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
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，等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃贫煤强化燃烧有特别的意义。
根据有限的点火功率不可能直接点燃无限的煤粉量的问题，等离子燃烧器采用了多级燃烧结构，如图3.1所示，煤粉首先在中心筒中点燃，进入中心筒的粉量根据燃烧器的不同在500 ～ 800kg/h 之间，这部分煤粉在中心筒中稳定燃烧，并在中心筒的出口处形成稳定的二级煤粉的点火源，并以次逐级放大，最大可点燃12T/H 的粉量。
为了扩大燃烧器对一次风速的适应范围，等离子燃烧器的最后一级煤粉可不在燃烧室内燃烧而直接进入炉膛，因为煤粉燃烧后的热量使得空气体积迅速膨胀，受燃烧器内空间的限制，燃烧室内的风速会成倍提高，造成火焰扩散的速度小于煤粉的传播速度而使燃烧不稳，当采取前面所述措施后，有利于减小燃烧室内的风速，使燃烧稳定。实际的运行实践证明：采用最后一级煤粉进入炉膛内燃烧的结构，燃烧的稳定度大大提高，对风速的要求降低了30%，煤粉的然尽度也大大提高（如图3.2所示）。
煤粉的浓度影响煤粉的着火温度，在点火区适当提高煤粉浓度有利于点火。等离子燃烧器内通过采用撞击式浓缩块获得点火区的相对较高浓度。对于现场燃烧器前有弯头的锅炉，因弯头的离心浓淡作用及现场安装位置的限制，有可能会造成中心筒点火区的浓度降低，为了解决这个问题同时减小改造工作量，可在弯头内加入弯板或扭转板，改变进入点火区的能浓度分布（如图3.2所示）。
一次风
热电偶
无弯板时的高浓
有弯板时的高浓度煤粉位置
中心筒点火区
图3.2 示意图
由于等离子燃烧器采用内燃方式，燃烧器的壁面要承受高温，因此加入了气膜冷却风（如图3.1所示），避免了火焰和壁面的直接接触 ，同时也避免了煤粉的贴壁流动及挂焦。为了减小燃烧器的尺寸，也可采取用一次风直接冷却的办法但须在燃烧器壁面上增加壁温测点（如图3.2所示），以防止燃烧器因超温而被烧蚀。对温度的测量采用K 分度凯装热电偶，热电偶的外径3mm ，具有很好的挠性，可直接从伸到炉外热电偶导管插入到测点，再用螺母固定到导管上，具有良好的可更换性。热电偶的测温范围为0～800℃,燃烧器的长期壁温应控制在600℃以内，如果超温，可采取提高一次风速和降低一次风浓度的手段进行降温。图3.3为徐州电厂200MW 机组等离子燃烧器壁温监测曲线。
等离子燃烧器的高温部分采用高 耐热铸钢，其余和煤粉接触部位采用高耐磨铸钢。和现场管路连接时须正确选用焊条型号。
等离子燃烧器按功能可分为两类：1、仅作为点火燃烧器使用，这种等离子燃烧器用于代替原油燃烧器，起到启动锅炉和在低负荷助燃的作用。采用该种燃烧器需为其附加给粉系统，包括一次风管路及给粉机；2、既作为点火燃烧器又作为主燃烧器使用，这种等离子燃烧器具有和1所述同样的功能，在锅炉正常运行时又可作为主燃烧器投入。采用此种方式不需单独铺设给粉系统。等离子燃烧器和一次风管路的连接方式做成和原燃烧器相同，改造工作量小。
3.1.2 风粉系统 3.1.2.1 给粉机
为满足等离子燃烧器对于煤粉浓度和均匀性的要求并能做主燃烧器使用，
与等离子燃烧
图3.3 徐州电厂等离子燃烧器壁温曲线
器相匹配的给粉机选择，应满足做主燃烧器使用时燃烧器的最大出力，100MW及以下等级的
锅炉，与等离子燃烧器匹配的给粉机额定出力以2-6t/h为宜。对200MW及以上容量的锅炉，一般选用给粉机的额定出力在3-9t/h为宜。
3.1.2.2 磨煤机
A 对于新建机组，选定的点火用磨煤机，最低出力应能满足最低投入功率的要求，MPS 中速磨宜采用可变加载型。
B 根据磨煤机的型式，调整其出力和细度至最佳状态，例如：适当调整回粉门的开度、调整分离器开度，适当减小一次风量（但风量的调整应满足一次风管的最低流速，中速磨最低风量应保证允许的风环风速），对于MPS中速磨煤机还应适当调整碾磨压力。
3.1.2.3 暖风器
主要应包括暖风器进出口风道的连接方式、支吊架的位置、整体重量、入口蒸汽管道尺寸及连接方式、出口疏水管道尺寸及连接方式、投运前是否需要对蒸汽管道进行吹扫等。
3.1.2.4 一次风系统
A 应根据锅炉燃用煤种、炉型和容量、制粉燃烧系统各自的特点，进行系统配套、结构和参数选择。中储式制粉系统100MW及以下机组宜选择另设等离子燃烧器的系统；直吹式制粉系统宜采用主燃烧器兼有等离子点火功能的系统。
B 采用直吹式制粉系统的锅炉，宜采用本炉冷炉制粉的方式
C 制粉用热风的来源，在有条件时宜采用邻炉热风。在邻炉来热风有困难时，宜在磨煤机入口热风道上或专设旁路风道上加装空气加热装置，将磨煤机入口风温加热至允许启磨温度。加热装置宜采用蒸汽加热器。如热风温度要求较高时，可采取串联安装风道燃烧器加热等方式。
D 磨煤机对应的所有煤粉输送管道，应设有进行冷态、热态输粉风（一次风）调平衡的阀门；宜加装煤粉分配器等措施，以尽可能保持各煤粉输送管道内风速一致、煤粉浓度一致、煤粉细度一致。
E 等离子燃烧器在锅炉点火启动初期，燃烧的煤粉浓度较好的适用范围在0.36…
0.52kg/kg，最低不得低于0.3kg/kg。
F 锅炉冷态启动初期，等离子燃烧器的一次风速保持在19m/s…22m/s为宜。热态或低
负荷稳燃时，一次风速保持24…28m/s为宜。
3.1.2.5 气膜风系统
等离子燃烧器属于内燃式燃烧器，运行时燃烧器内壁热负荷较高，为了保护燃烧器，同时提高燃尽度，需设置等离子燃烧器气膜冷却风。
气膜冷却风可以从原二次风箱取，也可从送风机出口引取。通过燃烧器气膜风入口引入燃烧器。
气膜冷却风控制，冷态一般在等离子燃烧器投入0…30min，开度尽量小，以提高初期燃烧效率，随着炉温升高，逐渐开大风门，防止烧损燃烧器，原则是以燃烧器壁温控制在500…600℃为宜。
3.1.2.6 二次风系统
