烟台龙源等离子点火及稳燃技术

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，在完全没有任何燃油的情况达到无油点火及稳燃的目的，满足锅炉点火启动及低负荷稳燃的需要。

等离子点火技术是先通过等离子发生器产生高温射流，从而将电源的电能传递给空气，然后使用高温等离子射流先点燃部分煤粉，然后在燃烧器中分级点燃煤粉形成较大的火焰，最后在点燃锅炉一次风携带的煤粉。

等离子点火技术在电厂中的应用【摘要】我厂#5机安装的是烟台龙源电力技术股份有限公司提供的等离子点火系统，自安装以后经过几次机组启动，低负荷稳燃，我们掌握了这套系统的应用方法以及注意事项，并成功的实现了启动过程和低负荷稳燃时节油、节约成本的目的。

【关键词】等离子；点火技术；应用1 系统简介该套系统有以下分系统组成：等离子体燃烧器、电源系统、载体工质（空气）系统、冷却水系统、冷炉制粉系统及监测控制系统组成的系统。

1.1 等离子体燃烧器plasma burner配有等离子体发生器并以等离子体点火和稳燃的煤粉燃烧器。

1.2 电源系统等离子体点火系统的电源系统一次设备主要包括：高压开关柜、降压变压器（6KV变380V）、低压开关柜、隔离变压器、整流柜等。

1.3 载体风系统等离子体发生器采用稳压、洁净、干燥的空气作为等离子体载体，本系统采用仪用压缩空气为等离子体发生器提供载体。

仪用压缩空气母管压力应为0.4～0.8MPa。

1.4 冷却水系统为保护等离子体装置本身，需用除盐水冷却阴极、阳极和线圈。

冷却水经母管分别送至就地等离子体发生器内，再分三路分别送入阴极、阳极和线圈。

1.5 冷炉制粉系统冷风蒸汽加热器布置在F磨煤机入口前热一次风母管上。

因本改造项目的煤质水分很高，为确保改造后点火效果，保证锅炉冷态启动时磨煤机能磨制出合格的煤粉，所以需要高压的蒸汽来提供热源，汽源参数要求P>3.0MPa，t>260摄氏度的过热蒸汽，蒸汽耗量约为15t/h。

冷风蒸汽加热器设计的进口空气温度为20℃，出口加热至150～160℃，并满足磨煤机热平衡计算后需要的入口温度。

暖风器汽源来自5、6号锅炉空预器吹灰器的联络管的蒸汽。

1.6 监测控制系统1.6.1 火焰监视装置为监视等离子体点火燃烧器的火焰情况，保证安全运行、方便运行人员进行燃烧调整，每支等离子体燃烧器上应各安装1套图像火焰监视装置。

1.6.2 燃烧器壁温监测为防止燃烧器超温，在每台等离子体燃烧器内壁安装有两个铠装K分度热电偶，通过补偿导线接入机组DCS系统，当燃烧器超温时可以发出报警信号。

烟台龙源技术股份有限公司（简称"龙源技术"），成立于1998年，是国电科技环保集团旗下从事火力发电厂节能、环保产品的生产、研发、销售的公司，现有员工600余名，注册资本8800万，是国电科技环保集团控股的中外合资企业。

烟台龙源地处美丽的海滨城市山东烟台开发区，并在北京、深圳、成都、上海、武汉、西安、沈阳、济南、呼和浩特、郑州、哈尔滨、兰州、乌鲁木齐等地设有分公司，销售网络已经遍布全国各个省市。

