等离子点火装置起弧及稳弧特性差的原因分析.pdf

S 电 力 安 全 技 术 第l 6 卷( 2 0 1 4 年 第 7 期 ) 等离子点火装置起弧及稳弧特性差的 原 因分析 黄炽煌 ，陈敏生，廖晓春 ( 广 东粤 电靖海发 电有限公 司，广 东 揭阳 5 1 5 2 2 3 ) 摘要介绍了某 1 0 0 0 MW 超超， 】岳 界锅炉采用的非接触式等离子点火起弧系统，叙述 了其存 在的起弧成功率低、稳弧特性差、阴阳极寿命短等问题，分析了 影响离子发生器特性差的主要原因， 并提 出 了相应 的改造和 处理措 施 。 关键词超超临界锅 炉；等离子；点火；非接触式 1 概述 某 1 0 0 0MW 超超 临 界机 组锅 炉是 由东方 电 气集 团东 方锅 炉 股份 有 限公 司制 造 的一 次 中间 再 热 、单炉 膛、尾 部 双 烟道 结 构 锅 炉 ，型 号 为 D G3 0 3 3 2 6 1 5l 。该锅炉采用烟气挡板调节再热 汽温、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、 全悬吊结构，配置 6台 HP 1 1 6 3中速磨煤机正压直 吹式制粉系统，燃烧器前、后墙各布置 3层 ，最下 层 ( B，F层 ) 采用等离子燃烧器。 锅 炉煤 粉点火及稳燃系统采用武汉 天和技术 股份有限公司的 THP -1 0 0 0 1 型等离子点火装置 ， 其结构如图 l 所示 。 发生段防护罩 发生器滑道 图 1 T H P -1 0 0 0 -1 型等离子点火装置结构 极 该装置主要有以下特点 。 ( 1 )采用高频非接触式引弧。在 电极 电路和直 流 电源之 间串联连接高频引弧器 ，运行时阴阳极间 距保持不变，不需要直线步进 电机。 一 9一 ( 2 )采用同轴双气室结构。前进气室的压缩空 气将等离子体压缩后 ，由后进气室的压缩空气将等 离子体吹出阳极简体 ，形成连续、稳定的高温等离 子体流。 ( 3 )采用仪用压缩空气。点火时，每台等离子 点火装置 的压缩空气流量 约为 1 52 Nm rai n ， 每台炉最大需要量为 3 2 Nm mi n ，需要额外配置 1台仪用空压机 。 ( 4 )阴极为空心圆柱体。阴极腔 电弧游动变化， 避免 电极固定灼烧，其可烧蚀面积大 ，在设计功率 下的运行寿命大于 1 7 0 h 。 2 现存的问题 2 1 起弧成功率低 等离子发生器存在随机性起弧不成功的现象。 若起弧后立 即停用重新拉弧，或者停用一段时间后 拉弧 ，大部分等离子点火装置均无法正常起弧，即 便 同时更换阴阳极也不能正常起弧。 2 2 稳弧特性差 等离子点火装置起弧成功后 ，其稳燃的可靠性 差 ，断弧主要以短路跳闸为主。 2 3 阴阳极使用寿命低 运行过程中发现 ，等离子燃烧器阴阳极使用不 到 5 0 h后，端面和腔内局部就出现严重烧蚀现象。 优化运行方式和参数设置后 ，阴阳极的使用寿命有 所提高 ，但距预期值差距仍较大。 第 l 6 卷 ( 2 0 1 4 年第 7 期 ) 电力 安 全 技 术 2 4 阴阳极装配要求高 该 型等离子点火装置起弧方式为非接触 式起 弧 ，因此，阴阳极 的间隙大小对拉弧成功与否非常 重要。阴阳极的装配间隙要求在 1 mm左右，但该 间隙不易控制；特别是阴阳极经拉弧后其端面 出现 烧蚀锉刀现象，修平后间隙更大 ，并且装配完成后 也无法对间隙进行测量 。 3 原 因分析 3 1 起 弧特性差的原因分析 经过对等离子点火系统各部件的排查和试验 ， 发现起弧成功率低主要是 由高频点火脉冲损耗大引 起的。非接触式高频起弧脉冲并联在等离子发生器 的阴阳极上 ，阴阳极通过等离子冷却水的内阻接人 锅炉刚性地 ，此内阻在阳极接地 电阻未恶化时约为 0 11 M Q，恶化后约为 00 1 MQ。 高 频 起 弧 电 缆 长 度 为 l 2 5 m， 正 负 极 电 缆 共 2 5 m，此 电 缆 ( 4 0 k V 4 mm ) 对 地 电 容 为 2 5 0 0 3 0 0 0 p F 。在 1 MHz l k Hz频 率 下，电 容对地电流过大 ，即绝大部分高频高压 脉冲被 电缆 电容对地 电流泄放掉 ，导致等离子点火装置所获得 的实际高频脉冲电流过小 ，从而导致起弧失败。 3 2 稳弧特性差的原 因分析 等离子点火装置断弧后，检查发现阴阳极端面 出现较多蚀坑和黑色熔合物。由于 阴阳极的间隙较 小，杂质随载体风通过高温等离子弧时熔合附着在 端面上 ，导致阴阳极 间隙变小 ，引起短路断弧。黑 色熔合物为粉末状，来 自仪用压缩空气系统。 如图 2所示，每台等离子发生器入 口压缩空气 过滤器和 比例阀中均存在大量氧化铝粉末。比例阀 堵塞后，阴阳极载体风风量减少，加剧 了阴阳极的 烧蚀及氧化。 