等离子点火系统培训教材.doc

目录1 前言———————————————————————————————12 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—————————————————————22.3 燃烧机理———————————————————————————23 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———————————————————————73.8 图像火焰监测—————————————————————————74 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————————————————————84.3 二此风对燃烧特性的影响————————————————————94.4 拉弧功率对燃烧特性的影响———————————————————95 等离子燃烧器与传统油燃烧器对比的优点———————————————96 等离子点火的不足之处———————————————————————107 等离子点火运行中出现的问题————————————————————108 解决方法—————————————————————————————119 结论———————————————————————————————12 参考文献———————————————————————————————13电站锅炉等离子点火系统李鑫西安电力高等专科学校摘要:本文介绍了等离子无油点火系统的工作原理和系统构成,对该技术进行了应用性试验研究,考察了煤粉浓度、一次风速、二次风量、拉弧功率等因素对其点火性能的影响。

等离子点火技术基本原理与系统目录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%。

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%。

等离子点火系统培训教材等离子点火系统是一种新型的点火系统技术，擅长于高性能引擎及特殊应用，如航空航天领域、船舶发动机、高速列车等。

这种系统不仅可提高点火能力，更可以提高燃烧效率，降低燃油消耗，减少废气排放。

因此，其在各类工程应用中广受欢迎。

为了让更多人了解、掌握等离子点火系统的相关知识，设计教材针对此系统的相关原理、技术特点、优势等方面进行深入的探讨，形成了一套完整的培训教材。

下面将分别从教材结构、技术内容、教学方法这三方面进行详细介绍。

一、教材结构本教材包括中、英文两个版本，以中文版为例，采用9-4-2结构，即9章、4个附件、2个补充内容。

下面简单介绍一下各章节内容。

第一章：介绍等离子点火系统的发展历程、定义、技术基础等，让读者更好地理解等离子点火系统的原理。

第二章：介绍等离子点火系统的架构和工作原理，包括经典等离子点火技术、微波等离子点火技术、脉冲等离子点火技术等。

第三章：介绍等离子点火系统中各种元器件的作用、标准、分类等相关知识。

第四章：介绍等离子点火系统的设计原则，以及如何根据不同的应用条件来设计合适的等离子点火系统。

第五章：介绍等离子点火系统的控制方法及自动化控制技术。

第六章：介绍等离子点火系统的测试方法及其测试标准，包括实验室测试、整机测试、现场测试等。

第七章：介绍等离子点火系统的售后服务体系及其保养维修方法。

第八章：介绍等离子点火系统的应用领域，实际案例分析及相关技术特点和优势。

第九章：总结等离子点火系统的优点和不足，方法与应对措施，为之后的实践应用提供依据和借鉴。

二、技术内容等离子点火技术是一门综合性较强的领域，其技术内容也是非常丰富的。

本教材涵盖等离子点火系统的构建结构、设备的选用、系统的设计、自动控制技术、实验测试技术、应用案例等方面。

通过系统的讲解，能够把系统结构埋并系统、科学、精细地进行实践操作。

三、教学方法本教材采用了多种教学方法，包括理论讲解、实践操作、实验测试、互动答疑、课后作业等。

等离子点火控制系统讲课稿一、 等离子系统构成1、等离子发生器：产生电功率为50－150KW 的空气等离子体；2、直流电源柜：用于将三相380V 电源整流成直流电，用于产生等离子体；3、点火燃烧器：用于与等离子发生器配套使用以燃烧煤粉；4、控制系统：由PLC 、CRT 、通讯接口和数据总线构成；5、辅助系统：由冷却水、空气的供给系统组成。

二、 等离子点火控制系统总线最多接12个RS232RS485触发发生器电抗器功率组件I/O 6RA70适配器CRT引弧器启动条件1、控制系统硬件配置1）主机采用西门子S7－300可编程控制器为核心，S7－300与各电源柜之间为数据通讯，操作界面采用工业液晶显示屏（PRO-FACE 触摸屏）设置参数、设备功能。

