3 台冷却水泵 互为备用。其运行原理是基于水冷的方 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 式冷却形成电弧的等离子发生器的阴极 和阳极。 3.4 气膜风系统 等离子燃烧器系内燃式燃烧器。 它在运行过程中，燃烧器内壁承载较高 的负荷，为了在不损坏燃烧器的前提下 提高燃烧度，必须配装等离子燃烧器气 膜风。气膜风可以从送风机出口处引取， 也能够从原二次风箱取。 3.5 控制系统 等离子控制系统的两大组成元件 为触摸屏和控制柜。控制柜柜内 PLC 采用 SIEMENS S7-300 系列的可编程控 制器完成。该 CPU 模块中的 Profibus 接口能够连接多个点火控制器，利用网 络集中操控点火装置。该系统的操作界 面为 Digtal 公司生产的 GP 触摸面板， 信息显示完整、间接。 3.6 监视系统 在实际工作中，我们可以通过由 工业电视、图像火检探头和四画面分割 器组成的监控系统来监测炉膛等离子燃 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 烧情况。 4 小结 DLZ-200 型等离子点火系统从多 年前安装调试到现在无重大事故产生， 其安全性和稳定性已在多年的运行实践 中得到验证，说明这套设备在火电厂具 有较好的应用性。具体来讲，DLZ-200 型等离子点火系统的优点主要体现在以 下几个方面： 简单：火电厂实现了单一燃料 运行，辅助系统和运行方式都进一步简 化。 安全：取消了炉前燃油系统， 燃油可能引发的油泄漏火灾事故也因此 避免，安全性有保障。 经济：应用等离子点火技术， 运维成本比燃油点火降低了 15% 20%。节省的费用可用于电厂升 级改造，经济性自不必再说明。 高效：等离子体内含有大量加 速热化学转换的化学活性的粒子，有助 于燃料充分燃烧。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 环保：不用一滴油的点火方式 只需在点火初期投入电除尘装置，烟尘 量大大减少。而且，单一