培訓資料(等離子點火技術(shù)基本原理與系統(tǒng))-1

等離子點火技術(shù)的開發(fā)背功等離子點火技術(shù)的發(fā)展等離子點火技術(shù)的開發(fā)背功等離子點火技術(shù)的發(fā)展.等離子發(fā)輔助系等離子工作原培訓資料等離子點火技術(shù)基本原理與系統(tǒng)等離子點火技術(shù)基本原理與系統(tǒng)目錄述景 及能歷程生器及其統(tǒng)發(fā)生器理

等離子載體風系統(tǒng)等離子電源系統(tǒng).等離子燃燒器及其工作原理等離子燃燒器結(jié)構(gòu)特點八、、等離子燃燒器點八、、火 原理.等離子點八、、火風粉 系統(tǒng)中儲式制粉系統(tǒng)等離子點火一次風粉及其解決方案 直吹式制粉系統(tǒng)等離子點火一次風粉及其解決方案 直吹式制粉系統(tǒng)蒸汽加熱器制備熱風方案直吹式制粉系統(tǒng)燃油加熱器制備熱風方案.等離子點火監(jiān)控系統(tǒng)等離子燃燒器壁溫測量系統(tǒng)一次風風速測 量 系統(tǒng)一次風在線測速裝置的組成測速管的選擇像火焰.等離子點火控制系統(tǒng)與鍋爐 、的連接等離子點火控制系統(tǒng)等離子點火系統(tǒng)與鍋爐的連接1概述等離子點火技術(shù)的開發(fā)背景及功能火力發(fā)電機組中的煤粉鍋爐，其點火及低負荷穩(wěn)燃的傳統(tǒng)方法是燃用柴油、重油或燃氣。這種方法運行成本高，以一臺 鍋爐為例，在冷態(tài)啟動過程中，要耗費約輕質(zhì)柴油。據(jù)統(tǒng)計，每年全國僅電站鍋爐因點火及低負荷穩(wěn)燃就消耗數(shù)百萬噸燃油。大量的燃油消耗，以及因此而帶來的燃油采購、運輸、儲存、硬件設(shè)備等方面的費用，無疑加大了發(fā)電成本。同時，于油煤混燒，使鍋爐的技術(shù)和經(jīng)濟指標下降。據(jù)有關(guān)資料表明：鍋爐燃煤過程中，同時燃燒具有高反應(yīng)性能的燃油將降低鍋爐機組的經(jīng)濟生態(tài)效益，主要表現(xiàn)在增加燃料固體未燃盡熱損失?5降低鍋爐機組的傳熱系數(shù)?，增加水冷壁高溫腐蝕速度，降低鍋爐設(shè)備的運行可靠性，在一定條件下增加、等污染物的排放量?。而且在煤油混燒期間電除塵器不能投入，造成了一系列的環(huán)保和社會問題。為了解決上述問題，開發(fā)無油或少油煤粉直接點火燃燒器便成了一直公認的一條途徑。近三十年來，世界各國科技人員在這方面做了大量的工作，開發(fā)了一些新式煤粉直接點火燃燒器，取得了一些成果。例如從上世紀年代以來相繼開發(fā)研制的濃、淡分流，大速差等多種形式預(yù)燃、穩(wěn)燃燃燒裝置、小流量油槍及主燃燒器改進鈍體、夾心風等煤粉點火穩(wěn)燃裝置，但工業(yè)應(yīng)用表明：以預(yù)燃室為特征的少油煤粉直接點火燃燒器在不同程度上還存在易結(jié)渣、燒損，使用期短等弊端而影響了它的廣泛推廣應(yīng)用。同時，開發(fā)出來的煤粉直接點火燃燒器沒有把點火技術(shù)和穩(wěn)燃技術(shù)有機地結(jié)合起來，障礙了這一技術(shù)的推廣。煤粉鍋爐等離子點火與穩(wěn)燃技術(shù)實現(xiàn)了點火技術(shù)與穩(wěn)燃技術(shù)的有效結(jié)合。該技術(shù)是一項以熱等離子體作為煤粉激發(fā)熱源，直接點燃煤粉，啟動鍋爐，并可在鍋爐低負荷時穩(wěn)定鍋爐燃燒的新技術(shù)。其基本原理是：將具有O以上的高溫直流電弧空氣等離子體輸送到專門設(shè)計的等離子燃燒器內(nèi)，使流經(jīng)該燃燒器的煤粉在等離子體高溫和熱化學作用下瞬間被點燃，煤粉在燃燒器內(nèi)著火后噴入爐膛，從而達到了鍋爐點火和助燃不用燃油的目的。