第15卷 第1期重庆电力高等专科学校学报2010年2月
V o.l 15 N o .1
Journa l o f Chongqi ng E lectr i c Pow er Co llege
Feb.2010
等离子点火装置在350MW 燃煤锅炉中的应用
收稿日期:2009 11 25
作者简介:欧一顺(1976-),助理工程师,研究方向:火力发电机组运行及管理。
欧一顺
(华能东方电厂,海南东方572600)
摘 要 结合华能东方电厂350MW 超临界燃煤锅炉等离子点火装置的使用情况,介绍等离子点火装置在应用中的关键控制因素和所采取的措施,以实现等离子点火装置的安全、稳定运行。
关键词 等离子点火装置;燃烧;燃煤锅炉
中图分类号 TK 16 文献标识码 B 文章编号 1008 8032(2010)01 0006 04
0 引言
华能东方电厂350MW 燃煤机组,采用哈尔滨锅炉厂制造的超临界直流锅炉中速磨正压直吹式制粉系统。设计煤种为山西平朔煤,校核煤种为印尼煤;采用前后墙对冲燃烧方式,共布置5层燃烧器(前3后2,前墙从下至上分别是A 、B 、C ,后墙从下至上分别是E 、D),每层布置4只低NO X 轴向旋流煤粉燃烧器。与5层燃烧器相对应配置了5套制粉系统,磨煤机采用上海重型机械厂生产的H P803/Dyn 型中速磨。在每台磨煤机出口配置有采用变频调速的旋转分离器,以调节进入燃烧器的煤粉细度。锅炉采用等离子点火及0号轻柴油点火系统,在前墙最下层(A 层)燃烧器处配置一套等离子点火装置,在B 、C 、D 、E 每层燃烧器处各布置四只油枪,共16只油枪。正常情况下,锅炉采用等离子点火装置启炉及低负荷稳燃,16只油枪只作紧急备用。
1 等离子点火装置的点火机理
等离子点火装置利用直流电流(280~350A)在
介质气压(0 01~0 03MPa 压缩空气)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,使煤粉颗粒破裂粉碎,从而实现迅速燃烧。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,大大地减少了促使煤粉燃烧所需要的引燃能量E (E 等离子=1/6E 燃油)。在等离子体内含有大量化学活性粒子,可加速热化学
转换,促进燃料完全燃烧。除此之外,等离子体有再造挥发份的效应,比通常情况下提高20%~80%的挥发份,有利于点燃低挥发份煤粉,强化燃烧。
2 等离子点火装置的组成
等离子点火装置包括等离子燃烧器、风粉系统(包括原煤仓、给煤机、磨煤机、一次风系统及一次风暖风器、磨煤机密封风系统、二次风系统)、等离子发生器(由阳极组件、阴极组件、线圈组件三大部分组成)、等离子电气系统(由隔离变压器和电源柜两大部分组成)、等离子空气系统、等离子冷却水系统、监控系统(包括等离子燃烧器壁温测量、风粉在线检测、图像火焰监视)。华能东方电厂一次风暖风器设置在A 磨的一次风热风管道上,利用机组辅汽联箱的蒸汽加热一次风温。图1为A 套制粉系统,图2为等离子装置系统图(图中只画出了A1等离子点火装置接压缩空气、冷却水、火检冷却风的情况,A2、A3、A 4等离子点火装置与A1相同)。
图1 A 套制粉系统
图2 等离子装置系统图
3 等离子点火装置在运行中的管理
为确保等离子点火装置能安全、稳定、可靠运行,需从以下三方面着手。
3 1 锅炉BM S控制逻辑的修改
为保证等离子点火装置及整个锅炉的安全运行,首先得从控制逻辑方面来完善对等离子点火装置及整个锅炉运行中的保护功能。华能东方电厂结合制粉系统和等离子装置的安装特点对锅炉B M S 控制逻辑方面做了如下修改。
(1)在B M S中增设A磨煤机!正常运行模式?与!等离子运行模式?两种模式,并实现相互切换功能;
(2)在!正常运行模式?下,A磨煤机维持原有的控制逻辑;
(3)在!等离子运行模式?下,A磨煤机B M S启动条件中增加由等离子装置可编程控制器送来的等离子发生器工作正常信号,同时略去点火能量满足的条件;
(4)A磨在!等离子运行模式?下运行时,任意两个等离子装置发生故障跳闸时,另两个等离子装置也联锁跳闸,并将信号送至B M S,联跳A磨煤机;
(5)A磨在!等离子运行模式?下运行时,当磨煤机保护跳闸时,将联跳等离子点火装置;
