等离子点火存在问题与解决措施

等寓子点火存在问题与解决措施

等离子无油点火及稳燃技术是一项煤粉锅炉点火及稳燃过程中以

煤代油的有效措施，在电厂锅炉投产调试、冷态启动等过程中可节约大

量燃油，产生巨大的经济效益。但作为一项新技术，在实际应用中也暴

露出一些问题，如煤粉利用效率低、烟尘中可燃物含量大、存在烟道自

燃隐患、后期汽温不好掌握等问题，特别是近期显现的电煤质量下降对

等离子的安全应用提出了更高的要求，本文结合岱海二期工程近期启

动中暴露出的一些问题做一简述。

1、磨煤机制粉温度的运行掌握

直吹式制粉系统锅炉应用等离子点火的首要问题是锅炉启动时磨

煤机的枯燥出力问题。在实际运行中，显现的主要问题是经暖风器加热

后的一次风温，在磨煤机风量维持60〜65t/h、空预器入口一次风温45c

时，磨煤机入口一次风温只能到达90〜XXXC,投煤后磨煤机出口温

度会很快下降至45〜50℃,在入炉煤Qnet,ar<3800Cal/g时.,4小时

后入口风温只能到达130C左右，出口温度V55C,远达不到设计值要

求的入口风温18()℃的要求。由于暖风器蒸汽来源于厂用辅汽联箱，汽

源是冷再，供汽温度受限，要想通过提高暖风器入口蒸汽压力、温度来

提高风温，会受到辅汽系统的限制。目前实行的措施包括提前投入暖风

器运行、加大疏水、提高热一次风温、提高辅汽压力等方法，尽早使磨

煤机入口一次风温到达130℃。

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从现场系统设置来看，假如磨煤机入口冷风调整门不严，会对磨煤

机入口温度有很大的影响，而事实上也不行能严密，因此，实行关闭一

次风机出口冷风门的扩大性隔离措施会对提高磨煤机入口温度有很大

的帮忙。需要留意的一点是，伴着热风温度的提高，通风的备用磨煤机

需要冷风冷却，此时要考虑开启一次风机出口冷风门，为防止风机风压

的大幅度波动，最好先提升风压后再全开此门。

假如煤质燃烧较好，在B磨煤机运行2〜3h后，空气预热器后一

次风温即可到达150C,暖风器可以退出运行。

2、等离子冷态启动点火初期煤粉燃尽率低

等离子点火时产生的温度虽高，但热强度不够，因此会造成煤粉燃

尽率低，锅炉飞灰含碳量到达42%o等离子点火只是把煤粉中的挥发

分快速电离出来并点燃，进而引燃部分煤粉，而固定碳的完全燃烧取决

于炉膛温度水平。在点火初始阶段，由于炉温较低，煤粉不能完全燃烧。

B磨煤机刚启动时，为满意锅炉升温、升压速率的限制及爱护再热器，

炉膛烟温掌握的比拟低，初始给煤量比拟低，因此煤粉浓度低，着火情

况不够理想。为了防止飞灰可燃物浓度高造成的锅炉尾部烟道再燃或

预热器、除灰装备着火等重大事故，须尽可能提高等离子点火初期煤粉

燃尽率。

1).煤粉细度对等离子煤粉点火燃烧器的着火特性有很大的影响，

煤粉越细，升温越快，燃尽率越高。在点火减运期间可转变转变磨煤机

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出口的别离器挡板开度和煤粉细度。将B磨煤机别离器挡板开度从初

