等离子点火系统.ppt

华能山阴电厂筹建处 生产准备部培训资料 密封油系统 2015年8月 生产准备部培训资料 等离子点火系统 2016年8月 华能罗源发电公司 华能罗源发电公司 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特点 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 电除尘装置可以在点火初期投入 因此 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 华能罗源发电公司 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 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 本系统核心设备 等离子发生器 燃烧器分别介绍如下 等离子发生器 DLZ 200型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 阳极等组成 其中阴极材料采用具有高导电率 高导热 耐氧化的金属材料制成 阳极亦由高导电率 高导热率及抗氧化的金属材料制成 它们均采用水冷方式冷却 能承受电弧高温冲击 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 华能罗源发电公司 等离子燃烧器其主要结构如下 等离子燃烧器由等离子发生器 中心筒一级燃烧室 内套筒二级燃烧室 外套筒等部分组成 中心筒一级燃烧室 引入浓缩后的含粉气流 等离子电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应 煤粉裂解 产生大量挥发份并被点燃 内套筒二级燃烧室 挥发份及煤粉继续燃烧 并将后续引入的煤粉点燃 实现分级燃烧 外套筒 利用高速含粉气流冷却二级燃烧室 同时将部分煤粉推入炉膛燃烧 设燃烧器壁温监视测点 便于随时对壁温进行调整 既有利于点火又可防止燃烧器被烧坏 华能罗源发电公司 等离子点火系统的组成 二次风 火焰监视电视 触摸屏 一次风 火焰探头 进水 回水 压缩空气 电源控制柜 华能罗源发电公司 等离子体的定义 等离子煤粉点火及稳燃技术 等离子体是指被电离的气体 由原子 电子 离子或分子等粒子组成 正 负电核数相等 对内为良导体 对外为中性 华能罗源发电公司 等离子发生器原理 华能罗源发电公司 等离子发生器 输出功率 50 150KW连续可调电流 200 375A 2 电压 250 400V 5 空气压力 0 008 0 013Mpa空气耗量 100 150NM3 H冷却水 除盐水 P 0 4MpaF 8T Ht 40 等离子煤粉点火及稳燃技术 华能罗源发电公司 等离子点火装置 等离子煤粉点火及稳燃技术 华能罗源发电公司 DLZ 200等离子发生器原理 等离子煤粉点火及稳燃技术 华能罗源发电公司 等离子点火煤粉燃烧器 等离子发生器利用直流电流 300A 300V 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 等离子体被定义为除固 液 气三态之外的第四态物质存在形式 内含有大量化学活性的粒子 形成温度T 5000K的 温度梯度极大的局部高温区 二次风 二次风 等离子发生器 等离子燃烧器 一次风 煤粉通过温度高达4000 含有大量化学活性粒子的等离子体火核时 迅速破裂 气化 并可再造挥发分 以其较低的点火功率稳定地将煤粉直接点燃 三级煤粉火焰 等离子燃烧器采用分级点火技术 后级的煤粉对前级燃烧筒壁其冷却作用 保证燃烧器壁不超温 结渣 同时 燃烧器壁上装有可更换热电偶 在集控室内可实时监视壁温 华能罗源发电公司 等离子点火煤粉燃烧器 华能罗源发电公司 等离子点火器 等离子点火器安装后照片 华能罗源发电公司 等离子点火器 等离子点火器安装后照片 华能罗源发电公司 等离子点火燃烧器 等离子点火燃烧器入口分叉管及中心筒气动门 华能罗源发电公司 等离子点火系统的组成 点火系统 等离子点火器等离子燃烧器电源控制柜隔离变压器控制系统 辅助系统 载体风系统冷却水系统图像火检系统冷炉制粉系统 