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等离子体点火与助燃技术
等离子体点火技术和助燃技术是一种新型的热能利用技术，可在
高效燃烧的同时对污染物进行有效控制。
等离子体点火技术，即利用
高压脉冲电场将燃料预混合气体中的电子激发形成等离子体，促进燃
料混合与氧化反应，从而激发高能分子，提高点火性能和燃烧效率；
助燃技术是在燃料预混合气体中添加适量的氢气、甲烷等助燃气体，
使燃料混合气体自发形成等离子体，在此基础上进行高效燃烧和污染
物控制。
此技术具有燃烧效率高、减少污染物排放、节能等多重优点，在航空、汽车、炉窑等领域得到广泛应用。
国电东胜热电厂等离子体点火启动经验介绍摘要：介绍国电东胜锅炉、磨煤机、等离子体点火、燃料特点，分析等离子体点火在国电东胜公司成功应用情况，分别从等离子体点火影响因素、点火控制参数、等离子体着火特点、运行控制策略、运行工况等方面分析了等离子体燃烧器的运行特性及存在问题，对今后推广等离子体点火启动技术的应用有借鉴作用。
关键词：等离子体煤粉细度液压加载国电东胜发电有限公司（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：本装置利用直流电流（280~350A）在一定介质气压的条件下接触引弧，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的梯度极的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子体“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，迅速燃烧。
等离子体煤粉点火系统（Plasma Ignition Pulverized Coal System, 缩写PICS）的核心装置由等离子体点火器(Plasma Ignitor,
缩写 PI)和等离子体燃烧器(Plasma Combustor, 缩写PC)组成。
等离子体点火器是等离子体的发生装置，又被称为等离子体
发生器，通常采用直流电弧放电的方式产生温度高达数千度的等离子
体，高速射入等离子体燃烧器，使得燃烧器内的煤粉迅速点燃。
等离子体燃烧器是将等离子体点燃的煤粉火焰放大并形成稳
定燃烧的装置。
来自等离子体点火器产生的高温、高焓等离子体进入
燃烧器的中心燃烧室，其高温使煤粉颗粒快速升温并产生爆裂，释放
大量煤粉挥发份后被迅速点燃，火焰经多级燃烧放大喷入锅炉炉膛。
一般情况下，等离子体燃烧器是在锅炉的喷燃器基础上设计而成。
停
止点火期间，不影响其正常使用，满足锅炉燃烧器的设计出力要求，
不影响锅炉的使用效率。
等离子体点火原理示意如图所示。
等离子点火等离子点火是通过高压电弧点燃煤粉，阳极固定，阴极可以伸缩，点火时阴极靠近阳极，放电，形成高压电弧，投粉嘴，煤粉点燃。
技术要求比较高，较慢。
它利用的是分级点火的原理，即高压电弧点燃一少部分煤粉，一级点燃一级，一般是三级，它比较适合层燃的炉子，角燃的不太适合，在风道上设一小的燃烧室，里面配置几只小小油枪，用来加热冷风，已达到磨煤机的用风要求，正常情况下，根本用不着大油枪，但目前国内的技术不太成熟，阴极板的寿命太短，是制约等离子技术发展的障碍；等离子配套设施还没有正规厂家来生产也是制约的因素。
目前在一些大机组上有应用。
天津电建应用等离子点火实现“零油耗”2005年09月09日09:148 月17 日晚，广东台山发电厂国产60 万千瓦火力发电机组3 号锅炉应用等离子点火吹管顺利结束。
用等离子体电弧直接点燃煤粉，完全省掉了点火用油，第一次实现了真正意义上的“零油耗”。
此次点火吹管的成功使国产60 万千瓦火力发电机组应用等离子无油点火技术实现实用化。
等离子点火煤粉燃烧器系统是在原锅炉设计的基础上，经设计变更而首次采用，利用等离子电弧产生的超高温直接点燃煤粉，达到节约锅炉启动及稳燃用油的目的。
在锅炉正常运行期间，该燃烧器还可以作为普通煤粉燃烧器使用，不会对锅炉其它性能造成影响。
作为施工方的天津电建台电项目部，仅3 号机组点火吹管一项便节约燃油约380 吨，节约资金150 万元左右。
到机组完成168 小时满负荷试运时，还将节约燃油3000多吨，节约资金1600 多万元。
也论等离子点火作者资料时间：2005/04/08 03:25pm就目前国内电力行业的形势，等离子无油点火技术是势不可挡。
但目前还存在诸多问题，很多的宣传还是作为官方语言存在，没有说明具体技术措施。
如下的一些问题，还请各位专家不吝赐教。
如果有其他的问题还请各位多多补充。
1、阴极和阳极的寿命短的问题。
2、小功率电弧直接点燃煤粉、煤粉点火燃烧器结焦及烧损的问题。
