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煤粉等离子点火技术研究长期以来，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、汽机冲转、机组并网、电气试验、机组带大负荷运行等许多阶段，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， 600MW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。
我国是一个石油进口大国，国家鼓励推广节油和以煤代油技术，国家经贸委资源节约与综合利用司在“节约和替代燃料油十一五规划”中明确提出：电力行业等节约和替代燃料油的目标是3800万吨。
离子煤粉点火是使用等离子火炬直接点燃煤粉使用煤粉火焰启动锅炉，达到以煤代油的目的。
一、等离子火炬点燃煤粉的基本原理通常所说的用于煤粉点火的等离子体称之谓热等离子体。
小能量等离子火炬（100KW~几百KW ）能够直接点燃煤粉是因为风粉混合物通过等离子体时具有以下特点：1、等离子体高温效应空气等离子体是靠空气作为等离体形成气，等离子体形成气在等离子发生器阴极的电弧区形成被电离化的等离子气，这就是温度可高达3000~10000K的等离子火炬，被用作点燃煤粉的高温热源。
被点燃的物质应是煤粉与空气的混合物。
等离子炬与空气煤粉混合物相接触遇到3000K以上的等离子炬，首先发生物理变化，由于两者温度相差极大，煤粉颗粒遇热急剧膨胀，在0.1~0.005秒内分裂成8~10个细微颗粒，此即所谓的热爆炸，这使煤粉表面反应面积急剧增大，对加快煤粉的热化学反应速度与反应能力非常有利。
同时，高温的等离子炬可使煤粉中挥发份的逸出速度加快，其成分包括CO、CO2、CH4、C6H6、 N2和H2O，这些挥发份气体与等离子气相火炬直接相互作用进入气相反应阶段。
根据热化学反应原理，高温的等离子气体与挥发份气体化学反应活性加大，反应的活化能值降低，在这段反应过程中又可形成化学反应活性更大、活化能值更低的单个原子气体（O、H、N、C、S）、原子基团（NH、CH、CN、OH）以及电子气与相应的正负离子（C-、H-、CO-、N+、SI+、K+）,即所谓活化中心。
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析
等离子点火技术是一种新型的点火方式，具有能耗低、污染小、启动时间短等优点，被广泛应用于煤粉锅炉的点火中。
以下是等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析。
一、等离子点火技术的原理
等离子点火技术是利用电冲击将气体离子化并加热到高温状态，从而形成一个具有高激发能的等离子体，其能量可用来点燃煤粉燃料。
等离子点火技术的原理是通过产生高强度的电场将气体离子化，使气体分子成为高度电离的等离子体，形成电弧放电点，从而达到启动点火的目的。
1. 提高点火成功率
燃料在锅炉内燃烧前需要点火。
传统煤粉锅炉的点火通常采用辅助燃烧器，但存在启动时间长、能耗高、易产生污染等问题。
而等离子点火技术能快速启动并点燃煤粉，其点火成功率高达99%以上，极大提高了锅炉的启动效率。
2. 减少燃料消耗
等离子点火技术可以快速启动锅炉，有效降低了点火过程中的能耗，控制煤粉的使用量，实现节能减排的效果。
使用等离子点火技术，每次点火的耗电量仅为1度电左右，相比传统点火方法节能效果非常显著。
3. 降低污染排放
等离子点火技术采用的是纯物理方式点火，不需加入化学剂和催化剂等物质，避免了传统点火方法产生的NOx、SO2等有害气体排放。
同时，等离子点火技术点火过程中的电磁辐射小，对环境造成的污染更低。
4. 提高设备运行效率
等离子点火技术可以有效提高锅炉的燃烧效率和运行效率，减少CO和其他有害气体的排放，从而避免了锅炉运行不稳定和燃烧不完全等问题。
三、总结。
等离子点火技术在烟煤锅炉上的应用摘要：当前,等离子点火技术在我国烟煤锅炉行业发展迅速,使用范围也越来越广。