(6)锅炉发生MFT时,联锁跳闸等离子点火装置,并禁止等离子点火装置启动;逻辑上将A磨跳闸信号与锅炉M FT两个信号经!或门?后送至等离子控制器;
(7)除以上等离子装置的跳闸条件外,当发生以下任一条件,也将联跳等离子装置:等离子点火装置通讯模件故障;等离子点火装置冷却水压低;等离子点火装置的整流柜故障;等离子点火装置载体风压力低。3 2 等离子点火装置的操作程序
华能东方电厂结合锅炉制粉系统采用中速磨、正压直吹式、在A层燃烧器配置等离子点火装置,以及燃烧挥发份较高(空气干燥基挥发份38 15%、干燥基挥发份39 76%、干燥无灰基挥发份50 61%)、焦渣特性为2类的印尼煤和直流锅炉的特点,在使用等离子装置的多次点火过程中总结了以下操作步骤。
(1)在等离子装置的准备点火前,检查锅炉需具备以下6个条件:
#锅炉水循环已建立,给水流量控制在300~ 330t/h范围;?风烟系统已启动并对炉膛、烟道吹扫结束,送风量控制在550t/h左右;%炉前燃油泄漏试验已合格;&空预器蒸汽吹灰系统已连续投运;?脱硝装置吹灰系统已投运正常;(汽机已开始抽真空,真空上升速度能满足锅炉点火要求。
(2)启动一次风机、密封风机,对A磨煤机建立最小通风量(大于41t/h),投A磨一次风暖风器,对A磨进行暖磨,按1~1 5)/m in的速度逐渐提高A 磨出口温度至70)左右(不超过75))。
(3)全面检查等离子燃烧器的各个子系统,确认压缩空气(即载体风压力在10~15kPa)、火检冷却风(5~7kPa)、等离子冷却水压(0 3~0 4M Pa)等参数正常。等离子发生器已送电且具备启动条件后,投入A磨!等离子运行模式?,将等离子发生器给定电流设置在300A,依次启动A1~A4等离子发生器拉弧。拉弧成功并稳定5m in后,将等离子发生器功率减少至90k W~110k W的范围内。
(4)启动A磨煤机出口旋转分离器,将转速调至800r/m in左右。检查A磨具备启动条件后,启动A磨煤机。待A磨空转正常后,以最小给煤量启动给煤机,给煤量约12t/h。确保等离子燃烧器煤粉浓度在0 36~0 52kg/m3,不低于0 3kg/m3。
(5)根据给煤量,适当调整A磨煤机的一次风量,确保A1~A4等离子燃烧器的一次风速在26~ 30m/s左右。
(6)检查A1~A4燃烧器喷口火焰明亮,整个炉膛燃烧稳定,炉膛负压波动不大,能保持在-100~ +50Pa之间。
(7)在等离子燃烧器投入0~30m i n内,保持A 层燃烧器二次风控制挡板在40%开度左右,以提高初期燃烧效率。随着炉膛温度的升高,逐渐开大A 层燃烧器二次风控制挡板至全开,控制等离子燃烧器的壁温不超过600),最好低于500)。
(8)当检查各等离子燃烧器的燃烧稳定后,再按锅炉升温升压曲线要求逐渐增加A给煤机的煤
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第1期 欧一顺:等离子点火装置在350MW燃煤锅炉中的应用
量。随着锅炉燃烧加强,锅炉蒸汽参数将不断升高,再按参数要求执行汽机冲转、发电机并网、接带负荷的操作。
(9)随着锅炉负荷的进一步增加,炉内热负荷增强,炉膛温度升高,当A磨煤机出力达25t/h(负荷50MW)时,启动E制粉系统,然后以1 2t/m i n的速度增加给煤量。
(10)当机组负荷达125MW,锅炉燃烧相对稳定时,将A磨由!等离子运行模式?切至!正常运行模式?。
(11)当机组负荷达150MW,A、E磨出力达30t/h时,启动B制粉系统运行,逐渐增加B给煤机出力。将A、B、E制粉系统出力调平后投入制粉系统燃料量自动控制。
(12)当机组负荷达180MW,锅炉燃烧更加稳定时,逐一退出等离子点火装置,保持等离子冷却水和压缩空气系统继续运行,将等离子装置投入备用。
(13)当机组负荷达210MW,启动D制粉系统运行。调整锅炉制粉系统出力,逐渐将机组负荷升至额定负荷350MW。
3 3 等离子点火装置在使用中的关键点
为确保等离子点火装置的安全、可靠运行,在实际使用过程中需结合等离子点火装置的特点加强对以下关键点的控制和把握。
(1)在等离子点火装置投运初期,要加强对炉内及各燃烧器的燃烧状况、等离子装置电源功率波动情况的观察,对异常状况进行及时分析并做适当的燃烧调整。
