等离子点火技术在火电厂的实践应用
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耗 ， 唐洛 阳热 电发 电有 限 责任 公 司对 现有 点 火 系统 进行 改 造 ， 采 用 水冷方 式 ， 大 以 以承受 电弧 高 温冲 击 。 圈在 高温 ２０℃情 况下 具 线 ５ 实现 无油 或少 油 点火 。 有 抗 ２００ 的 直流 电压 击 穿能 力 ， ０ Ｖ 电源 采用 全波 整 流并 具有 恒 流 性 能 。其 拉 弧原 理 为 ： 先 设定 输 出 电流 ， 阴极 ３ 进 同 阳极 ２ 首 当 前
匡 习 大唐 洛 阳热 电厂 装 机容 量 ２ ０ Ｍｗ 供 热机 组 ， 为 豫西 电 ２２ 等 离子 发 生器 工 作原 理 ×３ ０ 作 ． 本 发生 器 为磁 稳 空 气 载 体等 离 子 发 生器 ， 由线 圈 、 极 、 它 阴 阳
数 为 ｌ ， 均 启动 油 耗 和低 负荷 助 燃 用 油达 ２ １ １ ， ５次 平 ４ 由此 造 成 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 ｔ 一 风一 直接 平均 燃料 成本 １ ３ 万元 ／年 。 节约 机组 启停 过程 中燃 油消 成 。阳极 由高 导 电率 、 导 热率 及 抗氧 化 的金 属 材料 制 成 ， 们 均 ３ ２ 为 高 它
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等 离子 点火技术在 火 电厂 的实践 应用
雷宁波 李振 国
（ 安建筑科技大 学， 西 西安 ７０５） 西 陕 １０ ５
摘
要： 通过对等 离子点火系统工作 原理的介绍 ， 以及 该技术在大唐洛 阳热 电厂 ２ ０ ×３ ０Ｍｗ 供热燃煤机 组锅炉上 实际应用效 果分析 ， 证实
第 在该 区 内一般 采用 介 质气 压 ０ １ ． ａ的条 件 下接 触 引弧 ，并在 强磁 场 下 获得 以及 燃烧 器 的烧蚀 问题 。 二 区为 混合 燃烧 区 ， ． ｔ００ ＭＰ ０ ３ 浓 的 将浓 粉 掺入 主点 火燃 烧 器燃烧 。 三 区为 强化燃 第 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 “ 点浓 ” 原则 ，
一
网 ● ●
２３ 等离 子点 火燃 烧 器 ． 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 ， 大唐 洛 阳热 电厂 等 离子 装置 采用 了多级燃 烧 器 。 意 其
程。 实验 证 明 ， 用这 一 原理 及设 计方 法 使单 个燃烧 器 的 出力可 以 运 从 ２ｔ ／ ｈ扩达 到 １ ／ 。 ０ｔ ｈ 整个 燃烧 器 应 用 多级 燃烧 原 理 ，将 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 ， 系 统 的风 粉浓 度 、 流速 度 使 气 处于 一个 十 分有 利 于 点火 的 工况 条件 ，从而 完 成一 个持 续 稳定 的 点火 、 烧过 程 。 ３为燃 烧器 示 意 图。 燃烧 过程 分成 四个 区 ， 燃 图 把 在 ２－ 等 离子 点火 原理 １ 燃烧 的第 一 区采 用 气膜 冷 却 技 术 ， 免 了煤 粉 的 贴壁 流 动 、 避 结焦 ， 大 唐 洛 阳热 电厂 的 等离 子装 置 利用 直 流 电流 （８ ￣ ３０ 在 ２ ０ ５ Ａ）
等离子点火技术 的使 用可有效降低燃煤锅 炉点火 、 稳燃用 油 ８％以上 。等离子点火技术 有较 好的经济及 社会效益 ， ０ 能有效 降低火 电厂生产成本 。 关键词： 等离子点火 ； 原理； 效益
１ ●－ 一 保一 火
力枢 纽 主要 调峰 电源 ， ２０ 年 １ 自 ０６ 月投 产 以来 正 常平 均 年启 动 次
