等離子點火系統(tǒng)

1、華能山陰電廠籌建處生產(chǎn)準備部培訓資料 密封油系統(tǒng)2015年8月生產(chǎn)準備部培訓資料等離子點火系統(tǒng) 2016年8月華能羅源發(fā)電公司HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司v等離子點火機理 等離子點火裝置是利用直流電流在介質氣壓條件下接觸引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在專門設計的燃燒器的中心燃燒筒中形成溫度T5000K的，溫度梯度極大的局部高溫區(qū)，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，并在10-3

2、秒內迅速釋放出揮發(fā)物，使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。由于反應是在氣相中進行，使混合物組分的粒級發(fā)生了變化。因而使煤粉的燃燒速度加快，也有助于加速煤粉的燃燒，這樣就大大地減少點燃煤粉所需要的引燃能量。等離子體內含有大量化學活性的粒子，如原子（C、H、O)、原子團（OH、H2、O2）、離子（O2、H2、OH、O、H ）和電子等，可加速熱化學轉換，促進燃料完全燃燒。本系統(tǒng)核心設備等離子發(fā)生器、燃燒器分別介紹如下：等離子發(fā)生器：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電率、高導熱、耐氧化的金屬材料制成。陽極亦由高導電率、高導熱率

3、及抗氧化的金屬材料制成，它們均采用水冷方式冷卻，能承受電弧高溫沖擊。線圈在高溫250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。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子燃燒器其主要結構如下：等離子燃燒器由等離子發(fā)生器、中心筒一級燃燒室、內套筒二級燃燒室，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)生強烈的電化學反應，煤粉裂解，產(chǎn)生大量揮發(fā)份并被點燃；內套筒二級燃燒室：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；外套筒：利用高速含粉氣流冷卻二級燃

4、燒室，同時將部分煤粉推入爐膛燃燒；設燃燒器壁溫監(jiān)視測點，便于隨時對壁溫進行調整，既有利于點火又可防止燃燒器被燒壞。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子點火系統(tǒng)的組成二次風二次風火焰監(jiān)視電視火焰監(jiān)視電視觸觸摸摸屏屏一次風一次風火焰探頭火焰探頭進進水水回回水水壓壓縮縮空空氣氣電源控制柜電源控制柜HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子體的定義等離子體的定義等離子體是指被電離的氣體。由原子、電子、離子或分子等粒子組成。正、負電核數(shù)相等，對內為良導體，對外為中

5、性。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子發(fā)生器原理HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器輸出功率輸出功率: : 50 50 150KW 150KW 連續(xù)可調連續(xù)可調電流電流: : (200 (200 375A)375A)2%2%電壓電壓: : (250 (250 400V)400V)5%5%空氣壓力空氣壓力: 0.008: 0.0080.013Mpa0.013Mpa空氣耗量空氣耗量: 100: 100150NM150NM3 3/H

6、 /H 冷卻水冷卻水: : 除鹽水除鹽水,P,P0.4Mpa 0.4Mpa F8T/H t40F8T/H t40HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子點火裝置等離子點火裝置HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司DLZ-200 等離子發(fā)生器原理等離子發(fā)生器原理(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)陰極HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES

7、CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子點火煤粉燃燒器等離子點火煤粉燃燒器等離子發(fā)生器利用直流電流（等離子發(fā)生器利用直流電流（300A,300V）在介質氣壓（在介質氣壓（0.010.03MPa）的條件下接）的條件下接觸引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的觸引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體；直流空氣等離子體；等離子體被定義為除固、液、氣三態(tài)之外的等離子體被定義為除固、液、氣三態(tài)之外的第四態(tài)物質存在形式，內含有大量化學活性第四態(tài)物質存在形式，內含有大量化學活性的粒子，形成溫度的粒子，形成溫度T5000K的，溫度梯度極的，溫度梯度極大的局部高溫區(qū)。大的局部高溫區(qū)。二次風二次風二次

