浅谈等离子点火
摘要:通过对等离子点火的研究了解,等离子点火煤粉燃烧器的工作原理:首先设定输出电流,当阴极3前进同阳极2接触后,整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变,当阴极缓缓离开阳极时,
电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部,一定压力的空气在电弧的作用下,被电离为高温等离子体。等离子点火系统的组成及压缩空气系统、冷却水系统、一次风系统的调试。采用等离子点火,点火和稳燃与传统的燃油相比有经济、环保、高效、简单、安全,几大优点。
关键词:等离子点火原理组成调试优点
1.等离子点火煤粉燃烧器的工作原理
1.1点火机理
等离子点火是利用直流电流(280~350a)在介质气压
0.01~0.03mpa的条件下接触引弧,并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体,该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成
t>5000k的梯度极大的局部高温区,煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用,并在10~3秒内迅速释放出挥发物,并使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行,使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快,也有助于加速煤粉的燃烧,这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量e(e等=1/6e油)。除此之外,等离子体对于煤粉的作用,可比通常情况下提高20%~80%的挥发份,即等离子体有再造挥发份的效应,这对于点燃
微油点火与等离子点火应用方式的比较 一、等离子点火与微油点火的工作原理 1、等离子的点火原理是：利用直流电流在等离子载体空气中接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度T＞5000K的，温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级和成分发生变化，有助于加速煤粉的燃烧，大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量。这样就可以用很低的能量点燃部分煤粉。然后，以内燃，逐级放大的方式，将整个燃烧器点燃，实现用等离子弧直接点火的目的。 2、气化微油点火燃烧器的工作原理是：先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热，扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性极强、其传播速度极快超过声速、火焰呈完全透明状（根部为蓝色，中间及尾部为透明白色），火焰中心温度高达1500～2000℃。微油气化油枪燃烧
形成的高温火焰，使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，并释放出大量的挥发份迅速着火燃烧，然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量。满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。 二、等离子点火与微油点火的系统组成 1、等离子点火系统主要有：等离子体点火燃烧器、等离子体发生器、等离子体电源及控制系统、冷炉制粉系统、风粉在线检测系统、压缩空气系统、循环冷却水系统以及火焰检测等系统构成。 等离子燃烧器改造一般布置在下层原主燃烧器位置，将该下层燃烧器一部或全部改造为等离子燃烧器，600MW以下的锅炉，一般每台炉设2～6台等离子燃烧器。 2、气化微油点火燃烧器一般安装在最下层的一层或二层主燃烧器位置，安装数量与等离子基本相同。 系统构成：由燃油系统、送粉系统、控制系统、辅助系统等部分组成。 燃油系统由燃油系统、压缩空气系统、高压风系统及气化小油枪等组成。 控制系统根据机组控制系统不同而采取不同方式，主要有就地手动控制与远程保护、PLC控制与FSSS联合保护、DCS控制与BMS（或FSSS）保护等几种。
#4炉等离子点火装置运行规程 (试行) 批准：李富民 审核：高彦飞 编制：顾可伟 华能平凉电厂运行部 2003年9月
华能平凉电厂#4锅炉安装的等离子燃烧系统由烟台龙源电力技术有限公司提供，装置分点火系统和辅助系统两大部分，点火系统由等离子燃烧器、等离子点火器、电源控制柜、隔离变压器、控制系统等组成，辅助系统由压缩空气系统、冷却水系统、图像火检系统、一次风速在线测量装置等组成。 等离子点火系统共设计有四套等离子点火装置，其中四支等离子燃烧器分别装在锅炉A层四支主燃烧器位置，替换锅炉原有的煤粉燃烧器，等离子点火器安装在燃烧器侧面，四套电源控制柜和隔离变压器安装在380V工作段配电室，可以通过DCS或安装在主控室立盘上的触摸屏进行控制。 等离子点火器为磁稳空气载体发生器，它由线圈、阴极、阳极组成。其中阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成。阳极由高导电率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。线圈在高温250℃情况下具有抗2000V的直流电压击穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。其拉弧原理为：首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后整个系统具有抗短路能力且电流恒定不变，当阴极缓慢离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉开喷管外部。一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，其能量密度高达105－106W/cm2，为点燃不同的煤种创造了良好的条件。 一、设备规范： 1、冷却水系统：等离子装置在点火过程中要产生大量的热量，为冷却等离子装置的阳极和线圈，等离子点火装置中设计有专门的冷却水系统。冷却水取自300T除盐水箱，由两台TFW80-250型水泵供水，两台泵互为备用。冷却水经母管分别送至四个等离子发生器，单个等离子发生器的冷却水用量为8T/H，冷却水进入等离子装置后再分两路分别送入线圈、阴极、阳极，回水采用无压回水，出入口压差不小于0.2MPa。冷却水回水经回水母管返回至除盐水箱。
