豐城等離子設(shè)計方案..

1、江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第1頁共 27 頁豐城發(fā)電廠 2X660MV 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案（第一版）擬稿：校對：審核：批準：煙臺龍源電力技術(shù)有限公司20042004 年 2 2 月江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第2頁共 27 頁刖言長期以來，火力發(fā)電機組鍋爐的啟停及低負荷穩(wěn)燃消耗大量的燃料油。據(jù)2000年電力工業(yè)統(tǒng)計資料匯編數(shù)字表明，2000年電力系統(tǒng)燃用燃料油1217.2萬噸。近幾年電力系統(tǒng)采取了一些減少燃油的措施， 目前，全國每年電站鍋爐（不 包括工業(yè)鍋爐）的點火和穩(wěn)燃用油估計在250萬噸以上，直接費用每年超過60億元

2、人民幣。新建的火力發(fā)電機組在試運期間要經(jīng)過鍋爐吹管、整定安全閥、汽機沖車、機組并網(wǎng)、電氣試驗、鍋爐洗硅運行、機組帶大負荷運行等許多階段，此期間由 于鍋爐無法投磨或無法完全斷油運行，因此要耗費大量的燃油。根據(jù)原電力部頒 布的試運導(dǎo)則中的規(guī)定，600MV機組試運期間燃油消耗的標準定量為9000噸，燃 料費用十分可觀。煙臺龍源電力技術(shù)有限公司開發(fā)的等離子無油點火及穩(wěn)燃技術(shù)是一項煤粉鍋爐點火及穩(wěn)燃過程中以煤代油的有效措施，對于新建機組，如果在機組試運初 期投入等離子點火系統(tǒng)，將可以大大降低試運期間的燃油消耗，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟 效益。大唐公司托克托電廠一期工程為2660MW氣輪發(fā)電機組，由于在1、2號 鍋

3、爐上安裝了等離子點火系統(tǒng)，兩臺機組在試運期間的燃油消耗分別只有2800噸和1400噸，大大低于同類型的其它機組，節(jié)油產(chǎn)生的經(jīng)濟效益十分可觀。江西豐城電廠新建工程為2X660MW汽輪發(fā)電機組， 為在該工程應(yīng)用等離子 點火設(shè)備，達到同樣的節(jié)油效果，煙臺龍源公司進行了進一步的開發(fā)試驗，并提 出了江西豐城電廠新建工程鍋爐等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案，供各方討論。1等離子煤粉點火技術(shù)基本原理1.1 等離子煤粉點火機理等離子點火裝置利用直流電流在一定介質(zhì)氣壓的條件下接觸引弧，并在強磁 場控制下獲得穩(wěn)定功率的定向流動空氣等離子體，該等離子體在點火燃燒器中形 成T4000K的梯度極大的局部高溫火核，煤粉顆粒通過該等

4、離子體火核時，在千 分之一秒內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)物，再造揮發(fā)份，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第3頁共 27 頁燃燒。由于反映是在氣固兩相流中進行，高溫等離子體使混合物發(fā)生了一系列物 理化學(xué)變化，近而使煤粉的燃燒速度加快，達到點火并加速煤粉燃燒的目的，大 大的減少了促使煤粉燃燒所需要的引燃能量。1.2 等離子發(fā)生器工作原理DLZ-200型等離子發(fā)生器為磁穩(wěn)，空氣載體等離子發(fā)生器，它由線圈、陰極、 陽極等組成。其中陰極材料采用具有高導(dǎo)電率、 高導(dǎo)熱、耐氧化的金屬材料制成。 陽極亦由高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率及抗氧化的金屬材料制成，它們均采用水冷方式

5、冷 卻，以承受電弧高溫沖擊。線圈在高溫250r情況下具有抗2000V的直流電壓擊 穿能力，電源采用全波整流并具有恒流性能。其工作原理見圖1。在冷卻水及壓縮空氣滿足條件后，首先設(shè)定電源 的工作輸出電流（300400A），當陰極 在直線電機 的推動下，與陽極 接觸后，電源 按設(shè)定的工作電流工作，當 輸出電流達到工作電流后，直線電機（5）推動陰極向后移動，當陰極離開陽極 的瞬間，電弧建立起來，當陰極達到規(guī)定的放電間距后，在空氣動力和磁場的作 用下，裝置產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧放電，生成等離子體。江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第4頁共 27 頁陽極（4）可更換陰極頭 線圈 直線電機

6、（2）陰極（8）進水口江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第5頁共 27 頁2機組設(shè)備概況豐城電廠新建2X660MV工程，鍋爐為上海鍋爐廠SG2102/25.4-MXXX型鍋爐, 本鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行直流爐，單爐膛、 一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、 固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)n型爐。2.1鍋爐容量和主要參數(shù)：鍋爐主要參數(shù):名稱單位BMCRBRL主蒸汽流量t/h21022001.7主烝汽溫度oC571571主蒸汽壓力MPa(g)25.425.31再熱器進口壓力MPa(g)4.634.37再熱器進口溫度oC322316再熱器出口壓力MPa(g)4.434.19再熱