(2)在启动过程中,需对A磨煤机对应的四根输粉管道进行冷态一次风调平,对煤粉分配器进行调整,以保证各输粉管内风速一致、煤粉浓度一致、煤粉细度一致。
(3)等离子点火装置在投运初期,为控制炉内温升,适当开大上部二次风门,并加强对烟温探针的温度观察、记录,防止再热器壁温超温。
(4)在锅炉启动的过程中,要对锅炉的膨胀及时进行检查、记录,防止膨胀受阻。
(5)在等离子点火初期,磨煤机因受最低出力的限制,投入的燃料量较大,在加强对锅炉蒸汽压力升高的速率、过热汽温、再热汽温以及过热器、再热器金属壁温的温升情况进行监视的同时,要根据升温、升压曲线要求,通过调整机组旁路系统阀门的开度,对锅炉升压、升温速度进行有效控制。
(6)在点火初期除加强对炉内燃烧工况进行监视外,要就地观察炉膛实际燃烧状况。当发现炉内燃烧不稳,炉膛负压波动较大时,立即采取适当降低A磨的一次风速、提高A磨出口旋转分离器转速、适当增大二次风等措施对燃烧加以调整。若燃烧仍然不稳定,应立即停止A给煤机、停止A磨煤机运行,停止等离子发生器,对炉膛和烟道进行充分的通风吹扫,待查明原因并消除故障后重新试投。
(7)当A磨煤机在!等离子模式?下运行,4支等离子燃火器中发生1支断弧时,采取及时投入与断弧燃烧器相对应的上层油枪,加以稳燃。尽快查清断弧原因,如因阴极材料耗尽引起的断弧应立即更换阴极头,尽早恢复等离子燃火器的运行。燃烧稳定后,及时退出油枪备用,以减少用油。
(8)当A磨煤机在!等离子模式?下运行,4支等离子燃烧器中发生2支断弧时,另两支等离子发生器也将联锁跳闸,保护会联跳A磨煤机。此时应对炉膛和烟道进行充分的通风吹扫,仔细检查断弧原因,待原因查明消除故障后重新进行试点火。
(9)当锅炉负荷升至最低稳燃负荷(125MW)且各等离子燃烧器运行正常时,及时将磨煤机运行方式切至!正常运行模式?,防止因等离子发生断弧造成A磨煤机跳闸。
(10)在等离子装置运行过程中,及时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,以延长阴极的使用寿命。锅炉热态启动或低负荷稳燃,将启弧功率调至90k W~110k W,以利于节能和延长阴极使用寿命。
(11)在等离子装置运行过程中,要定期检查等离子冷却水压力、火检冷却风压力以及载体风压正常,冷却水回水应正常,冷却水及压缩空气系统无泄漏。
(12)在等离子燃烧器都投入后,当需投入其它层煤粉燃烧器时,先投入等离子燃烧器相邻上部燃烧器为原则,并就地观察燃烧器的实际燃烧情况,合理进行配风以保证燃烧良好。
(13)在利用等离子点火装置及低负荷稳燃的过程中,要保证锅炉空预器及脱硝装置吹灰系统的可靠运行,防止空预器及脱硝装置着火。
(14)根据等离子阴极寿命周期和实际使用小时数,及时对阴极进行更换,并尽量避免在启停炉、机组并网过程中更换阴极,以减少不必要耗油。
(15)因等离子发生器的阴极头为易损件,要准备充足的备件,并配备专用更换工具及专业人员。
(16)等离子发生器阳极组件在运行一段时间后,会受到来自炉膛内的粉尘和煤粉的污染,需定期检查和清理。
(17)在停炉过程中,当锅炉停运30分钟后才能停止等离子冷却水泵运行,若长时间停炉要求打开冷却水系统的放水门将系统内的积水放尽,以确
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保等离子阴、阳极的冷却和不被腐蚀。当锅炉炉膛
温度降至90)以下时,才能停止图像火检风机,防止火检探头被高温烧坏。
4 结束语
通过采取以上措施,华能东方电厂实现了对等
离子点火装置在运行过程中的科学管理,提高了等离子点火装置运行的安全性、可靠性、稳定性,能实现锅炉无油点火启动以及低负荷下的无油稳燃,节约了大量燃油,提高了锅炉在启停及低负荷下运行的经济性。
Application of P las m a Ignition Device in 350MW Coal fired Boiler
OU Y i shun
(H uaneng Dong fang Pow er P lan,t Dongfang ,H ainan 572600,China)