目录 1 前言———————————————————————————————1 2 等离子点火技术工作原理——————————————————————1 2.1 点火机理———————————————————————————1 2.2 等离子发生器工作原理—————————————————————2 2.3 燃烧机理———————————————————————————2 3 等离子点火系统组成————————————————————————3 3.1 等离子燃烧器—————————————————————————3 3.2 等离子发生器————————————————————————-- 4 3.3 等离子电气控制系统——————————————————————4 3.4 等离子压缩空气系统——————————————————————4 3. 5 等离子冷却系统————————————————————————5 3. 6 壁温检测系统—————————————————————————6 3. 7 风烟在线监测系统———————————————————————7 3.8 图像火焰监测—————————————————————————7 4 影响等离子点火的燃烧因素—————————————————————8 4.1 煤粉浓度对燃烧特性的影响———————————————————8 4.2 一次风对燃烧特性的影响————————————————————8 4.3 二此风对燃烧特性的影响————————————————————9 4.4 拉弧功率对燃烧特性的影响———————————————————9 5 等离子燃烧器与传统油燃烧器对比的优点———————————————9 6 等离子点火的不足之处———————————————————————10 7 等离子点火运行中出现的问题————————————————————10 8 解决方法—————————————————————————————11 9 结论———————————————————————————————12 参考文献———————————————————————————————13
DLZ-200型等离子点火装置 使用及维护说明书 2.O版 烟台龙源电力技术有限公司 YANTAI LONGYUAN ELECTRIC POWER TECHNOLOGY CO．，LTD．
QB/YTLY 国电电力烟台龙源电力技术有限公司企业标准 QB/YTLY-102007-2003 2003—01—01发布 DLZ一200型等离子点火装置 使用及维护说明书 2003—01—01实施 发布 国电电力烟台龙源电力技术有限公司 第二章等离子燃烧器工作原理 2.1点火机理 本装置利用直流电流(28O～350A)在介质气压0.01～O.03 MPa的条件下接触引弧， 并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体，在燃烧器的一次燃烧筒中形成T＞5000K的、梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化，因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量E(E 等 =1/6E 油 ) 等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子(C、H、O)、原子团(OH、H 2、O 2 )、离 子(O 2-、H 2 -、OH-、O-、H+)和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧，除此之外， 等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下提高20％～80％的挥发份，即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉，强化燃烧有特别的意义。 2．2等离子发生器工作原理 本发生器为磁稳空气载体等离子发生器，它由线圈、阴极、极组成。其中阴极材料采用高导电率的金属材料或作金属材料制成。阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金
管理制度编号：YTO-FS-PD820 等离子体点火安全注意事项通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
等离子体点火安全注意事项通用版 使用提示：本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1.总则 1.1 为了保证等离子体点火工程设备现场安全、高效地施工、调试、运行和维护，避免人身伤害及设备损坏，编制该安全注意事项； 1.2 该注意事项适合于等离子体点火工程的组织人员、安装人员、现场调试人员和电厂的运行及维护人员； 1.3 烟台龙源电力技术股份有限公司（以下简称烟台龙源公司）对于等离子体点火工程必须指定现场负责人，负责与甲方、调试单位等有关方面联系及协调工作，建议甲方指定专人负责相关工作的协调； 1.4 现场工作必须遵守有关的安全规程及两票三制等保证安全的制度和要求； 1.5 烟台龙源公司必须提出等离子体点火工程调试大纲，呈请甲方审查并纳入整个机组的调试大纲； 1.6 在锅炉启动过程中，必须在确保安全的条件下实现等离子体点火，特别是防止发生炉膛爆破、二次燃烧等设备损坏和人员伤害事故。