7、器出口溫度oC569569再熱蒸汽流量t/h1760.91673給水溫度oC2832802.2 鍋爐熱力特性（B-MCR 工況）:干煙氣熱損失LG氫燃燒生成水熱損失LH燃料中水份引起的熱損失Lmf空氣中水份熱損失LmA未燃盡碳熱損失Luc輻射及對流熱損失LR未計入熱損失LUA計算熱效率計算熱效率（按低位發(fā)熱量）制造廠裕量Lmm保證熱效率（按設(shè)計煤種低位發(fā)熱量）4.66%0.20%0.06 %0.09%0.74%0.18%0.3%(按ASME PTC4.計算)93.77%0.35%江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第6頁共 27 頁BMC工況BRLX況不低于93.42

8、%不低于93.5%燃料消耗量267.40t/h爐膛容積熱負荷85.6kW/m3爐膛斷面熱負荷4.823MW/m燃燒器區(qū)域壁面熱負荷1.79MW/rn空氣預(yù)熱器進風(fēng)溫度20C空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度：一次風(fēng)溫度332r二次風(fēng)溫度338C省煤器出口過?？諝庀禂?shù)a1.2爐膛出口過?？諝庀禂?shù)a1.2空氣預(yù)熱器出口煙氣修正前溫度134C空氣預(yù)熱器出口煙氣修正后溫度128.3C2.3 煤種項 目單位設(shè)計煤校核煤1校核煤2校核煤3產(chǎn)地淮南豐城煤黃陵平頂山工 業(yè)分 析收到基低位發(fā)熱值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干燥無灰基扌車發(fā)份Vdaf%34.6022.8438.5930.50空氣干燥基水份Md%0.571.600.70元 素分 析收到基碳Car%55.1847.5362.9854.99收到基氫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可磨性系數(shù)HGI-63.07860.584.0沖刷磨損指數(shù)Ke-爐內(nèi)氣氛-灰變形溫度DTC1220150012201220灰軟化溫度STC1450150012601450灰熔化溫度FTC145015

10、0013001450江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第7頁共 27 頁煤灰成分:項 目單位設(shè)計煤校核煤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江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第8頁共 27 頁2.5 燃燒系統(tǒng)本爐采用四角切向布置

11、的擺動燃燒器，熱態(tài)運行中，一、二次風(fēng)噴口均可作 上下擺動，其中二次風(fēng)噴嘴擺角為土？。，一次風(fēng)噴嘴擺角為土？。燃燒器與 水冷壁采用法蘭連接，？只直流式燃燒器分？層布置于爐膛下部四角，煤粉和空 氣從四角送入，在爐膛中呈切圓方式燃燒。油燃燒器的總輸入熱量按？B-MC計算。布置有？層油燃燒器，每支油槍的出力為？Kg/h2.6 制粉系統(tǒng)？鍋爐制粉系統(tǒng)為中速磨煤機、冷一次風(fēng)機正壓直吹式系統(tǒng)。一臺爐設(shè)6臺MPS22輥盤式中速磨煤機，兩臺離心式密封風(fēng)機，6臺電子稱重式皮帶給煤機。燃燒設(shè)計煤種時，5臺運行，1臺備用。鍋爐設(shè)計煤粉細度R9o=12%磨煤機型號：MPS225分離器型式：磨輥加載方式：標準出力（磨10

12、0%負荷）：58 t/h最大計算出力（設(shè)計煤種）：67.54 t/h最小出力：t/h最大通風(fēng)量（磨100%負荷）：kg/s計算通風(fēng)量（BMCR）：kg/s最小通風(fēng)量：kg/s保證出力下磨煤機軸功率：kW磨煤機轉(zhuǎn)速：r/min磨煤機阻力（包括分離器、煤粉分配箱）磨煤機最大通風(fēng)阻力（磨100%負荷）：kPa磨煤機計算通風(fēng)阻力（BMCR）：kPa磨煤機進口靜壓（BMCR）：kPa一次風(fēng)管道尺寸：江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第9頁共 27 頁3等離子煤粉點火系統(tǒng)的設(shè)計方案3.1 設(shè)計方案說明豐城新建工程中鍋爐的24只直流式燃燒器分6層布置于爐膛下部四角，煤粉 和空氣從四