等离子体点火相关问题第一部分常识 (1)1.问：什么是等离子体（态）？ (1)2.问：什么是煤粉锅炉？ (1)3.问：什么是切向燃烧？ (1)4.问：什么是墙式燃烧？ (1)5.问锅炉启停热冷态是怎么规定的？ (2)6.问：新装火电机组调试分几个阶段及内容? (2)7.问：新装火电机组的受电及转机分部调试内容? (2)8.问：锅炉酸洗的目的是什么？ (2)9.问：锅炉点火的要求是什么？.............. 错误！未定义书签。
10.什么是煤的收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基? (3)11.什么是煤的挥发份？ (3)12.问：什么是煤的水分？煤的水分对锅炉及燃烧有何影响？ (3)13.问：什么是煤的灰分？ (3)14.问：什么是煤的发热量？什么是高（低）位发热量？ (3)15.问：什么是灰熔点？ (4)16.问：什么是煤的磨损指数？ (5)17.问煤粉细度是如何描述的？ (5)18.问什么是最经济的煤粉细度？ (5)19.问：什么是制粉系统？现代煤粉锅炉制粉系统有哪些部分构成？. 620.什么是燃烧效率？等离子体燃烧效率是如何计算的？ (6)21.问：火力发电厂常见的制粉系统类型有哪些？ (6)22.问：火力发电厂中常用的磨煤机的类型有哪些？ (7)23.问：双进双出钢球磨煤机的负荷是靠什么手段来控制的？ (7)24.问：双进双出钢球磨有几种风？各起什么作用？ (7)25.问：配直吹式制粉系统的双进双出钢球磨为什么要建立料位？如何建立？826.问：炉膛的作用是什么？ (8)27.问：汽包（锅筒）的作用是什么？ (8)28.问：水冷壁的作用是什么？ (8)29.问：过热器的作用是什么？ (8)30.问：再热器的作用是什么？ (8)31.问：省煤器的作用是什么？ (8)32.问：空气预热器的作用是什么？ (8)33.问：送风装置的作用是什么？ (9)34.问：引风装置的作用是什么？ (9)35.问：NFPA 85《锅炉和燃烧系统防爆标准》中如何对点火器的定义及分类的？ (9)36.问：DL/T435-2004《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》中是如何对点火器的定义及分类的？ (9)37.谐波分析依据是什么？ (10)38.问：工厂的环境电网分为几类？ (10)39.问：GB50174-93（电子计算机房设计规范）在电源质量分级中对谐波电压畸变率要求 (10)40.问：等离子体点火系统电器设备是否符合IEC标准？ (11)41.问：等离子体发生器在整流过程中产生的谐波含量有多大？ (11)42.问：等离子体发生器在工作时等离子体和磁场对周围仪表和信号是否有影响? (12)43.问：外壳防护等级（IP代码）防护等级的分级标准级代表的意义12第二部分结构及系统构成 (13)44.问：等离子体点火系统构成？ (13)45.等离子体燃烧器的简介？ (13)46.等离子体发生器简介 (14)47.问：等离子体发生器有哪些部件构成？ (14)48.等离子体发生器电源系统的简介 (14)49.问：等离子体点火系统隔离变压器作用是什么？ (15)50.问：等离子体点火系统整流柜作用是什么？ (15)51.问：目前等离子体发生器电源的直流调速与整流装置有什么哪些？1552.问：等离子体发生器电源具有如下特点？ (15)53.问：等离子体发生器电源能否共享与切换？ (15)54.冷却水系统简介 (16)55.等离子体点火系统冷却水有几种方案？ (16)56.问：冷却水系统三种方案的比较有什么优缺点？ (16)57.问：载体工质（空气）系统简介 (17)58.问：使用仪用压缩空气做载体工质与风机提供载体风各有什么优缺点？1759.问：图像火焰监视系统简介 (18)60.图像火焰监视与可见光火检的区别是什么？是否可用作锅炉的保护？7861.图像火焰监视用作锅炉的保护与可见光火检相比有什么优点？.. 7862.图像火焰监视探头冷却风系统简介 (18)63.冷风蒸汽加热器系统构成 (18)64.冷风蒸汽加热器系统安装方式 (19)65.问：冷风蒸汽加热器所能提高的冷风温度与过热蒸汽参数的关系是什么？1966.问：签订技术协议时对冷风蒸汽加热器的蒸汽压力有何要求？.. 2067.冷风燃油加热器系统构成 (20)68.冷风加热系统不同布置方式的综合比较 (20)69.一次风（煤粉\空气混合物气流）速度监测系统 (21)70.靠背管的安装要求 (22)71.壁温监测系统作用是什么？ (22)72.问：等离子体点火控制系统的组成？ (22)73.等离子体点火系统控制有几种方式？各有什么特点？ (22)74.问：等离子体点火独立控制网络系统结构是什么？ (23)75.问：采用PLC及 DCS联合控制时之间的通讯如何实现？ (24)76.问：采用通讯把整流柜信息直接进DCS目前有采用吗？ (25)77.问：控制系统与直流调速装置是如何连接的？采取何种通讯方式？2578.