DLZ-200型等离子点火装置使用及维护说明书
目录 Ｏ安全措施 0 第一章绪论 (1) 第二章等离子燃烧器工作原理 (2) 第三章等离子点火燃烧系统构成 (5) 第四章等离子点火系统的安装 (22) 第五章等离子点火系统的调试 (28) 第六章等离子点火系统的运行 (39) 第七章等离子点火系统的维护 (47)
安全措施 本说明书声明 列出了等离子燃烧系统安全和可靠运行所需的所有措施。对特殊的应用，可能需要附加补充资料和说明书，如果遇到这种情况，请与烟台龙源公司最近的办事处或直接与本部联系，以求技术支援；如果在修理等离子燃烧设备时使用了未经厂家认可的零件，或是由不具备资格的人员进行不正确的操作将会增加出现危险的机会，这将导致事故的发生及设备损坏。 本手册所有安全提示请严格遵守。 请仔细阅读本说明书所提供的安全信息。 警告! 在设备运行过程中，本装置电子发射枪将出现危险电压，切勿触摸。否则，将导致死亡和严重的人身伤害以及财产损失。 本装置电子发射枪被罩在一个安全防护罩内，防护罩下部为电气，冷却水进、出接口，此部位有可能引发故障，非专业维护人员切勿接近。 只有首先完全熟悉本使用说明书所包括的安全注意事项，结构安装，操作以及维护说明的相当熟练的人员才能从事本装置的工作。 本装置成功和安全的运行依赖于精心的运输和适当的保管，以及正确的连接，操作安装和维护。 即使是在等离子发生器不工作时，电源柜进线及隔离变压器亦带有危险电压，非停电状态，切勿进行任何工作，在从事任何维护和修理工作之前，电源柜所有电源必须切断并挂警示牌！
第一章绪论 大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是采用燃烧重油或天然气等稀有燃料来实现的，近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被做为一项重要的指标来考核，为了减少重油（天然气）的耗量，传统的做法是提高煤粉的磨细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度，采用预燃室燃烧器，选用小油枪点火等等，但是，这些方法已到了尽头，若要进一步减少燃油到最终不用油，必须采用与传统上完全不同的全新工艺，这种工艺应既可保证提高燃烧过程的经济性，又可以改善火电厂的生态条件——DLZ-200型等离子煤粉点火燃烧器，采用直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥发分较低的（10%）贫煤，实现锅炉的冷态启动而不用一滴油，是未来火力发电厂点火和稳燃的首选设备，采用等离子点火燃烧器，点火和稳燃与传统的燃油相比有以下几大优点： 1) 经济：采用等离子点火运行和技术维护费仅是使用重油点火时费用的15%～20%，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运行费用； 2) 环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的环境； 3) 高效：等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H＋）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧； 4) 简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式； 5）安全：取消炉前燃油系统，也自然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故。 结论： 既然采用等离子技术点燃煤粉锅炉经济、高效、简单、安全、环保，有百利而无一害，当然是燃煤锅炉的首选设备，是目前燃油系统改造的最佳替代产品。
东胜发电有限公司（以下简称东胜公司）锅炉系上海锅炉厂制造的亚临界压力参数、自然循环汽包炉，单炉膛、一次中间再热、燃烧器摆动调温、平衡通风、四角切向燃烧、紧身封闭、固态排渣煤粉炉。锅炉燃用东胜本地烟煤。锅炉的制粉系统采用冷一次风机、正压直吹式制粉系统，配置5台液压变加载中速磨煤机。锅炉启动点火系统采用烟台龙源——DLZ-200型等离子体煤粉燃烧器，配有2层等离子体点火系统，配置在A、B层燃烧器上，无燃油系统。 磨煤机选型为：ZGM95G型中速、液压变加载、辊盘式磨煤机,出力10~46t/h。该型磨煤机特点适合低煤量长时间运行，主要原因：磨煤机加载压力可以较大范围变化调整，以保持对煤种、煤量的适应性。 等离子体煤粉燃烧器选型为烟台龙源电力技术股份有限公司的DLZ-200型等离子体煤粉燃烧器，采用直流空气等离子体做为点火源，可直接引燃煤粉，实现锅炉的冷态启动。该系统主要有以下几部分组成： 等离子体发生器——产生电功率为50～150kW的空气等离子体； 直流电源柜（含整流变压器）——用于将三相380V电源整流成直流电，用于产生等离子体； 等离子体煤粉燃烧器——用于与等离子体发生器配套使用，以引燃烧煤粉； 等离子体点火机理： 原煤主要来自内蒙古东胜周边地区，燃煤水份大，挥发份高，易着火，易磨制。 两年来累计启动15次，低负荷稳燃56次（负荷低于120MW），锅炉灭火后恢复3次，等离子在上述事件发生时，其应用特点： 经济：采用等离子体点火技术，2008年至2009年全年使用等离子体点火系统耗时329小时，阴极头更换6次。若使用柴油，平均每小时耗油4t/h，则消耗柴油1316t。两者比较，其维护费仅是使用柴油费用的10%以下，对于电厂，其经济费用节省是相当可观的； 环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦
