陕西大唐彬长发电厂2X600MW等离子培训资料.ppt

1、陕西大唐彬长发电厂2X600MW新建工程等离子点火系统技术培训,烟台龙源电力技术股份有限公司 2008年12月,等离子点火工作机理,等离子点火机理 DLZ-200型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T5000K的，温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离 子“电弧”受到高温作用，并迅速释放出挥发物，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

2、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。 其工作原理见 等离子

3、发生器原理图、等离子着火示意、实物参考照片。 【下一页】【目录】,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，方形外套筒等部 分组成。【燃烧器示意图】【等离子输粉系统图】 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。 该燃烧器的特点是： 1）

4、在内燃方式的基础上，利用双筒结构将部分煤粉推至燃烧器出口，在炉膛内燃烧。内外筒 形成同心双层并联通道，既能保证煤粉稳定可靠地点燃，确保点火过程中不爆燃、不二次燃 烧，降低飞灰含碳量；并利于冷却内筒筒壁，点火过程燃烧器不结渣、不烧坏。 2）不影响主燃烧器的主要性能。首先是燃烧器出口气流的动量矩基本不变和燃烧器出口流场 不变，避免了在正常运行中引起结渣、超温、燃烧效率下降等问题；第二是燃烧器结构必须简 单，阻力不太大，能满足各燃烧器之间阻力匹配的要求；第三是燃烧器耐烧、耐磨，满足运行 检修维护的要求；第四燃烧器的外形主要尺寸与原燃烧器相同，便于布置和与系统接口。 3）燃烧器的出力可以在一定的范围内

5、变动，能满足启动曲线的要求，同时满足作为主燃烧器 时出力的要求。从最大限度的节约燃油的角度考虑，在设计上该燃烧器能满足在锅炉冷态点火 时投入，锅炉升温升压速率能满足电厂运行规程的要求。【等离子燃烧器主要设计参数表】 等离子点火系统 等离子点火系统由等离子燃烧器及其输粉系统，直流供电及控制系统，辅助系统和热工监 控系统组成。【系统参考图】。各辅助系统具体见第三部分：本工程设计方案 【目录】,原理,等离子发生器 功率50150KW连续可调、 输送等离子体长度可达1.52m。,【放大】,【返回】,等离子发生器原理图,等离子燃烧器着火示意,【返回】,等离子点火燃烧器主要设计参数表,【返回】,隔离变压器

6、隔离直流谐波及接地要求；原边电压：380VAC；付边电压：365VAC 直流电源柜提供等离子发生器所需的直流电；AC输入：380V，150KVA；DC输出：250350A 冷却水冷却等离子发生器阳极、阴极等部件；8t/h、0.2MPa 高压空气提供等离子发生器产生等离子体所需介质；洁净、0.01MPa、150Nm3/h 火检探头及火焰电视监视等离子燃烧器的燃烧状况 控制部分通过触摸屏或DCS操作。,等离子系统示意参考图,【返回】,本工程设计方案,等离子燃烧器的布置 将底层A层4台煤粉燃烧器改造为兼有等离子点火及稳燃功能的等离子燃烧器。在锅炉 点火和稳燃期间，该燃烧器具有点火和稳燃功能；在锅炉正

7、常运行时，该燃烧器具有主燃烧 器功能，且在出力及燃烧工况与原来保持一致。 根据原主燃烧器的结构，等离子发生器采用轴向插入方式。【参见前面】 辅助系统 辅助系统包括：冷风蒸汽加热系统、等离子载体系统、冷却水系统、图像火检系统。 1、冷风蒸汽加热系统：本工程锅炉冷态时采用蒸汽加热器产生热风进行冷炉制粉。冷风蒸 汽加热器蒸汽参数：压力1.0MPa、温度300，蒸汽耗量5.3t/h。在该参数下热风温度能 加热到160。加热器布置在磨煤机入口风门另设旁路上，加热器进口设一电动隔绝风门， 加热器出口设一个电动调节风门，电动隔绝风门、电动调节风门在DCS上控制。 疏水排至设计院指定地点。 【蒸汽加热器布置图

8、】【蒸汽加热器蒸汽侧系统图】 2、等离子载体风系统 载体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，需要高压空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧。因此，等离子 点火系统的需要配备载体风系统，载体空气的要求是洁净的而且是压力稳定的，本工程使用仪用压缩空气。 原设计专用的高压风机（兼火检冷却风）；在火检冷却风母管就近用453支管接入 等离子发生器，接入点母管风压68kPa。等离子图像火检探头冷却风也来自原火检风机。 现在改为用压缩空气（解释）【载体风、火检探头冷却风系统图】每个角火检探头冷却风 150Nm3/h。单台等离子发生器用风量80150N