煤粉鍋爐等離子點火技術(shù)主要等離子發(fā)生器、等離子燃燒器、冷爐制粉系統(tǒng)、圖像火焰檢測系統(tǒng)、一次風速測量系統(tǒng)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。其中，與等離子發(fā)生器相關(guān)的輔助系統(tǒng)包括冷卻水系統(tǒng)；載體風系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。與等離子燃燒器相關(guān)的輔助系統(tǒng)有等離子燃燒器壁溫檢測系統(tǒng)。等離子點火技術(shù)系統(tǒng)組成示意圖見圖。圖等離子點火技術(shù)系統(tǒng)組成示意圖等離子點火技術(shù)的發(fā)展歷程我國和世界上許多國家近幾十年來在等離子點火技術(shù)的研究方面曾投入了大量精力。從世紀年代開始，美國的公司、公司、西屋公司原蘇聯(lián)動力科學研究院等都曾從事過該技術(shù)研究，我國的清華大學、華中理工大學、哈爾濱鍋爐廠等單位也做了大量的研究和實驗工作。但都因各種原因沒有達到工業(yè)應(yīng)用水平。煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司在總結(jié)國內(nèi)外無油點火技術(shù)的經(jīng)驗和教訓的基礎(chǔ)上，從年開始致力于等離子點火技術(shù)的研究。解決了上述制約其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題，開發(fā)出型等離子點火裝置，并于年月日在煙臺電廠一臺貧煤鍋爐上點火啟動成功。經(jīng)過半年多的工業(yè)應(yīng)用考核，于年月，首次在煙臺電廠機組鍋爐上，完成工業(yè)性試驗，并通過了原國家電力公司組織的專家鑒定，此后逐步將該技術(shù)推向市場。在推廣應(yīng)用過程中，煙臺龍源完善了系統(tǒng)，提高了該技術(shù)的適應(yīng)性和技術(shù)水平，形成了產(chǎn)業(yè)化。等離子點火技術(shù)在通過原國家電力公司組織的專家鑒定后，主要經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。年月，該技術(shù)在佳木斯發(fā)電廠 中儲式制粉系統(tǒng)燃用煙煤的鍋爐上，成功的實現(xiàn)了冷態(tài)點火。在中國首次實現(xiàn)等離子點火技術(shù)從工業(yè)試驗到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。年月，該技術(shù)在內(nèi)蒙古包頭第二熱電廠機組鍋爐上點火成功，首次將直流主燃燒器改造為等離子燃燒器，突破了通常只改油燃燒器為等離子燃燒器的單一方式，為等離子燃燒器在大容量機組上的應(yīng)用開辟了道路。年月，該技術(shù)在遼寧清河發(fā)電廠 機組鍋爐上點火成功，首次將等離子點火技術(shù)應(yīng)用于直吹式雙進雙出磨煤機制粉系統(tǒng)鍋爐的旋流燃燒器上，成功開發(fā)了具有長輸送弧的等離子發(fā)生器；獲得了在旋流燃燒器上改造安裝等離子燃燒器的工程經(jīng)驗；探索了直吹式雙進雙出磨煤機制粉系統(tǒng)應(yīng)用等離子點火裝置的基本規(guī)律。年,該技術(shù)先后在山西大同第二發(fā)電廠機組、江西豐城發(fā)電廠 機組、天津盤山發(fā)電廠機組上成功使用等離子點火裝置。逐步提高了等離子燃燒器的容量與出力。