对于单独设置等离子点火一次风管路（等离子燃烧器作为点火用燃烧器）的系统，除设置等离子燃烧器气膜风系统外，原则上还应设置二次风系统。其设计原则与电站锅炉常规燃烧器设计方案相同。
3.2 等离子点火器系统
3.2.1 等离子发生器
等离子发生器是用来产生高温等离子电弧的装置，其主要由阳极组件、阴极组件、线圈组件三大部分组成，还有支撑托架配合现场安装。等离子发生器设计寿命为5～8年。阳极组件与阴极组件包括用来形成电弧的两个金属电极阳极与阴极，在两电极间加稳定的大电流，将电极之间的空气电离形成具有高温导电特性等离子体，其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极，带负电的离子及电子流向电源的正极形成电弧的阳极。线圈通电产生强磁场，将等离子体压缩，并由压缩空气吹出阳极，形成可以利用的高温电弧。
线圈组件由导电管绕成的线圈、绝缘材料、进出水接头、导电接头、壳体等构成。导电管内通水冷却，寿命为5年。
3.2.2 等离子电气系统
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。其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路将三相交流电源变为稳定的直流电源。其由隔离变压器和电源柜两大部分组成。电源柜内主要有由六组大功率晶闸管组成的三相全控整流桥、大功率直流调速器6RA70、直流电抗器、交流接触器、控制PLC等。
3.2.3 等离子空气系统
压缩空气是等离子电弧的介质，等离子电弧形成后，通过线圈形成的强磁场的作用压缩成为压缩电弧，需要压缩空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧。因此，等离子点火系统的需要配备压缩空气系统，压缩空气的要求是洁净的而且是压力稳定的。具体实现方案如下：
1）压缩空气有空压机经过滤装置储气罐出口母管的管道分别送到等离子点火装置。
2）等离子点火装置上的压缩空气管道上设有压力表和一个压力开关，把压力满足信号送回本燃烧器整流柜。
3）等离子点火装置入口的压缩空气压力要求不大于0.02MPa，每台等离子装置的压缩
空气流量约为1.0NM3/min -1.5NM3/min。
4）压缩空气系统中同时设计有备用吹扫空气管路，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、等离子点火器停用时点火器不受煤粉污染。
3.11 压缩空气系统图
3.2.4 等离子冷却水系统
等离子电弧形成后，弧柱温度一般在5000K到30000K范围，因此对于形成电弧的等离子发生器的阴极和阳极必须通过水冷的方式来进行冷却，否则很快会被烧毁。通过大量实验总结出为保证好的冷却效果，需要冷却水以高的流速冲刷阳极和阴极，因此需要保证冷却水不低于0.3MP的压力。另外，冷却水温度不能高于30℃，否则冷却效果差。为减少冷却水对阳极和阴极的腐蚀，要采用电厂的除盐化学水。具体设计方案如下：
1）冷却水系统采用闭式循环系统，由冷却水箱、冷却水泵、换热器及阀门、压力表、管路组成，冷却水泵两台互为备用。系统材质均为不锈钢。
2）冷却水箱、水泵安装保证不振动。换热器根据现场情况安装。
3）冷却水经母管分别送至等离子点火器，单个等离子点火器的冷却水用量约为10T/H，冷却水进入等离子装置后再分两路分别送入线圈和阳极，另一路进入阴极。回水采用无压回水（出口为大气压），等离子点火器回水经母管流经换热器冷却后返回冷却水箱。等离子装置来水管道上设有手动调节阀，用于调整等离子点火器冷却水流量，同时安装有冷却水压力表，过滤器及压力开关（CCS），压力满足信号送回本等离子整流柜。
4）每台发生器来水管路装有压力开关，压力满足信号送至控制系统PLC，保证等离子点火燃烧器投入时冷却水不间断。
5）冷却水采用除盐化学水，通过补水管路为冷却水箱供水。
6）对于两台炉公用冷却水系统，回水分管道加装截止阀。
3.12 冷却水系统图
3.3 监控系统
3.3.1 壁温测量
3.3.1.1 壁温测量
为了确保等离子燃烧器的安全运行，在燃烧器的相应位置安装了监视壁面温度的热电偶。热电偶的安装位置是根据数台等离子燃烧器的工业应用情况和燃烧器工作状态下的温度场确定的。安装位置如下图所示。热电偶的型号主要为K分度或铠装热电偶。
图3.13 壁温测量
热电偶的安装在等离子燃烧器的设计图中有明确要求，其基本原则是牢固、防磨、耐用、拆卸更换方便。
3.3.1.2 风粉在线检测
为了在等离子燃烧器运行时能够监测一次风速，控制一次风速在设计范围，在一次风管加装
一次风速测量系统。
3.3.2 图像火焰监视
将煤粉燃烧器的火焰直观的显示给运行人员将对锅炉的安全运行及燃烧调整有极大的帮助。在DLZ-200等离子点火系统中为每个等离子点火燃烧器配置了一支高清晰图像火检探头。该探头采用军用CCD直接摄取煤粉燃烧的火焰图像，图像清晰，不失真。为使CCD避开炉内高温，每只探头均采用长工作距监测镜头。探头外层加装了隔热机构，有效组断二次风传导热及炉膛辐射热。探头前部采用特种耐温玻璃能抗1500℃熔融灰渣对镜面的冲刷，镜面长期光滑无损。每只探头均需通入冷却风，一方面冷却CCD和镜头，另一方面冷却风通过探头前端3通道风3组合弧形冷却风喷射机构，可避免飞灰、焦块污染镜头。
5.2.8 等离子燃烧器的整套启动试运
1.等离子燃烧器的启动试运
1)检查并将磨煤机的出口分离器挡板角度调整至较小值。
2)检查锅炉具备启动点火条件：锅炉汽包水位正常、吸、送风机启动、炉膛吹扫完成，
一次风机启动。
3)投入油枪，进行锅炉试点火、热紧螺丝、冲洗仪表管等工作。。
4)调节磨煤机入口风量，维持磨出口一次风管风速在18～20m/s左右。
5)维持厂用蒸汽压力在较高压力，逐步开大A磨暖风器来汽阀门，投入暖风器运行。
6)调节等离子燃烧器周界风，维持此层周界风门在15％开度。
7)按等离子点火装置的启动程序顺序启动1～4号等离子发生器：调节电弧功率在
110KW左右。
8)在磨煤机满足启动条件的情况下，启动磨煤机，磨煤机运行稳定后启动给煤机，并