始的55%恰当调小，既增加磨内煤粉循环次数，提高出口温度，降低

震惊机率，又可使煤粉着火稳定性明显提高，火焰光明，炉瞠燃烧状况

良好，但在回调时要留意挡板的空行程。

2)一.次风速的合理选择对煤粉燃烧状况至关重要。当一次风速较

低时，将引起燃烧器结焦、烧损甚至一次风管堵塞等问题；较高的一次

风速会导致煤粉经过等离子弧核区的时间相对较短，煤粉着火情况较

差，飞灰含碳量高。根据煤量20t/h,点火浓度0.36〜0.52kg/kg,最低

不得低于0.3kg/kg计算，对应风量应当为38〜56t/h。在点火时掌握此

值，待点燃后再恰当提高一次风速。从实际燃烧情况看，调整一次风速

为17m/s(磨煤机入口风量为63t/h)后，煤粉着火稳定、火焰中心变

亮。

3).磨煤机出口温度对等离子煤粉点火燃烧器的着火特性有很大影

响，一次风温度越高，煤粉着火所需要的着炽热量越少，煤粉越简单燃

尽。因此等离子点火装置投运时\应尽量提高磨煤机出口风粉混合物的

温度。在B磨煤机实际启动过程中，假如暖麽时间不够，给煤后磨煤

机出口温度快速降至53C以下，炉内火焰发暗，闪烁频繁，煤粉燃烧

状况不佳。磨煤机出口温度升至63℃,炉内火焰光明、无闪烁，煤粉

燃烧状况良好。为此，要增加暖磨时间，将磨煤机及一次风管充足暖透,

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关严冷风门，同时将A磨煤机出口温度强制，考虑到等离子对煤粉浓

度的顺应范围较广，可维持风量的上限运行。

4).冷态启动的准备工作应充足，在满意升温、升压曲线的前提下，

应尽快提高炉膛温度，尽早投入其它燃烧器，伴着热风温度及炉膛温度

的上升，喷口火焰明显变长、变亮，煤粉燃尽率得到显著提高。

3、点火初期锅炉炉膛爆燃及尾部再燃

鉴于在冷态启动点火初期简单显现灭火、爆燃及点燃后由于飞灰

可燃物含量高而引起尾部烟道二次燃烧等事故，对采纳等离子点火时

易显现的爆燃、再燃问题应引起重视。依据实践经验，在启动过程中实

行以下措施，确保等离子点火过程的安全。

等离子点火装置点火初期对煤粉浓度要求很高，在肯定的煤粉浓

度下，才能快速点燃煤粉。而ZGM123型中速磨煤机需要较K时间才

能建立稳定的煤粉气流，且开头时一次风粉浓度较低，这些特点均不利

于等离子点火燃烧器内煤粉的着火，造成着火前大量未燃煤粉进入炉

膛。针对此磨煤机的运行特点，为保证等离子点火燃烧器能够快速着火,

在磨煤机启动初期，将给煤量稳定在24t/h左右，点燃以后再将煤量减

到20t/h,以保证锅炉升温升压的速率。采纳此方法可保证煤粉在Imin

内着火，对于直吹式系统当任一角燃烧器在2min内未点燃时，应立刻

停止相应磨煤机的运行，大风量通风吹扫后，查明原因方可重新投入，

以防止炉膛爆燃。

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等离子点火装置初次运行时，必需就地观看着火情况，并检查燃烧

