等離子點(diǎn)火系統(tǒng)及暖風(fēng)器系統(tǒng)培訓(xùn)

等離子點(diǎn)火系統(tǒng)及暖風(fēng)器系統(tǒng)培訓(xùn)PPT

煤粉鍋爐等離子體點(diǎn)火技術(shù)產(chǎn)生背景

長期以來，火力發(fā)電機(jī)組鍋爐的啟停及低負(fù)荷穩(wěn)燃消耗大量的燃料油。特別是對于新建的火力發(fā)電機(jī)組，其在試運(yùn)期間要經(jīng)過鍋爐吹管、鍋爐洗硅運(yùn)行、鍋爐熱態(tài)調(diào)試、安全閥整定、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、機(jī)組并網(wǎng)、電氣試驗(yàn)、機(jī)組帶大負(fù)荷試驗(yàn)等許多階段，此期間由于鍋爐無法投磨或無法完全斷油運(yùn)行，因此要耗費(fèi)大量的燃油。

而采用等離子體點(diǎn)火方式，由于其節(jié)能降耗明顯，運(yùn)行維護(hù)簡單，經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，以燃煤代替燃油，成為大型煤粉鍋爐點(diǎn)火發(fā)展的必然方向。

第一部分：系統(tǒng)概述。等離子點(diǎn)火裝置概述：我廠鍋爐等離子點(diǎn)火系統(tǒng)是由安徽省新能電氣科技有限公司提供的PICS-II-100型煤粉鍋爐等離子體點(diǎn)火及穩(wěn)燃系統(tǒng)。鍋爐采用雙層等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，分別在B/C磨煤機(jī)噴口層安裝等離子點(diǎn)火裝置。PICS-II-100型煤粉鍋爐等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)由等離子體點(diǎn)火器、燃燒器、直流電源裝置、冷卻水系統(tǒng)、載體風(fēng)（壓縮空氣）系統(tǒng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)、一次風(fēng)粉測速系統(tǒng)、一次風(fēng)加熱裝置（暖風(fēng)器）、燃燒器壁溫檢測系統(tǒng)以及火焰電視系統(tǒng)等構(gòu)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(fēng)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)。等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)組成：主要組成：等離子體點(diǎn)火器、燃燒器、直流電源裝置、冷卻水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)、一次風(fēng)粉測速系統(tǒng)、一次風(fēng)加熱裝置（暖風(fēng)器）以及火焰電視系統(tǒng)等構(gòu)成。整流電源裝置：主要由整流變壓器、高頻整流模塊、平波電抗器以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成，用于將三相交流變換成等離子體點(diǎn)火器所需的直流工作電源，并提供等離子體點(diǎn)火器的功率需求和控制。壓縮空氣系統(tǒng)：由球閥（入口總閥門）、自力式減壓閥、電動三通球閥和分支管道構(gòu)成。壓縮空氣作為等離子體點(diǎn)火器的運(yùn)行工質(zhì)，需要一個穩(wěn)定、可靠的氣源。氣壓的穩(wěn)定性關(guān)乎到等離子體點(diǎn)火器的使用安全性和燃弧質(zhì)量，每個分支氣路裝有手動閥、壓力表和壓力開關(guān)，運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視，在等離子停止運(yùn)行期間由鍋爐冷一次風(fēng)提供吹掃。冷卻風(fēng)系統(tǒng)：由風(fēng)路分支管道和相關(guān)的閥門構(gòu)成，為火焰電視探頭提供冷卻風(fēng)及采用火檢冷卻風(fēng)吹掃的工程提供等離子停運(yùn)期間的吹掃風(fēng)。冷卻水系統(tǒng)：由兩臺互為備用的增壓泵、閥門以及分支管路構(gòu)成。分支管路裝有壓力表、壓力開關(guān)和手動閥。冷卻水系統(tǒng)為等離子體點(diǎn)火器陰陽極提供冷卻，一旦喪失將導(dǎo)致點(diǎn)火器的損壞和燃燒器的損壞，是保證等離子體點(diǎn)火器安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。一次風(fēng)風(fēng)粉測速系統(tǒng)：由自清灰靠背管、儀表管路、儀表閥、變送器等組成，一次風(fēng)風(fēng)粉測速選用帶有反吹掃的靠背管，整個系統(tǒng)簡單可靠。一次風(fēng)測速信號直接送至DCS，由DCS監(jiān)控各分支管路的流量。一次風(fēng)加熱單元：包括暖風(fēng)器、一次風(fēng)側(cè)插板門、廠用蒸汽管路以及管路閥門儀表等，安裝于等離子層磨煤機(jī)一次風(fēng)進(jìn)口分支管路，用于鍋爐冷爐啟動時，加熱磨煤機(jī)進(jìn)口風(fēng)溫，為啟動磨煤機(jī)創(chuàng)造條件?；鹧骐娨曄到y(tǒng)：包括火焰探頭、畫面分割器等，用于等離子體點(diǎn)火期間燃燒器噴嘴出口火焰的觀察。等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)構(gòu)成示意圖等離子體點(diǎn)火器后部實(shí)物圖等離子煤粉點(diǎn)火機(jī)理