龙源技术美国公司也于今年成立。

公司目前主要产品有3个方向。

第一，公司研发的火电厂等离子点火及稳燃技术可以代替燃油，直接点燃煤粉，每年为国家节约燃油数百万吨，经济效益和环保效益十分显著。

现已在国内外数百台机组上成功应用，公司国内市场占有率达98%，处于垄断地位，在国外市场也已崭露头角。

无油电厂的成功应用，使公司点火技术更上一层楼。

第二，双尺度低氮燃烧技术。

迎合国家"十二五"节能环保产业规划，低氮燃烧将逐出超过等离子点火，成为公司支柱型产业。

第三，电厂余热利用技术。

大同项目订单1.6亿，正处于示范工程建设阶段，发展前景可期。

烟台龙源作为第一家国企控股创业板上市公司，拥有国家专利35项、国际专利1项，处于世界领先水平。

我们拥有省级研发中心，在大力发展专利技术产业的同时对电厂的节能环保新技术进行积极研发。

为了迎合公司人才战略的发展要求，和填补工程项目和设计空缺，公司决定开展后备精英人才储备项目。

烟台龙源坚持"以人为本、人尽其才"的人才管理理念，一经录用，公司将为您提供广阔的职业发展空间、优良的工作环境、富有竞争力的薪酬和全方位的员工福利计划。

在"烟台龙源"的未来，挑战与机遇并存，创新与发展共生。

如果您怀有坚定的创业信心，如果您拥有专业的技术才能，欢迎您加入"烟台龙源"，共同开创美好的未来。

烟台龙源"人才战略"精英储备项目主要针对电力工程项目和设计人员，从高校中招聘综合素质高的应届毕业生，通过公司在岗培训的全方位人才培养计划，打造一只富有战斗力的后备精英队伍节能减排技术之十一等离子体双尺度低NOx燃烧技术作者: | 来源: | 发布日期：2010-01-07【技术背景】随着环保要求的提高，我国越来越关注NOx的排放问题，环保部门修订的最新排放标准涵盖了各种容量的燃煤发电锅炉，分三个时段对不同时期的火力发电厂锅炉及燃气轮机组NOX最高允许排放浓度进行了限制。

锅炉等离子点火技术和小油枪点火技术的比较锅炉等离子点火技术是由烟台龙源电力技术有限公司在总结前人工作的基础上，开发成功的锅炉点火及稳燃系统，为电厂节约燃油走出了一条新路子。

该项目2000年通过国家电力公司的鉴定，认为“DLZ-200型等离子点火装置在220t/h燃用贫煤锅炉上直接点火及稳燃是成功的。

该成果解决了多项技术关键问题，达到了世界领先水平”；2002年被科技部等国家五部委授予国家级重点新产品；2003年9月获得中国电力科学技术奖一等奖；2005年3月获得2004年度国家科技进步二等奖。

截至目前，等离子点火及稳燃技术已成功应用近300台电站煤粉锅炉，煤种：贫煤、劣质烟煤、烟煤和褐煤；机组容量等级：50MW、100MW、125MW、200MW、300MW和600MW；燃烧方式：切向燃烧直流燃烧器、墙式燃烧旋流燃烧器；制粉系统类型：钢球磨中储式、双进双出钢球磨直吹式、中速磨直吹式和风扇磨直吹式制粉系统。

小油枪点火技术是在利用等离子点火的某些技术而发明的另一种锅炉点火和稳燃技术，基本原理是用小油枪代替等离子发生器，并辅以煤粉燃烧器，用于锅炉点火和低负荷稳燃。

二者相比，比较如下：a、等离子点火是一个系统工程，与小油枪相比，该系统配置更合理，能满足电厂点火和低负荷稳燃的需要。

不管是等离子点火系统还是小油枪点火系统，都要有系统的概念，没有合理的系统配置，点火系统就不能发挥作用。

尤其是直吹式制粉系统的锅炉，要保证点火系统发挥作用，除了需要点火源（等离子发生器或小油枪）外，还需要设计合理的专用燃烧器、冷炉制粉系统、磨煤机出力控制措施等，否则，就可能出现点火初期磨煤机启动前大量用油烘炉或者升温升压速度快等问题。

烟台龙源公司在多年进行直吹式机组的等离子点火系统改造中，为保证锅炉冷炉启动的成功，采取了多项先进的技术措施。

如：为了保证磨煤机能够直接冷态启动，配套安装了锅炉冷炉制粉系统；为了保证锅炉启动满足升温升压曲线的需要，进行了磨煤机降出力改造；为了保证锅炉的等离子燃烧器能够满足锅炉正常运行的需要，设计了双筒压差平衡燃烧器。