8、風二次風等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器一次風一次風HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器二次風二次風二次風二次風一次風一次風煤粉通過溫度高達煤粉通過溫度高達4000、含有、含有大量化學活性粒子的大量化學活性粒子的等離子體火等離子體火核時，迅速破裂、氣化，并可再核時，迅速破裂、氣化，并可再造揮發(fā)分，以其較低的點火功率造揮發(fā)分，以其較低的點火功率穩(wěn)定地將煤粉直接點燃。穩(wěn)定地將煤粉直接點燃。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.等離子發(fā)

9、生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器二次風二次風二次風二次風一次風一次風一級煤粉火一級煤粉火焰焰二級煤粉火二級煤粉火焰焰三級煤粉火三級煤粉火焰焰HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器等離子燃燒器等離子燃燒器二次風二次風二次風二次風一次風一次風等離子燃燒器采用分級點火技術；后級的煤等離子燃燒器采用分級點火技術；后級的煤粉對前級燃燒筒壁其冷卻作用，保證燃燒器粉對前級燃燒筒壁其冷卻作用，保證燃燒器壁不超溫、結渣，同時，燃燒器壁上裝有可壁不超溫、結渣，同時，燃燒器壁上裝有可更換熱電偶，在集控室內可實時監(jiān)視壁溫更換熱電偶，在集

10、控室內可實時監(jiān)視壁溫HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子點火煤粉燃燒器等離子點火煤粉燃燒器HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子點火器等離子點火器 等離子點火器安裝后照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子點火器等離子點火器 等離子點火器安裝后照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子點火燃燒器等離子

11、點火燃燒器 等離子點火燃燒器入口分叉管及中心筒氣動門HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子點火系統(tǒng)的組成 點火系統(tǒng)等離子點火器等離子燃燒器電源控制柜隔離變壓器控制系統(tǒng)輔助系統(tǒng)載體風系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)圖像火檢系統(tǒng)冷爐制粉系統(tǒng)HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司v 等離子電氣系統(tǒng) 等離子發(fā)生器電源系統(tǒng)是用來產(chǎn)生維持等離子電弧穩(wěn)定的直流電源裝置。其基本原理是通過三相全控橋式晶閘管整流電路將三相交流電源變?yōu)榉€(wěn)定的直流電源，它由隔離變壓器和電源柜兩大部分組成。 HONG

12、XIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司載體風系統(tǒng)載體風系統(tǒng) 壓縮空氣是等離子電弧的介質，等離子電弧形成后，通過線圈形成的強磁場的作用壓縮成為壓縮電弧，需要壓縮空氣以一定的流速吹出陽極才能形成可利用的電弧。 運行期間就地風壓調整參數(shù)： 最低氣壓：0.008MPa 工作氣壓：0.01MPa 最高氣壓：0.013MPa HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 為保護等離子裝置本身，需用水冷卻陰、陽極和線圈。 冷卻水系統(tǒng)設計的基本參數(shù)： 最小壓力：0.25Mp

13、a 正常壓力：0.4Mpa 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 水質要求： 除鹽水，溫度40 等離子冷卻水系統(tǒng) 由于等離子發(fā)生器的陽極、陰極和線圈工作在高溫環(huán)境，必須通過水冷的方式來進行冷卻，等離子冷卻水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)，使用閉冷水進行冷卻，并專設兩臺冷卻水泵互為備用。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子電源系統(tǒng)等離子電源系統(tǒng)等離子電源柜及隔離變照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子電源系統(tǒng)

14、等離子電源系統(tǒng)等離子隔離變壓器照片HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子控制系統(tǒng)等離子控制系統(tǒng)裝于主控室立盤背后的等離子PLC組件HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 等離子控制系統(tǒng)等離子控制系統(tǒng)等離子控制用10.4”觸摸屏HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)冷卻水泵HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公