问：控制系统采用PLC及 DCS联合控制时采取何种通讯方式？ . 2579.问：PLC控制系统为什么不采用双机冗余系统？ (25)80.问：控制采用硬结线直接接入DCS 需要多少I/O点？ (26)第三部分性能 (26)81.请叙述等离子体点火的全过程？ (26)82.问:等离子体点火技术与传统的油枪点火相比有哪些主要优点？. 2683.问:等离子体点火技术与传统的油枪点火相比主要的区别是什么？2684.问:该技术可适用于哪些锅炉型式、制粉系统型式？ (27)85.问:采用等离子体点火技术煤粉燃烧器是内燃式燃烧器，会不会引起喷口处超温结渣？ (27)86.问：等离子体点火初期要求煤粉细度高是否影响锅炉的经济性？2787.问：等离子体点火对煤粉细度有何要求？ (27)88.问:烟台龙源公司在等离子体点火技术的研究发展中有哪些重大突破？解决了哪些关键技术难题？ (27)89.问:等离子体点火设备现在的可靠性如何？采用该技术在安全方面有风险吗？ (28)90.问: 使用等离子体点火改造几层燃烧器能满足无油点火和稳燃？2891.问：当锅炉在低负荷运行时或当煤质发生变化需要助燃时怎么办?用什么可靠的方法解决这一问题？ (29)92.问：目前等离子体点火对煤种的适应性范围是什么？ (29)93.问：等离子体形成T＞5000K的的局部高温区能否烧坏燃烧器等锅炉设备？29第四部分经济性分析 (30)94.问:采用等离子体点火技术投资回收期怎样？ (30)95.600MW机组锅炉启停燃油指标是多少？停炉燃油指标是多少？ .. 3096.问：每台等离子体发生器每小时的运行费用是多少？ (31)97.问：使用等离子体点火系统经济效益如何？ (31)第五部分等离子体点火应用的相关问题 (32)98.问：煤粉影响等离子体点火效果的三大要素是什么？ (32)99.问：等离子体点火与煤质的哪些成分有关？ (32)100.问：当电厂来煤比较复杂，混配后达不到等离子体点火要求的煤种，采取何种措施实现等离子体点火？ (32)101.问：分层布煤硬件设备是否可行? (32)102.问分层布煤有哪些优点？ (33)103.锅炉启动时,磨煤机需要120～180℃的热风怎样解决? (33)104.问：直吹式制粉系统冷炉制粉时的冷风加热系统类型及使用的条件是什么？ (34)105.问: 冷风蒸汽加热用汽量多少？温度压力有何要求？ (34)106.直吹时制粉系统的锅炉，等离子体燃烧器改造层对应磨煤机FSSS启磨逻辑有何修改？ (34)107.直吹时制粉系统的锅炉，一个等离子体发生器断弧FSSS逻辑修改？35108.“等离子体点火模式”下，2/4或以上断弧跳磨的逻辑 (35)109.主燃料跳闸逻辑 (36)110.MFT和A磨煤机跳闸逻辑 (37)111.等离子体点火过程中什么条件可由“等离子体点火模式”切换到“等离子体稳燃模式”？ (38)113.一次风含粉浓度在0.16～0.20kg/kg下无油启动，能否保证启动安全？39114.锅炉发生爆炸的条件有哪些？ (39)115.启动开始180秒内才被点燃是否会发生炉膛爆炸？ (39)116.一台磨煤机带多个燃烧器，如何保证等离子体点火系统投运时，多个燃烧器基本同时着火。
1、等离子点火技术等离子体是部分或完全电离的离子化的气态状物质，它是由大量的带电粒子(离子、电子)和中性粒子(原子、分子)组成的。
在整个等离子体内，电子所带的负电荷数和离子所带的正电荷数相等，所以称它为等离子体。
等离子体是处于高温或特定激励下的一种物质状态。
当用等离子体与煤粉作用时，在燃烧流中会形成T > 4000K和温差大的局部高温区，当煤粉颗粒落入该区后受到高温的热冲击，迅速释放出挥发分，并使煤粉颗粒因急剧热膨胀而破碎，从而迅速引发周界煤粉气流着火燃烧。
在等离子燃烧器内煤粉的点火燃烧过程中，等离子体只是引燃热源，起活化作用而已。
真正将燃烧器内部大量煤粉加热到挥发分析出，达到着火点的热量来源于煤粉本身。
以中国烟台龙源电力技术有限公司为代表的直接点燃型等离子点火技术（简称“直燃型等离子点火”）。
其主要技术原理是：直接将锅炉主燃烧器改为兼有等离子点火功能的燃烧器，即直接把锅炉原来的主燃烧器设计为等离子燃烧器，在该燃烧器上安装等离子发生器，当锅炉启停和低负荷稳燃时，投入等离子发生器（又称等离子枪），起到点火燃烧器的作用。
当锅炉高负荷正常运行时，等离子发生器停运，该等离子燃烧器作为锅炉主燃烧器使用。
采用多级点火分级燃烧。
中心筒一级燃烧室：引入浓缩后的含粉气流，等离子电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃；内套筒二级燃烧室：挥发分及煤粉继续燃烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧；外套筒：利用高速含粉气流冷却二级燃烧室，同时将部分煤粉推入炉膛燃烧。