逐步加大给煤量至25t/h。
9)就地观察等离子燃烧器的燃烧情况，就地测量火焰燃烧温度。
10)调整一次风量、周界风门开度，确定合理的一次风速及二次小风门开度。
11)调整等离子装置的电弧功率，确定等离子装置的最低稳燃功率。在保证燃烧效果的
条件下适当降低电弧功率，以尽量延长阴极的使用寿命。
12)根据机组试运要求增大或减小磨煤机的出力，试验等离子燃烧器配合MBF24型磨煤
机的出力范围，同时根据火焰燃烧情况对一、二次风进行调整，逐步摸索运行经验。
13)在等离子点火装置投运过程中，注意观察汽包压力、过热器蒸汽温度，根据锅炉吹
管工作安排确定等离子点火装置的投运、切停。
14）在机组并网及以后的试运阶段进行等离子燃烧器投入试验
主要包括：采用等离子点火系统时机组启动方式试验、利用等离子燃烧器火焰引燃相邻磨煤机的试验、在锅炉低负荷运行时采用等离子点火装置进行稳燃试验等，具体试验步骤根据机组试运进度进行安排。
2．等离子燃烧器的整套启动试运过程中的注意事项：
1)严格按照运行规程要求的上水温度、上水时间对锅炉进行上水。
2)等离子点火燃烧器投入运行的初期，要注意观察火焰的燃烧情况、电源功率的波动
情况，做好事故预想，发现异常，及时处理。
3)等离子点火燃烧器投入运行的初期，为控制温升，上部二次风门要适当开大，注意
观察、记录烟温探针的温度，防止吹管临时系统、再热器系统超温。
4)在锅炉启动的过程中，对锅炉的膨胀加强检查、记录。
5)在点火前，要根据给煤量与磨煤机入口风速等参数，做好风粉速度、煤粉浓度等重
要参数的预想，并在点火的过程中，根据煤粉着火情况，有根据的加以调整。
6)当磨煤机在“等离子方式”下运行，4支等离子点火器中的1支发生断弧时，光子
牌将发出声光报警，此时运行人员应及时投入断弧点火器上层的油枪，同时检查断弧原因，如因阴极材料耗尽引起的断弧应尽快更换阴极头，恢复点火器的运行。
7)当磨煤机在“等离子方式”下运行，4支等离子点火器中的2支发生断弧时，保护
将停止磨煤机的运行，此时应仔细检查断弧原因，待问题解决后再继续进行试运。
8)当锅炉负荷升至断油负荷以上且等离子点火器在运行状态时，应及时将磨煤机运行
方式切至正常运行方式，防止因等离子点火器断弧造成磨煤机跳闸。
6.2 运行的控制与调节
6.2.1 锅炉具备点火启动条件，引、送风机投入，相应的等离子燃烧器一次风速保持在25—30m/s，气膜或周界冷却风少开或不开；
6.2.2 等离子发生器拉弧稳定后，根据炉温及所燃煤种的好坏情况，调节电弧的电流及电压，使电弧功率稳定在90—110KW范围内；
6.2.3 根据实际情况，将点火状态切换到“点火”或“助燃”状态，启动相应的给粉机，迅速调节给粉机的转速，使给粉浓度在0.35—0.55Kg/Kg范围内，调节一次风速18—22m/s（冷态）或24—28m/s（热态），等离子燃烧器开始燃烧；
6.2.4 对于直吹式制粉系统，磨煤机对应的所有煤粉输送管道，应进行冷态输粉风（一次风）调平，煤粉分配器进行初步调整。尽可能保持各煤粉输送管道内风速一致、煤粉浓度
一致、煤粉细度一致。根据磨煤机的型式，调整其出力和细度至最佳状态，例如：适当调整回粉门的开度、调整分离器开度，适当减小一次风量（但风量的调整应满足一次风管的最低流速，中速磨最低风量应保证允许的风环风速），对于中速磨煤机还应适当调整碾磨压力。在等离子点火装置投运期间，磨煤机受最低煤量限制，投入的燃料量可能较大，要注意观察锅炉蒸汽压力升高的速度以及过热器、再热器的温升情况，根据锅炉升压、升温曲线，通过调整机组旁路系统阀门的开度，控制锅炉升压、升温速度。
6.2. 5 投入等离子燃烧器后，为防止可燃气体沉积在未投燃烧器的邻角，产生爆燃，应适当开启邻角下二次风，使可燃气体及时排出炉膛。
6.2.6 加强炉内燃烧状况监视，实地观察炉膛燃烧，火焰应明亮，燃烧充分，火炬长，火焰监视器显示燃烧正常，如发现炉内燃烧恶劣，炉膛负压波动大，应迅速调节一次风速及给粉机转速调整燃烧，若炉膛燃烧仍不好，应立即停止相应的给粉机，必要时停止等离子发生器，经充分通风，查明原因后重新再投；
6.2.7 调整等离子燃烧器燃烧的原则为：既要保证着火稳定，减少不完全燃烧损失，提高燃尽率，又要随炉温和风温的升高尽可能开大气膜或周界冷却风，提高一次风速，控制燃烧器壁温测点不超温，燃烧器不结焦，在满足升温、升压曲线的前题下，应尽早投入其他等离子燃烧器，尽快提高炉膛温度，有利于提高燃烧效率；
6.2.8 等离子燃烧器都投入后，还需投入其他主燃烧器时，应以先投入等离子燃烧器相邻上部主燃烧器为原则，并原地观察实际燃烧情况，合理配风组织燃烧；
6.2.9 机组并网带负荷后，根据燃烧情况及锅炉运行规程规定，将“点火”状态及时切换到“助燃”状态，一般到锅炉额定负荷的70%以上时（具体应参照使用厂的锅炉规程规定），可逐步退出等离子助燃；
6.3 运行主要参数
1、电源：
三相电源 380 -5％V＋10％V
频率：50±2%Hz
最大消耗功率：250kVA
负荷电流工作范围：（200 ~ 375）±2%A
电弧电压调节范围：（250 ~ 400）±5%V
2、压缩空气：
最低气压：0.1MPa
最高气压：0.4MPa
空气压力调节范围：0.12 ~ 0.3MPa
最小消耗量：60m3/h
最大消耗量：100m3/h
3、冷却水：
最小压力：0.15MPa
正常压力：0.20MPa
最大压力：0.4MPa
最大流量：10t/h
4、水质要求：除盐水，温度≤40℃
5、输粉管内风速（一次风）：
最低风速：18m/s
最高风速：26m/s
最低风温：60℃
6、气膜冷却风风速：45—60m/s
7、等离子发生器功率范围正常运行 80—120kW
8、阴极寿命设计工况下不低于50h(易更换)
9、阳极寿命设计工况下不低于1000h
10、等离子燃烧器出力设计最低出力的100%—200% 范围
11、投粉后的着火时间中储式系统：投粉后不大于30秒
直吹式系统：投粉后不大于180秒
12、燃烧器壁温控制温度小于600℃