等離子點(diǎn)火裝置是利用直流電流在一定介質(zhì)（空氣、氮?dú)獾龋鈮旱臈l件下接觸引弧，并在強(qiáng)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(diǎn)火燃燒器中形成T>4000K的梯度極大的局部高溫火核，煤粉顆粒通過該等離子體火核時，在千分之一秒內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)物，使煤粉顆粒破裂粉碎，并再造揮發(fā)份，從而迅速燃燒。由于反應(yīng)是在氣固兩相流中進(jìn)行，高溫等離子體使混合物組份的粒級發(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(dá)到點(diǎn)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。等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團(tuán)（OH、H2、O2）、離子（O2－、OH－、H＋）和電子等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，促進(jìn)燃料完全燃燒。等離子體點(diǎn)火原理示意圖等離子系統(tǒng)運(yùn)行工況：

等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)行包括鍋爐冷態(tài)啟動點(diǎn)火運(yùn)行和機(jī)組并網(wǎng)后等離子穩(wěn)燃兩種基本運(yùn)行工況。前者主要任務(wù)是通過調(diào)節(jié)點(diǎn)火器功率、磨煤機(jī)給煤量和一次風(fēng)風(fēng)量等參數(shù)實(shí)現(xiàn)等離子體燃燒器穩(wěn)定、高效和安全燃燒運(yùn)行，在盡可能提高煤粉燃燼率前提條件下，控制燃燒器壁溫以防止結(jié)焦。后者主要功能是在煤粉不穩(wěn)定和鍋爐小負(fù)荷運(yùn)行時保證鍋爐穩(wěn)定與安全運(yùn)行。暖風(fēng)器系統(tǒng)概述：送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道布置有旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器。當(dāng)暖風(fēng)器需要投入時，將暖風(fēng)器旋轉(zhuǎn)至與風(fēng)道垂直位置；當(dāng)暖風(fēng)器退出運(yùn)行時，將暖風(fēng)器旋轉(zhuǎn)至與風(fēng)道平行位置。旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器具有以下技術(shù)特點(diǎn)：與固定式暖風(fēng)器相比，通蒸汽時功效不變，防止空預(yù)器因結(jié)露引發(fā)不利因素；滿足暖風(fēng)器在不同運(yùn)行工況、不同季節(jié)都能降低風(fēng)道阻力，實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行；可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行中切換，不需要停運(yùn)風(fēng)機(jī)；風(fēng)阻小，節(jié)能效果顯著。暖風(fēng)器原理及作用：

旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器通常用在空氣預(yù)熱器進(jìn)口前一、二次風(fēng)道中，可以在冬季使用，保護(hù)空預(yù)器免受低溫腐蝕；當(dāng)夏季風(fēng)溫高時，暖風(fēng)器旋轉(zhuǎn)至與風(fēng)道平行位置，防止風(fēng)道堵塞，并提高了鍋爐熱效率。

旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器是利用高溫蒸汽加熱冷空氣的一種熱交換設(shè)備。暖風(fēng)器是以汽輪機(jī)蒸汽作為熱源來加熱冷空氣的。