等离子点火装置说明书 目录
1.概述 大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是采用燃烧重油或天然气等稀有燃料来实现的，近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被作为一项重要的指标来考核，为了减少重油(天然气)的耗量，传统的做法是提高煤粉的磨细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度，采用预燃室燃烧器，选用小油枪点火等等。但是，这些都是传统意义上的节油技术，节油效果是有限的，还不能达到最终不用油的目的，若要进一步减少燃油到最终不用油，必须采用与传统上完全不同的全新工艺，这种工艺应既可保证提高燃烧过程的经济性，又可以改善火电厂的生态条件——DLZ-200型等离子煤粉点火装置，采用直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥发分较低的贫煤，实现锅炉的冷态启动而不用一滴油，是未来火力发电厂点火和稳燃的首选设备。采用等离子点火装置，点火和稳燃与传统的燃油相比有以下几大优点： ●经济：采用等离子点火运行和技术维护费仅是使用重油点火时费用的，15％~20％，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运行费用； ●环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的环境； ●高效：等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子(C、H、0)、原子团(OH、H2、O2)、离子(O-2、H-2、OH-、O-、H-)和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧； ●简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式； ●安全：取消炉前燃油系统，也自然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故。 结论： 既然采用等离子技术点燃煤粉锅炉经济、高效、简单、安全、环保，有百利而无一害，当然是燃煤锅炉的首选设备，是目前燃油系统改造的最佳替代产品。
等离子点火技术 发电分公司王鹏恒 引言 从我国目前的能源结构中分析，油资源短缺是一个不争的事实，我国每年所消耗的石油都要大量依靠进口来满足国内日益增长的需要，这是一项耗费巨额资金的经济活动!面对国内油资源短缺这一严峻事实，我们迫切需要节约燃油来减少进口!当前情况下石油已成为影响我国能源安全和经济发展的重要战略物资，通过节约和寻找燃油替代品来保证国家能源和经济安全已经被提上了重要日程。为了满足燃煤机组的无油点火，等离子燃烧技术应运而生! 随着科技的发展，等离子点火技术已经得到很大的进步，在国内很多电厂中得到使用，而且使用效果良好，可以在保证机组安全的基础上为发电企业节约部分发电成本，已经逐渐成为电厂的主流点火方式。 当前，等离子系统主要涉及到发电行业的大型燃煤火力发电厂，主要应用于发电厂煤粉锅炉的启动、点火和稳燃。当然，也涉及应用于其他行业或者类似领域的煤粉锅炉的点火和稳燃。通过等离子点火技术的广泛使用，逐渐代替了传统的燃油点火，从而实现了节能减排，对企业的经济效益有了很大提高。同时在等离子点火中运用电除尘技术，使得颗粒物的排放明显减少，这项技术也适应了当前对燃油这一紧缺资源的节约，在国家提倡绿色能源的今天，等离子技术定将得到进一步发展，从而实现良好的社会和经济效益。 1 等离子点火系统 1.1 等离子点火系统的原理 等离子点火技术是一种新型的锅炉点火燃烧技术，等离子体直接点燃煤粉替代燃料油的原理是：它利用电弧电离空气流（也可以是其它气体）形成高温等离子体，利用水冷通道、自身磁场、外磁场以及气体旋流等稳弧方法来控制该等离子体，使其定向流动则形成了高温等离子射流。让煤粉通过此高温等离子射流，煤粉颗粒则在瞬间析出挥发份，再造挥发份、爆燃，在完全没有任何
等离子燃烧技术在泰州电厂2*1000MW超超临界燃煤机组中的应用 泰州电厂蒋德勇摘要：本文介绍了等离子燃烧技术的原理，结合泰州电厂选用的设备，从运行的角度介绍了等离子燃烧技术在煤粉锅炉中的应用情况。 关键词：等离子燃煤机组超临界 等离子燃烧技术是采用空气等离子体作为点火源，在电弧的作用下，将一定压力的空气电离为高温等离子体，从而点燃煤粉的一种新型燃烧技术。它的出现改变了大型煤粉锅炉点火和稳燃依靠重油、轻油或天然气等燃料来实现的历史。近年来能源紧张，燃油价格不断上涨，为等离子燃烧技术的应用提供了契机。泰州电厂作为国内首批1000MW机组，成功的将等离子燃烧技术应用到实践，实现了锅炉的无油或少油启动，既节约了电厂的成本，又改善了电厂的生态环境。 等离子燃烧器利用直流电流在介质气压0.01~0.03MPa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T＞5000K 的梯度极大的局部高温区。煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在 10－3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于煤粉的燃烧。为保护等离子装置本身，需用水冷却阴、阳极和线圈。所需冷却水采用闭式循环水，水压在0.6MPa 左右，经等离子冷却水泵加压后进入等离子装置。 等离子点火装置的结构和组成及原理如图1～2所示： 图 1 等离子装置的结构和组成