函 ’ 盛 瞄由
义在 于应 用 多级 放大 的原 理 ， 使系 统 的风 粉浓 度 、 流速 度 处于 一 气 个十 分有 利 于 点火 的工 况 条件 ， 而完 成 持 续稳 定 的点 火 、 从 燃烧 过
保 筒 中形 成 Ｔ＞５００ 的梯 度 极 大 的局 部 高温 区 ， 粉 颗 粒通 过 该 烧区 ， 证火 焰稳 定燃 烧 。第 四区 为燃 烬 区 。 ０ Ｋ 煤 等 离 子“ 核 ” 火 受到 高 温 作用 ， 并在 １。ｓ ０ 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 ３１ 等 离 子点 火应 用 大唐 洛 阳热 电 厂 ２ ０ ×３０ＭＷ 抽汽 供热 机 组 ， 采用 东 方锅 炉 厂 有 助于 加速 煤粉 的 燃烧 ，这 样 就 大大 减 少促 使煤 粉 燃烧 所 需 要 的 生产 的 １ ２ ｈ 炉 。 ５／ 锅 ０ ｔ 为超 高 压 、 自然 循环 、 单汽 包 、 直流 燃烧 器 四 引燃能 量 Ｅ（ ： ／ Ｅ｝ 。 Ｅ １６ 由 ） 平衡 通风 、 固态排 渣 、 燃烟 煤 锅炉 。 制粉 系 统采 用 ４台 等 离子 体 内含有 大量 化 学活 性 的粒 子 ， 原子 （ Ｈ、 、 如 Ｃ、 ０） 原子 角切 圆燃 烧 、 每 ２ ／７ 设 团 （ Ｈ、 ｏ 离 子 （ ２Ｈ － 一－、 Ｈ） 电 子 等 ， 加 速 热 化 中储 式 制粉 系 统 ， 台炉 配备 ４台 ３０ ４０磨煤 机 ， 计煤 粉 吸 毒 Ｏ Ｈ 、 ９、 Ｏ－ ２ Ｏ 、Ｉ Ｏ 和 、 、 Ｉ ＋ 可 ９＝ ５ 燃 组织浓 学 转换 ， 进燃 料完 全燃 烧 ， 此之 外 ， 离 子体 对 于煤 粉 的作 用 ， Ｒ ０ １％。 烧器 采用 百 叶 窗式水 平浓 淡 分离煤 粉 燃烧 器 ， 促 除 等 每角 燃烧 器沿 高度 分 为上 、 下两 组 。 可 比通 常情 况 下 提 高 ２％￣８％的 挥发 分 ， 即等 离 子体 有 再造 挥 度燃 烧井 采用 多 个喷 曰， ０ ０
接 触 后 ， 个 系统 具有 抗 短路 的能 力且 电流恒 定 不变 ， 整 当阴极 缓 缓 大唐 洛 阳热 电厂 的 等离 子 系统 主 要 由等 离子 发 生器 、直 流 电 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 源 装 置 、 助 系统 、 制 系统 及监 视 系统 等 组 成 。主要 包 括等 离 子 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 辅 控 发生 器 、 直流 电源 柜 （ 整 流变 压器 ） 点火 燃烧 器 、 含 、 控制 系统 、 助 １ ｌ ６ ｃ ２为 点燃 不 同的煤 种创 造 了 良好 的条件 （ ２ 。 辅 Ｏ～ ｗ／ ｍ ， ｏ 图 ）
Ａ层 火 咀改造 而 成 。
控 制 系统 由 Ｐ Ｃ Ｃ Ｔ 通 讯接 口和 数据 总线 构 成 。辅 助 系统 Ｌ 、Ｒ 、
由冷却 水 、 空气 的供 给 系统 组成 （ １ 。 图 ）
图 ２ 等 离子发生器工作原理 图
１ 线圈 一 ２ 阳极 一 ３ 阴极 一 ４ 电 源 一
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１ 等离 子点 火 基本构 成
系统 。等 离子 发生 器产 生 电功 率 为 ５ ～ １０ｋ 的空 气等 离 子体 。 ０ ５ ｗ 直流 电源柜 （ 含整 流 变 压 器） ３项 ３０ 电源 整 流 成直 流 电 ， 将 ８ Ｖ 用 于产 生 电弧 。 等 离子 燃 烧器 属 内燃 型燃 烧 器 ，大 唐洛 阳热 电厂 的 等离 子发 生器配 套 的燃烧 器 是将 等 离子 技 术 直接 运用 在 水平 浓 淡燃 烧 器 的