其設(shè)計(jì)原理是以高溫蒸汽的凝結(jié)放熱過程為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，使過熱蒸汽冷凝放熱成飽和蒸汽，再冷凝放熱成飽和水，風(fēng)道加熱蒸汽對翅片管外部橫掠的一、二次風(fēng)產(chǎn)生穩(wěn)定的放熱過程，釋放出全部的汽化潛熱，進(jìn)行熱交換。

暖風(fēng)器疏水水質(zhì)差時，排至大氣擴(kuò)容器，水質(zhì)合格后回收至凝汽器，減少機(jī)組補(bǔ)水量。

正常運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)暖風(fēng)器振動時，應(yīng)開啟疏水管道放水門，并且減小進(jìn)汽量進(jìn)行調(diào)整。

每臺暖風(fēng)器的疏水合并成一根管道，在母管上設(shè)置有化學(xué)取樣手動一、二次門，疏水在啟動時至鍋爐疏水?dāng)U容器，管路上設(shè)置手動門；在正常運(yùn)行時至凝汽器熱井，管路上設(shè)置手動門。在4臺暖風(fēng)器入口設(shè)置入口進(jìn)汽電動總門；在每臺暖風(fēng)器入口設(shè)置進(jìn)汽手動總門，每臺暖風(fēng)器中每組傳熱元件蒸汽側(cè)及疏水側(cè)均應(yīng)單獨(dú)設(shè)置手動截止閥，且每臺暖風(fēng)器的蒸汽側(cè)及疏水側(cè)均應(yīng)匯成一路總的接口。