Abstrac:t A ccor d i n g to the applicati o n of plas m a ign ition dev ice i n the 350MW supercritica l coal fired bo iler o f H uaneng Dong fang Po w er Plan,t critical contr o lli n g facto r and corrective acti o n i n the application of plas m a ign ition dev ice are introduced in t h e paper ,so as to ach i e ve safe and stable operati o n of plas m a ign ition dev ice .K ey w ords :plas m a ign ition dev ice ;co mbusti o n ;coal fired bo iler
(上接第5页)凝泵入口出口门、给水泵入口门等开关信号保护,原来只用开信号脱开即触发保护动作。现将!开?、!关?信号都用上,增加保护可靠性,减少误动。逻辑实施如图2所示。
3 3 控制逻辑的优化
3#、4#控制对系统进行了以下优化改造:
#在逻辑组态中,协调控制系统采用直接能量平衡方式,并增加温度智能预估功能。
?增加油枪自动投入功能设计。
%增加粉管风粉浓度在线监测界面和逻辑。&增加引风机变频组态程序。
?程序组态包括凝泵变频程序设计。
4 结束语
华能珞璜电厂3#、4#号机组360MW 全套进口
机组的DCS 改造,实现了主机组、脱硫、除灰、除碴等的DCS 一体化,体现了维护方便,备品备件减少,信息共享快速、可靠,人机界面统一等优点。通过DCS 改造对控制系统进行全面的改进,优化了控制系统、实现了辅助车间自动化,解决了以前存在的各种实际问题,提高了机组的可靠性、开放性、先进性,取得了较好的经济效益。
参考文献:
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改造和协调优化[J].广东科技,2009,(2).
DCS R etrofit and Syste m Opti m ization in Phase II of Huaneng Luohuang Power P lant
ZENG Rong 1
,LI M i n g 2
,RAN Q i yang
1
(1.Chongq i n g E lectric Po w er Co llege ,Chongqing ,400,053;
2.H uanneng Luohuang Po w er Genera ti o n Co Ltd ,Jiang ji n g Chongq i n g 400053,Ch i n a)
Abstrac:t DCS retrofit for France ALSTOM s 2?360MW sub critical coal fired t h er m a l po w er generating units o f H uaneng Luohuang Pow er Plant is t h e process tha t the o l d ALSPA P320control syste m s is replaced by latestOVA T I O N syste m s of Em erson Contr o l Syste m (Shangha i)Co .,Ltd .,and aux ili a ry syste m s for DCS have a lso been ret rofitted .A t the sa m e ti m e ,the or i g i n al contro l syste m i s opti m ized to i m prove the perfor m ance o f contro l syste m.K ey w ords :DCS ;retrofi;t opti m ization
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第1期 欧一顺:等离子点火装置在350MW 燃煤锅炉中的应用
#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。