而如何能充分发挥出电站锅炉使用该技术后的整体科学性和经济性,已成为当下电站锅炉行业综合性的难题。
本文对等离子点火系统的技术原理及燃烧机理进行了探讨,并通过实例设计,为广大行业人员提供一定的技术借鉴。
关键词：等离子点火技术；烟煤锅炉；应用1等离子点火系统在电站煤粉锅炉中应用的技术优势等离子点火系统具有较多的技术优势，所以能够在电站煤粉锅炉中得到安全使用。
等离子点火系统实现了无油点火，代替了传统的燃油点火方式，经过现场的实践检验，该项技术比较成熟，能够在煤粉锅炉启停和稳燃过程中应用；燃油点火在煤粉锅炉的启停和稳燃中应用，运行成本较高，而等离子体内的化学活性粒子较多，可大大提高燃烧效率，等离子点火技术代替燃油点火技术，大大降低了电站的运行成本；在使用燃油点火技术时，可能会因为操作失误等原因而造成火灾事故，从而导致人员伤亡和经济损失。
而使用等离子点火技术可有效消除安全隐患，提高煤粉锅炉启停和稳燃的安全性；在使用燃油点火技术时，除尘装置无法投入使用，而烟囱排出的黑烟就会对大气造成严重污染。
在我国取消脱硫旁路的规定后，对于燃油点火时对脱硫浆液造成的污染是电站面临的重要问题。
而在采用等离子点火技术后，在锅炉点火初期就能够实现无油点火，电除尘装置也可同步投入使用，避免烟气粉尘排入大气中，大大提高了电站生产的环保性；除此之外，等离子点火技术还具有运行方式简单和较强的通用性和可配置性的优点，在电站煤粉锅炉启停和稳燃中具有较高的应用价值。
2燃烧机理等离子点火系统的燃烧机理为逐级点火分级燃烧，这主要是因为高温等离子体自身能量受限的原因，所以为了能够提高煤粉燃烧效率，目前的等离子燃烧器一般会设计成四级式燃烧区域。
第一区是等离子拉弧引燃挥发物区。
第一区引弧点火的性能会直接影响到整个等离子燃烧系统的燃烧效果，根据燃烧器的容积在中心筒投入适量的煤粉，煤粉在中心筒内稳定燃烧，在出口的位置会形成比较稳定的二级煤粉点火源，按照这个顺序逐渐放大煤粉燃烧区域。
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析等离子点火技术是一种新型的点火方式，通过在电极之间产生高频电场，使煤粉中的粉尘离子化并形成等离子体，从而实现煤粉的点火。
在电站煤粉锅炉中应用等离子点火技术具有以下几个方面的优势和应用分析。
等离子点火技术具有点火成功率高、可靠性好的特点。
相比传统的点火方式，等离子点火技术能够在短时间内点燃煤粉，且点火成功率高。
由于煤粉的点火是锅炉运行的重要环节，点火失败会导致锅炉无法正常运行，因此采用等离子点火技术可以提高锅炉的可靠性和稳定性。
等离子点火技术能够降低燃烧起动时间。
传统的点火方式需要通过点火器加热引燃器、煤粉和空气的混合物来实现点火，这个过程需要一定的时间。
而等离子点火技术可以通过产生高频电场，在短时间内使煤粉离子化并点燃，从而缩短了燃烧起动的时间。
等离子点火技术可以提高锅炉的燃烧效率。
等离子点火技术能够在短时间内实现煤粉的点火，从而提高了煤粉的燃烧速度和燃烧效率。
煤粉的充分燃烧不仅可以提高锅炉的热效率，还可以减少燃烧产生的污染物的排放，对环境具有积极的影响。
等离子点火技术具有适用性广、易于操作的特点。
等离子点火技术可以适用于不同类型的煤粉锅炉，并且可以与传统的点火方式结合使用，提高点火的可靠性。
等离子点火技术操作简单，只需要电极之间形成高频电场即可实现点火，操作相对容易。
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中具有较好的应用前景。
采用等离子点火技术可以提高锅炉的可靠性和稳定性，缩短燃烧起动时间，提高燃烧效率，减少污染物排放。
推广应用等离子点火技术在电站煤粉锅炉中具有重要意义。
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析【摘要】本文主要讨论了等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析。