其中6RA70为全数字直流控制器，是电源柜的控制核心元件。

S7-300 CPU315－2DP ；配置一个16路开关量输入模块SM321（16×DC24V ）；一个16路开关量输出模块SM322（16×DC24V/0.5V ）通过PROFIBUS-DP 与S7－200 CPU224的PROFIBUS-DP 扩展从站模块EM277连接注：PROFIBUS 是一种不依赖于制造厂家的开放式现场总线，PROFIBUS-DP 是PROFIBUS 三个相互兼容部分(PROFIBUS-FMS 、PROFIBUS-DP 、PROFIBUS-PA)中高速且优化的通信方案。

PROFIBUS-DP 适用装置一级自动控制系统与I/O 之间高速通信。

它使用物理层、数据链路层以及用户接口，这种结构能保证快速和有效的数据传送，在用户接口中使用了定义了用户和系统使用的应用功能，以及PROFIBUS-DP装置的特性，是目前应用最广泛的现场总线之一。

2）硬件维护：a、触摸屏内灯条必须于40000小时（约合四年半）内更换，更换灯条时保证掉电10分钟以上；b、PLC内装电池必须于4年以内更换。

等离子点火技术培训讲义国电电力烟台龙源电力技术有限公司高巨宝一.等离子点火系统概述1.基本概念介绍a)电离给气体以足够的能量。

当气体粒子（分子和原子）的平均动能大于其电离能时，束缚在原子轨道上运动的电子就会脱离其轨道成为自由电子，失去电子的原子带有正电荷成正电离子。

这种中性气体分子或原子分离成正离子和电子的现象称为电离。

b) 电弧的物理本质——气体放电电弧的带电粒子主要依靠气体空间的气体的电离和阴极发射电子两个物理过程所产生的。

c)电离度αα＝ηe / (ηe＋ηg)ηe——电子密度ηg——中性粒子密度d) 等离子体---物质的第四态所谓等离子体是气体电离度α达到一定程度的气体，这种等离子体具有导电性、电准中性、与磁场的可作用性。

在物理学中规定: α＞0.1%是等离子体，它具备等离子体的特性。

α≤0.1%为弱电离气体，这种气体的性质和没有发生电离的气体性质接近。

e) 等离子弧自由电弧通过压缩形成的，又称“压缩电弧”，压缩电弧的截面变小，比一般电弧的能量更集中、温度更高、流速更快，电离度大。

f) 等离子发生器产生压缩电弧的装置，等离子电弧受到机械压缩效应、热压缩效应、磁压缩效应三种压缩效应，因此等离子发生器所产生的等离子弧比任何火焰和一般电弧高的多的温度和很高的流速。

g) 挥发分CO、CO2、CH4、C6H6、N2和H2O等2.等离子系统的组成功能部件：阳极、电子发射枪（阴极）、促使工作气体旋转的风环、电磁线圈、拉弧机构。

基础部件：托架、小车、阳极支架。

辅助部件：进、回水箱、空气箱、仪表组件、机壳、水、电、气接头及连管、专用工具。

电气及控制系统：隔离变压器、整流柜、PLC控制柜。

监控系统：壁温测量、风粉在线检测、图象火焰监视。

二. 等离子点火机理1.垂直浓淡燃烧器2．等离子燃烧器区别：1为出口300mm到500mm内着火，着火热来源于炉内高温辐射以及与高温气体的对流换热，煤粉挥发分的析出以及挥发分与焦碳的燃烧均在炉内完成。

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。

等离子体点火助燃系统培训教材第一节概述近年来，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。

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，是火力发电厂点火和稳燃的首选设备，是目前燃油系统改造的最佳替代产品。

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，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。

等离子点火装置是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、温度梯度极大的高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在3-10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。

目前，等离子点火及稳燃技术已成功应用于烟煤、褐煤和部分贫煤，机组容量等级在50MW～600MW；燃烧方式包括切向燃烧直流燃烧器和墙式燃烧旋流燃烧器；制粉系统类型包括各种类型磨煤机和各类制粉系统。

采用等离子点火及稳燃装置，既可节省试运行中大量燃油费、降低基建投资，又可免去投产后改造的重复性投资。