年，該技術(shù)先后在內(nèi)蒙古元寶山發(fā)電廠，成功實現(xiàn)首臺褐煤機組直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐點火，拓展了等離子點火技術(shù)的煤種適應(yīng)范圍。同年，在煙臺電廠機組風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)實現(xiàn)等離子點火，拓展了等離子點火技術(shù)對磨煤機應(yīng)用范圍。年，該技術(shù)在內(nèi)蒙古托克托電廠#鍋爐，成功實現(xiàn)首臺 機組旋流燃燒器鍋爐點火。年，等離子點火技術(shù)成功應(yīng)用于玉環(huán)電廠機組，開創(chuàng)了我國最大容量機組應(yīng)用等離子點火技術(shù)的歷史。目前，等離子點火裝置關(guān)鍵設(shè)備和部件均已達到了工業(yè)應(yīng)用的條件。其中，等離子發(fā)生器已經(jīng)具有多個型號、多個系列、滿足鍋爐不同燃燒器形式的標準件。等離子發(fā)生器的保證壽命達到以上，有的已經(jīng)成功運行。等離子燃燒器已經(jīng)形成一系列的標準化產(chǎn)品，根據(jù)鍋爐配備主燃燒器的形式，成功設(shè)計了相應(yīng)的不同形式的等離子燃燒器，均已成功應(yīng)用于新建或改造機組。2等離子發(fā)生器及其輔助系統(tǒng)等離子發(fā)生器工作原理等離子發(fā)生器是產(chǎn)生等離子體的設(shè)備。如前所述，等離子點火技術(shù)利用溫度高達℃以上的空氣等離子體直接點燃煤粉，從而實現(xiàn)鍋爐無燃料油啟動和低負荷穩(wěn)燃。圖是等離子發(fā)生器的原理示意圖，該發(fā)生器為磁穩(wěn)空氣載體等離子發(fā)生器，線圈、陰極、陽極組成。其中，陰極材料采用高導電率的金屬材料或非金屬材料制成，陽極高導電率、高導熱率及抗氧化的金屬材料制成，它們均采用水冷方式，以承受電弧高溫沖擊。該線圈在高溫℃情況下具有抗 的直流電壓擊穿能力，電源采用全波整流并具有恒流性能。其啟弧原理為：首先設(shè)定輸出電流，當陰極前進同陽極接觸后，形成回路，于整個系統(tǒng)具有抗短路的能力且電流恒定不變，當陰極在電機拖動下緩緩離開陽極時，在陰極和陽極之間形成電弧。一定壓力的空氣通過電弧后，被電離為高溫空氣等離子體，其能量密度高達? /圖 等離子發(fā)生器的原理示意圖圖是 型等離子發(fā)生器外形圖，到目前為此，該發(fā)生器根據(jù)長度以及使用爐型分為種類型： I

型、II型、型、II型、III型和圖 I型等離子發(fā)生器外形圖I型和II型用于四角切圓鍋爐徑向插入燃燒器系統(tǒng)。 III型和 IV型用于四角切圓鍋爐軸向插入燃燒器系統(tǒng)。 V型也用于前墻以及前后墻對沖鍋爐。切向燃燒的鍋爐只有在空間位置受限制，軸向插入有困難才允許使用徑向插入的燃燒器，墻式燃燒器均應(yīng)采用軸向插入的燃燒器。如上所述，為了確保等離子發(fā)生器正常工作，需要冷卻等離子發(fā)生器的冷卻水、載體空氣和電源等，以下分別簡要介紹。等離子冷卻水系統(tǒng)于等離子發(fā)生器產(chǎn)生的電弧弧柱溫度通常在 到范圍內(nèi)，分別發(fā)送和接收電子的陰極和陽極處于高溫環(huán)境，而穩(wěn)定電弧的線圈長時間通電也會產(chǎn)生熱量，因此，等離子發(fā)生器的陰極、陽極以及線圈必須冷卻。水冷是較好的方案之一，在電廠也容易獲取。為保證對發(fā)生器的良好冷卻， 型等離子發(fā)生器需要進出壓差不低于，水溫不高于和，水量約的冷卻水。為減少冷卻水對陽極和陰極的腐蝕，最好采用電廠的化學除鹽水?，F(xiàn)場條件不能滿足要求時，也可以用電廠的閉式冷卻水。