图2 等离子点火原理图 泰州电厂选用的是哈锅在日本三菱公司技术支持下设计制造的超超临界变压运行直流锅炉。本锅炉采用三菱重工（MHI）开发的低NOx的改进型PM主燃烧器和MACT燃烧技术。燃烧器采用无分隔墙的八角双火焰中心切圆燃烧大风箱结构。全摆动式燃烧器，共设六层三菱低NOx PM一次风喷口，三层油风室，一层燃烬风室、十层辅助风室和四层附加风室（Addition Air）。等离子燃烧器布置在A层燃烧器中，在锅炉点火及稳燃期间，可以替代油枪起到点火和稳燃的作用。在锅炉正常运行中，具有主燃烧器的功能，其出力及燃烧工况与其他层燃烧器一致。由于安装等离子燃烧器，在燃烧器摆角改变时，A层燃烧器不参与摆动，但这并不影响燃烧器摆角对过热器及再热器及过热器的调节。 燃烧器的结构布置如图3所示：
管理制度编号：LX-FS-A54025 等离子体点火安全注意事项标准范 本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
等离子体点火安全注意事项标准范 本 使用说明：本管理制度资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1.总则 1.1 为了保证等离子体点火工程设备现场安全、高效地施工、调试、运行和维护，避免人身伤害及设备损坏，编制该安全注意事项； 1.2 该注意事项适合于等离子体点火工程的组织人员、安装人员、现场调试人员和电厂的运行及维护人员； 1.3 烟台龙源电力技术股份有限公司（以下简称烟台龙源公司）对于等离子体点火工程必须指定现场负责人，负责与甲方、调试单位等有关方面联系及协
调工作，建议甲方指定专人负责相关工作的协调； 1.4 现场工作必须遵守有关的安全规程及两票三制等保证安全的制度和要求； 1.5 烟台龙源公司必须提出等离子体点火工程调试大纲，呈请甲方审查并纳入整个机组的调试大纲； 1.6 在锅炉启动过程中，必须在确保安全的条件下实现等离子体点火，特别是防止发生炉膛爆破、二次燃烧等设备损坏和人员伤害事故。 2.人身安全 2.1 维护等离子体发生器（更换阴极、阳极等）时应首先停止等离子体发生器，切断整流柜控制电源，并切换至就地控制位置，拔出交流侧保险，并挂"有人工作，禁止操作"警示牌，确认等离子体发生器无电后方可开始工作； 2.2 在就地观察炉膛燃烧情况时身体应站在观火
岱海电厂2X 600MW机组检修部培训教材 DHT1 等离子点火系统 内蒙古岱海发电有限责任公司
2004年11月
DHT1内蒙古岱海发电有限责任公司培训教材1 目录 第一章前言 (2) 第二章等离子煤粉点火技术基本原理 (4) 第一节等离子煤粉点火机理 (4) 第二节等离子发生器工作原理 (5) 第三节等离子燃烧器及其原理 (6) 第四节旋流式等离子燃烧器的特点 (6) 第五节等离子点火燃烧系统的组成 (7) 第三章岱海一期机组设备概况 (8) 第四章岱海一期等离子煤粉点火系统的设计方案 (11) 第一节等离子煤粉点火装置的设计 (11) 第二节电气系统设计 (13) 第三节磨煤机冷炉制粉方案设计 (14) 第四节控制系统与FSSS DCS接口设计 (15) 第五章调试及运行方式说明 (18) 第六章设计界限及设备参数 (23)
2 内蒙古岱海发电有限责任公司培训教材DHT1 第一章前言 长期以来，火力发电机组锅炉的启停及低负荷稳燃消耗大量的燃料油。特别是对于新建的火力发电机组，其在试运期间要经过锅炉吹管、锅炉洗硅运行、锅炉热态调试、安全阀整定、汽机冲转、机组并网、电气试验、机组带大负荷试验等许多阶段，此期间由于锅炉无法投磨或无法完全断油运行，因此要耗费大量的燃油。根据原电力部颁布的试运导则中的规定，600MV机组试运期间燃油消耗的标准定量为9000吨，燃料费用十分可观。因此开发新技术减少燃油、降低发电成本是广大科技工作者长期研究的课题。在目前随着国内电厂竞价上网的不断扩大，追求节约电厂锅炉点火及助燃用油的呼声愈来愈高，在这种背景下，凸现了锅炉无油点火技术迫切的社会需求和巨大的经济价值。 烟台龙源电力技术有限公司在总结国外经验教训的基础上，于1997年开始研究适 合中国国情的等离子点火装置，1998年8月25日在试验室制造出第一台样机并引弧成功，在常温送粉的情况下，成功点燃了挥发份为11%勺淄博贫煤，1999年6月开始在烟台发电厂1号炉安装DLZ-200型等离子煤粉点火燃烧器进行试验。2000年2月15日成功实现机组无油点火启动。2000年9月29日通过了国家电力公司专家组鉴定，具有“世界领先水平”。 随着等离子点火技术开发和中间储仓制粉系统锅炉上应用成功，解决在直吹式制粉 系统锅炉上应用研究理所当然地成为主题。在此背景下，促成华北电力科学研究院和烟台龙源电力技术有限公司合作，充分利用双方技术、资源优势，共同筹资成立了北京恒源信达电力技术有限公司，双方优势互补，致力于等离子点火技术推广应用和针对直吹式制粉系统锅炉上的研究开发。华北电力科学研究院有限责任公司于2001年10月申报并承担了国家电力公司的科技开发项目一一“中速磨直吹式制粉系统锅炉等离子无油点火系统应用研究”。 1、需要解决的技术难题 等离子点火技术在直吹式制粉系统锅炉上的开发应用，主要存在下列一些技术难 题： 如何在锅炉冷态条件下利用现有的中速磨煤机磨制出合格的煤粉； 如何控制磨煤机长期在小出力范围内安全稳定运行； 如何控制机组启动初期投入等离子点火装置时锅炉升温、升压速率； 如何实现高压缸启动汽轮机无油枪投入磨煤机运行冲转； 如何防止锅炉再热器干烧及管壁超温；