13、角送入，每臺機組設(shè)有6臺MPS22型磨煤機，各臺磨煤機分別為各層 的4支燃燒器供煤粉。根據(jù)機組的上述特點，為達到最佳的節(jié)油效果同時保證運行控制方便的角度出發(fā)，初步設(shè)計的等離子改造方案為：將鍋爐A層的4支煤粉燃燒器改造為等離 子點火煤粉燃燒器。在鍋爐點火啟動過程中，等離子點火器產(chǎn)生的等離子電弧可 將通過燃燒器的煤粉直接點燃，噴入爐膛的是已被完全點燃的煤粉，這樣機組在 啟動過程中不用投入油槍，僅利用A磨煤機及等離子點火系統(tǒng)即可完成鍋爐啟動、 汽輪機沖車、發(fā)電機并網(wǎng)并帶電負荷，此時爐膛溫度已達到較高水平，可以不投 或僅投入較少的燃油即可啟動第二臺磨煤機繼續(xù)升負荷，使機組達到較好的節(jié)油 效果。3.2

14、等離子煤粉點火裝置的設(shè)計3.2.1等離子燃燒器的設(shè)計原則1） 穩(wěn)定可靠地點燃，確保點火過程中不爆燃、 不二次燃燒；點火過程燃燒器 不結(jié)渣、不燒壞。2）不影響主燃燒器的主要性能。首先是燃燒器出口氣流的動量矩基本不變和燃燒器出口流場不變，否則在正 常運行中可能引起結(jié)渣、超溫、燃燒效率下降等問題；第二是燃燒器結(jié)構(gòu)必須簡 單，阻力不能太大，以滿足各燃燒器之間阻力匹配的要求；第三是燃燒器必須耐 燒、耐磨，滿足運行檢修維護的要求。3） 燃燒器的出力可以在一定的范圍內(nèi)變動， 以滿足啟動曲線的要求，同時滿 足作為主燃燒器時出力的要求。從最大限度的節(jié)約燃油的角度考慮，在設(shè)計上該 燃燒器希望能滿足在鍋爐冷態(tài)點火時

15、投入，鍋爐升溫升壓速率能滿足電廠運行規(guī) 程的要求。4） 燃燒器的外形主要尺寸及接口尺寸與原燃燒器相同，便于燃燒器的布置和 與系統(tǒng)的接口。江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第10頁共 27 頁3.2.2等離子燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)計等離子點火燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖見下圖2（參考類似工程）。等離子燃燒器是能 否安全穩(wěn)定地點燃的核心，同時作為主燃燒器又必須滿足主燃燒器的原有性能。 該工程將采用最新型的等離子燃燒器。其實際結(jié)構(gòu)，遵循先試驗后工程的原則， 將在得到鍋爐廠燃燒器的結(jié)構(gòu)圖、電廠提供試驗煤粉后，通過1:1的熱態(tài)試驗后確定。其主要結(jié)構(gòu)如下：等離子燃燒器由等離子發(fā)生器、中心筒一級燃燒室

16、、內(nèi)套筒二級燃燒室，方 形外套筒等部分組成。中心筒一級燃燒室：引入濃縮后的含粉氣流，等離子電弧與煤粉在此發(fā)生強 烈的電化學(xué)反應(yīng)，煤粉裂解，產(chǎn)生大量揮發(fā)份并被點燃；內(nèi)套筒二級燃燒室：揮發(fā)份及煤粉繼續(xù)燃燒，并將后續(xù)引入的煤粉點燃，實 現(xiàn)分級燃燒；上述結(jié)構(gòu)保證了安全穩(wěn)定地點燃，并使燃燒器在25006000kg/h（待確認）的出力范圍內(nèi)能穩(wěn)定的燃燒。外套筒：利用高速含粉氣流冷卻二級燃燒室，同時將部分煤粉推入爐膛燃燒； 設(shè)燃燒器壁溫監(jiān)視測點，便于隨時對壁溫進行調(diào)整，既有利于點火又可防止燃燒 器被燒壞。等離子點火燃燒器主要設(shè)計參數(shù)如下表。序號名稱單位結(jié)果備注1一次風(fēng)管風(fēng)速m/s18.0-24.0等離子點火

17、器投運狀態(tài)2一次風(fēng)溫C63 70等離子點火器投運狀態(tài)3一次風(fēng)量t/h4煤粉量t/h5-8.0根據(jù)試驗結(jié)果可望提咼5煤粉濃度kg/kg0.3-0.56噴口風(fēng)速m/s40 50噴口溫度按 1000 c7燃燒器阻力PaV 1000含濃縮裝置江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第11頁共 27 頁圖 2 等離子點火燃燒器方案示意圖江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第12頁共 27 頁3.2.3等離子發(fā)生器的設(shè)計方案采用集開放式磁穩(wěn)與機械、電磁壓縮于一體復(fù)合結(jié)構(gòu)的等離子發(fā)生器，其功 率為50150kW連續(xù)可調(diào).采用雙拉伐爾噴管復(fù)式陽極，避免煤粉對其污染，