焚烧火炬 1 焚烧火炬系统简介 沼气焚烧火炬是温室气体减排、降低恶臭和异味、安全生产以及防止污染改善周边环境的必要组成设备。沼气焚烧火炬一般是由辅助进气系统、塔体、燃烧器和自动控制系统组成，如图1所示。康达公司凭借其在垃圾填埋厂发电工程的多年项目经验，结合我国垃圾填埋场的具体实际情况，研发了具有自主知识产权的填埋气（沼气）焚烧火炬。 KDHJ300系列火炬为方体底座，圆柱形塔状结构。每小时最大可焚烧填埋气300立方米，最小可焚烧20立方米。负荷调节灵活，调节比达20-300立方米。这完全能够满足沼气产气高峰期和产气量逐年减少的情况下的焚烧要求。为了减少运行费用，燃烧器采用低压头大气式燃烧方案，燃烧空气靠火炬塔体的抽吸作用提供，流量则分别由两个进气百叶窗的开度调节。同时火炬具有自动点火、烟气温度控制、熄火保护、断电保护和回火安全保护等功能，尤其是它能在各种恶劣气象条件（如暴风暴雨）下正常稳定地工作。火炬的设计符合SH3009-2001《石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放系统设计规范》、GB50236-98《现场设备、工业管道焊接施工及验收规范》、GB3096-93《城市区域噪声排放标准》及《大气污染排放限值》等国家有关标准。 图1 填埋气焚烧火炬
2 技术参数 表1 KDHJ300主要技术参数 序号项目参数 1 沼气压力8－10kPa 2 沼气气额定流量300m3/h 3 负荷调节范围20-300 m3/h 4 火焰燃烧温度800℃-1000℃ 5 烟气排放温度500-700℃ 6 沼气进气管径DE200 7 工作用电≤100W 8 装机容量≤1.5kW 9 高度 6 m 10 外径 1.2 m 11 重量 1.25t 3 系统特点及功能 5.3.1 系统特点 ①、专门针对填埋气、沼气、瓦斯等低热值气体设计。 ②、燃烧效率高，达到95%以上。 ③、负荷调节灵活，调节比达20-300立方米。 ④、燃烧安全，火焰稳定。 ⑤、强大的控制功能，便利的操作系统。 ⑥、能适应各种气象条件。 ⑦、较长的使用寿命。 ⑧、烟气排放少。 ⑨、噪音低。 ⑩、可做CDM项目。 5.3.2系统功能 康达公司的沼气焚烧火炬系统是一个独立、完整的系统，主要包括以下功能： 1)沼气在进入抽气风机之前，具有相应的除湿、过滤等工艺，以满足设备的长期、稳定运 行的需要。我们公司设计的系统工艺流程为：沼气→除湿过滤→抽气风机→监测仪表→阻火器→火炬。
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。
- 38 - 技术交流 石油和化工设备2011年第14卷 煤化工火炬装置的调试技术 竺洪亮，邬晓涛，杨亮英，薛加科，杜悦，朱腾 （重庆川仪自动化工程检修服务有限公司， 重庆 401121） [摘 要] 阐述了煤化工企业中常规火炬装置的调试，针对火炬装置调试过程中经常发生的典型故障提出了见解和解决方法。[关键词] 煤化工；火炬装置；调试；高能点火器 作者简介：竺洪亮（1974—），男，重庆人，本科毕业，工程 师，在重庆川仪自动化工程检修服务有限公司从事自动化检修与管理工作。 随着大型煤化工企业的陆续投运，火炬装置在煤化工企业中的投运要求也相应提高。所有火炬装置完成安装后或大修结束后都必须按行业标准进行调试，调试合格后火炬装置方可投运。本文对火炬装置的调试要点进行一些阐述。 1调试前的准备工作 调试前应依据相关资料编制调试大纲，保证整个过程的计划性、严密性、科学性和可行性。部分设备和管线可能发生更换、改造，因此必须对照工艺流程图和管道布置图，核对现场设备和管线是否已按图纸施工，是否存在其他缺陷。核对无误后方可逐步试运，试运合格后进入备运状态。 2 按调试大纲分步试运 2.1 管线吹扫调试 火炬系统装置启动前，全部公用系统应处于可连续使用的状态，燃料气、仪表压缩空气、蒸汽管线和内传焰管道应吹扫干净，保持管道通畅，各阀门无泄漏。2.2 仪控设备调试 调节仪表、指示仪表、警报系统动作正确可靠；调节阀开度与调节器控制信号调试合格；检查各装置控制的压力、液位、流量、温度信号是否正确，与仪表位号应对应正确；自动点火系统是否可正常工作；燃料气管线上的气动切断阀工作是否正常；检查操作室高空点火系统盘面按钮工作是否正常；控制程序组态及参数设置是否符合工艺要求；系统内电器设备应接线正确，动作正常；地面内传焰点火器、高空点火器工作正常；高空障碍灯工作正常。