13、煤粉浓度 0.36—0.52kg/kg，最低不得低于0.3kg/kg 7.9 等离子发生器常见故障及排除。
#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。
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。
燃烧器的作用 燃烧器是煤粉炉燃烧设备的主要组成部分，它的作用是把煤粉和燃烧所需的空气送入炉膛，合理地组织煤粉气流，并良好地混合，促使燃料迅速而稳定地着火和燃烧。 一个良好的燃烧器应具备的确良基本条件是： （1）一二次风出口截面应保证适当的一二次风风速比； （2）出口气流有足够的扰动性，使气流能很好地混合； （3）煤粉气流的扩散角，能在一定范围内任意调节，以适应煤种变化的需要；（4）沿出口截面煤粉的分布应均匀； （5）结构应简单、紧凑，通风阻力应小。 旋流式燃烧器 １、旋流式燃烧器的工作原理 旋流式燃烧器由圆形喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发生器（简称旋流器）。煤粉气流或热空气通过旋流器时，发生旋转，从喷口射出后即形成旋转射流。利用旋转射流，能形成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。 射出喷口后在气流中心形成回流区，这个回流区叫内回流区。内回流区卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流，当煤粉气流拥有了一定热量并达到着火温度后就开始着火，火焰从内回流区的内边缘向外传播。与此同时，在旋转气流的外围也形成回流区，这个回流区叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟气来加热空气和
煤粉气流。由于二次风也形成旋转气流，二次风与一次风的混合比较强烈，使燃烧过程连续进行，不断发展，直至燃尽。 ２、旋流式燃烧器的类型 按照旋流器的结构，旋流式燃烧器可分为蜗壳式、轴向叶片式、切向叶片式三大类，常用的有以下几种： 单蜗壳式 蜗壳式 双蜗壳式 三蜗壳式 旋流式燃烧器轴向叶轮式 单调风 双调风 ３、双调风旋流式燃烧器 双调风旋流式燃烧器是在单调风燃烧器的基础上发展出来的。双调风式燃烧器是把燃烧器的二次风通道分为两部分，一部分二次风进入燃烧器的内环形通 图4-20 双调风旋流燃烧器
燃烧器工作原理及调整方法 窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、 细度、水分、二次风温度、窑内情况以及圣路易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位，许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般
控制在窑头截面Ｘ轴稍偏右位置或稍偏第四象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（0.0）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。燃烧器横向分布. 调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（0.0）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在6-8KPa 之间比较理想，旋流风在24-26KPa，轴流风在23-25KPa，各风道的通风截面积不小于90%的情况下，对各参数进行调整。要想得到火焰形状的改变需要有稳定的一次风出口压力来维持，通过稳定燃烧器上的压力，改变各支管道的通风截面积来达到改变火焰形状的目的。具体火焰形状的变化。在调整火焰形状的时候，要杜绝走极端的现象，当火焰过粗的时候，此时也会很长、很软。当火焰过细的时候，火焰又会太短，烧成带要求火焰的形状完整、活泼、有力，这就需要我们长期的观察和总结经验。 3.煤质变化对火焰形状的影响： （1）当煤灰分变高时，煤粉的燃烧速度变慢，火焰变长，火焰燃烧带变长，应该：①提高二次风温度或利用更多的二次风，加强一次风和二次风与煤粉的混合程度；②降低煤粉的细度和水分；③改变轴
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。
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
燃烧器基本知识 燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。 一、送风系统 送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、扩散盘。 1．壳体：是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分。从外形来看可以分为箱式和枪式两种，大功率燃烧器多数采用分体式壳体，一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件。（如图1-1）顶盖上的观火孔有观察火焰作用 2．风机马达：主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力，也有一些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电机，功率相对较小，大部分燃烧器采用三相电机，电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。有带动油泵及风叶作用，电机一般是2800转(如图1-2) 3．