18、其 材料為具有高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電和不易氧化的特殊合金，壽命在1000小時以上；陰極 為高速噴嘴、強化冷卻結(jié)構(gòu)，材料由特殊合金與銅質(zhì)材料組合而成，壽命在50小時以上，且更換方便。在托電一期的實際運行壽命可達80100小時。參見圖3陰極燒損質(zhì)量與時間的曲線。在控制系統(tǒng)增加了陰極壽命預(yù)測系統(tǒng)，可在陰極 失效前報警，便于運行、檢修人員及時更換。陰、陽極的磁穩(wěn)線圈均為水冷結(jié)構(gòu)。 突破了前人所用的等離子發(fā)生器電極結(jié)構(gòu)與材料，成功的付諸工程應(yīng)用。采用了抗氧化特殊合金的陰、陽極，實現(xiàn)了以空氣作為等離子載體，不需專 供惰性氣體保護電極，既簡化了系統(tǒng)，又大幅度的降低了運行費用。等離子發(fā)生器作為本公司的定型產(chǎn)品，和各型

19、等離子燃燒器相配合已成功地 點燃貧煤、劣質(zhì)煙煤、煙煤和褐煤。已應(yīng)用于盤山發(fā)電廠、托克托一期、大同第 二發(fā)電廠、軍糧城電廠等多臺大型機組，性能可靠，運行穩(wěn)定。其外形圖見圖4及附錄。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江西豐城電

20、廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第13頁共 27 頁圖 4 復(fù)合式等離子發(fā)生器3.3 電氣系統(tǒng)設(shè)計由于每臺鍋爐安裝了4套等離子點火裝置，每套裝置需要用戶提供380VAC/200KVA勺電源，所以每臺鍋爐在點火階段需要用戶提供4路共計800KVA的電源。電源分別經(jīng)隔離變壓器接至等離子控制柜，輸出的直流電送至就地點火 裝置上，運行人員通過安裝在主控室立盤上的觸摸CRT進行引弧、?；〔僮鳎⒖烧{(diào)整控制柜輸出的直流電壓和電流。應(yīng)考慮現(xiàn)場每臺機組的低壓配電備用容量，決定是否需要增設(shè)新的點火變壓 器為等離子點火系統(tǒng)供電。為節(jié)約電廠的改造成本，每兩臺鍋爐的等離子點火裝置可共用一套等離子電

21、源柜和隔離變壓器，在電源柜出口設(shè)切換設(shè)備，運行人員可分別選擇兩臺鍋爐的 等離子點火裝置供電進行點火。但按此方案改造，共用電源系統(tǒng)的兩臺鍋爐不能 同時利用等離子點火設(shè)備進行點火。電氣系統(tǒng)設(shè)備的布置及安裝位置選擇的原則：通風(fēng)良好、環(huán)境溫度不超過40C、環(huán)境潔凈、無漏水、無粉塵污染、與等離子燃燒器距離較近、便利設(shè)備運 輸及安裝。具體電源取向及電源柜、隔離變壓器的布置應(yīng)由電力設(shè)計院根據(jù)系統(tǒng) 要求設(shè)計確定。單臺等離子點火電源控制裝置性能參數(shù)見下表:江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第14頁共 27 頁序號稱單位參數(shù)1電源及控制裝置額定電源電壓V380-5% 5最大輸入功率KVA

22、200最大輸出直流電壓(DCV375最大輸出直流電流(DCA400正常工作電壓范圍(DCV250 360正常工作電流范圍(DCA290320適用頻率范圍Hz45 65運行環(huán)境溫度C0-40防護等級IP20隔離變壓器絕緣等級F 級2電功率最低輸出功率KW50最大輸出功率KW150額定輸出功率KW85 110另外，電廠需要為2臺冷卻水泵(380VAC/22kwX2)和2臺火檢冷卻風(fēng)機(380VAC/7.5kwX2)提供電源。等離子電氣一次系統(tǒng)見附圖。3.4 磨煤機冷爐制粉方案設(shè)計采用直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐在安裝等離子點火系統(tǒng)時所要解決的首要問題 就是煤粉的來源問題。本方案采用本爐制粉，其系統(tǒng)簡單、運

23、行方便，關(guān)鍵是解 決制粉用熱風(fēng)的來源問題。熱風(fēng)的來源可采取鄰爐來風(fēng)或另設(shè)旁路以電加熱或蒸 汽為熱源自制熱風(fēng)，保證鍋爐冷態(tài)啟動時，磨煤機入口風(fēng)溫滿足磨煤機干燥出力 的要求。根據(jù)江西豐城電廠新建機組的實際情況，同時借鑒相關(guān)的成功經(jīng)驗，本設(shè)計 中采用在A磨煤機入口熱風(fēng)管道加裝蒸汽加熱器的方案。加熱器系統(tǒng)示意圖如下 圖所示。蒸汽加熱器的汽源參數(shù)及布置等具體方案需與各方協(xié)商確定。江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第15頁共 27 頁圖 5:蒸汽加熱器系統(tǒng)示意圖3.5 控制系統(tǒng)與 FSSS DCS 接口設(shè)計3.5.1等離子點火系統(tǒng)的控制方案方案一：另設(shè)觸摸屏方式等離子控制系統(tǒng)適應(yīng)