华能罗源发电公司 等离子电气系统等离子发生器电源系统是用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置 其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路将三相交流电源变为稳定的直流电源 它由隔离变压器和电源柜两大部分组成 华能罗源发电公司 载体风系统 压缩空气是等离子电弧的介质 等离子电弧形成后 通过线圈形成的强磁场的作用压缩成为压缩电弧 需要压缩空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧 运行期间就地风压调整参数 最低气压 0 008MPa工作气压 0 01MPa最高气压 0 013MPa 华能罗源发电公司 冷却水系统 为保护等离子装置本身 需用水冷却阴 阳极和线圈 冷却水系统设计的基本参数 最小压力 0 25Mpa正常压力 0 4Mpa最大压力 0 5Mpa最大流量 10t h等离子发生器冷却水差压0 2 0 3MPa水质要求 除盐水 温度 40 等离子冷却水系统由于等离子发生器的阳极 阴极和线圈工作在高温环境 必须通过水冷的方式来进行冷却 等离子冷却水系统采用闭式循环 使用闭冷水进行冷却 并专设两台冷却水泵互为备用 华能罗源发电公司 等离子电源系统 等离子电源柜及隔离变照片 华能罗源发电公司 等离子电源系统 等离子隔离变压器照片 华能罗源发电公司 等离子控制系统 装于主控室立盘背后的等离子PLC组件 华能罗源发电公司 等离子控制系统 等离子控制用10 4 触摸屏 华能罗源发电公司 冷却水系统 冷却水泵 华能罗源发电公司 图像火检系统 图像火检探头安装位置示意图 华能罗源发电公司 图像火检系统 图像火检探头 华能罗源发电公司 图像火检冷却风系统 华能罗源发电公司 磨煤机冷炉制粉系统 磨入口暖风器 华能罗源发电公司 磨煤机冷炉制粉系统 磨入口暖风器疏水系统 华能罗源发电公司 等离子点火系统的运行 等离子点火发生器的运行操作1 等离子运行主要参数 1 电源 三相电源380 5 V 10 V 频率 50 2 Hz 最大消耗功率 200kVA 负荷电流工作范围 300 330 2 A 电弧电压调节范围 280 360 5 V 2 载体空气 最低气压 4kPa 最高气压 8kPa 空气压力调节范围 5 7kPa最小消耗量 80m3 h 最大消耗量 150m3 h 3 冷却水 最小压力 0 35MPa 正常压力 0 5 0 65MPa 最大压力 0 75MPa 最大流量 10t h 水质要求 除盐水 温度 40 4 等离子发生器功率范围 正常运行80 120kW 5 阴极寿命 实际工况下不低于 h 易更换 6 阳极寿命 设计工况下不低于500h 7 等离子燃烧器出力 每角3 10t h 8 投粉后的着火时间 投粉后不大于80秒 华能罗源发电公司 11 燃烧器壁温控制温度 小于600 12 煤粉浓度 0 36 0 52kg kg 最低不得低于0 3kg kg 13 阴极和阳极之间距离 29 35MM 试验后进一步确定 2 操作画面介绍 运行时 先合闸本角切换器当本角切换器合闸后 切换器状态可以在画面显示 当通讯正常 处于遥控位置 现场风压 水压以及画面上风压 水压信号显示正常 电流设定290A 320A 可以拉弧 首先阴极自动前进 阴 阳极接触后 电流立刻增加 之后阴极后退 电压逐渐增加 阴极退到指定距离 拉弧结束 画面出现拉弧成功显示 3 运行注意事项 锅炉点火之前火检风机必须投入 锅炉停止12小时后才允许停止火检风机 锅炉运行时现场载体风需要一直运行防止阴阳极污染 燃烧器壁温不能超过600度 当检修人员更换阴极头时运行人员禁止操作 现场检修人员更换阴极头必须把现场本角冷却水进回水门 载体风门关掉 华能罗源发电公司 运行与控制调节等离子燃烧器的整套启动试运分为两个阶段进行 第一阶段 在锅炉吹管过程中进行等离子燃烧器的启动和热态性能试验 验证燃烧器的点火和稳燃能力 单 只 角燃烧器断弧复燃能力 不同煤粉量下的燃烧火焰温度测定 等离子燃烧器配合磨煤机的出力范围试验及各项联锁和保护的可靠性 这一阶段调试的关键是确保初始投入功率不超过允许的初始投入功率 