15、司窺視孔內安裝圖像火檢探頭 圖像火檢系統(tǒng)圖像火檢系統(tǒng)圖像火檢探頭安裝位置示意圖HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 圖像火檢系統(tǒng)圖像火檢系統(tǒng)圖像火檢探頭HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司圖像火檢冷卻風系統(tǒng)圖像火檢冷卻風系統(tǒng)HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司 磨煤機冷爐制粉系統(tǒng)磨煤機冷爐制粉系統(tǒng)磨入口暖風器HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD

16、.華能羅源發(fā)電公司 磨煤機冷爐制粉系統(tǒng)磨煤機冷爐制粉系統(tǒng)磨入口暖風器疏水系統(tǒng)HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司等離子點火系統(tǒng)的運行等離子點火系統(tǒng)的運行v等離子點火發(fā)生器的運行操作1、等離子運行主要參數(shù)：（1）電源： 三相電源 380-5V10V；頻率：502%Hz；最大消耗功率：200kVA； 負荷電流工作范圍：（300330）2%A；電弧電壓調節(jié)范圍：（280360）5%V（2）載體空氣： 最低氣壓：4kPa；最高氣壓：8kPa；空氣壓力調節(jié)范圍：57kPa 最小消耗量：80m3/h；最大消耗量：150m3/h（3）冷卻水

17、： 最小壓力：0.35MPa；正常壓力：0.5-0.65MPa；最大壓力：0.75MPa；最大流量：10t/h； 水質要求：除鹽水，溫度40（4）等離子發(fā)生器功率范圍；正常運行 80120kW（5）陰極壽命：實際工況下不低于？h(易更換)（6）陽極壽命：設計工況下不低于500h（7）等離子燃燒器出力：每角3-10t/h（8）投粉后的著火時間：投粉后不大于80秒HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司（11）燃燒器壁溫控制溫度：小于600（12）煤粉濃度：0.360.52kg/kg，最低不得低于0.3kg/kg（13）陰極和陽極之間

18、距離：29-35MM（試驗后進一步確定）2、操作畫面介紹：運行時，先合閘本角切換器當本角切換器合閘后，切換器狀態(tài)可以在畫面顯示，當通訊正常，處于遙控位置，現(xiàn)場風壓，水壓以及畫面上風壓、水壓信號顯示正常，電流設定290A-320A，可以拉弧。首先陰極自動前進，陰、陽極接觸后，電流立刻增加，之后陰極后退，電壓逐漸增加，陰極退到指定距離，拉弧結束，畫面出現(xiàn)拉弧成功顯示。3、運行注意事項：鍋爐點火之前火檢風機必須投入，鍋爐停止12小時后才允許停止火檢風機。鍋爐運行時現(xiàn)場載體風需要一直運行防止陰陽極污染。燃燒器壁溫不能超過600度。當檢修人員更換陰極頭時運行人員禁止操作，現(xiàn)場檢修人員更換陰極頭必須把現(xiàn)場

19、本角冷卻水進回水門、載體風門關掉。 HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司v運行與控制調節(jié)等離子燃燒器的整套啟動試運分為兩個階段進行：第一階段：在鍋爐吹管過程中進行等離子燃燒器的啟動和熱態(tài)性能試驗，驗證燃燒器的點火和穩(wěn)燃能力、單（只）角燃燒器斷弧復燃能力、不同煤粉量下的燃燒火焰溫度測定、等離子燃燒器配合磨煤機的出力范圍試驗及各項聯(lián)鎖和保護的可靠性。這一階段調試的關鍵是確保初始投入功率不超過允許的初始投入功率，點火過程不能發(fā)生爆燃和二次燃燒。第二階段：在機組并網(wǎng)及以后的試運階段進行等離子燃燒器投入及第二臺磨投入試驗、在鍋爐低負荷運