9、m3/h。 【下一页】 【目录】,3、冷却水系统 等离子电弧形成后，弧柱温度一般在5000K到10000K范围，因此对于形成电弧的等离子发 生器的阴极和阳极必须通过水冷的方式来进行冷却，否则很快会被烧毁。 本工程冷却水取自电厂闭式冷却水系统，并增加两台管道增压泵增压。 【等离子冷却水系统图】单台等离子发生器最大流量：10t/h。 4、图像火检系统 图像火检系统是用来监视等离子点火火焰的。在4台等离子燃烧器原看火孔各安装一个带 CCD摄像机的火检探头，其视频信号送至集控室大屏幕。单只探头所需的冷却风量150Nm3/h。 冷却风由专门火检冷却风机供给。【载体风、火检探头冷却风系统图】 5、一次风在

10、线监测系统、燃烧器壁温系统 电气系统 包括 ：隔离变4160KVA ,AC380V,三相三线电源；四路380VAC, 222KW 三相三线水泵 电源和215Kw的载体风机电源（其中风机一路来自保安段）；磨入口暖风器插板门一路380VAC，2KW；磨出口暖风器调节门一路380VAC，2KW。 等离子点火控制系统 1、冷却水 点火器附近的冷却水管路上设有压力开关及手动阀门，在等离子发生器前后压差大于 0.25MPa，最大压力不超过0.75MPa（建议运行压力0.5MPa）,作为等离子点火器操作条件，以保证点火器的安全。 2、等离子载体 在等离子点火器附近的载体风管路设有压力开关以及手动阀门，在等离

11、子发生器前压力大 于5kPa（建议运行压力911kPa），作为等离子点火器操作条件，以保证点火器的安全。 【下一页】 【目录】,3、等离子点火器的控制 等离子点火器的控制主要是对阴极的控制。通过对阴极的调整，进行电压的调节，阴极通 过整流柜对其控制。 4、保护逻辑 锅炉FSSS逻辑相关设计如下： a、FSSS中设计等离子燃烧器对应的磨煤机“等离子模式”与“正常模式”两种运行模式，并可相互切换，从而实现磨煤机FSSS逻辑切换功能； b、“正常模式”运行时，等离子燃烧器对应的磨煤机维持原有的FSSS逻辑； c、“等离子模式”运行时，等离子燃烧器对应的磨煤机FSSS启动条件中增加等离子电弧均运行条件

12、，略去油燃烧器着火的条件； d、等离子燃烧器相邻两层燃烧器对应的磨煤机启动允许点火条件中增加等离子燃烧器对应的 磨煤机运行且等离子电弧均运行条件。 e、在主控室光字牌上增加“有等离子发生器跳闸”信号，任一台等离子点火装置异常，送信号至光字牌发声光报警。 f、在主控室光字牌上增加“等离子燃烧器超温”信号，任一台等离子燃烧器超温，信号至光字牌发声光报警。 h、“等离子模式”运行时，任一角等离子装置故障导致断弧时，联关相应的一次粉管快关门。 i、“等离子模式”运行时，任意两角等离子装置工作故障导致同时跳闸时，跳相应的磨煤机。 j、“等离子模式”运行时，如该磨煤机跳闸，联跳所有等离子发生器。 k、“等

13、离子模式”下相应磨煤机启动后增加120秒延时再将火焰丧失保护投入，正常点火方式保持原逻辑不变。 l、“等离子模式”下的其它层火嘴、“正常运行模式”下的所有层按照FSSS正常保护进行控制。 m、锅炉MFT时，按FSSS方式保护动作，同时所有等离子发生器跳闸，并禁启。 5、操作控制方式 等离子控制系统由五台整流柜内S7-200、公用DCS、#1炉DCS、#2炉DCS组成。等离子控制 信号由S7-200采用硬接线方式送至公用DCS，再由公用DCS通过硬接线方式分别送至#1、#2炉 DCS,由DCS等离子点火系统进行操作。 【目录】,蒸汽加热器布置图,【返回】,蒸汽加热器汽侧系统图,【返回】,等离子点

14、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 380-5V10V；频率：502%Hz；最大消耗功率：200kVA； 负荷电流工作范围：（280330）2%A；电弧电压调节范围：（280360）5%V （2）载体空气： 空气压力调节范围：911kPa 最小消耗量：80m3/h；最大消耗量：150m3/h （3）冷却水： 最小压力：0.25MPa；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（要看回水压力） （4）A磨参数： 最大出力：72t/h；最低出力：18t/h；最小通风量:71.