风机叶轮：通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力，并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成，其组成材料一般为高强度轻质合金钢，所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能。 4．风枪火管：起到引导气流和稳定风压的作用，也是进风通道的组成部分，一般有一个外套式法兰与炉口联接。其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。有风速调节作用。5．风门控制器：是一种驱动装置，通过机械连杆控制风门档板的转动。一般有手动调节、液压驱动控制器和伺服马达驱动控制器三种，前者工作稳定，不易产生故障，后者控制精确，风量变化平滑。 6．风门档板：主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小。其组成材料有合金，合金档板有单片、双片、三片等多种组合形式。 7．扩散盘：又称稳焰盘，其特殊的结构能够产生旋转气流，有助于空气与燃料的充分混合，同时还有调节二次风量的作用。 二、点火系统 点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。8．点火变压器：分电子式和机械（电感）式两种,是一种产生高压输出的转换元件，其输出电压一般为：2 5KV、2 6KV、2 7KV，输出电流一般为15~30mA。有EDI、丹佛斯、国产丹佛斯、飞达这几种。油机跟气机的区别是：油机一般两个头气机一般一个头。分电子式和机械式两种 9．点火电极：将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能，以引燃燃料。一般有单体式和分体式两种。一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温，而我们用的是镍铬丝能耐1500度高温。注意点火棒不能与金属接触 10．电火高压电缆：其作用是传送电能。可以耐150万伏电压。 三、监测系统 监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、外接监测温度器等。11．火焰监测器：其主要作用是监视火焰的形成状况，并产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种：光敏电阻、紫外线UV电眼和电离电极。 A、光敏电阻：多用于轻油、重油燃烧器上，其功能和工作原理为：光敏电阻和一个有三个触点的火焰继电器相连，光敏电阻的阻值随器接收到的光的亮度而变化，接收到的光越亮，阻值就越低，当加在光敏电阻两端的电压一定时，电路中的电流就越高，当电流达到一定值时，火焰继电器被激活，从而使燃烧器继续向下工作。当光敏电阻没有感受到足够的光线时，火焰继电器不工作，燃烧器将停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器。 B、电离电极：多用于燃气燃烧器上。程控器给电离电极供电，如果没有火焰，电极上的供电将停止，如果有火焰，燃气被其自身的高温电离，离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动，离子电流被整流成直流，
文章编号:10072290X(2005)0120019204 等离子点火煤粉燃烧器技术原理及其应用研究 孙超凡1,王公林2,刘庆鑫1,于文波2,叶向前1,陈东2,郭斌1 (1.广东省电力试验研究所,广东广州510600; 2.烟台龙源电力技术有限公司,山东烟台264006) 摘 要:介绍了广东省电力系统第1台等离子点火稳燃装置的基本原理和设计特点,探讨了该系统的燃烧机理和控制逻辑的修改,介绍了该装置的调试应用情况。调试结果表明:等离子点火装置具有节省启动调试阶段燃油的能力,运行和维护费用低廉,结构简单,操作控制方便,有较大的推广应用价值。 关键词:锅炉;燃烧器;等离子点火 中图分类号:T K223123文献标识码:B T echnical principle and application research of plasma ignition burner SUN Chao2fan1,W AN G Gong2lin2,L IU Qing2xin1,YU Wen2bo2,YE Xiang2qian1,C HEN Dong2,GUO Bin1 (11Gua ngdong Power Test&Research Institute,Gua ngzhou510600,China;21Ya ntai L ongyua n Power Technology Co., L t d.,Ya ntai,Sha ndong264006,China) Abstract:This p ap er int roduces t he basic p rinciple and design characteristics of t he plasma ignition bur ner which is t he first one built in Gua ngdong Province.Its combustion mecha nism and logical cont rol syste m are discussed wit h t he commissioning test of t he plasma ignition system described.The commissioning results show t hat t he plasma ignition bur ner is wort h sp reading due t o its characteristics of oil saving,low operation a nd mainte nance costs,simple st ructure a nd easy manip ulation. K ey w ords:boiler;bur ner;plasma ignition 广州恒运热电厂C厂6号锅炉系东方锅炉厂生产的D G980/1317220型自然循环汽包炉。