2.3 公用工程分步调试2.3.1 蒸汽投用 打开所有疏水器旁路阀和排凝阀；微开蒸汽总阀，引入蒸汽进行暖管，手动调节闸阀，待排出蒸汽后，关闭排凝阀和疏水器的旁路阀，改用疏水器；确认蒸汽在水封罐和分子封处排出后，关闭各路闸阀；打开蒸汽总阀。至此，蒸汽引进完毕，进入备用状态。2.3.2 仪表空气投用 关闭地面内传焰点火器的压缩空气进口阀，打开压缩空气管总阀，确认压缩空气压力的读数在0.45～0.6MPa 之间。至此，压缩空气引进完毕。 2.3.3 燃料气投用 关闭地面内传焰点火器上的燃料气进口总阀，关闭各路高空点火装置管路总阀，关闭长明灯管路总阀，确认相应压力表读数不小于0.2MPa 。至此，燃料气引进完毕。在甲醇系统运行过程中，有甲醇驰放气时，为了节约能源，此时必须将液化石油气切换成甲醇驰放气作为燃料气使用。切换阀门在出液化气工段的管廊上，切换时先关闭液化气去火炬系统的截止阀，然后缓慢开启甲醇驰放气去火炬截止阀，直至全开，燃料气即切换完毕。2.4 氮气引进 2.4.1 放空管吹扫完毕后，应立即将氮气管线上截止阀打开，将氮气引入筒体对其进行连续吹扫置换。 2.4.2 打开氮气总阀并调节自力式调压阀，同时观察限流孔板前压力表的读数，应在0.08～0.15MPa 之间（不得低于0.08MPa ）。至此氮气引进完毕。2.5 系统点火调试
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
火炬装置操作规程 第一章工艺技术规程 (3) 1.1 装置概述 (3) 1.2工艺流程简述 (3) 1.3 工艺设计数据和指标 (3) 1.3.1 工艺数据表 (3) 1.3.2 公用工程消耗表 (4) 第二章开工规程 (6) 2.1 开工操作 (6) 2.1.1 开工前的准备 (6) 2.2 公用管线启用程序 (8) 2.2.1 蒸汽引进 (8) 2.2.2 压缩空气引进 (8) 2.2.3 燃料气引进 (8) 2.2.4 氮气引进 (9) 2.3 火炬点火操作 (9) 2.3.1 点火前必备的条件 (9) 2.3.2 现场手动点火 (10) 2.3.3 自动控制点火 (10) 2.3.4 相关注意事项 (11) 第三章停工规程 (12)
3.1 停工操作 (12) 3.1.1 火炬气停止排放 (12) 3.1.2 停用长明灯 (12) 3.1.3 废液排放 (12) 3.1.4 火炬装置盲板清单 (12) 第四章主要系统控制操作规程 (12) 4.1 主要控制方案 (12) 4.1.1 点火系统控制 (12) 4.1.2 日常控制要求 (13) 4.1.3 辅助系统控制 (13) 4.1.4 火炬凝液系统 (15) 4.1.5 仪表空气管 (15) 4.1.6 内传焰管道 (15) 4.1.7 氮气系统启动 (16) 第五章装置主要连锁及DCS控制系统 (16) 5.1 装置主要连锁 (16) 第六章事故处理预案 (16) 6.1 生产过程事故处理和异常情况的操作方法 (17) 6.1.1 回火爆炸 (17) 6.1.2 硫化氢中毒 (17) 6.1.3 电气故障及排除 (18) 6.1.4 DCS故障及排除 (18)
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。
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。
火炬点火装置的性能及在生产运行中调试方法和技巧 本文主要介绍火炬系统功能简介和在天然气处理站生产中的运行特点，以及在检修维护时的调试方法和技巧。 标签：火炬系统简介火炬系统特点系统调试方法 0 引言 本文主要介绍火炬系统功能简介和在天然气处理站生产中的运行特点，以及在检修维护时的调试方法和技巧。本人就针对克拉玛依“克75天然气处理站、盆五天然气处理站、滴西10天然气处理站、莫7莫11天然气处理站、呼图壁天然气处理站”等天然气处理站，来介绍火炬系统在运行中常见调试方法和技巧。 1 PYH-4型放空火炬燃烧系统概述 1.1 火炬燃烧系统简介目前上述天然气处理站放空火炬燃烧系统均是采用濮阳市亚华电仪有限公司的产品，主要针对各油气田、液化气处理站等中小型燃气放空火炬设施研制生产的：集点火、燃烧、火焰监空、安全放空于一体的节能环保型火炬燃烧系统。