冷卻水系統(tǒng)的流程如下：冷卻水首先經(jīng)母管分別送至各等離子發(fā)生器，冷卻等離子發(fā)生器后，回水到冷卻水的回水母管，再流經(jīng)換熱器冷卻后返回。等離子裝置來水管道上設(shè)有手動調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)整等離子發(fā)生器冷卻水流量，同時安裝有冷卻水壓力表，過濾器及壓力開關(guān)，壓力滿足信號送回等離子整流柜。根據(jù)現(xiàn)場情況的差異，等離子冷卻水系統(tǒng)有不同的布置方式，分別如下： 冷卻水取自廠用閉式冷卻水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的回水返回至回水母管，不需要另設(shè)水箱和換熱器，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需設(shè)置臺水泵。當?shù)入x子發(fā)生器或等離子點火燃燒器退出運行后，水泵可停止運行，該方式的原則系統(tǒng)見圖 -圖 冷卻水取自廠用閉式冷卻水系統(tǒng)冷卻水取自鍋爐側(cè)除鹽水箱，該系統(tǒng)的回水返回除鹽水箱，可保證無壓回水，不需要另設(shè)水箱和換熱系統(tǒng)。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需設(shè)置臺水泵。該系統(tǒng)的水泵必須長期運行，原則系統(tǒng)見圖-冷卻水取自鍋爐側(cè)除鹽水箱冷卻水取自另設(shè)獨立水箱。需要增設(shè)水箱和換熱系統(tǒng)，回水返回至水箱可保證無壓回水。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需設(shè)置臺水泵。該系統(tǒng)的水泵必須長期運行，原則系統(tǒng)見圖-圖 冷卻水取自另設(shè)獨立水箱冷卻水不同供給方式的綜合比較見表。表 冷卻水不同供給方式的綜合比較供給方式配置設(shè)備適用范圍系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、簡單該系統(tǒng)回水返回至回水母管特 點不需要另設(shè)水箱和換熱器增加臺水泵等離子發(fā)生器退出運行后水泵可停止運行安裝和設(shè)備費用較低廠用閉式冷卻水系統(tǒng) 鍋爐側(cè)除鹽水箱鍋爐側(cè)另設(shè)水箱水泵臺、水泵臺、水泵臺、止回閥、閘止回閥、閘止回閥、閘閥、水箱、閥、壓力開關(guān)、壓力表閥、壓力開關(guān)、壓力表適用于各種爐型系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、較簡單回水返回該水箱，可保證無壓回水不需要另設(shè)水箱和換熱器增加臺水泵水泵必須長期運行安裝和設(shè)備費用較低系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠回水返回該水箱，可保證無壓回水需要另設(shè)水箱和換熱器增加臺水泵水泵必須長期運行安裝和設(shè)備費用較高換熱器多只等離子發(fā)生器冷卻水系統(tǒng)布置可參考圖 -圖和圖 的原則性系統(tǒng)圖進行布置。等離子載體風系統(tǒng)載體風是等離子發(fā)生器產(chǎn)生等離子體的介質(zhì)。等離子電弧形成后，通過線圈形成的電磁場壓縮控制電弧，當載體風以一定的流速經(jīng)過電弧時，被電離為空氣等離子體部分載體風也參與電弧的壓縮控制）因此，等離子發(fā)生器需要配備載體風系統(tǒng)。