100科学技术Science and technology150MW 机组煤粉锅炉创新应用等离子点火技术实现无油点火稳燃降低运行成本于会泳，张继武（金川集团有限公司，甘肃 金昌 737100）摘 要：为实现锅炉无油点火，解决锅炉运行中存在的问题，热电二车间以降低三层煤粉燃烧器整体高度，缩减燃烧器喷口间距，收缩点火切圆增加点火贴壁风防止结渣的整体等离子点火技术创新应用思路，对两台锅炉点火装置进行了改造，采用了等离子点火技术。

本文对等离子点火技术的工作原理、点火机理等作了简单介绍，并对其在热电二车间锅炉上的应用情况进行了分析总结。

关键词：煤粉炉;点火技术;等离子;节约;燃油;经济 中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）10-0100-7收稿日期：2019-10作者简介：于会泳，生于1974年，内蒙古人，现在金川集团公司热电公司工作。

1 热电二车间锅炉改造等离子点火技术的背景及意义热电公司热电二车间两台150MW 机组承担着集团公司三大矿山用电发供、输配和厂区生产热负荷供应生产任务，是集团公司主力自备电厂。

锅炉配备大油枪点火装置，采用0#轻柴油，每年因锅炉启停和助燃使用轻柴油约1000多吨，直接成本约900万元左右。

近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，燃油成本大幅增加。

据有关资料统计表明，我国电站燃煤锅每年消耗燃料油约1100万吨，锅炉用于启动点火、低负荷稳燃和新机组调试消耗的燃油大约在410万吨左右。

随着国民经济的快速发展和火电厂的建设，这一数字将进一步增加，这不仅加剧了我国石油资源的供需矛盾，而且耗资上百亿元。

燃油量的增加也使得电厂的建设成本和发电成本都大大增加，不利于电厂的经济效益。

因此，为了减少燃油的消耗量、降低发电成本，电力工作者一直致力于开发新的煤粉锅炉节油点火技术。

国家相关部门也将研究、开发及应用以煤代油的技术和产品作为长期能源战略的一部分纳入《中国能源》白皮书和《节约和替代燃料油“十五”规划》。

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。

附件1：设备技术规范1 总则1.1 本技术协议规范适用于山西永济热电厂2×300MW空冷机组改扩建工程配套的锅炉等离子点火及稳燃系统。

它提出了等离子点火装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2 本技术规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范条文。

1.3 投标方执行本技术协议所列标准。

有矛盾时，按最高标准执行。

在产品设计和制造中所涉及的各项规程、规范和标准均遵循现行最新版本的标准。

1.4 产品采用的专利涉及到的全部费用均应包含在产品报价中，投标方保证招标方不承担有关产品专利的一切责任。

1.5 投标方提供的产品是成熟可靠、技术先进、高质量的产品，且已有相同容量机组合同产品制造、运行的成功经验。

1.6 在签订合同之后，招标方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充要求，具体项目由招标方、投标方共同商定。

1.7 本技术协议为订货合同的附件，与合同正文具有同等效力。

2. 气候条件.2.1 气象特征与环境条件平均气压 975.1hPa平均气温 13.8℃平均最高温度 20.3℃极端最高气温 41.5℃极端最低气温 -15.3℃平均相对湿度 64%最小相对湿度2%平均水汽压 11.9hPa平均降水量 504.7 mm平均蒸发量 2041.1 mm最大一日降水量 99.8mm一小时最大降水量 40.4 mm基本风压0.32 kN/m2厂房零米高度(1956年黄海高程) 380m3. 机组设备概况3.1 概况本期工程装设两台300MW亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉，采用单炉膛、倒U型布置、四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢架悬吊结构、半露天布置、固态排渣，燃用混煤。

锅炉采用四角切圆燃烧方式，过热蒸汽温度采用二级喷水调节，再热蒸汽调温方式采用摆动燃烧器调温。

配5台ZGM95G型中速磨煤机，采用4+1运行方式。

锅炉设计及校核煤种见表3-1。