燃烧器设有壁温监视测点，便于随时对壁温进行调整，既有利于点火又可防止燃烧器被烧坏。
该型燃烧器的点火特点是部分煤粉首先在燃烧器一级燃烧筒内燃烧，第一级筒内煤粉火焰温度较高，一级燃烧筒壁利用外侧温度较低的淡煤粉气流冷却，以防止结渣和烧损。
同时，利用双筒结构将部分煤粉推至燃烧器出口，在炉膛内燃烧。
内、外筒形成同心双层并联通道，有利于着火燃烧，降低飞灰含碳量，并减少燃烧器的阻力，简化燃烧器的结构。
等离子体点火系统基本介绍一．简介1.等离子体基本介绍等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。
等离子体是一种很好的导电体。
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；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。
（与小油枪的优势）2.等离子体点火系统的产生我们公司90上世纪年代是做炉前油系统（油枪，高能点火器，油点火枪，可见光火检，红外火检，FSSS系统）后来开发了图像火焰监视系统。
在上世纪90年代末，油价飞速增长，在前人的实验基础上，经过公司大量的工业试验，研制成功的。
在烟台电厂和佳木斯电厂最开始商业应用。
02年率先600MW机组，盘山电厂安装了等离子体点火系统。
同时期国产DCS厂家新华，和利时还在为了600MW级没有业绩而四处奔走，这也体现了公司的高瞻远瞩，每次都抓住了历史赐予我们的机遇。
3.公司的业绩和面临的发展形势公司的无燃油燃煤电站可能继等离子体点火技术之后再次获得国家科技进步奖。
公司的十二五规划，到2015年，实现收入60亿元，利润8亿元。
4.煤质等离子体点火技术是应用在煤粉锅炉的一项技术，不会用来点油，或者天然气，大材小用。
等离子体点火技术目前公司分为常规的发生器和燃烧器以及大功率的发生器和燃烧器。
标准煤质如下：Mar ＜15%，Aad ＜35%，Vad ＞20%，Qnet,ar ＞17000kJ/kg （不包括褐煤）这样的煤质可以使用常规的发生器和燃烧器，不需要公司工业实验。
褐煤，劣质烟煤，贫煤都需要做实验来决定，一般采用大功率的发生器和燃烧器。
下面简要说说煤的分类：煤中的元素组成，一般是指有机物质中的碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）和硫（S ）的含量。
等离子点火技术(优选)word资料等离子点火技术1、等离子点火系统构成等离子点火系统主要由以下几部分组成（见图1）：·等离子发生器——产生功率为60-130KW的等离子体；·电源柜及供电系统——将三相380V电源整流成直流，用于产生等离子体。
由直流电源柜（含整流变压器）、冷却风机、直流平波电搞器组成；·燃烧器——与等离子发生器配套使用点燃煤粉；·辅助系统——由冷却水、空气的供给系统组成；·控制系统——由PLC、CRT、通讯接口和数据总线构成；·风粉系统——煤粉由新增小粉斗通过给粉机、混合器进入一次风管，由热风送入等离子燃烧器。
2、等离子点火系统工作原理（见图2）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。
这对于点燃煤粉（特别是贫煤）强化燃烧有着特别重要的意义。
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。
其发火原理为：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，进入燃烧器点煤粉。
3、技术特点·阳极与阴极使用抗氧化材料，使等离子体载体可以采用廉价易得的压缩空气，大大简化了系统，降低了运行成本；·精心设计的复合结构，保证了输出电功率达到100KW以上，抗污染能力强，阳极使用寿命长（≥1000小时），适合与各种燃烧器配合；·在燃烧器的设计上采用了分极燃烧、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；·风粉在线监测系统，可为燃烧控制提供准确的数据；·供电电源及控制主机采用了总线式的通讯方式，切换方便，两台单元式锅炉可采用共用一套供电电源、各自使用独立的操作界面的办法，从而节省大量的初始投资，提高设备的利用率。
等离子点火煤粉燃烧器工作原理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。
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。
等离子发生器结构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，将电极之间的空气燃烧机理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）。