24、性較寬，能自成獨立的系統(tǒng)，控制主機選用Sime ns S7300系列可編程控制器。 人機界面選用日本Digital公司的液晶顯示觸摸屏，型號為GP-250Q工程師工作站可以選用任一型號PC機，工程師可以在工作站上 對整個系統(tǒng)進行組態(tài)，調(diào)整。運行人員可以在觸摸屏上對整個等離子點火煤粉燃 燒器及系統(tǒng)進行監(jiān)視和啟弧、?；?、功率調(diào)節(jié)、參數(shù)設(shè)置等操作。等離子點火系 統(tǒng)中的冷卻水泵、火檢冷卻風(fēng)機的控制也在此觸摸屏上完成。方案一只要把觸摸屏（10英寸,增強色16位）安裝在集控室便于操作的立盤 上，控制系統(tǒng)安裝在800X600的安裝板上，安裝板固定在立盤后面。與鍋爐DCS的接口僅包含少量的DI/DO點，清單如

25、下：DCS輸出信號：MFT信號A磨煤機跳閘信號等離子點火系統(tǒng)輸出信號: 等離子點火器運行信號共4點冷風(fēng)疏水至安全地點來自廠用高壓蒸汽聯(lián)箱320 C 1.3MPa,T .江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第16頁共 27 頁等離子點火系統(tǒng)故障報警信號送光字牌其中大唐盤山和托克托基建工程以及多數(shù)改造工程均采用此方案。方案一的優(yōu)點是整套系統(tǒng)簡單，可靠。方案二：DCS操作方式等離子操作控制可納入DCS系統(tǒng)，成為DCS控制系統(tǒng)的一部分。把等離子 的控制做到DCS畫面上，可以方便運行人員操作，便于管理。元寶山電廠即采用 這種方案，但在控制柜保留了觸摸屏，以便調(diào)試。等離子控制系統(tǒng)和

26、DCS的連接方式有兩種，一種采用硬接線的連接方式，該 方式安全可靠，但需要增加DCS的硬件模塊，具體I/O清單見下表。其中軍糧誠， 平?jīng)?，恒運等電廠等離子改造選用該方案。另一種連接為軟通訊方式和DCS進行數(shù)據(jù)交換。該通訊方式可支持MODIBUS協(xié)議，PROFIBUS協(xié)議或TCP/IP協(xié)議等。其中佳木斯電廠同上海新華DCS，巨化電廠同和利時DCS，元寶山電廠同INFO 90 DCS等均采用通訊方式和DCS進行聯(lián)系，且整套控制系統(tǒng)完整，運行安全可靠。DCS 增加的硬件 I/O 清單DO啟動#1 冷卻水泵啟動#2 冷卻水泵啟動#1 火檢風(fēng)機啟動#2 火檢風(fēng)機停止#1 冷卻水泵停止#2 冷卻水泵停止#

27、1 火檢風(fēng)機停止#2 火檢風(fēng)機備用#1 冷卻水泵備用#2 冷卻水泵備用#1 火檢風(fēng)機備用#2 火檢風(fēng)機MFT 跳閘（至 PLC）斷弧報警 （熱工信號）A 磨跳閘（至 PLC）B 磨跳閘（至 PLC）DI#1 冷卻水泵運行#2 冷卻水泵運行#1 火檢風(fēng)機運行#2 火檢風(fēng)機運行#1 水泵遙控/就地#2 水泵遙控/就地#1 風(fēng)機遙控/就地#2 風(fēng)機遙控/就地冷卻水泵出口壓力低冷卻風(fēng)機出口壓力低備用備用以下為單只等離子燃燒器通訊點，根據(jù)改造燃燒器數(shù)量乘4。DI#1 通訊正常（PLC 來）#1 水流量滿足（PLC 來）#1 整流器正常（PLC 來） #1 斷弧報警（PLC 來）#1 遙控/就地（PLC

28、來）#1 風(fēng)壓滿足（PLC 來）#1 啟弧成功（PLC 來）備用AI#1 角設(shè)定電流（PLC 來）#1 角實際電流（PLC 來）#1 角設(shè)定電流（PLC 來）#1 一次風(fēng)速（PLC 來）#1-1 壁溫?zé)犭娕迹↘）#1-2 壁溫?zé)犭娕迹↘）DO#1 啟動（至 PLC）#1 角停止（至 PLC）#1 角電流增（至 PLC）#1 角電流減（至 PLC）3.5.2鍋爐FSSS邏輯修改鍋爐進行等離子點火系統(tǒng)改造后，需對原FSSS系統(tǒng)進行部分邏輯修改，以滿 足鍋爐利用等離子點火系統(tǒng)啟動的要求。結(jié)合新建機組特點，同時參考其它直吹 式制粉鍋爐的改造經(jīng)驗，江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計

