等离子点火配合浓淡燃烧器能无油运行

1/5等离子点火配合浓淡燃烧器能无油运行国家电力信息中心，北京100083摘要等离子点火技术和水平浓淡燃烧器在节能环保方面曾有许多业绩的介绍，这里着重在它们合并使用的效益、结构特点和机理分析。关键词等离子点火水平浓淡燃烧器1前言一般煤粉锅炉在低负荷时需投油助燃，该投油轻负荷的百分数主要决定于煤种，一般在4060额定负荷时，须投油助燃才能稳定燃烧。电力开放后，许多原本只带基本负荷的机组，要改为调荷机组，如不采取措施，势必增加助燃燃料油的消耗，增加运行成本，不利于竞价上网。许多能在相对较低负荷下稳定燃烧的新型燃烧器应运而生，如集富型直流燃烧器、大速差射型双通道燃烧器、水平浓淡燃烧器等，他们都能不同程度地相对降低不投油能稳燃的负荷，但过低的负荷和点火还必须投油。进一步做到低负荷和点火都不投油，就是等离子点火技术和浓淡燃烧器。过去这些方面也作过报导和容量介绍，本文着重在结构和机理的介绍和2/5分析，以利于推广节能。2等离子点火器的结构等离子点火系统由以下几部分成组，见图1。等离子发生器由线圈、阴极和阳极组成。阴阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的特殊材料制成，能承受高温电弧的冲击。线圈要求在较高温度下的绝缘有较高耐直流电压的强度。等离子发生器能产生功率为60130KW的等离子体。电源柜和供电系统包括直流电源柜，柜内有整流器、冷却风机、功率组件、直流控制器、直流平波电抗器等。该系统将三相380V的交流采用全波整流并具有恒流性能，它用于产生等离子体。与等离子发生器配套的燃烧器，即将等离子技术直接运用在水平浓淡燃烧器的主火嘴上，包括气粉混合物和二次风，第4节将谈其细节。辅助系统有冷却水泵、压缩空气系统、火焰探头等。控制系统由可编程控制器、控制继电器、转换器、通信接口和数据库组成。风粉系统煤粉由新增的小粉斗通过给粉机混合器进入一次风管，由热风送入等离子体燃烧器组。3/53等离子点火器的工作机理当点火器的阴阳级接触时，系统处于短路状态，当阴极缓缓离开阳极达某一间隙时产生电弧，在线圈强磁场作用下，电弧被拉出喷嘴外。压缩空气在直流电弧的作用下被电离为高温等离子体。等离子体内含有大量的化学活性粒子，有原子、原子团、离子和电子等。它们可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。这对点燃煤粉，尤其对低挥发份煤的强化燃烧起重要作用。加之水平浓淡燃烧器的浓相气流中挥发份容易析出这一机理，更有利于点火和燃烧。这是一种在强磁场控制下有稳定功率的定向空气流动的等离子体。该等离子体在点火时，在燃烧器中造成T4000K，甚至可达10000K火核的火焰，但其温度梯度极大，即外层温度与普通火焰无异。等离子火焰火核中的煤粉颗粒能在千分之一秒内迅速释放出挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，促进煤粉点火和燃烧的进程，故等离子燃烧器组对煤种的适应性甚广，并对颗粒粒度的要求也不十分严格。4水平浓淡燃烧器的工作机理水平浓淡燃烧器除上述对低负荷能稳燃，对煤种适应性广外，还有NOX的低生成、不磨损水冷壁管和不结渣等优点，现从其结构和工作机理阐述之。水平浓淡燃烧器属分级燃烧、气膜冷却和浓淡分4/5离技术。浓淡分离即将入炉前的煤粉气流分成浓相和淡相两股，入炉内这两股气流的空间位置亦不同，然后在燃烧过程中混合。水平浓淡燃烧器见图2和图3。能减少NOX生成的机理燃烧过程中，NOX的生成有热力型、瞬时型和燃料型三种。国内外试验研究表明，煤粉在炉内燃烧过程中，燃料型NOX是主要的。以往认为燃烧温度的高低，对NOX生成起决定性的作用，最近试验说明，燃烧温度对NOX生成的影响并不十分明显。最新试验表明以NOX生成和排放量为纵坐标，以煤粉气流中煤粉浓度为横坐标，其特性曲线呈馒头形，即在某一浓度范围内NOX生成排放量最高，浓度再高或低于此范围，NOX生成排放量都会减少。一般燃烧室的一次风中煤粉浓度正好在NOX高的范围内。水平浓淡燃烧器的百叶窗可设计成浓淡比呈高值，可降低NOX。东方锅炉厂设计制造的水平浓淡燃烧器百叶窗后浓相煤粉浓度与未分离前煤粉浓度之比为，效果良好。能减少磨损和不易结渣的机理浓淡两股煤粉气流在同一水平且为水平方向射入炉膛，形成内外两个假想切圆，见图3。浓相气流在内圆，大颗粒多在浓相气流内，它与水壁冷管接触磨擦的机会少；5/5淡相气流在外圆，虽然气流与水冷壁管接触机会多，但淡相的大颗粒较少，故降低了整体气流对水冷壁管的磨损。淡相气流空气充足，加强了氧化气氛，削弱了还原气氛，提高了灰熔点，即提高了防结渣的能力。能稳燃和高效燃烧的机理浓相煤粉浓度高有利于着火，淡相着火点较高，但由于浓相气流已形成稳定的火焰，高温环境迫使淡相着火燃烧。浓相易着火，在其它条件不变的情况下，将风粉混合物加热到着火的时间当然也缩短了。在