文章首先介绍了等离子点火技术的原理和优势，接着分析了其在煤粉锅炉中的应用特点，以及在提高燃烧效率和降低污染排放中的作用。
通过案例分析展示了等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用情况。
探讨了等离子点火技术未来发展趋势，并指出其在提升燃烧效率、降低排放污染等方面具有广阔前景。
文章强调了等离子点火技术对环保和节能的重要性，以及其未来发展的趋势。
综合分析可知，等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用将在未来取得更加广泛的应用，为环保和节能做出重要贡献。
【关键词】等离子点火技术、电站煤粉锅炉、应用分析、原理、优势、应用特点、燃烧效率、污染排放、应用案例、发展趋势、前景、环保、节能。
1. 引言1.1 等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析等离子点火技术是一种新型的点火方式，通过产生等离子体来点燃燃料，具有高效、节能、环保等优点。
在电站煤粉锅炉中的应用也逐渐受到重视。
本文将对等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用进行深入分析。
等离子点火技术的原理主要是通过产生高温高能的等离子体，来提高燃烧效率和降低污染排放。
与传统的火焰点火相比，等离子点火技术具有点火速度快、点火可靠等优势。
在煤粉锅炉中的应用特点包括提高煤粉燃烧效率、减少二氧化硫等有害气体排放等方面。
等离子点火技术在提高燃烧效率和降低污染排放中发挥着重要作用。
通过优化点火方式，可以有效改善燃烧过程，提高能源利用效率。
而在一些电站煤粉锅炉中的应用案例也证明了等离子点火技术的有效性。
2. 正文2.1 等离子点火技术的原理和优势等离子点火技术是一种新型的点火技术，其原理是利用电弧放电产生的高温等离子体对燃料进行点火。
这种技术具有以下优势：1. 高效能：等离子点火技术能够在极短的时间内将燃料点燃，提高了点火效率，减少了点火时间。
2. 稳定性强：等离子点火技术能够提供稳定的点火源，避免了传统点火方式中可能出现的不稳定点火现象。
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析随着人们对环保和能源效率要求的不断提高，电站煤粉锅炉作为传统的燃煤锅炉，在运行过程中存在着许多问题，如烟气排放量大、煤粉燃烧不充分、燃烧效率低等。
传统的火焰点火方式往往会产生较多的氮氧化物和硫氧化物等有害气体，对环境产生危害。
为了提高燃烧效率，减少排放，降低对环境的影响，燃煤电厂需要采用先进的点火技术，其中等离子点火技术就是一种比较有效的选择。
一、等离子点火技术原理等离子点火技术是利用放电等离子体的高温、高压、高速等特性，在燃气燃烧时可以加速燃料和空气的混合，增强点火效率和火焰传播速度，从而提高燃烧效率，减少有害气体排放。
具体来说，等离子点火技术是通过产生等离子体，使其释放出的高能量电子碰撞气体分子，从而在燃气混合物中极大地增加了游离电子和活性分子的浓度，加速了化学反应，提高了燃气的燃烧速度和燃烧效率。
1.提高燃烧效率传统的煤粉锅炉容易产生煤粉堆积和煤粉不完全燃烧的问题，导致燃烧效率低下，同时排放出大量的烟尘和有害气体。
而采用等离子点火技术可以在点火时直接对煤粉及煤气进行充分混合，使得煤粉在燃烧时更加均匀，燃烧速度更快，燃烧效率得到提高，减少了煤粉堆积和不完全燃烧的问题，从而降低了烟尘和有害气体的排放。
2.改善煤粉点火情况煤粉锅炉点火时往往会遇到煤粉的点火率低、点火时间长的问题，甚至会发生点火失败的情况。
采用等离子点火技术可以在点火时产生高能电子，促进煤粉的点火和燃烧，加速火焰传播速度，改善了煤粉点火的情况。
等离子点火技术可以使火焰形成更加稳定，降低了煤粉锅炉运行中的不稳定因素，保证了锅炉的安全稳定运行。
3.减少对环境的影响采用等离子点火技术可以使燃烧效率得到提高，减少了煤粉锅炉的燃料消耗，同时降低了烟尘、二氧化硫和氮氧化物等有害气体的排放量，保护了环境和人民的健康。
