等离子体点火技术

等离子点火技术的应用及经济性分析1 前言我公司2x135mw+3x410t/h机组采用钢球磨中储式制粉系统，锅炉采用直流低氮燃烧器，机组较低负荷运行，由于冷却水压力不稳定、拉弧不稳定，使得保护频繁动作，等离子不能正常起弧无法正常使用，每次锅炉启炉或低负荷运行时均使用柴油燃烧。

锅炉在启炉或低负荷稳燃时耗费了大量的柴油，为了降低发电成本，减少燃油，组织对锅炉配套的等离子点火装置进行调试投运，减少燃油费用近3000万元。

2 等离子点火装置简介2.1等离子点火机理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 ＞50000k、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。

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。

2.2等离子发生器的组成由线圈、阴极、阳极等组成。

其中阴、阳极材料均采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成。

阴、阳极均采用水冷方式冷却，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。

2.3等离子发生器的工作原理等离子发生器的点火原理为：在冷却水及压缩空气满足条件后，首先设定电源的工作输出电流(300～400a)，在一定输出电流条件下，当阴极在直线电机的推动下，与阳极接触后，电源按设定的工作电流矢能工作，当输出电流达到工作电流后，直线电机推动阴极向后移动，当阴极离开阳极的瞬间，电弧建立起来，当阴极达到规定的放电间距后，在空气动力和磁场的作用下，装置产生稳定的电弧放电，生成等离子体。

等离子体点火安全注意事项等离子体点火是一种常见的工业加工和实验技术，它可以用于高温加热、材料表面处理、光谱分析等领域。

然而，在进行等离子体点火时，我们必须要注意安全问题，以防止发生意外事故。

下面是一些等离子体点火的安全注意事项。

1. 确保操作环境安全：点火操作应在通风良好的实验室或操作间进行，并保持干燥清洁。

避免在易燃、易爆或有可燃性气体的环境中进行点火操作。

2. 防止火花飞溅：在点火区域周围铺设防火毯或防爆罩，以防止火花飞溅造成火灾或人身伤害。

3. 选择适当的点火源和点火材料：选择符合使用要求的点火源和点火材料，如高压电弧、火柴火石草、电火花等。

确保使用的点火源和材料能产生稳定的等离子体。

4. 维护设备安全：定期检查和维护等离子体点火设备，确保其正常工作。

严禁对设备进行私自改装或增加外部电源。

5. 佩戴个人防护装备：进行等离子体点火操作时，应佩戴防火防爆面罩、防火服、耐高温手套等个人防护装备，以保护自己免受火焰和高温的伤害。

6. 注意点火姿势：点火时，应保持安全的姿势，避免身体直接接触点火源或点火材料。

合理调整身体姿势，以防止因不慎触碰导致的身体损伤。

7. 控制点火时间和温度：控制好点火时间和加热温度，以防止产生过高温度或过长时间的点火，避免材料燃烧、爆炸或导致其它安全事故。

8. 紧急情况下的应急措施：在进行等离子体点火时，应预先制定紧急情况下的应急措施，并将其告知所有从事点火操作的人员。

如发生意外事故，应迅速采取适当的措施，如断电、灭火等。

9. 培训和教育：所有参与等离子体点火操作的人员应接受相关的培训和教育，了解操作规程和安全知识，并掌握正确的操作技术。

10. 防止误用和未经授权操作：等离子体点火设备应严格管理，防止未经授权的人员进行操作。

禁止在未经授权的情况下使用设备或进行非法操作。

总之，在进行等离子体点火操作时，我们必须要时刻保持警惕，严格按照操作规程进行操作，并始终保持安全意识。

只有这样，我们才能够确保等离子体点火操作的安全性，并有效地预防和避免发生意外事故的发生。

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。

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。

目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1 项目意义 (1)1.2 国内外应用情况及存在问题 (1)1.3 本技术的优越性 (2)1.4 项目目标 (3)2 系统的方案设计 (4)2.1 等离子点火系统结构 (4)2.2 等离子点火工作原理 (5)3等离子点火系统组成及设备选型 (8)3.1 等离子点火燃烧系统 (8)3.2 等离子点火燃烧器系统的运行模式 (12)3.3 等离子点火器及控制系统设备选型 (13)3.4 监控系统 (24)3.5保护逻辑 (27)4主电路与控制电路设计 (28)4.1 主电路设计 (28)4.2 控制电路设计 (29)5总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)一章绪论1.1 项目意义我国火力发电厂动力基本上都来自煤粉锅炉，它们的启动点火和低负荷助燃每年要用去大量的燃油。