每臺暖風(fēng)器出口設(shè)置電動疏水調(diào)節(jié)閥組，電動疏水調(diào)節(jié)閥前設(shè)置手動截止閥，電動疏水調(diào)節(jié)閥后設(shè)置手動截止閥；電動疏水調(diào)節(jié)閥設(shè)置兩個旁路，并設(shè)置手動旁路閥及電動旁路閥，在電動疏水調(diào)節(jié)閥故障后，能夠通過旁路進(jìn)行疏水，保證暖風(fēng)器的正常投運(yùn)；設(shè)置一路暖風(fēng)器至鍋爐大氣擴(kuò)容器的疏水管路，將閥門設(shè)置為手動閥截止閥一道；暖風(fēng)器的最低點(diǎn)放水管路閥門根據(jù)實(shí)際布置設(shè)置手動閥，每個放水點(diǎn)兩道閥門，數(shù)量滿足放水要求。暖風(fēng)器系統(tǒng)管路、閥門配置：第二部分：就地系統(tǒng)。等離子冷卻水泵就地控制柜2號泵1號泵停止按鈕遠(yuǎn)方就地切換啟動按鈕等離子冷卻水泵Y型濾網(wǎng)進(jìn)口手動門出口手動門出口逆止門儀用壓縮空氣至等離子點(diǎn)火燃燒器系統(tǒng)減壓閥儀用壓縮空氣至等離子點(diǎn)火燃燒器系統(tǒng)手動總門儀用壓縮空氣至等離子發(fā)生器電動三通閥儀用壓縮空氣至B/C層4號角等離子發(fā)生器過濾器B/C層4號角等離子體冷卻水回水手動門B/C層4號角等離子體冷卻水進(jìn)水手動門B/C層4號角等離子體冷卻水進(jìn)口過濾器儀用壓縮空氣至B/C層4號角等離子發(fā)生器手動門1儀用壓縮空氣至B/C層4號角等離子發(fā)生器手動門2火檢冷卻風(fēng)至B/C層4號角等離子體發(fā)生器手動門第三部分：技術(shù)參數(shù)。等離子發(fā)生器設(shè)備規(guī)范序號項(xiàng)目單位數(shù)值等離子發(fā)生器1生產(chǎn)廠家/新能電氣2等離子發(fā)生器型號/PICS-II-1003等離子發(fā)生器數(shù)量個84載體風(fēng)壓力KPa11～155單臺等離子發(fā)生器容量kVA1806單臺等離子發(fā)生器冷卻水流量t/h3～47等離子體點(diǎn)火器入口的最大壓力MPa0.68等離子發(fā)生器正常冷卻水差壓MPa0.39單臺等離子發(fā)生器額定功率kW10010單臺等離子發(fā)生器正常工作功率范圍kW80～13011單臺等離子發(fā)生器額定電流A18512單臺等離子發(fā)生器負(fù)荷電流工作范圍A160～22013單臺等離子發(fā)生器額定電弧電壓V55014單臺等離子發(fā)生器電弧電壓工作范圍V510～60015陰極壽命h50016陽極壽命h1500等離子點(diǎn)火燃燒器1等離子燃燒器數(shù)量個82等離子燃燒器投運(yùn)時最小出力t/h23等離子燃燒器投運(yùn)時最大出力t/h104等離子燃燒器噴口一次風(fēng)速m/s18～305等離子燃燒器點(diǎn)火一次風(fēng)速m/s18～226煤粉濃度（粉/風(fēng)比，含煤粉蒸發(fā)水分）kg/kg0.25～0.35暖風(fēng)器系統(tǒng)設(shè)備規(guī)范序號項(xiàng)目單位數(shù)值一次風(fēng)暖風(fēng)器1型式/旋轉(zhuǎn)式蒸汽暖風(fēng)器2型號/GLNFQI-2-1.9FB3每臺暖風(fēng)器并聯(lián)片數(shù)/34每臺暖風(fēng)器串聯(lián)組數(shù)/15設(shè)計(jì)壓力MPa2.56設(shè)計(jì)溫度℃4007傳熱系數(shù)/49.48安全系數(shù)/1.399有效加熱面積m229810加熱面積裕量%3911總換熱面積m2298/臺暖風(fēng)器12總迎風(fēng)面積m25.713每臺暖風(fēng)器管排數(shù)/214每臺暖風(fēng)器管長m1.915管子規(guī)格（外徑×壁厚）/25×316管子間距m0.0617管排方式（順排/錯排）/錯排18空氣阻力Pa108.619溫升℃3820每臺暖風(fēng)器蒸汽耗量t/h2.4序號項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)二次風(fēng)暖風(fēng)器1型式/旋轉(zhuǎn)式蒸汽暖風(fēng)器2型號/GLNFQI-2-3.6FB3每臺暖風(fēng)器并聯(lián)片數(shù)/64每臺暖風(fēng)器串聯(lián)組數(shù)/15設(shè)計(jì)壓力MPa2.56設(shè)計(jì)溫度℃4007傳熱系數(shù)/45.38安全系數(shù)/1.639有效加熱面積m2113910加熱面積裕量%63序號項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)11總換熱面積m21139/臺暖風(fēng)器12總迎風(fēng)面積m22513每臺暖風(fēng)器管排數(shù)/214每臺暖風(fēng)器管長m3.615管子規(guī)格（外徑×壁厚）/25×316管子間距m0.0617管排方式（順排/錯排）/錯排18空氣阻力Pa9419溫升℃3320每臺暖風(fēng)器蒸汽耗量t/h7.2第四部分：邏輯定值。序號參數(shù)單位正常一級報(bào)警二級報(bào)警跳閘1等離子點(diǎn)火發(fā)生器電壓V510～600＞600或＜510＞610或＜480＞610或＜4802等離子點(diǎn)火發(fā)生器電流A170～220＞220或＜170＞250或＜140＞250或＜1403等離子體燃燒器前壁溫℃＜400℃＞400//4等離子體燃燒器后壁溫℃＜300℃＞300//5載體風(fēng)壓KPa11～15/＜8＜86冷卻水水壓MPa0.35～0.6/＜0.350.35等離子發(fā)生器參數(shù)限值主要故障保護(hù)信號有：1.等離子體點(diǎn)火器突然斷弧，點(diǎn)火器跳閘；2.等離子體點(diǎn)火器弧壓偏高，設(shè)定為600V，10sec.，告警；3.等離子體點(diǎn)火器弧壓過高，過電壓限制設(shè)定為620V，1min.，點(diǎn)火器