為了確保等離子體的穩(wěn)定性，要求載體風是潔凈無油、干燥、壓力穩(wěn)定的空氣或其他氣體）每臺等離子裝置的載體風流量約為 ?m等離子發(fā)生器載體風系統(tǒng)的管道上通常設(shè)有壓力表和一個壓力開關(guān)，把壓力滿足信號送回等離子發(fā)生器整流柜。根據(jù)電廠現(xiàn)場情況的不同，等離子載體風的也有一定差異。通常包括以下兩種。、采用電廠的儀表用壓縮空氣作為等離子發(fā)生器的載體風。如使用電廠雜用載體風系統(tǒng)，母管需要有濾油，濾水裝置。載體風系統(tǒng)中同時設(shè)計有備用吹掃空氣管路，吹掃空氣取自圖像火檢探頭冷卻風機出口母管，用于保證在鍋爐高負荷運行、等離子發(fā)生器停用時發(fā)生器不受煤粉污染。、當電廠儀表用壓縮空氣不能滿足等離子點火系統(tǒng)的要求時，可采用高壓離心風機或羅茨風機提供的高壓風作為等離子發(fā)生器的載體風。另設(shè)高壓離心風機或羅茨風機）布置在鍋爐運轉(zhuǎn)層。載體風的系統(tǒng)布置根據(jù)所安裝的發(fā)生器數(shù)量不同而有所不同。只等離子發(fā)生器載體風布置的原則性系統(tǒng)示意見圖、圖和圖-多只等離子發(fā)生器載體風系統(tǒng)的布置可參考上述系統(tǒng)圖。等離子點火技術(shù)基本原理與系統(tǒng)目錄^ 概述等離子點火技術(shù)的開發(fā)背景 及 功能等離子點火技術(shù)的發(fā)展歷程.等離子發(fā)生器及其輔助系統(tǒng)等離子

發(fā)生器工作原理等離子冷卻水系統(tǒng)等離子載體風系統(tǒng)等離子電源系統(tǒng).等離子燃燒器及其工作原理燒點八、、器結(jié)構(gòu)等離子燃特等離子理燃燒器點八、、火原.等離子點八、、火風粉系中儲式制粉系統(tǒng)等離子點火一次風粉及其解決方案 直吹式制粉系統(tǒng)等離子點火一次風粉及其解決方案 直吹式制粉系統(tǒng)蒸汽加熱器制備熱風方案直吹式制粉系統(tǒng)燃油加熱器制備熱風方案.等離子點火監(jiān)控系統(tǒng)等離子燃燒器壁溫測量系統(tǒng)一次風風速測 量 系統(tǒng)一次風在線測速裝置的組測速管的選圖像火焰監(jiān)視.等離子點火控制系統(tǒng)與鍋爐 、的連接等離子點火控制系統(tǒng)等離子點火系統(tǒng)與鍋爐的連接1概述等離子點火技術(shù)的開發(fā)背景及功能火力發(fā)電機組中的煤粉鍋爐，其點火及低負荷穩(wěn)燃的傳統(tǒng)方法是燃用柴油、重油或燃氣。這種方法運行成本高，以一臺 鍋爐為例，在冷態(tài)啟動過程中，要耗費約輕質(zhì)柴油。據(jù)統(tǒng)計，每年全國僅電站鍋爐因點火及低負荷穩(wěn)燃就消耗數(shù)百萬噸燃油。大量的燃油消耗，以及因此而帶來的燃油采購、運輸、儲存、硬件設(shè)備等方面的費用，無疑加大了發(fā)電成本。同時，于油煤混燒，使鍋爐的技術(shù)和經(jīng)濟指標下降。據(jù)有關(guān)資料表明：鍋爐燃煤過程中，同時燃燒具有高反應(yīng)性能的燃油將降低鍋爐機組的經(jīng)濟生態(tài)效益，主要表現(xiàn)在增加燃料固體未燃盡熱損失?5降低鍋爐機組的傳熱系數(shù)?，增加水冷壁高溫腐蝕速度，降低鍋爐設(shè)備的運行可靠性，在一定條件下增加、等污染物的排放量?。而且在煤油混燒期間電除塵器不能投入，造成了一系列的環(huán)保和社會問題。為了解決上述問題，開發(fā)無油或少油煤粉直接點火燃燒器便成了一直公認的一條途徑。近三十年來，世界各國科技人員在這方面做了大量的工作，開發(fā)了一些新式煤粉直接點火燃燒器，取得了一些成果。