特别是近年来国家对燃煤电厂的环保要求不断提高，采用等离子点火技术可以帮助燃煤电厂更好地满足环保标准，减少对环境的污染。
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析
等离子点火技术是指利用高压放电器在燃料和空气之间产生等离子体，将燃料的点火温度降至很低，从而实现点火的一种技术。
其主要优点有以下几个方面：
首先，等离子点火技术可以实现快速、稳定的点火，大大提高了燃烧效率和热效率。
在传统的点火方法中，由于点火过程需要一定的时间来达到点火温度，而等离子点火技术则可以在极短的时间内完成点火过程，提高了锅炉的响应速度和燃烧效率，实现了更好的节能效果。
其次，等离子点火技术可以显著降低二氧化碳和氮氧化物的排放。
随着环境保护的重视，降低二氧化碳和氮氧化物的排放已成为电站的一项重要任务。
等离子点火技术可以减少未燃烧气体的排放，降低氮氧化物的排放，减缓温室气体的增加速度，保护环境，实现清洁发展。
第三，等离子点火技术能够降低磨损和改善锅炉的安全性。
传统的点火方法容易导致燃烧室的积碳现象，增加了锅炉管道的磨损和腐蚀，而等离子点火技术可以减少燃烧室的积碳现象，提高锅炉的使用寿命，同时对锅炉的安全性也有积极的促进作用。
最后要注意的是，等离子点火技术需要实现点火器和电源系统的稳定性。
点火器和电源系统的质量对等离子点火技术的成功应用非常重要。
点火器的芯片质量、电路板质量以及电源系统的稳定性都需要得到充分的保证。
因此，电站需要选择质量好的等离子点火技术服务商，并采取有效的管理措施，确保等离子点火技术的稳定性和可靠性。
综上所述，等离子点火技术是一种非常有前途的新能源技术和环保技术，具有广泛的应用前景和良好的经济效益。
随着时间的推移，相信等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用将得到更广泛的推广。
等离子体点火煤粉燃烧器工作原理一、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，使混合物组成的粒级发生了变化，因而使煤粉的燃烧速度加快，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。
二、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、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、高导热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拉出喷管外部。
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。
、线圈 2 、阳极 3 、阴极 4 、电源图 5-2-1等离子发生器原理图三、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则设计了多级燃烧器。
等离子点火的基本原理等离子点火技术是一种新型的燃烧技术，具有高效、环保、安全等优点，被广泛应用于各种工业燃烧设备中。
本文将介绍等离子点火的基本原理，包括等离子弧形成、高温加热、煤粉点燃和稳定燃烧等方面。
1.等离子弧形成等离子弧是一种高温电弧，其形成原理是利用气体放电产生电离作用，使气体温度迅速升高，形成高温电弧。
在等离子点火系统中，通常采用高频高压电源产生电弧，使气体介质发生电离，产生高温等离子体。
电弧的稳定性和能量输出是等离子点火的关键因素。
2.高温加热高温加热是等离子点火的重要环节。
在等离子弧产生的高温作用下，气体介质被加热到很高的温度，达到燃料的着火点。
同时，高温作用还能使煤粉颗粒得到迅速加热，使其表面氧化反应加速，促进煤粉的点燃。
3.煤粉点燃煤粉的点燃是等离子点火的核心环节。