点火过程不能发生爆燃和二次燃烧 第二阶段 在机组并网及以后的试运阶段进行等离子燃烧器投入及第二台磨投入试验 在锅炉低负荷运行时采用等离子点火装置进行稳燃试验 采用等离子燃烧器点火时锅炉温升试验等 这一阶段调试的关键是投入第二台磨能保证其对应的燃烧器被可靠的引燃并且不发生投入功率的节跃 满足启动曲线的要求 两个阶段的启动步骤和注意事项如下 1 第一阶段 锅炉首次点火过程中等离子燃烧器的启动试运 吹管阶段 严格按照运行规程要求的上水温度 上水时间对锅炉进行上水 检查磨煤机冷态调试完毕具备投运条件 并将磨煤机的出口分离器挡板角度调整至较小值 确认后给定值 启动锅炉一次风机 调节B磨煤机入口风量达最低通风量 尽量维持磨出口一次风管风速在18 20m s左右 检查热风蒸汽加热装置的各项参数必须与设计的启动工况相符 华能罗源发电公司 按顺序启动1 4号等离子发生器 调节电弧功率在100KW左右 将磨煤机的运行模式切换到 等离子运行方式 在磨煤机满足启动条件的情况下启动磨煤机 磨煤机运行稳定后启动给煤机 给煤量16 18t h 维持磨煤机出口温度在50 60 点火初期就地必须要有专人观察等离子燃烧器的煤粉燃烧情况 记录各角从投煤至点燃的时间 当任何一个燃烧器超过80s未点燃应立即停止启动 进行全炉膛吹扫并分析未能点燃的原因后再次启动 注意观察火焰的燃烧情况 电源功率的波动情况 调整一次风量 二次风门开度 确定合理的一次风速及二次风门开度 做好事故预想 发现异常 及时处理 等离子点火燃烧器投入运行的初期 应注意进行二次风的调整 为控制温升 上部二次风门要适当开大 注意观察 记录烟温探针的温度 防止吹管临时系统 再热器系统超温 以较小的升压速率进行锅炉升压 进行热紧螺丝 冲洗仪表管 锅炉膨胀检查等工作 注意监视阴极的寿命显示值 对即将损坏的阴极及时处理 当磨煤机在 等离子方式 下运行 4支等离子点火器中的1支发生断弧时 光字牌将发出声光报警 当磨在 等离子方式 下运行 4支等离子点火器中的2支发生断弧时 保护将停止磨煤机的运行 进行炉膛吹扫 此时应仔细检查断弧原因 待问题解决后再继续进行试运 调整等离子装置的电弧功率 确定等离子装置的最低稳燃功率 在保证燃烧效果的条件下适当降低电弧功率 以尽量延长阴极的使用寿命 根据机组试运要求增大或减小磨煤机的出力 试验等离子燃烧器配合型磨煤机的出力范围 同时根据火焰燃烧情况对一 二次风进行调整 逐步摸索运行经验 华能罗源发电公司 发现炉膛负压波动较大 燃烧不稳等异常情况时 要及时调整 如果停止点火 例如某一阶段吹管结束 必须对所有一次风管进行吹扫 等离子点火系统的进一步试运工作根据锅炉吹管进度统一进行安排 2 第二阶段 在机组并网及以后的试运阶段第二阶段点火初期的有关等离子系统操作步骤参考第一阶段 机组整体试验步骤根据机组试运进度进行安排 这一阶段启动第二台磨时的注意事项 在燃烧器不超温的前提下 尽可能将等离子燃烧器出力加到最大 再投入第二台磨煤机 为保证第二台磨可靠的点燃 第二台磨投入功率可略高于磨煤机的最低出力 在第二台磨煤机燃烧稳定后将第一台磨煤机的出力适当降低 磨煤机增加出力后应随时观察燃烧工况的变化 对于煤质较好的煤种要防止燃烧器超温 结渣 对于煤质较差的煤种 灰分过高或水分较高 应防止燃烧恶化 磨煤机增出力的过程应严密监视锅炉各项参数是否满足启动曲线的要求 如不能满足启动曲线的要求应立即采取措施加以调整 投入的第二台磨煤机的燃烧器 原则上应该是与第一台磨煤机相邻或对应的燃烧器 特别对于螺旋管圈水冷壁其投入燃烧器的顺序应满足启动规程的要求 以防止造成水冷壁管超温 当其燃烧的负荷超过最低稳燃负荷后 应逐次停止等离子点火装置 当一台磨煤机的燃烧器不能投入时 如需继续投入其它的燃烧器必须确认一次风管中没有积粉 才可投入其它的燃烧器 华能罗源发电公司 3 等离子燃烧器的整套启动试运过程中的注意事项 磨煤机各项运行参数必须与启动的设计工况相符 如果最低出力不能达到点火要求 应在吹管过程完成降出力试验 在点火前 要根据给煤量与磨煤机入口风速等参数 做好风粉速度 煤粉浓度等重要参数的预想 并在点火的过程中 根据煤粉着火情况 有根据的加以调整 在整个启动过程中 应对下列参数全过程进行跟踪 蒸汽加热器 蒸汽