20、行時采用等離子點火裝置進行穩(wěn)燃試驗、采用等離子燃燒器點火時鍋爐溫升試驗等。這一階段調試的關鍵是投入第二臺磨能保證其對應的燃燒器被可靠的引燃并且不發(fā)生投入功率的節(jié)躍，滿足啟動曲線的要求。兩個階段的啟動步驟和注意事項如下：1、第一階段：鍋爐首次點火過程中等離子燃燒器的啟動試運（吹管階段）v嚴格按照運行規(guī)程要求的上水溫度、上水時間對鍋爐進行上水。v檢查磨煤機冷態(tài)調試完畢具備投運條件，并將磨煤機的出口分離器擋板角度調整至較小值（確認后給定值）。v啟動鍋爐一次風機，調節(jié)B磨煤機入口風量達最低通風量，盡量維持磨出口一次風管風速在1820m/s左右。v檢查熱風蒸汽加熱裝置的各項參數(shù)必須與設計的啟動工況相符。

21、HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司v按順序啟動14號等離子發(fā)生器，調節(jié)電弧功率在100KW左右。v將磨煤機的運行模式切換到“等離子運行方式”，在磨煤機滿足啟動條件的情況下啟動磨煤機，磨煤機運行穩(wěn)定后啟動給煤機，給煤量16-18t/h，維持磨煤機出口溫度在5060。v點火初期就地必須要有專人觀察等離子燃燒器的煤粉燃燒情況，記錄各角從投煤至點燃的時間。當任何一個燃燒器超過80s未點燃應立即停止啟動，進行全爐膛吹掃并分析未能點燃的原因后再次啟動。注意觀察火焰的燃燒情況、電源功率的波動情況，調整一次風量、二次風門開度，確定合理的一次

22、風速及二次風門開度，做好事故預想，發(fā)現(xiàn)異常，及時處理。v等離子點火燃燒器投入運行的初期，應注意進行二次風的調整，為控制溫升，上部二次風門要適當開大，注意觀察、記錄煙溫探針的溫度，防止吹管臨時系統(tǒng)、再熱器系統(tǒng)超溫。v以較小的升壓速率進行鍋爐升壓，進行熱緊螺絲、沖洗儀表管、鍋爐膨脹檢查等工作。v注意監(jiān)視陰極的壽命顯示值，對即將損壞的陰極及時處理。當磨煤機在“等離子方式”下運行、4支等離子點火器中的1支發(fā)生斷弧時，光字牌將發(fā)出聲光報警，當磨在“等離子方式”下運行、4支等離子點火器中的2支發(fā)生斷弧時，保護將停止磨煤機的運行，進行爐膛吹掃。此時應仔細檢查斷弧原因，待問題解決后再繼續(xù)進行試運。v調整等離子

23、裝置的電弧功率，確定等離子裝置的最低穩(wěn)燃功率，在保證燃燒效果的條件下適當降低電弧功率，以盡量延長陰極的使用壽命。v根據(jù)機組試運要求增大或減小磨煤機的出力，試驗等離子燃燒器配合型磨煤機的出力范圍，同時根據(jù)火焰燃燒情況對一、二次風進行調整，逐步摸索運行經(jīng)驗。HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.華能羅源發(fā)電公司v發(fā)現(xiàn)爐膛負壓波動較大、燃燒不穩(wěn)等異常情況時，要及時調整。v如果停止點火（例如某一階段吹管結束），必須對所有一次風管進行吹掃。v等離子點火系統(tǒng)的進一步試運工作根據(jù)鍋爐吹管進度統(tǒng)一進行安排。2、第二階段：在機組并網(wǎng)及以后的試運階段v第二階段點火初期的有關等離子系統(tǒng)操作步驟參考第一階段，機組整體試驗步驟根據(jù)機組試運進度進行安排。這一階段啟動第二臺磨時的注意事項：v在燃燒器不超溫的前提下，盡可能將等離子燃燒器出力加到最大，再投入第二臺磨煤機。為保證第二臺磨可靠的點燃，第二臺磨投入功率可略高于磨煤機的最低出力。在第二臺磨煤機燃燒穩(wěn)定后將第一臺磨煤機的出力適當降低。v磨煤機增加出力后應隨時觀察燃燒工況的變化，對于煤質較好的煤種要防止燃燒器超溫