29、方案第17頁共 27 頁初步建議對FSSS邏輯進行如下修改：在FSSS中設(shè)計A磨煤機“正常運行模式”與“等離子運行模式”兩種運行模式，并可相互切換，從而實現(xiàn)磨煤機FSSS邏輯切換功能；“正常運行模式”運行時，A磨煤機維持原有的FSSS邏輯；由S7-300送4個接點信號給鍋爐DCS系統(tǒng)，分別代表4臺等離子點火器運行 正常，“等離子運行模式”運行時，A磨煤機FSSS啟動條件中增加4臺等離子 點火器運行正常的條件，同時略去點火能量滿足的條件；在主控室光字牌上增加“等離子點火裝置故障”信號，任一角等離子點火裝置異常時，S7-300送信號至光字牌發(fā)聲光報警；任一角等離子點火裝置異常時，DCS!動投入斷弧

30、燃燒器對應(yīng)的油槍；當A磨在“等離子運行模式”下運行時，任意兩角等離子裝置工作故障，聯(lián)鎖停A磨煤機，此邏輯在FSSS中由4個等離子點火器運行信號判別；當A磨在“等離子運行模式”運行時，A磨煤機跳閘，聯(lián)鎖等離子點火器跳閘； 鍋爐MFT時，等離子點火器應(yīng)跳閘，并禁啟；A磨煤機運行時，A層燃燒器的火焰保護仍采用鍋爐原有的火檢裝置，爐膛滅 火保護邏輯不變。3.6 等離子煤粉點火輔助系統(tǒng)設(shè)計3.6.1輔助系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容輔助系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容包括四部分：1）壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計2）冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計3）圖像火檢監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計4）一次風(fēng)風(fēng)速測量在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計3.6.2壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計等離子發(fā)生器采用穩(wěn)壓、潔凈、

31、干燥的空氣作為等離子載體。根據(jù)電廠壓縮空氣系統(tǒng)的配置情況，可利用電廠的雜用壓縮空氣系統(tǒng)為等離子發(fā)生器供氣。壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計的主要參數(shù)如下：江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第18頁共 27 頁最低氣壓：O.IMpa（調(diào)節(jié)閥后0.05Mpa）;最高氣壓：0.4Mpa； 空氣壓力調(diào)節(jié)范圍：0.010.02Mpa消耗量（單臺等離子發(fā)生器）：150Nrm/h含油量：小于10mg/m（空氣）在等離子點火器停止工作以后，為節(jié)約壓縮空氣，將停止為等離子點火器供 壓縮空氣，此時為冷卻點火器并達到密封的效果，將由圖像火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)為等 離子點火器供冷卻風(fēng)。參見附圖。另外，等離子壓縮空氣

32、系統(tǒng)也可以用高壓離心風(fēng)機代替，具體方案可以另行 商疋。3.6.3冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計為保護等離子裝置本身，需用水冷卻陰、陽極和線圈。單個燃燒器用水量為10t/h，其中線圈用水采用無壓回水（出口為大氣壓）；出入口壓差不小于0.2Mpa。冷卻水采用除鹽化學(xué)水，經(jīng)母管分別送至就地點火發(fā)生器內(nèi)，再分三路分別送入 線圈和陰、陽極，就地安裝壓力表、壓力開關(guān)和手動閥，壓力滿足信號送回主控PLC冷卻水系統(tǒng)設(shè)計的基本參數(shù)如下：最小壓力：0.20Mpa正常壓力：0.3Mpa最大壓力：0.5Mpa最大流量：10t/h等離子發(fā)生器冷卻水差壓0.20.3Mpa水質(zhì)要求：除鹽水，溫度w40 C冷卻水水源取自鍋爐除鹽水補水箱，

33、回水返回除鹽水箱。冷卻水系統(tǒng)的所有 管材、閥門、泵殼、葉輪均選用不銹鋼，不會對水箱的水質(zhì)造成影響。參見附圖。在鍋爐固定端0m安裝2臺冷卻水泵，冷卻水泵設(shè)備規(guī)范如下：流量：40 m3揚程：80 m江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第19頁共 27 頁電機功率：22 kw364圖像火檢監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計為監(jiān)視等離子點火燃燒器的火焰情況，方便運行人員進行燃燒調(diào)整，在A層4支燃燒器上各安裝1套圖像火檢裝置。具體方案為在燃燒器的側(cè)面位置開孔安 裝探頭，具體位置待定，單角組成示意參見圖6。探頭套管的前端內(nèi)部安裝有CCD攝像機，其視頻信號送至集控室內(nèi)的4畫面分割器，經(jīng)處理后送到全爐膛火