第二章等离子点火煤粉燃烧器工作原理 2.1 点火机理 本装置利用直流电流（280---350A）在介质气压0.01-0.03Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T＞5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量E（E等=1/6E油）等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H＋）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧，除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下提高20% ～80%的挥发份，即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义。 变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。一定压力的空气在电
图2.2 燃烧机理图
采用提前补氧强化燃烧措施，提前补氧的原因在于提高该区的热焓进而提高喷管的初速达到加大火焰长度提高燃尽度的目的，所采用的气膜冷却技术亦达到了避免结焦的目的（1998年获专利）。 第四区为燃尽区，疏松碳的燃尽率，决定于火焰的长度。随烟气的温升燃尽率逐渐加大。 第三章 等离子点火燃烧系统组成 3.1 等离子点火燃烧系统 3.1.1 燃烧系统 等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器，与以往的煤粉燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。 如图3.1所示，等离子发生器产生稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的中心筒中形成T ＞5000K 的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受 II III 等 离 子 发 生 器 一次风 I 气膜风 等离子弧 图3.1 等离子燃烧器示意图 风箱 中心筒 撞击式浓淡块
等离子点火装置说明书 目录 1.概述 (110) 2.等离子燃烧器工作原理 (111) 2.1点火机理 (111) 2.2等离子发生器工作原理 (111) 2.3燃烧机理 (112) 3.等离子点火燃烧系统组成 (113) 3.1等离子点火燃烧系统 (113) 3.1.1燃烧系统 (113) 3.1.2风粉系统 (114) 3.2等离子点火器系统 (115) 3.2.1等离子发生器 (115) 3.2.2等离子电气系统 (117) 3.2.3等离子载体风系统 (119) 3.2.4等离子冷却水系统 (119) 4.运行 (120) 4.1操作界面介绍 (120) 4.1.1以触摸屏方式操作单角等离子点火的画面 (120) 4.1.2以DCS方式操作另设等离子点火燃烧器的画面 (121) 4.2运行的控制与调节 (122) 4.3运行主要参数 (123) 5.故障处理 (124) - 109 -
1.概述 大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是采用燃烧重油或天然气等稀有燃料来实现的，近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被作为一项重要的指标来考核，为了减少重油(天然气)的耗量，传统的做法是提高煤粉的磨细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度，采用预燃室燃烧器，选用小油枪点火等等。但是，这些都是传统意义上的节油技术，节油效果是有限的，还不能达到最终不用油的目的，若要进一步减少燃油到最终不用油，必须采用与传统上完全不同的全新工艺，这种工艺应既可保证提高燃烧过程的经济性，又可以改善火电厂的生态条件——DLZ-200型等离子煤粉点火装置，采用直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥发分较低的贫煤，实现锅炉的冷态启动而不用一滴油，是未来火力发电厂点火和稳燃的首选设备。采用等离子点火装置，点火和稳燃与传统的燃油相比有以下几大优点： ●经济：采用等离子点火运行和技术维护费仅是使用重油点火时费用的，15％~20％，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运行费用； ●环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的环境； ●高效：等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子(C、H、0)、原子团(OH、H2、O2)、离子(O-2、H-2、OH-、O-、H-)和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧； ●简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式； ●安全：取消炉前燃油系统，也自然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故。 结论： 既然采用等离子技术点燃煤粉锅炉经济、高效、简单、安全、环保，有百利 - 110 -
培训资料等离子点火技术基本原理与系统- 1
等离子点火技术基本原理 与系统 烟台龙源电力技术股份有限公司 2008年7月