该炉采用四角切圆布置,有A,B,C,D,E共5层燃烧器,2层油枪。配中速辊式直吹磨煤机。设计煤种为山西大同烟煤,其实际燃煤特性(收到基):固定碳4413%,灰分1915%,全水分9%,挥发分2512%,低位发热量21635kJ/kg。为节省启动调试阶段的燃油及运行、调峰阶段的助燃用油,根据6号锅炉的实际情况,该厂采用了烟台龙源电力技术有限公司生产的DL Z2200型等离子点火煤粉燃烧器,将A层(对应C磨煤机)4只主燃烧器改造为等离子点火煤粉燃烧器,与一次风管成60°夹角。该装置在广东地区推广应用尚属首次,本文主要对其工作原理和调试应用进行研究。1 工作原理 111 点火机理 DL Z2200型等离子点火煤粉燃烧器利用直流电流(大于200A)在介质气压大于011M Pa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10ms内迅速释放出挥发物,使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。由于反应是在气向中进行,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,这样就大大地减少煤粉燃烧所需要的引燃能量。 等离子体内含有大量化学活性粒子,如原子(C,H和O)、原子团(O H,H2和O2)、离子(O2-,H2-,O H-,O-和H+)和电子等,可加 第18卷第1期广东电力V ol118No11 2005年1月GUANG DONG E LECTRIC POWER J a n12005 收稿日期:2004205231
燃烧器工作原理 ROTA2 是一种专用于新一代回转窑燃烧器的新型加热设备。这种设备具备ROTAFLAM 燃烧器的高动量以及调节简单的优点。 ?保持空气动量恒定的情况下，通过改变旋流器的轴向位置进行旋流调节。 ?通过燃烧器的进口压力控制动量。 与ROTAFLAM 类似，ROTA2 的设计方案源自锅炉专用型“GRC”型Pillard （Pillard 专利号No. 71.03504）燃烧器的设计、使用经验。其特点为： ?采用中央孔的旋流效应。 ?外部轴向气流。 总布局原理 粉末状燃料（煤、石油焦、褐煤、无烟煤）通道的总布局——下称煤粉通道——位于中心空气与单通道空气之间（带有一个轴向出口与一个径向出口）：?使火焰基部产生再循环空气漩涡，即使在回转窑冷态启动时这种状态也能保持良好的稳定性。 ?通过出口一次风流量使火焰宽度处于可控状态。 ?产生富燃火焰（按照空气动力学形式聚缩） 火焰中心达到这种状态后能够明显减少NOx 物质的形成。 轴向高动量原理 在外部轴向布置的一次风喷射口产生的强大脉冲激发下，可产生一个逐步与二次风混合的过程。这些轴向一次风喷口专用于在保持火焰直径可控的同时，优化二次风的吸收情况。 旋流调节原理 在保持一次风流量（因此，也可保持脉冲）恒定的情况下，通过特殊旋流调节器可调节火焰形状。
7.3 - 描述（图 1、2） ROTA2 燃烧器可在下列配置情况下工作： ? 采用粉末状燃料，如煤、石油焦、褐煤、无烟煤（包括一只点火枪） ? 采用油或者气体 ? 采用任何比例的混合燃料 ? 采用液体和/或固体替代燃料 根据燃料类型，ROTA 2 燃烧器通常用于消耗 7 – 11% 的纯一次风。消耗量将在燃烧器运行期间进行优化。 Rota 2 燃烧器包括： 图 1：燃烧器喷嘴 (1) 套管 (3) (2) (1)
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。
等离子无油点火 一、技术原理 等离子无油点火装置，是完全取代油系统，实现 电站燃煤锅炉真正的无油启动和稳燃的高科技点火 装置。该装置解决了阴极和阳极的寿命短、小功率电 弧直接点燃煤粉、煤粉点火燃烧器结焦及烧损、等离 子体电弧不稳、大功率特种电源长时间运行可靠性差 等多项技术关键。 其基本原理是以大功率电弧直接点燃煤粉。该点 火装置利用直流电流（大于200 A）在介质气压大于 0.01 MPa的条件下通过阴极和阳极接触引弧，并在 强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体。其连续 可调功率范围为50～150 kW，中心温度可达6 000 ℃。 一次风粉送入等离子点火煤粉燃烧器经浓淡分离后， 使浓相煤粉进入等离子火炬中心区，在约0.1 s内迅 速着火，并为淡相煤粉提供高温热源，使淡相煤粉也 迅速着火，最终形成稳定的燃烧火炬。燃烧器壁面采 用气膜冷却技术，可冷却燃烧器壁面，防烧损、防结 渣. 等离子点火装置 二、技术优势结构图
1、经济实用：运行费和技术维护费仅是使用油点火 时费用的20%左右。电源的效率较通常使用的可控硅 或硅整流高10%，达到了省电的目地，降低了运行成 本。 2、适用广泛：在燃烧器的设计上采用了分级燃烧、 气膜冷却及浓淡分离等技术，使其适应煤种范围宽， 对煤粉细度无特殊要求，且出力大、不结焦、耐磨损、 使用寿命长； 3、结构紧凑：不需要外设隔离变压器、电抗器、限 流电阻等大功率设备和器件，设备投入少，占地面积 小。另外，由于等离子发生器采用了最新型的结构， 不仅电极的寿命大幅延长，体积和重量也比较小，便 于现场的安装与维护。 4、调节范围大：等离子发生器的输出功率调节范围 是30～150KW，可以适用于不同的煤种和调峰的需 要。 5、安全环保：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，采用单一燃料后，减少 了油品的运输和储存环节，亦改善了厂区环境。 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０.００１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． ２.２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．阴阳极由高导电率，高导热率，抗氧化的金属材料制成；并采用水冷方式以承受电弧高温冲击．其拉弧原理：首先设定输出电流，当阴极前进与阳极接触后，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，被电离为高温等离子体，其能量密度高达１０５Ｗ／ＣＭ．为点燃不同的煤粉创造了良好的条件 ２.３燃烧机理 根据高温等离子体有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原设计了多级