如田家庵电厂1997年用油为7188吨，费用约为1797万元，1999年又用油近10000吨，的确是一笔可观的经济支出。

而对于燃烧贫煤的火电厂，启动点火和低负荷助燃的用油则更多，费用则更大。

1997年“中国能源”白皮书公布，95年电力系统燃油为1120万吨，96年为1300万吨。

近年来，我国对煤粉锅炉点火和助燃稳燃进行了大量的研究与改进，比较典型的是采用了小油枪煤粉直接点火的燃烧器，其节油率可达50%左右，但用油量仍然较大。

1998年和1999年电站锅炉的启动和稳燃计划用油为280万吨和320万吨，而大量的计划外用油难以统计。

由于我国石油资源的贫乏，大量的石油需要进口，即使对于南方电厂可用重油，也是市场紧缺的化工原料。

因此，开发新的技术和产品，用低级能源燃油用于锅炉的稳燃、助燃和点火，可以取消用油、节省大量资金和外汇，并且使煤粉锅炉可燃烧低质煤，其经济意义是很大的，市场效益是明显的[1]。

等离子体直燃煤粉装置，就是利用发电厂低价（厂用）电能产生等离子体，其温度在6000K以上，等离子体的高温及化学活性不仅可快速点燃煤粉，而且增加煤粉的挥发份，在等离子体燃烧器内被点燃的少量煤粉随同部分可燃气体喷入炉内形成中心火焰区、代替燃油，并点燃主燃烧器的喷出煤粉，代替油枪点燃煤粉燃，达到节油节能的目的；同时在做到保证发电机组安全运行的前提下，低负荷工况下寻求最佳经济效益，挖掘潜力，降低成本；从而可使燃煤火电站取得可观的经济效益。

等离子点火系统分析及其操作建议为节油降耗，降低运营成本，某电厂1、2号锅炉采用新型、清洁的等离子无油点火技术，锅炉未设置燃油系统。

在1号炉冲管时采用等离子点火装置进行点火和锅炉低负荷助燃，未使用一滴燃油，而国内的同类型机组冲管阶段如采用燃油点火和助燃，需消耗几千吨的0号柴油，抵对等离子点火系统多消耗的电量和除盐水，仅锅炉冲管阶段就能产生很大经济效益。

标签：节油降耗；运营成本；建议1 离子点火工作原理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。

直流电流在介质气压0.004～0.03MPa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，这样就大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量[1]。

2 锅炉概况广东粤电某电厂一期1、2号机组锅炉采用上海锅炉厂660MW超超临界变压直流锅炉，单炉膛、一次再热、单炉膛切圆燃烧、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型布置。

三分仓回转式空气预热器、SCR脱硝装置。

BMCR蒸发量2037t/h，额定主蒸汽压力26.25MPa，温度605℃，再热蒸汽压力6.04MPa，温度603℃。

锅炉采用中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统，每台炉配6台中速磨煤机，燃烧设计煤种时，5台运行，1台备用。

每台磨煤机带锅炉的一层燃烧器。

每台磨煤机各配1台给煤机。

锅炉未设置燃油系统，下两层燃烧器（F、E层）采用的是安徽省新能电气科技有限公司生产的PICS-I-100型煤粉炉等离子体点火系统，能够实现无油冷态点火和低负荷无油稳燃的功能。

等离子点火器工作原理
等离子点火器是一种常见的点火设备，它在许多领域都有着广泛的应用，比如
火花塞点火系统、气体放电激光器等。

它的工作原理主要是利用电场和离子化的气体来产生等离子体，并通过等离子体的能量释放来点燃燃料。

下面我们来详细了解一下等离子点火器的工作原理。

首先，等离子点火器的核心部件是电极和绝缘体。

当电极加上高压电源后，电
场会在电极之间形成。

在这个电场中，气体分子会受到电场的作用而发生电离，产生正离子和负离子。

这些离子会在电场的作用下加速运动，产生高能量的等离子体。

其次，等离子体的高能量会使其具有很强的活性，能够点燃周围的燃料。

当等
离子体接触到燃料时，燃料会被激发产生化学反应，从而点燃燃料。

这种点火方式相比传统的机械点火更加快速和可靠，因此在很多需要高效点火的场合得到了广泛应用。

另外，等离子点火器的工作原理还涉及到等离子体的产生和维持。

产生等离子
体需要足够的电压和电场强度，因此电源系统对于等离子点火器至关重要。

此外，等离子体的维持也需要稳定的电场和气体环境，因此绝缘体和气体的选择也影响着等离子点火器的性能。

总的来说，等离子点火器的工作原理是利用电场和离子化的气体产生高能量的
等离子体，通过等离子体的能量释放来点燃燃料。

它的工作原理简单而高效，适用于许多需要可靠点火的场合。

随着科技的不断进步，等离子点火器的性能和应用领域也在不断拓展，相信它会在未来发挥更加重要的作用。