例如從上世紀年代以來相繼開發(fā)研制的濃、淡分流，大速差等多種形式預(yù)燃、穩(wěn)燃燃燒裝置、小流量油槍及主燃燒器改進鈍體、夾心風等煤粉點火穩(wěn)燃裝置，但工業(yè)應(yīng)用表明：以預(yù)燃室為特征的少油煤粉直接點火燃燒器在不同程度上還存在易結(jié)渣、燒損，使用期短等弊端而影響了它的廣泛推廣應(yīng)用。同時，開發(fā)出來的煤粉直接點火燃燒器沒有把點火技術(shù)和穩(wěn)燃技術(shù)有機地結(jié)合起來，障礙了這一技術(shù)的推廣。煤粉鍋爐等離子點火與穩(wěn)燃技術(shù)實現(xiàn)了點火技術(shù)與穩(wěn)燃技術(shù)的有效結(jié)合。該技術(shù)是一項以熱等離子體作為煤粉激發(fā)熱源，直接點燃煤粉，啟動鍋爐，并可在鍋爐低負荷時穩(wěn)定鍋爐燃燒的新技術(shù)。其基本原理是：將具有0以上的高溫直流電弧空氣等離子體輸送到專門設(shè)計的等離子燃燒器內(nèi)，使流經(jīng)該燃燒器的煤粉在等離子體高溫和熱化學作用下瞬間被點燃，煤粉在燃燒器內(nèi)著火后噴入爐膛，從而達到了鍋爐點火和助燃不用燃油的目的。煤粉鍋爐等離子點火技術(shù)主要等離子發(fā)生器、等離子燃燒器、冷爐制粉系統(tǒng)、圖像火焰檢測系統(tǒng)、一次風速測量系統(tǒng)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。其中，與等離子發(fā)生器相關(guān)的輔助系統(tǒng)包括冷卻水系統(tǒng)；載體風系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。與等離子燃燒器相關(guān)的輔助系統(tǒng)有等離子燃燒器壁溫檢測系統(tǒng)。等離子點火技術(shù)系統(tǒng)組成示意圖見圖。圖等離子點火技術(shù)系統(tǒng)組成示意圖等離子點火技術(shù)的發(fā)展歷程我國和世界上許多國家近幾十年來在等離子點火技術(shù)的研究方面曾投入了大量精力。從世紀年代開始，美國的公司、公司、西屋公司原蘇聯(lián)動力科學研究院等都曾從事過該技術(shù)研究，我國的清華大學、華中理工大學、哈爾濱鍋爐廠等單位也做了大量的研究和實驗工作。但都因各種原因沒有達到工業(yè)應(yīng)用水平。煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司在總結(jié)國內(nèi)外無油點火技術(shù)的經(jīng)驗和教訓的基礎(chǔ)上，從年開始致力于等離子點火技術(shù)的研究。解決了上述制約其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題，開發(fā)出 型等離子點火裝置，并于年月日在煙臺電廠一臺貧煤鍋爐上點火啟動成功。經(jīng)過半年多的工業(yè)應(yīng)用考核，于年月，首次在煙臺電廠機組鍋爐上，完成工業(yè)性試驗，并通過了原國家電力公司組織的專家鑒定，此后逐步將該技術(shù)推向市場。在推廣應(yīng)用過程中，煙臺龍源完善了系統(tǒng)，提高了該技術(shù)的適應(yīng)性和技術(shù)水平，形成了產(chǎn)業(yè)化。等離子點火技術(shù)在通過原國家電力公司組織的專家鑒定后，主要經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。年月，該技術(shù)在佳木斯發(fā)電廠 中儲式制粉系統(tǒng)燃用煙煤的鍋爐上，成功的實現(xiàn)了冷態(tài)點火。在中國首次實現(xiàn)等離子點火技術(shù)從工業(yè)試驗到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。年月，該技術(shù)在內(nèi)蒙古包頭第