跳閘；4.等離子體點(diǎn)火器弧壓偏低，設(shè)定為510V，10sec.，告警；5.等離子體點(diǎn)火器弧壓過低，欠電壓限制設(shè)定為480V，0.2sec.，跳閘；6.等離子體點(diǎn)火器過電流，過電流限制設(shè)定為220A，10sec.，告警；7.等離子體點(diǎn)火器過電流，過電流限制設(shè)定為250A，0.2sec.，跳閘；8.等離子體點(diǎn)火器欠電流，欠電流限制設(shè)定為160A，10sec.，告警；9.等離子體點(diǎn)火器欠電流，欠電流限制設(shè)定為140A，1sec.，跳閘；10.工質(zhì)氣體壓力過低，動作定值為8kPa，1sec，跳閘；11.冷卻水喪失，10sec，跳閘；12.整流電源故障，0sec，跳閘。一、等離子發(fā)生器聯(lián)鎖保護(hù)：1、等離子發(fā)生器聯(lián)鎖保護(hù)在FSSS中設(shè)計(jì)B、C磨煤機(jī)“等離子正常模式”與“等離子點(diǎn)火模式”兩種運(yùn)行模式，并可相互切換，從而實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)FSSS邏輯切換功能。2、當(dāng)任一臺等離子發(fā)生器故障時，光字牌發(fā)出聲光報(bào)警，關(guān)閉相應(yīng)磨煤機(jī)出口關(guān)斷門。3、“等離子點(diǎn)火模式”運(yùn)行時，任意兩角等離子發(fā)生器工作故障時，保護(hù)停B/C磨煤機(jī)。4、“等離子點(diǎn)火模式”B/C磨煤機(jī)運(yùn)行時，B/C磨煤機(jī)跳閘，等離子發(fā)生器跳閘。5、鍋爐MFT時，等離子發(fā)生器跳閘，并禁啟。二、等離子點(diǎn)火燃燒器啟動允許條件：1、鍋爐總風(fēng)量大于30%。2、爐膛壓力正常，無爐膛壓力高、低報(bào)警。3、火檢冷卻風(fēng)壓力正常，且無壓力低低低報(bào)警。4、任意一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行。5、任意密封風(fēng)機(jī)運(yùn)行且密封風(fēng)機(jī)出口母管壓力不低。6、等離子冷卻水母管壓力正常。7、無等離子發(fā)生器跳閘條件。8、等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制。9、等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)無告警。10、等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)具備點(diǎn)火條件。11、無等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)故障。12、MFT動作已復(fù)歸。三、等離子點(diǎn)火系統(tǒng)保護(hù)停止條件：1、MFT動作。2、B（C）磨煤機(jī)跳閘，5s脈沖。3、等離子拉弧成功10min，磨煤機(jī)對應(yīng)出口門關(guān)。4、等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)故障。5、等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火條件不滿足。暖風(fēng)器系統(tǒng)：暖風(fēng)器投停原則1、鍋爐啟動初期，在送風(fēng)機(jī)啟動后應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度水平?jīng)Q定暖風(fēng)器是否投入；在保證空預(yù)器不發(fā)生動靜摩擦的前提下，盡量提高入口風(fēng)溫。2、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行后，應(yīng)將同側(cè)暖風(fēng)器停止運(yùn)行。3、在鍋爐運(yùn)行期間，應(yīng)調(diào)整暖風(fēng)器疏水開度，以保證空預(yù)器冷端平均溫度在煤種含硫量所對應(yīng)的設(shè)定數(shù)值：1）當(dāng)燃煤含硫量＜1.0%時，應(yīng)控制空預(yù)器冷端綜合溫度在145℃。

2）當(dāng)燃煤含硫量在1.0%～1.2%之間時，應(yīng)控制空預(yù)器冷端綜合溫度在165℃。

3）當(dāng)燃煤含硫量在1.2%～1.6%之間時，應(yīng)控制空預(yù)器冷端綜合溫度在185℃。

4）當(dāng)燃煤含硫量＞1.6%時，應(yīng)控制空預(yù)器冷端綜合溫度在200℃。

5）當(dāng)室溫＞20℃時，煤中含硫量控制在1.1%以下，可以不投暖風(fēng)器。

6）當(dāng)冷端綜合溫度＞210℃時，可以不考慮煙氣含硫量的影響。第五部分：異常及事故處理。等離子發(fā)生器斷弧現(xiàn)象：1