告警值设定 整流控制柜PLC文本显示器设有多种故障和告警信息，发生故障时，电源盘黄色指示灯亮起，文本显示器显示相应的故障信息，可就地按动“信号复位”按钮将信号复归，详细故障信息和发生的时间需到电子间PLC控制柜彩色触摸屏上查询。 主要故障保护信号有： ?等离子体点火器突然断弧，点火器跳闸； ?等离子体点火器弧压偏高，设定为600V，10sec.，告警； ?等离子体点火器弧压过高，过电压限制设定为620V，1min.，点火器跳闸； ?等离子体点火器弧压偏低，设定为510V，10sec.，告警； ?等离子体点火器弧压过低，欠电压限制设定为480V，0.2sec.，跳闸； ?等离子体点火器过电流，过电流限制设定为220A，10sec.，告警； ?等离子体点火器过电流，过电流限制设定为250A，0.2sec.，跳闸； ?等离子体点火器欠电流，欠电流限制设定为160A，10sec.，告警； ?等离子体点火器欠电流，欠电流限制设定为140A，1sec.，跳闸； ?工质气体压力过低，动作定值为8kPa，1sec，跳闸； ?冷却水丧失，10sec，跳闸； ?整流电源故障，0sec，跳闸。 6.4.3 运行中等离子体点火器断弧及处理 (1) 断弧的主要原因 等离子体点火器运行中出现断弧的主要原因有： 等离子体点火器供电电源失去； 等离子体点火器直流电源故障； 冷却水不正常； 等离子体工质气体压力过高或过低； 阴极头烧损； 等离子体点火器故障； 运行人员误操作。 (2) 单个等离子体点火器断弧后的处理 (a) 如是因等离子体弧压过高或过低引起断弧，应检查等离子体工质气体系统（压缩空 气系统）是否稳定，待供气系统稳定后，再将该等离子体点火器投入运行。 (b) 如是由于电极头烧损或阴极寿命达到终点而断弧，应及时更换阴极头。 (c) 由于电源故障引起的跳闸应详细查找电源故障原因，及时解决问题后重新拉弧。 (d) 由于故障原因是过电流或欠电流导致的跳闸，应重点检查直流供电回路和点火器， 消除引起过欠电流的故障因素后重新拉弧。
燃烧器工作原理及调整方 法 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
燃烧器工作原理及调整方法 窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及圣路易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位，许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般
控制在窑头截面Ｘ轴稍偏右位置或稍偏第四象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。燃烧器横向分布. 调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在6-8KPa之间比较理想，旋流风在24-26KPa，轴流风在23-25KPa，各风道的通风截面积不小于90%的情况下，对各参数进行调整。要想得到火焰形状的改变需要有稳定的一次风出口压力来维持，通过稳定燃烧器上的压力，改变各支管道的通风截面积来达到改变火焰形状的目的。具体火焰形状的变化。在调整火焰形状的时候，要杜绝走极端的现象，当火焰过粗的时候，此时也会很长、很软。当火焰过细的时候，火焰又会太短，烧成带要求火焰的形状完整、活泼、有力，这就需要我们长期的观察和总结经验。 3.煤质变化对火焰形状的影响： （1）当煤灰分变高时，煤粉的燃烧速度变慢，火焰变长，火焰燃烧带变长，应该：①提高二次风温度或利用更多的二次风，加强一次风和二次风与煤粉的混合程度；②降低煤粉的细度和水分；③
等离子体点火安全注意事 项示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
等离子体点火安全注意事项示范文本使用指引：此管理制度资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 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。 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孔侧面，防止炉膛负压波动时火焰喷出伤人；炉膛燃烧不稳时严禁在观火孔、人孔等部位停留； 2.3 等离子体发生器运行的时候，严禁取下发生器罩壳，防止触电。
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