目录 1．概述 (3) 1.1 等离子点火技术的开发背景及功能 (3) 1.2 等离子点火技术的发展历程 (4) 2．等离子发生器及其辅助系统 (5) 2.1 等离子发生器工作原理 (5) 2.2 等离子冷却水系统 (7) 2.3 等离子载体风系统 (9) 2.4 等离子电源系统 (13) 3．等离子燃烧器及其工作原理 (15) 3.1 等离子燃烧器结构特点 (15) 3.2 等离子燃烧器点火原理 (16) 4．等离子点火风粉系统 (17) 4.1 中储式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案 (17) 4.2 直吹式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案 (18) 4.2.1直吹式制粉系统蒸汽加热器制备热风方案 (18) 4.2.2直吹式制粉系统燃油加热器制备热风方案 (20) 5．等离子点火监控系统 (23) 5.1 等离子燃烧器壁温测量系统 (24) 5.2 一次风风速测量系统 (24) 5.2.1一次风在线测速装置的组成 (24) 5.2.2测速管的选择 (25) 5.3 图像火焰监视 (26) 6．等离子点火控制系统与锅炉FSSS、DCS的连接 (27) 6.1 等离子点火控制系统 (27) 6.2 等离子点火系统与锅炉的连接 (28)
1．概述 1.1 等离子点火技术的开发背景及功能 火力发电机组中的煤粉锅炉，其点火及低负荷稳燃的传统方法是燃用柴油、重油或燃气。这种方法运行成本高，以一台670t/h锅炉为例，在冷态启动过程中，要耗费约50t轻质柴油。据统计，每年全国仅电站锅炉因点火及低负荷稳燃就消耗数百万吨燃油。大量的燃油消耗，以及因此而带来的燃油采购、运输、储存、硬件设备等方面的费用，无疑加大了发电成本。同时，由于油煤混烧，使锅炉的技术和经济指标下降。据有关资料表明：锅炉燃煤过程中，同时燃烧具有高反应性能的燃油将降低锅炉机组的经济生态效益，主要表现在增加燃料固体未燃尽热损失10%～15%，降低锅炉机组的传热系数2%～5%，增加水冷壁高温腐蚀速度，降低锅炉设备的运行可靠性，在一定条件下增加NO X、SO X等污染物的排放量30%～40%。而且在煤油混烧期间电除尘器不能投入，造成了一系列的环保和社会问题。 为了解决上述问题，开发无油或少油煤粉直接点火燃烧器便成了一直公认的一条途径。近三十年来，世界各国科技人员在这方面做了大量的工作，开发了一些新式煤粉直接点火燃烧器，取得了一些成果。例如从上世纪80年代以来相继开发研制的浓、淡分流，大速差等多种形式预燃、稳燃燃烧装置、小流量油枪及主燃烧器改进(钝体、夹心风)等煤粉点火稳燃装置，但工业应用表明：以预燃室为特征的少油煤粉直接点火燃烧器在不同程度上还存在易结渣、烧损，使用期短等弊端而影响了它的广泛推广应用。同时，开发出来的煤粉直接点火燃烧器没有把点火技术和稳燃技术有机地结合起来，障碍了这一技术的推广。 煤粉锅炉等离子点火与稳燃技术实现了点火技术与稳燃技术的有效结合。该技术是一项以热等离子体作为煤粉激发热源，直接点燃煤粉，启动锅炉，并可在锅炉低负荷时稳定锅炉燃烧的新技术。其基本原理是：将具有4000℃以上的高温直流电弧空气等离子体输送到专门设计的等离子燃烧器内，使流经该燃烧器的煤粉在等离子体高温和热化学作用下瞬间被点燃，煤粉在燃烧器内着火后喷入炉膛，从而达到了锅炉点火和助燃不用燃油的目的。 煤粉锅炉等离子点火技术主要由等离子发生器、等离子燃烧器、冷炉制粉系统、图像火焰检测系统、一次风速测量系统和相应的控制系统组成。
技术多数 本体阻力≤120Pa处理风量2000-50000m3/h 接地电1H≤2Ω本体漏油率<3% 概振间绝缘电阻≥100MΩ产品使用寿命>8年 消耗功単≤1000w输入电压220v50Hz 低温等高子简介 低温等离子属于高压静电场的一种.它是由电子、离子、自由基和中性离子流组成。工作状态是流行于状导电性流体，属固态、液态、气态之外第四种物质形态。等离子发生器整体保持电中性.安全可靠。铵离子的温度，等离子分为热平衡等离子体、非平衡等离子体和低温等离子体。 低温等高子净化工作原理
采用低温等离子体净化油雾、废气等污染介质时.等离子体中的高能高离子起决定性的作用。流星雨状的高能离子与介质内分子(原子)的内能,发生激发、高解、电离等一系列过程使污染介处子活化状态.污染介质在等离子体的作用下，产生活性自由基,被活化的污染物分子经过等离子体定向链化反应后被脱除。当离子平均能量超过污染介质中化学键结合能时,分子链断裂.污染介质分解,井在等高子发生器吸附场作用下被收集。在低温等高子体中,会发生各种类型的化学反应,这主要取决于等高子的平均能量、离子密度、气体温度、污染物介质内分子浓度及共存的介成成分。 浄化器风量的配置 油畑产生量是以厨房社眼为技术单位, 一般一个灶眼产生油烟量为2000-3000风量每小时。 风机风量的配置 风机风量要求小于浄化器的风量。 风管的配置 标准配置为浄化器进出风口2-3米处,进行安装弯头、变径或风机。实际安装受场地限制。安装人员应计算管道截面积、管道长度、弯头风阻、管径等因素对净化效率的影响。
浄化器进出风口风管净化器法兰尺寸保持一致，变径位置变径位置要求在浄化器法兰对角线长度三倍以上。 浄化器本体的安装(仅限I型产品) 浄化器交装时,场地空间小,可以选择左右进风安装,将浄化器门打开，导流板调换方向,导流板此时的方向即为进风口。 III型产品根据风向箭头指示:进风口一出风口注意！ 安全须知 注意！ 安装及使用净化器前应详细阅读本“安全须知” 1高压电源线不得在中间进行接续或延长,外表不可有损伤在安装和使用过程中 ,接续或延长高压电源线，可能因绝续不良导致短路、引起火灾或有触电危险。应确保高压电源线没有损伤，如发现问题要及时更换。 2、外売应接地 使用前应检查输入220v/50Hz电源,其中有一根地线,接地电阻应小于2Ω,以保证安全。否则会损坏电源或造成人身触电，若三芯插座无接地线则应将净化器外壳接地。