在等离子点火过程中，高温等离子体与煤粉颗粒接触，通过热传导和热辐射等方式将热量传递给煤粉颗粒。
热传导是指高温等离子体与煤粉颗粒直接接触，将热量传递给煤粉颗粒；热辐射是指高温等离子体通过辐射将热量传递给煤粉颗粒。
在高温作用下，煤粉颗粒表面的碳原子与氧气发生氧化反应，释放出大量的热，使煤粉颗粒温度进一步升高，达到着火点。
4.稳定燃烧稳定燃烧是等离子点火的重要控制因素。
在等离子点火初期，燃料燃烧不稳定，容易产生熄火或爆燃现象。
因此，需要采取措施控制燃烧过程，使其稳定燃烧。
常用的控制方法包括控制过量空气系数、调节燃料喷射速度和调节等离子电流强度等。
其中，控制过量空气系数是最重要的控制因素之一。
当过量空气系数过低时，容易产生爆燃现象；当过量空气系数过高时，燃烧不充分，浪费燃料。
因此，需要选择合适的过量空气系数，以保证燃料稳定燃烧。
总之，等离子点火的基本原理包括等离子弧形成、高温加热、煤粉点燃和稳定燃烧等方面。
在实际应用中，需要根据不同的燃烧设备和燃料特性选择合适的操作参数和控制方法，以保证等离子点火的成功和燃烧效率的提高。
等离子点火与微油点火的应用一、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，800MW以上锅炉一般设8台等离子燃烧器。
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:BT echnical principle and application research of plasma ignition burnerSUN 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速热化学转换,促进燃料完全燃烧。
此外,等离子体对于煤粉的作用,与通常情况相比提高20%～80%的挥发分,即等离子体有再造挥发分的效应,这对于点燃贫煤、强化燃烧有特别的意义。
也就是说,等离子点火燃烧器是利用强磁场控制下的直流接触引弧,将空气电离成高能等离子体。
当煤粉通过等离子体时,由于受到超高温的强烈作用,煤粉颗粒在瞬间发生一系列物理和化学变化,释放挥发分,再造挥发分,并迅速燃烧。
112 等离子发生器工作原理等离子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,如图1所示。
其中阴极材料采用高电导率的金属材料或非金属材料制成;阳极由高电导率、高热导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2kV 直流电压的击穿能力;电源采用全波整流电路,并具有恒流性能。
等离子发生器的发火原理为:首先设定输出电流,当阴极前进同阳极接触后,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拉出喷管外部。
具有0103M Pa 左右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/cm 2,为点燃不同的煤种创造了良好的条件。
图1 等离子发生器工作原理113 燃烧机理根据高温等离子体有限的能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配,为此设计了多级燃烧器,如图2所示。
它的意义在于应用多级放大的原理,使系统的风粉浓度、气流速度处于一个十分有利于点火的工况下,从而完成持续、稳定的点火、燃烧过程。
实验证明,运用这一原理及设计方法可使单个燃烧器的出力从2t/h 扩大到10t/h 。
在建立一级点火燃烧过程中采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火焰中心区,5000～10000℃的高温等离子体同浓煤粉的汇合及所伴随的物理、化学过程,使煤粉原挥发分提高了20%～80%,其点火延迟时间不大于1s。
图2 等离子燃烧器的结构点火燃烧器的性能决定了整个燃烧器运行的成败。
在设计上该燃烧器出力约为500～800kg/h ,其喷口温度不低于1200℃。