等离子点火与微油点火技术比较 摘要：锅炉启动及低负荷助燃用油是构成发电厂成本的重要组成部分，利用等离子点火技术和微油点火技术，可以使启、停炉的燃油消耗大大减少，经济效益较好。 关键词：等离子点火微油点火节能 当今世界能源资源日益紧张，国内外均积极开展电站燃煤锅炉节油技术的研究，我国也先后开发了“节省燃用油、燃油锅炉改烧煤、推广劣质煤燃烧技术、以煤代油”等技术。这些技术的应用对电站节油起到了明显的作用，但燃煤机组节油降耗仍具有很大的空间。等离子点火技术的突破性进展以及微油点火技术的出现，使我国的电站节油技术又迈向了新阶段。在短短几年时间内，等离子点火技术和微油点火技术已成为现代大型机组锅炉点火和稳燃过程中的主流节油技术。 1.等离子点火技术 1.1 等离子点火系统构成 等离子点火系统主要有以下几部分构成：等离子发生器；等离子燃烧器；电源柜及供电系统；辅助系统（包括冷却水系统、压缩空气系统，图像火检系统）；控制系统以及风粉系统等。 1.2 等离子点火系统工作原理 1.2.1 等离子发生器工作原理 等离子发生器由线圈、阴极、阳极组成。其中阴极和阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的特殊材料制成，以承受高温电弧冲击。线圈在高温情况下具有抗直流高压击穿能力。电源采用全波整流并具有恒流性能。其点火原理为：在一定输出电流条件下，当阴极前进同阳极接触后，系统处在短路状态，当阴极缓缓离开阳极时产生电弧，电弧在
线圈磁场的作用下被拉出喷管外部。压缩空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，进入燃烧器点燃煤粉。 直流电流在一定介质气压的条件下引弧，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，该等离子体在点火燃烧器中形成T>4000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子“火核”时，迅速释放出挥发物、再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧，达到点火并加速煤粉燃烧的目的。等离子体内含有大量的化学活性粒子，如原子（C、H、O）、离子（O2-、H+、OH-）和电子等，它们可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。
PICS-I-100型煤粉锅炉等离子体点火及稳燃系统用户手册 安徽省新能电气科技有限公司
目录 第1章煤粉锅炉等离子体点火系统概述 (1) 1.1 煤粉锅炉等离子体点火技术产生背景 (1) 1.2 煤粉锅炉等离子体点火的基本原理 (1) 1.3 PICS-I-100型等离子体点火系统的基本构成 (2) 1.4 产品的主要特点 (4) 1.4.1 等离子体点火器稳定高效 (4) 1.4.2 燃烧器的多级放大结构，有效减小了点火功率 (4) 1.4.3 等离子体点火系统适应性强 (4) 1.4.4 稳定可靠的直流电源技术 (4) 1.4.5 操作运行简单、人机友好的PLC控制系统 (4) 第2章产品技术规范 (6) 2.1 产品型号 (6) 2.2 PICS-I-100型等离子体点火系统的主要技术指标 (6) 2.3 产品满足的主要技术标准 (6) 2.4 产品使用的环境要求 (7) 第3章系统的组成与设备介绍 (8) 3.1 整流电源装置 (8) 3.1.1 整流变压器柜 (8) 3.1.2 整流控制柜 (9) 3.1.3 点火子系统测控电路 (9) 3.2 等离子体点火器 (10) 3.2.1 点火器阳极 (11) 3.2.2 点火器阴极 (11) 3.2.3 引弧装置 (11) 3.2.4 工质气体、冷却水和电连接口 (11) 3.3 等离子体燃烧器 (12) 3.4 火焰电视系统 (13) 3.5 工质气体和冷却风系统 (13) 3.6 冷却水系统 (16) 3.7 一次风加热系统 (18) 3.8 一次风风粉测速系统 (19) 第4章设备的到货、保管与安装 (21) 4.1 设备的到货验收与存放保管 (21)
各种燃气燃烧器工作原理及简介 气体燃烧器 气体燃烧器种类较多 , 以下按空气供给方式介绍几种工业锅炉上应用较多的燃烧器。 1. 自然供风燃烧器 如图 3-45 所示 , 按炉膛形状可以选择圆形或矩形燃烧 器 , 低压燃气通过管子上的火孔流出 , 与空气事先元预混合 , 是一次空气系数α l=0 的扩散燃烧方式 , 因 而也称为扩散文燃烧器。 这种燃烧器燃烧稳定 , 运行方便 , 而且结构简单 , 可以利用 300~400Pa 的低压燃气。但炉膛过量空气系数较大 , α= 、 1.2~1.6; 排烟热损失 q2 和气体不完全燃烧热损失 q3 偏大 ; 火焰较长 , 要求炉膛容积大 ; 燃烧速度低 , 只用于很小容量的锅炉。 2. 引射式燃烧器
它的种类繁多。按燃烧方式分 , 它有部分空气预混合的本生燃烧方式和空气预混合的无焰燃烧方式两种。 所用的引射介质可以是空气 , 也可以是一定压力的燃气 , 前者需要鼓风装置。 (1) 大气式引射燃烧器 如图 3-46 所示。燃气以一定流速自喷嘴进入引射器 , 在引射器的缩口处将一次空气 ( α1=0.45~0.65) 引入 , 两者经混合后流向燃烧器头部 , 由直径为 2~10mm 的火孔流出 , 以本生火焰形式燃烧。这种燃烧器也只用于小型锅炉 , 它适用于各种低压燃气 , 而且不需要鼓风装置。但热负荷太大 , 结构笨重。 (2) 空气引射式燃烧器
如图 3-47 所示。压头为 5000~600OPa 的空气经喷嘴通过引射器的缩口处时 , 形成负压 , 把低压的燃气从四个管孔吸人 , 两种气体在混合管中混合形成均匀的气体混合物 , 它流向火孔出口 , 并在与出口处相连接的稳焰火道中燃烧。图中所示的燃烧器是与全部燃烧空气预混合的无焰燃烧器 , 炉膛出口过量空气系数小 , 燃烧强度高 , 但需要鼓风装置 , 耗电大 , 适用于带有空气预热器的阻力较大的正压锅炉。 3. 鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器一般由分配器、燃气分流器和火道组成。种类较多 , 常用的有旋流式和平流式两 种。 这两类燃烧器的配风器与燃油燃烧器基本相似 , 燃气分流器的基本形式为单管式和多管式。其结构简单。燃烧形成的火焰特征与通常旋流式和直流式燃油燃烧器也相似 , 这里不再一一叙述。以下列举一种常用的燃气燃烧 器的例子。图 3-48 是周边供气蜗壳式燃烧器。