它有PYH-4H型火炬燃烧器，PYH-432通用型火炬点火装置或PYH-434型无源高效点火装置、PYH-443型紫外火焰探测器、PYH-432A 型手动点火控制箱或PYH-421型自动点火控制柜及PYH-464火炬通用节能型常明灯等组成。 PYH-4H型火炬燃烧器及PYH-432通用型火炬点火装置、PYH-464火炬通用节能型常明灯具有：抗风能力强、结构合理、安装操作简便、寿命长、高效节能的特点；火炬火焰检测采用PYH-443型紫外火焰探测器，可对火焰进行远距离监控，它是本公司对火炬进行火焰探测的专用产品，具有灵敏度高、抗干扰能力强（无误报）、无滞后、寿命长的特点；火炬点火自动控制采用西门子PLC，性能稳定可靠，可更好的实现对火炬设施的点火监控，且配套方便。 另外，考虑到解决僻远地带火炬现场无交流电源，不能釆用高压电弧对火炬进行点火的困难，特设计生产出了“PY H-434型无源高效点火装置”，它在保留原“PYH-432通用型火炬点火装置”主要功能特点的基础上进一步改进了结构性能，降低了对电源的要求，增加了便携式储电装置，可在现场无交流电源的特殊环境下方便地实现高压点火，保证了火炬设施的安全。PYH-4型火炬燃烧系统具有安全、环保、点火可靠，使用简便等特点，是中小型放空火炬的理想选择。 1.2 PYH-4型放空火炬燃烧系统主要功能特点：燃烧器集众家所长，结构合理，放空气体燃烧充分，寿命长；抗风能力强、燃烧稳定、无烟、噪音小、无回火现象；不需蒸汽助燃，节约投资和系统运行成本；手动、自动点火控制、火焰远距离监控，功能齐全、配套方便；专用高可靠型火炬点火装置、自动点火安全可靠、操作简便；专用型火炬火焰探测装置，监测火焰准确可靠、不滞后、无误
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。
焦炉火炬放散点火系统方案 针对焦炉窑头放散及高塔放散自动点火系统的技术要求，我方与贵厂技术人员进行了深入的沟通及技术交流，由于全套进口放散点火系统造价较高，考虑到性价比不太理想，现本着实用、简便、造价低的原则提出我们的方案。 一、窑头部分放散点火系统： 1、总述： 该焦炉窑头部分为8个放散出口，每个放散出口配备一套GDQ-20型高能点火装置，可实现煤气放散的自动点火。该点火装置点火能量大，发火端耐高温，抗积碳，抗结焦，不受外界环境（温度、湿度、风速、气压）影响，点火可靠且安装方便。 2、组成： 该高能点火装置由点火器、高压直角点火杆、高压连接导线组成。 3、功能：当需要点火时，给点火器通电AC220V 50Hz点火器发出点火信号经高压导线传至点火杆，在点火杆头部发出能量为20J的电火花，煤气遇火花后点燃，实现点火功能。点火信号可由控制开关控制也可由上下游系统信号控制。 4、安装： 将高压直角火杆安装在每个方散口出口处，将点火器安装在放散口附近或控制箱内，点火杆与点火器之间用高压导线连接，应保证点火器与点火杆之间的距离≤10m以内，5m为最佳。建议将点火器安装在控制柜或防护箱内。 5、单个放散口点火系统示意图：
窑头放散管高压点火杆 固定卡 高压点火线高能点火器 二、高塔部分放散点火系统： 1、总述： 该焦炉高塔部分考虑到高度因素大气压及风速的影响，在放散出口处配备两套GDQ-20型高能点火装置，可实现煤气放散的自动点火。该点火装置点火能量大，发火端耐高温，抗积碳，抗结焦，不受外界环境（温度、湿度、风速、气压）影响，点火可靠且安装方便。 2、组成： 每套高能点火装置由点火器、高压直角点火杆、高压连接导线组成。 3、安装： 分别将两支高压直角火杆对称安装在方散口出口处，将点火器安装在放散口附近或控制箱内，点火杆与点火器之间用高压导线连接，应保证点火器与点火杆之间的距离≤10m以内，5m为最佳。 4、功能：当需要点火时，给点火器通电AC220V 50Hz点火器发出点火信号经高压导线传至点火杆，在点火杆头部发出能量为20Ｊ的点火花，煤气遇火花后点燃，实现点火功能。点火信号可由控制开关控制也可由上下游系统信号控制。 5、高塔放散点火系统示意图：
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。