另外加设了第一级气膜冷却技术,避免了煤粉的贴壁流动及挂焦,同时又解决了燃烧器的烧蚀问题。
该区称为第Ⅰ区。
第Ⅱ区为混合燃烧区,区内一般采用“浓点浓”的燃烧原则,环形浓淡燃烧器可将淡粉流贴墙而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧。
这样既利于混合段的点火,又冷却了混合段的壁面。
在特大流量条件下还可采用多级点火。
第Ⅲ区为强化燃烧区,在Ⅰ、Ⅱ区内挥发分基本燃尽,为提高疏松炭的燃尽率,采用提前补氧强化燃烧的措施。
提前补氧的目的在于提高该区的热焓,进而提高喷管的初速,加大火焰长度,提高燃尽度。
所采用的气膜冷却技术亦达到了避免结焦的目的。
第Ⅳ区为燃尽区,疏松炭的燃尽率决定于火焰的长度,随烟气温度的升高而逐渐加大。
2 DL Z 2200型等离子点火煤粉燃烧器设计特点211 基本设计参数21111 电源三相电源380V ,频率50Hz ,最大消耗功率2广东电力第18卷 200kV A ,负荷电流工作范围200～375A ,电弧电压调节范围250～400V ,等离子发生器直流电源460V 。
21112 压缩空气压缩空气气压011～014M Pa ,消耗量60～100m 3/h 。
21113 冷却水冷却水压力0115～014M Pa (正常012M Pa ),最大流量10t/h ,要求除盐水温度不大于40℃。
21114 点火器电功率点火器输出功率50～150k W ,额定输出功率120k W 。
21115 等离子燃烧器设计参数一次风管风速2410m/s ,一次风温度20℃,一次风风量1414m 3/h ,煤粉量315t/h ,风煤比012～015,喷口风速60m/s (喷口温度1100℃时),燃烧器阻力500Pa ,二次风管风速45m/s 。
212 系统构成DL Z 2200型等离子点火煤粉燃烧器的组成见图3。
等离子发生器产生电功率为50～150k W 的空气等离子体,主要由阳极、电子发射枪、稳弧线圈3部分组成。
直流电源柜将380V 三相电源整流成直流电,用于产生电弧。
点火燃烧器与等离子发生器配套使用,以点燃煤粉。
控制系统由可编程序逻辑控制器(PL C )、屏幕显示器(C R T )、通信接口和数据总线构成。
辅助系统由冷却水和空气供给系统组成。
图3DLZ 2200型等离子点火煤粉燃烧器的构成213 安装特点广州恒运热电厂C 厂6号锅炉等离子点火系统共设计有4套等离子点火煤粉燃烧装置。
其中4支等离子燃烧器分别装在锅炉A 层4支主燃烧器位置,替换原有的煤粉燃烧器,等离子点火器安装在燃烧器侧面。
低压盘安装在检修楼除尘段配电室内,4套电源控制柜和隔离变压器安装在检修楼二楼除尘配电室旁(等离子室),可以通过分散控制系统(D CS )或触摸屏进行控制。
3 调试情况广州恒运热电厂C 厂6号锅炉等离子点火煤粉燃烧器调试工作包括分系统调试和整组启动热态调试两部分。
311 分系统调试31111 冷却水系统调试通过1台冷却水泵来供应冷却水,其相应管路应进行冲洗。
必须确保等离子发生器内部、软管和接口严密,且回水管要有水流出。
冷却水压力通常控制在012M Pa 左右。
31112 压缩空气系统调试对压缩空气系统管路进行吹扫。
通过控制其母管进气手动阀来控制压缩空气压力,通常在012M Pa 左右。
31113 控制逻辑的调试由于等离子点火煤粉燃烧器的控制逻辑进入炉膛安全保护监控系统(FSSS ),因此,必须对FSSS 进行相应的修改,从而可方便地在D CS 上进行等离子点火煤粉燃烧器的投、切工作。
经修改,其逻辑功能变为:在“正常运行模式”下,C 磨煤机维持原来的FSSS 逻辑不变。
在“等离子运行模式”下,可去掉“油枪投入”和“负荷大于25%”的启C 磨煤机条件,由等离子点火煤粉燃烧器中的控制器发出正常工作信号。
当任一角度的等离子点火煤粉燃烧器出现断弧异常时,D CS 会发出报警信号。
当任意两个角度的等离子点火煤粉燃烧器出现故障,且A 和B 层油枪少于3支运行时,会自动停止C 磨煤机运行。