器是否漏粉。而火焰一旦熄灭要立刻停止投放燃料。在燃烧器着火后，

应强化炉内燃烧状况监视，在燃烧恶劣时，应按时进行调整。

为防止未燃尽煤粉在锅炉尾部一次燃烧，在等离子点火过程中，空

气预热器吹灰装置必需投入运行。锅炉长时间在低负荷状态下运行，煤

粉燃烧不完全，飞灰可燃物含量高，简单在空气预热器和除尘器中积聚

大量未燃尽煤粉，伴着时间推移，排烟温度上升，会造成自燃，甚至发

生爆炸，因此在低负荷状态下，空气预热器应进行连续吹灰，按时启动

除灰、除渣系统，输送、去除未燃尽物质。

在等离子冷炉点火初期，要掌握飞灰可燃物含量在25%以内。如

含量偏高，应恰当调整一、二次风量、磨煤机出力、煤粉细度等，尽可

能改善燃烧状况，防止风、煤配比不当，尽量防止油、煤混烧，若油、

煤混烧后，沾在受热面上的油更简单附着、聚集未完全燃烧的煤粉。

4、等离子燃烧器结焦

等离子点火时核心温度高达7()()()℃,煤粉在燃烧器内部就已经开

头着火，并且着火温度很高，极易造成等离子燃烧器中心筒超温、结焦。

通过合理掌握一、二次风速，等离子电弧功率及燃烧器的出力，并强化

等离子燃烧器金属壁温的监控，根本可防止等离子燃烧器结焦现象。

等离子燃烧器的内、外套筒主要是通过一次风和周界二次风进行

冷却，为了防止燃烧器本体结焦或烧损，宜实行较高的一、二次风速，

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但高风速易导致着火稳定性低，炉膛燃烧不好，煤粉燃尽率低。从锅炉

实际运行情况看，初期一次风速掌握在18〜20m/s,正常运行时一次风

速掌握在25〜27mA,煤粉燃烧状况良好，而周界二次风开度初期为

20〜30%左右，以提高初期燃烧效率，伴着炉温上升，渐渐开大风门，

以防止结焦，利于煤粉的稳燃和燃尽。

等离子点火装置投运过程中，应严密监视等离子燃烧器壁温，在燃

烧器壁温超过300℃并上升较快时，按时实行降低壁温的措施，包括加

大磨煤机入口风量、降低磨煤机出力及等离子功率等。

在保证点火效率及等离子发生器稳定运行的前提下，恰当降低等

离子发生器的设定电流，降低点火功率。在等离子点火状态下，假如磨

煤机已运行在高负荷下，增加给煤量时，应实行逐步增加的方式，其增

加速度一般为2〜3t/h,稳定运行1〜2h,并严密监视燃烧器壁温改变，

在壁温改变不大时，方可再次增加给煤量，如燃烧器壁温上升较快，应

快速降低给煤量。事实上，喷燃器已采纳新材料，耐温极限提高，此已

不是制约因素

5、金属超温

机组冷态启动时，由于磨煤机根本出力的要求，可能会导致锅炉升

温、升压过快，造成汽包壁温差过大、水冷壁受热不均、锅炉整体膨胀

不能保证等问题。依据等离子点火装置产品说明书，锅炉启动初期初始

燃烧率应小于最大燃烧率的5%,炉水升温率不高于1.5℃/min,为此，

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首先需要确定满意冷态启动正常升温、升压速率的燃料量。从运行实际

看，在低位发热量4000kcal以下，磨煤机给煤量21t/h左右，磨煤机工

作正常，无异样振动，此时，炉水升温率符合要求，投入减温水往往是

由于冲洗空冷岛流量引起，由于此时减温水投入条件不具备，水雾化差,

局部管段会显现水塞可能，最好通过合理掌握燃料量，恰当调整燃烧器

配风，增加送风量，开大顶部二次风等方法掌握炉膛出口烟温，防止显

现屏式过热器超温现象。

6、等离子断弧

从应用等离子点火的实际情况看，等离子在拉弧及运行过程中易

显现断弧现象，从而造成大量未燃煤粉进入炉膛。断弧的主要原因是作

为等离子载体的空气含水、含油及压力波动大，由于杂用压缩空气一般

不经油、水别离和枯燥，同时由于用气点较多，压力扰动较大。

7、阴极运用寿命短

等离子发生器在应用中存在阴极头运用寿命短的问题，阴极头设

计运用寿命为5()h。依据实际经验，在阴极头累计运用超过3()h后，应

强化监视等离子运行状况，强化阴阳极和线圈的温度监视，以便按时更

换阴极头，防止因阴极寿命问题引起突然断弧，造成系统的意外扰动。

对于等离子点火装置，启弧时高温区在阴极头上，在等离子拉弧运行过

程中，阴极材料会渐渐烧损，因此要保证阴极的寿命就必需很好地冷却

阴极头。在此工程中设计了2台等离子冷却水泵，并互为备用，以保证

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充足冷却阴极头，同时为防止冷却水管路内部结垢，冷却水采纳除