34、焰電 視，運行人員可在點火初期同時監(jiān)視4個等離子點火裝置的火焰，并可以隨時切 換至全爐膛火焰。圖 6圖象火焰監(jiān)視系統(tǒng)組成如果現(xiàn)場原有的火檢冷卻風(fēng)容量有限，需要增加2臺火檢冷卻風(fēng)機為4支圖像火檢探頭提供冷卻風(fēng)。冷卻風(fēng)管道系統(tǒng)圖參見附圖。冷卻風(fēng)機設(shè)備規(guī)范：型號：LLX-I-550/2500總風(fēng)量：2500 NlM/h出口風(fēng)壓：5500Pa電功率：7.5KW3.6.5一次風(fēng)風(fēng)速測量系統(tǒng)的設(shè)計說明為便于等離子煤粉燃燒器煤粉濃度、速度的控制，在進行改造的磨煤機出口爐膛等離子點火器火檢冷卻風(fēng)CCCC 彩色攝像機江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第20頁共 27 頁四根一次風(fēng)管上各

35、安裝一套風(fēng)速在線監(jiān)測裝置，用于在線監(jiān)測磨出口一次風(fēng)速， 方便運行人員進行燃燒調(diào)整。一次風(fēng)速系統(tǒng)設(shè)計見圖7。由靠背管產(chǎn)生差壓信號，通過取壓管將壓力信號傳入差壓變送器，為防止取 壓管堵粉，接入壓縮空氣吹掃，由2個三通電磁閥進行吹掃和正常測量切換。在 壓縮空氣總管設(shè)置調(diào)節(jié)閥調(diào)整和穩(wěn)定壓縮空氣壓力。圖7一次風(fēng)速系統(tǒng)設(shè)計圖一次風(fēng)速測量系統(tǒng)圖4運行方式說明4.1 運行方式選擇的原則1）運行方式的選擇要以保證鍋爐的安全為首要出發(fā)點。2）對應(yīng)大型直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐，運用等離子煤粉點火技術(shù)不強求實現(xiàn)完全 無油啟動，而以省油為目的。因此油系統(tǒng)不應(yīng)完全取消，可考慮簡化油系統(tǒng)，并 可以降低油槍出力。整個系統(tǒng)的控制通過

36、安裝于主控室的屏完成。PLC完成，顯示和控制通過10.4”觸摸手動球閥1/8手動球閥1/8|T I-手動球閥1/8T手動球閥1/8rTJ-Pi手動調(diào)壓閥手動球閥DN25 DN25吹掃氣源（取自廠用壓縮空10X1電磁三通閥MFH-3-1/8電磁三通閥MFH-3-1/8#1 角差壓變送器就地壓力表01.6MPa、江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第21頁共 27 頁4.2 運行方式說明鍋爐的燃燒系統(tǒng)在進行了等離子點火裝置及制粉系統(tǒng)的改造后，已具備了冷 態(tài)直接點燃煤粉、實現(xiàn)無油點火啟動的能力，但由于江西豐城電廠新建的磨煤機 為？型，該磨煤機不能空載運行，長期運行的最小出力為

37、？t/h。在鍋爐冷態(tài)啟動 之初，這樣大的煤粉量點燃噴入爐膛，是否會造成鍋爐的升溫升壓速率過快、汽 包壁溫差過大、水冷壁受熱不均、鍋爐整體膨脹不能保證等問題，需要計算。如果磨煤機最低出力不能滿足鍋爐的升溫升壓速率，為保證整個機組安全啟 動，借鑒類似應(yīng)用等離子點火裝置啟動的經(jīng)驗，點火初期我們建議首先利用油燃 燒器進行鍋爐點火，投入油槍后將鍋爐汽包壓力升至0.4Mpa左右，同時關(guān)閉鍋爐 空氣門、凝汽器建立真空、旁路系統(tǒng)投入，此時啟動等離子點火裝置及A制粉系統(tǒng)，控制磨煤機出力在2025 t/h，將保證鍋爐的升溫升壓速率安全范圍內(nèi)。另外，在實際啟動中，可以采取適當提高鍋爐上水溫度、點火后適當增加鍋 爐通

38、風(fēng)量、加強燃燒調(diào)整、控制較高的汽包水位等技術(shù)措施，使鍋爐升溫、升壓 速率的控制在規(guī)程規(guī)定的范圍，從而保證鍋爐水冷壁受熱均勻、鍋爐整體膨脹速 率要求。此后，機組可利用等離子點火燃燒器完成汽輪機沖轉(zhuǎn)、發(fā)電機并網(wǎng)等工作， 此期間油槍可部分或全部退出運行，鍋爐不再消耗燃油。5經(jīng)濟效益分析5.1 直接經(jīng)濟效益新建工程為2660MV汽輪發(fā)電機組，機組在試運期間要經(jīng)過鍋爐吹管、整定 安全閥、汽機沖車、機組并網(wǎng)、電氣試驗、鍋爐洗硅運行、機組帶大負荷運行等 許多階段，此期間由于鍋爐無法投磨或無法完全斷油運行，因此要耗費大量的燃 油。根據(jù)電力部最新頒布的試運導(dǎo)則中的規(guī)定，600MW機組試運期間燃油消耗的標準定量為