图 2 等离子点火装置支路压缩空气过滤器积粉 S而 3 3 阴阳极使用寿命低的原因分析 对等离子点火装置进行全面检查发现 ，各支路 载体风管与法兰焊接处的焊瘤未清理干净 ，导致管 子通径堵塞近 1 3 ，载体风量 减少，如图 3所示。 非接触式起弧等离子点火装置采用移动风技术，布 置轴向和径 向载体风 2路，风量周期性波动 ，等离 子 电弧的起弧点在阴阳极 内壁游动。因此，当风量 减小时，将导致电弧在单点或小区域运行 ，造成阴 阳极单点或小区域烧穿， 导致其使用寿命急剧下降。 图3 等离子点火装置载体风管被焊瘤堵塞 此外，该等离子点火装置阳极较短，造成冷却 水带走的等离子体向阳极传递的热量较小，导致阳 极烧蚀和氧化速度加快 ， 也会影响阳极的使用寿命。 3 4 阴阳极装配要求高对起弧的影响分析 阴阳极的间隙大小对拉弧成功与否非常重要 ， 装配 间隙要求在 l mi t t 左右。当间隙大于 1 5 r n m 时，易出现 “ 有电压、无电流”现象 ，导致无法起 弧； 当间隙小于 0 8 ml T l 时，易出现 “ 短路”现象 ， 同样也无法起弧。 4 应对措施 针对非接触式等离子点火装置起弧及稳弧特性 差的问题 ，提出了以下应对措施。 ( 1 )将等离子点火箱移至距离等离子发生器最 近的地方 ，使点火电缆长度减小至 6 r r l ，从而减小 高频点火脉冲的损耗 ，提高起弧成功率。 ( 2 )对仪用压缩空气系统的后处理设备进行局 部改造 ，更换品质高的氧化铝并优化装塔方式，从 源头上解决压缩空气的含粉 问题。同时，对压缩空 气管路进行分段割管吹扫，清理压缩空气管路中的 残余氧化铝粉末。 ( 3 )更换等离子点火装置压缩空气各支路管及 法兰 ，满足等离子压缩空气流量要求。同时 ，对阳 一 一 S而 电 力 安 全 技 术 第l 6 卷( 2 0 1 4 年 第 7 期 ) 极结构进行优化设计 ，将其 长度加 长 9 0 mI F l ，以 提高阳极的使用寿命和稳定性 。 ( 4 )制作阴阳极间隙的专用测量小工具。在装 配完成后可进行间隙检验，避免间隙控制不合格导 致需要重复实施隔离措施。 5 结束语 采用上述措施后 ，等离子点火装置长期可靠运 行 ，未出现随机性起弧不成功的现象。阴阳极使用 寿命得到显著地提高，解决了困扰机组点火和稳燃 特性差的难题，这说明采用非接触式起弧等离子点 火系统在技术上是可行的。 参考文献： 1殷立宝，崔振东，余岳溪，等等离子无油点火技术应 用中存在的问题及应对措施 J 热力发电，2 0 0 7 ( 1 ) 收稿 日期：2 0 1 4 0 2 1 7 。 作者简介： 黄炽煌 ( 1 9 6 5 一 ) ，男，工程师，主要从事电厂运行经济指标分 析及优化研究 ，e ma il ：c ms 0 4 0 4 1 6 3 c o rn。 陈敏生 ( 1 9 8 0 一 ) ，男，工程师，主要从事电厂锅炉生产技术管 理工作。 廖晓春 ( 1 9 6 7) ， 男，高级工程师，主要从事电厂锅炉生产技 术管理工作 。 国网辽宁电力 ：“ 七项措施 助力电网安全度汛 随着辽宁主汛期的 日益临近，6月 2 6日，国网辽宁省 电力公司出台 “ 七项措施” ，助力辽宁 电网安全度汛。 ( 1 )思想上高度重视 。国网辽宁省电力公司以生产专业早会、安全工作例会、基层单位班组 安全活动为基点，编织立体型、学习型 “ 安全防汛网络” ，对全体生产员工进行深入动员和思想教 育 ，使全体员工充分认识到防汛工作的重要性和紧迫性 ，在思想上牢筑 防汛抗灾的防线。 ( 2 )健全组织措施。在该公司防汛领导小组的组织下，各基层单位从实际情况出发，建立健 全防汛组织机构， 明确工作 目标和工作责任 ， 加强防汛工作的检查监督 ， 修订完善 ( ( 防汛应急预案 ， 各项工作按计划、按步骤扎实推进 。 ( 3 )责任落实到位。该公司把防汛责任逐级分解，落实到班组直至班组成员。领导班子成员 分片包干， 深入重要部位和重点地段 ， 检查防汛工作方案和防洪预案及防洪工作的开展和落实情况 ， 对存有纰漏的地方及时整改，确保防汛工作百密不疏。 ( 4 )隐患排查不留死角。在迎峰度夏大检查工作基础上，进一步加强对防汛的隐患排查和整 治工作。无论是重点部位还是普通部位， 都要进行隐患排查， 不放过任何可能引发事故的蛛丝马迹。 根据历年汛期特点、灾害情况和发生规律，围绕今年的防汛形势，制定切实可行的防范计划。 ( 5 )物资供应齐备。对照物资台账进行逐项清查核对 ，保证帐物相符 ；对库存物资情况进行 全面清理 ，对年限超龄的物资及时更新 ，对 “ 零库存”物资迅速予以补充。检查应急 电源车、潜 水泵等相关设备、器材是否充足完备，做到专人、专帐、专库保管，做到一旦有汛情发生，抢险 物资能运得出，用得上 。 ( 6 )通讯联络畅通。所有汛期值班人员必须严格执行岗位责任制，保持 2 4 h通信畅通。编制 辅助通讯录，将家庭