15、5t/h *等离子投入工况下A磨最佳参数：（首次点火试验定） 出力： t/h；通风量： km3/h；出力和通风量成正比线性关系 （5）等离子发生器功率范围；正常运行 80120kW （6）阴极寿命：实际工况下不低于50h(易更换) （7）阳极寿命：设计工况下不低于500h （9）等离子燃烧器出力：每角3-10t/h （10）投粉后的着火时间：投粉后不大于180秒 【下一页】 【目录】,（11）燃烧器壁温控制温度：小于600 （12）煤粉浓度：0.30.52g/kg，最低不得低于0.3kg/kg （13）阴极和阳极之间距离：26-35MM（试验后进一步确定） 2、操作画面介绍：【参考画面1】【参

16、考画面2】 运行时，先合闸本角切换器（确定另一台炉本角切换器不在合闸状态）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，锅炉停止待炉膛温度小于50后才允许停止火检风机。 2台炉等离子系统电源为公用系统，当1台炉投入使用，另一台炉禁止操作。触摸屏显示已切换到另一台炉，禁止本角操作。 锅炉运行时增压水泵可

17、以停止运行利用闭式循环本身的压力可以满足系统的冷却。 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。 等离子退出运行后要及时把载体风切换到火检风机冷却风，防止等离子非工作状态下阴阳极及内部装置被油污污染，而且长期投入压缩空气也是一种浪费。 【下一页】 【目录】,运行与控制调节 等离子点火系统的整套启动试运分为二个阶段进行： 第一阶段：进行锅炉的纯无油冷态启动试验。在锅炉首次点火启动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、不同煤粉量下的燃烧器工作状况 试验、等离子燃烧器配合

18、磨煤机的出力范围试验、采用等离子燃烧器点火时锅炉温升压试验等。 第二阶段：在机组并网及以后的试运阶段进行进一步的相关试验。 在热态试运前应做好充分的技术准备，对运行人员进行必要的技术交底。电厂负责为A磨 煤斗上符合条件的设计煤种。 1、锅炉首次点火启动过程中等离子点火系统的试运 检查并将A磨煤机的出口分离器挡板角度调整至较小值。 检查锅炉具备启动点火条件，炉膛吹扫完成，进行锅炉的冷态冲洗。 投入油枪，对25支油枪进行点火试验，同时准备进行锅炉的热态冲洗。 启动一台一次风机，打开A磨煤机出入口风门进行通风。 维持厂用蒸汽压力在较高压力（不小于1.0MPa），逐步开大A磨入口暖风器来汽阀门、疏水阀

19、门，投入暖风器运行，对A磨进行暖磨。 调节A层燃烧器二次风门在点火状态，风量、风压在正常范围内。 按顺序启动准备投运的等离子发生器，调节电弧功率在100KW左右。 【下一页】 【目录】,在磨煤机满足启动条件的情况下，启动A磨煤机、给煤机，保持给煤量在25t/h左右，控制磨煤机入口风量80t/h左右。 首次点火时，应注意记录从磨煤机投运至燃烧器喷口见火的时间间隔，如磨投运后180秒（此时间可视现场情况灵活掌握）仍未着火，应及时停止磨煤机运行，待查明原因后再继续试运。着火稳定后进一步对A磨风量、煤量进行调整，使燃烧状况达到最佳。 根据机组试运要求增大或减小A磨煤机的出力，试验等离子燃烧器配合HP1

20、003型磨煤机的出力范围，同时按风煤比曲线及时对A磨风量进行调整，注意等离子燃烧器喷口着火情况且壁温不要超温。 当A磨出力提高至30t/h以上时，同时注意调整A磨煤机风量、监视燃烧器壁温。 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可适当降低电弧功率，以尽量延长阴极的使用寿命。 A磨停运过程中，在给煤机停运后要用大风量对A层燃烧器主路及分叉管进行仔细的吹扫，防止主燃烧器及分叉管内积粉。 2、在机组并网及以后的试运阶段进行等离子燃烧器投入试验 此项试验在锅炉吹管结束、机组并网的过程中进行，在煤质保证的情况下A磨及等离子燃 烧器的最大出力可以满足机组并网，在并网以后的升负荷阶段则需要适时投入第二台磨，此时 需要进行等离子燃烧器火焰引燃相邻燃烧器的试验，另外还需要进行锅炉低负荷运行时采用等 离子点火装置进行稳燃的试验，具体试验项目根据机组试运进度进行安排。 3等离子点火系统整套启动试运过程中的注意事项： 在点火前，要根据A磨运行方式做好给煤量与磨入口风量等重要参数的预想，并在点火的过程中严格按照龙源公司提供的操作建议进行A磨风量、煤量的调整，特别应注意在4只等离子点火燃烧器同时投入的情况下磨煤机风量的控制，对于在冷态下已经标定好的燃烧器入口分配器电动调节挡板的全开位置，严禁任意改变，严格防止