39、9000噸。如果在機組試運初期投入等離子煤粉點火系統(tǒng)，將可以使整 個試運期間的燃油消耗控制在2000噸以內(nèi)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。江西豐城電廠一臺機組按常規(guī)方法試運所需燃油耗費計算：江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第22頁共 27 頁燃油消耗：9000噸燃油價格：0.3萬元/噸燃油耗費：0.3 9000 = 2700（萬元）機組改裝等離子無油點火裝置進行試運所需費用計算：a.燃油耗費：燃油消耗：2000噸燃油價格：0.3萬元/噸燃油耗費：0.3 &000 = 600（萬元）b.原煤耗費：燃油的低位發(fā)熱量為4.18X04kj/kg，設(shè)計煤種低位發(fā)熱量為23348

40、kj/kg, 原煤價格為80元/噸，節(jié)約燃油數(shù)量為7000噸，則按發(fā)熱量相等的原則所需的原 煤費用為：c耗電費用設(shè)計煤種發(fā)熱量：23348 kj/kg原煤消耗:4 18 乂 104匯 70004.18107000=12532 噸23348制粉單耗:20 kwh/t;等離子燃燒器耗電：20 kwh/t;廠用電價格為0.16元/kwh耗電費用：12532X20+20） X）.16 = 8.0萬元d改造費用（估算值）：600萬元經(jīng)過以上計算可知，在試運期間投用等離子無油點火裝置單臺爐即可為電廠節(jié)約投資：2700 -600-100.26 -8.0 -600=1391.74萬元5.2 間接經(jīng)濟效益按照常

41、規(guī)的試運方法，機組在試運期間要長期低負荷運行，此期間鍋爐純燒 油或油煤混燒，為44.18 1070002334880 =100.26 萬元江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第23頁共 27 頁避免未燃盡的油滴粘污電極，鍋爐電除塵器無法正常投入，大 量煙塵直接排放到大氣中，給環(huán)境帶來嚴重的污染，同時煙氣中的粉塵會對鍋爐 引風(fēng)機葉片造成磨損，這些均給電廠帶來間接的經(jīng)濟損失。在機組試運期間投入等離子煤粉點火系統(tǒng)，電除塵器可以在鍋爐啟動及低負 荷期間正常投入，大大減少粉塵的排放，避免了環(huán)境污染，給電廠帶來顯著的社 會效益和經(jīng)濟效益。6工程進度：為保證等離子點火一次成功，初步確

42、定等離子點火系統(tǒng)改造工程進度如下：1、200年 月日前完成所有系統(tǒng)的設(shè)計工作，并于月日召開首次設(shè)計聯(lián)絡(luò)會，具體確疋設(shè)計方案；2、200年月日前完成所有系統(tǒng)的設(shè)計工作，并于月日召開第二次設(shè)計聯(lián)絡(luò)會， 確定工程具體實施方案；3、200年月日前完成試驗件在煙臺龍源公司試驗臺熱臺試驗；4、200年月日前煙臺龍源公司完成設(shè)備生產(chǎn)工作；5、200年月日前等離子設(shè)備到達施工現(xiàn)場；6、200年月日前完成等離子糸統(tǒng)的安裝施工；7、200年月至 月完成所有等離子設(shè)備調(diào)試工作并投入運行（具體時間待定）江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第24頁共 27 頁7設(shè)備范圍：（一臺爐）序號設(shè)備名稱規(guī)格與型號數(shù)量備注1等離子點火發(fā)生器DLZ 2004 套2等離子點火燃燒器4 臺3圖像監(jiān)視系統(tǒng)LY 20001 套4 路/套4等離子控制系統(tǒng)1 套5等離子電源柜4 臺6等離子隔離變壓器4 臺7風(fēng)粉在線檢測系統(tǒng)1 套4 路/套8制粉管路暖風(fēng)系統(tǒng)1 套9冷卻水系統(tǒng)1 套水泵和水泵控制柜10壓縮空氣系統(tǒng)1 套空壓機、儲氣罐。電廠 有容量可以不上煙臺龍源電力技術(shù)有限公司2004年2月25日江西豐城電廠新建 2X660MW 機組等離子點火系統(tǒng)設(shè)計方案第25頁共 27 頁附圖一 等離子發(fā)生器外形圖圖 3-3 等離子發(fā)生器外形尺寸圖江