等离子点火技术在鲁北电厂的应用 本文介绍了等离子点火技术的发展过程和基本原理，以及在鲁北电厂实际应用的情况。 标签：等离子点火应用原理 1 等离子点火技术的意义 我国的能源结构是煤多油少，这就决定油价的起伏，制约着发电企业的成本，节约石油就显得十分重要。特别是能源危机的来临，使用清洁、可替代的能源就更为重要。等离子点火技术，就为我们电力企业节约锅炉启动及低负荷助燃油提供了解决办法。事实表明，等离子点火技术在新建机组上，节约效果特别明显。有资料显示：内蒙古托克托电厂600MW机组投产中采用了等离子点火，从首次点火到1号机组“168满负荷试运”完成，节约燃油达2000t以上。 2 等离子点火技术的发展过程 2000年12月，等离子点火技术在佳木斯发电厂100MW中储式制粉系统燃用烟煤的锅炉中，成功的实现了冷态点火，是我国等离子点火技术在工程上的首次应用。2001年3月以来，等离子点火技术有了明显的发展。首先将直流主燃烧器改造为等离子燃烧器，然后将该技术应用于直吹式双进双出磨煤机制粉系统锅炉的旋流燃烧器上。随着技术发展，该技术逐渐应用于200MW、300MW及600MW.2003年，等离子点火技术实现首台褐煤600MW机组的点火，拓展了等离子点火技术煤种适应范围。2006年，等离子点火技术成功应用于玉环电厂1000MW机组，是目前我国最大火电机组应用此技术的典范。 3 等离子点火技术原理 等离子点火装置是利用直流电流在0.004MPa~ 0.03MPa介质气压的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器中心燃烧筒中形成温度T 大于4000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子体火核时，受到高温作用，在1*10-3s内迅速释放出挥发物，并破裂粉碎而再造挥发分，迅速燃烧。 4 鲁北电厂等离子点火系统的组成 鲁北电厂等离子点火系统由等离子发生器、点火燃烧器及其输粉系统，直流电源柜及控制系统，辅助系统和热工监视系统组成。 以鲁北电厂安装的DLZ-MA-300-B等离子体发生器为例，等离子体发生器在电源、冷却水和介质气等条件具备的情况下产生高温等离子体。电源系统提供保证等离子体稳定运行的恒定电流，最大功率可达200KW。 鲁北电厂等离子点火装置的辅助系统由冷却水和空气的供给系统组成。 空气系统通过介质气管路提供用于电离产生等离子体的洁净稳定的工作气体；冷却水管路对阴阳极进行冷却，冷却水进回水压差的大小直接影响阴阳极乃至整个发生器的使用寿命。空气系统的来源：鲁北电厂等离子压缩空气由仪用压缩空气出口母管的管道分别送到等离子体发生器附近。然后每根压缩空气管道分成两路，分别提供发生器所需的一、二级介质气。两路压缩空气管道上均设有压力表（浮子流量计）和压力开关。压力开关把压力满足信号送回电源柜。空气系统同时设计有备用吹扫管路，吹扫空气取自图像火检探头冷却风机出口母管，用于保证在锅炉高负荷运行、等离子体发生器停用时对发生器内部进行吹扫，使其
大型工业煤粉锅炉的点火-等离子 近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。通过引入等离子点火系统，不但保证提高燃烧过程的经济性，而且可以改善火电厂的生态条件，达到真正意义上的经济、环保、高效。 关键词：等离子PLC 燃烧 1概述 大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是采用燃烧重油或天然气等稀有燃料来实现的，近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被做为一项重要的指标来考核，为了减少重油（天然气）的耗量，传统的做法是提高煤粉的磨细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度，采用预燃室燃烧器，选用小油枪点火等等，但是，这些方法已到了尽头，若要进一步减少燃油到最终不用油，必须采用与传统上完全不同的全新工艺，这种工艺应既可保证提高燃烧过程的经济性，又可以改善火电厂的生态条件——DLZ-200型等离子煤粉点火燃烧器，采用直流空气等离子体做为点火源，可点燃挥发份较低的（10%）贫煤，实现锅炉的冷态启动而不用一滴油，是未来火力发电厂点火和稳燃的首选设备，采用等离子点火燃烧器，点火和稳燃与传统的燃油相比有以下几大优点： 1) 经济：采用等离子点火运行和技术维护费仅是使用重油点火时费用的15%～20%，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运行费用； 2) 环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的环境； 3) 高效：等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2-、H2-、OH-、O-、H+）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧； 4) 简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式； 5）安全：取消炉前燃油系统，也自然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故。 2等离子发生器工作原理 本发生器为磁稳空气载体等离子发生器，它由线圈、阴极、阳极组成。其中阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成。阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。线圈在高温250℃情况下具有抗2000V的直流电压击穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。其拉弧原理为：首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，其能量密度高达105 ～106W/cm2，为点燃不同的煤种创造了良好的条件。 3等离子系统组成 等离子系统主要包括：电气系统、冷风加热系统、冷却水系统、载体风系统、控制系统、监视系统。 3.1 电气系统 等离子发生器电源系统是用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置。其