等離子點火系統(tǒng)

1、南京智瑞測控設備有限公司 等離子點火裝置利用直流電流在一定介質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 等離子體的形成原理 等離子發(fā)生器為磁穩(wěn)，空氣載體等離子發(fā)生器 。等離子發(fā)生器工作原理 等離子發(fā)生器的組成：線圈、陰極、陽極等組成。 v陰極材料 ：高導電率、高導熱、耐氧化的金屬材料制成 v陽極材料：高導電率、高導熱率及抗氧化的金屬材料制成 v它采用水冷卻的方式工作原理圖 (6)電源等離子體電弧放電腔(7)壓縮空氣進口(9)出水口(8)進水口(4)可更換陰極頭(1)陽極(3)線圈(5)直線電機(2

2、)陰極工作原理：工作原理：（冷卻水及壓縮空氣滿足條件 ）設定電源的工作輸出電流(300400A)陰極在直線電機的推動下，與陽極接觸 （輸出電流達到工作電流）直線電機推動陰極向后移動，當陰極離開陽極的瞬間，電弧建立起來（陰極達到規(guī)定的放電間距）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 等離子煤粉點火系統(tǒng)的設計方案等離子煤粉點火系統(tǒng)的設計方案 改造方案為： 將鍋爐燃燒器改造為等離子點火煤粉燃燒器，該燃燒器后端裝有等離子點火器。（在鍋爐點火啟動階段）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；（在鍋爐高負荷運行階段）該燃燒器可作為正常主燃燒器使用；（鍋爐啟動過程中）利用

3、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，此時爐膛已達到較高溫度，可以僅投入較少的燃油即可啟動其它磨煤機繼續(xù)升負荷，使機組達到較好的節(jié)油效果。 等離子點火煤粉燃燒器的改造方案等離子點火煤粉燃燒器的改造方案 改造方案： 拆除原燃燒器的中心風管及其內(nèi)部的油槍，將其替換為可實現(xiàn)分級點火的等離子點火燃燒器，在原一次風管上加裝分叉管，引出部分煤粉為等離子燃燒器供粉。工作流程：（在鍋爐點火啟動階段）一次風分叉管上的插板門打開，原一次風管內(nèi)的部分煤粉通過分叉管被引至等離子點火燃燒器，在這里煤粉被等離子電弧點燃并噴入爐膛；一次風管內(nèi)剩余的煤粉繼續(xù)沿一次風管進入原燃燒器的一次風室，并向前

4、噴入爐膛后被等離子燃燒器所產(chǎn)生的煤粉火焰點燃。 （在鍋爐最低無油穩(wěn)燃負荷以上運行階段）一次風分叉管上的插板門關閉，所有煤粉仍按原設計路徑進入燃燒器的一次風室，燃燒器完全按原設計方式運行。 等離子點火燃燒器方案示意圖 水 冷 壁中 心 線一 次 風 管中 心 線等離子發(fā)生器的設計方案等離子發(fā)生器的設計方案 等離子發(fā)生器采用最新開發(fā)的產(chǎn)品，結構簡單，性能可靠，點火器前端采用等離子體輸送裝置，通過狹長的管道將高度壓縮的等離子體輸送到燃燒器的點火位置。 等離子體輸送管 防磨損設計，可以耐受一次風煤粉氣流的沖刷磨損。 可從燃燒器后端整體拆除，維護、檢修十分方便。 等離子發(fā)生器的陰極 采用長壽命陰極，其保

5、證的運行壽命為50小時 在托電一、二期的實際運行壽命可達80100小時 控制系統(tǒng)增加了陰極壽命預測系統(tǒng)，可在陰極失 效前報警，便于運行、檢修人員及時更換 等離子點火動畫等離子點火錄像電氣系統(tǒng)設計電氣系統(tǒng)設計鍋爐安裝等離子點火裝置，每套裝置需要用戶提供380VAC/150KVA的電源， 每套等離子點火裝置的供電設備包括1臺隔離變壓器和1臺電源控制柜 現(xiàn)場還需要為冷卻水泵和高壓離心風機提供電源，其中高壓離心風機應有一路電源取自保安段?，F(xiàn)場還需要為新增一次風分叉管道上的插板門提供兩路380VAC的電源。 單臺等離子點火電源控制裝置性能參數(shù) 序號名 稱 單 位 參 數(shù) 1電源及控制裝置 2額定電源電壓

6、 V380 -510 3最大輸入功率 KVA2004最大輸出直流電壓（DC） V3755最大輸出直流電流（DC） A4006正常工作電壓范圍（DC） V250-3607正常工作電流范圍（DC） V290-3208適用頻率范圍 HZ45-659運行環(huán)境溫度 0-4010防護等級 IP2011隔離變壓器絕緣等級 F級 12電功率 13最低輸出功率 KW5014最大輸出功率 KW15015額定輸出功率 KW85-110 控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)與FSSSFSSS、DCSDCS接口設計接口設計 等離子點火系統(tǒng)的控制方案等離子點火系統(tǒng)的控制方案 等離子點火系統(tǒng)自身設有一套控制系統(tǒng)，其控制主機采用西門子S7-3

7、00可編程控制器為核心，S7-300與各電源柜之間為數(shù)據(jù)通訊，操作界面為工業(yè)液晶觸摸屏，運行人員在此可進行啟弧、?；　⒐β收{(diào)節(jié)、參數(shù)設置等操作 等離子點火系統(tǒng)中的冷卻水泵、高壓離心風機的控制可以在觸摸屏上操作，也可以在選擇直接進DCS操作 與與DCSDCS連接連接 與DCS連接的目的： 把所有操作做到DCS畫面上可以方便運行員操作，不用在集控室重新布置操作盤，易于運行員操作。 在設計聯(lián)絡會前與DCS廠家、電廠、設計院等單位確定PLC與DCS可否直接以通訊方式連接。 如通訊連接方式不能實現(xiàn)，等離子點火控制系統(tǒng)PLC與DCS采用硬接線的連接方式，所有現(xiàn)場開關量、模擬量通過硬接線進入S7-300，再

8、由S7300接入DCS，在DCS對系統(tǒng)實行操作及顯示，人機界面清晰。方便了運行員對整個鍋爐的控制，整個系統(tǒng)可以達到安全、穩(wěn)定的運行。 連接方式： 鍋爐鍋爐FSSSFSSS邏輯修改邏輯修改 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。 FSSS邏輯進行如下修改等離子煤粉點火輔助系統(tǒng)設計等離子煤粉點火輔助系統(tǒng)設計 v輔助系統(tǒng)設計的內(nèi)容輔助系統(tǒng)設計的內(nèi)容 輔助系統(tǒng)設計的內(nèi)容包括四部分： 載體冷卻風系統(tǒng)的設計 冷卻水系統(tǒng)的設計 圖像火檢監(jiān)測系統(tǒng)的設計 一次風風速測量在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計 載體冷卻風系統(tǒng)的設計載體冷卻風系統(tǒng)的設計 等離子發(fā)生器采

9、用穩(wěn)壓、潔凈、干燥的空氣作為等離子載體，本方案采用高壓離心風機出口高壓風系統(tǒng)為等離子發(fā)生器提供載體。 （在等離子點火器停止工作以后）高壓離心風機繼續(xù)工作，為等離子點火器、圖像火檢探頭供冷卻風。 圖像火檢監(jiān)測系統(tǒng)的設計圖像火檢監(jiān)測系統(tǒng)的設計 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，在經(jīng)過改造的等離子點火燃燒器上各安裝1套圖像火檢裝置 一次風風速測量系統(tǒng)的設計一次風風速測量系統(tǒng)的設計 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一次風管上各安裝1套風速在線監(jiān)測裝置，用于在線監(jiān)測磨出口一次風速，方便運行人員進行燃燒調(diào)整 整個系統(tǒng)的控制通過安裝于主控室的PLC完成，顯示和控制通過觸摸屏完成 運行方式說明運行方式說明 鍋爐機組啟動運行方式說明鍋爐機組啟動運行方式說明 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)直接點燃煤粉能力，但