等离子点火技术现有问题分析及解决措施的研究答辩版

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1、等离子点火技术现有问题分析及解决措施的研究论文答辩1.研究背景和意义我国石油资源极度短缺，2010年，我国石油消费量达到4.49亿吨，而石油产量仅为2.03亿吨，石油已成为影响我国能源和经济安全的战略物资。每年电站煤粉锅炉启动点火、低负荷的稳燃和新机组调试用油，均在300万吨左右，是我国的用油大户。通过对等离子点火技术目前存在的问题进行调研分析，提出相应的解决措施，旨在为等离子点火技术在电厂锅炉无油点火中的应用提供参考和借鉴。背景意义2.等离子点火技术的简介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

2、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超过5000K且温度梯度极大的局部高温区。煤粉颗粒在该局部高温区（即等离子“火核”）受到高温作用，并在10-13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，有助于加速煤粉的燃烧，大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量。同时，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-、OH-、H+）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。2.1等离子点火技术的原理等离子

3、体2.2等离子点火装置的构成等离子点火系统的构成等离子发生器：产生功率为60~130KW的等离子体；电源柜及供电系统：将三相380V整流成直流用于产生等离子体；图1等离子发生器原理图2.2等离子点火装置的构成燃烧器：与等离子发生器配套使用点燃煤粉；辅助系统：由冷却水、空气的供给系统组成；控制系统：由PLC、CRT、通讯接口和数据总线构成；2.3等离子点火装置的基本参数参数名称参数值单位载体空气压力11kPa调节阀后空气压力6kPa等离子拉弧空气压力6kPa最大耗气量100Nm3/h冷却水工作压力0.3～0.5MPa进、出口最小压差0.2MPa单台最大冷

4、却水流量10t/h最大消耗功率130kW正常工作功率范围70～110kW负荷电流工作范围DC(200～375)A电弧电压工作范围DC(250～400)V重量125kg2.3等离子点火装置的基本参数等离子点火装置图片讲解3.等离子点火装置的优点1、采用等离子技术，使空气和燃料发生了裂解，提高了反应物的活化度，增加了火焰的传播速度，可使燃烧过程特征时间下降。2、燃烧过程中产生的NOx、CO及灰渣含量大为降低，减少了环境污染。3、电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，并改善了电厂的环境，社会环保效益十分显著。4、等离子技术可以在很大程度上提高点火的

5、可靠性及燃烧的稳定性。5、克服了以往重油系统经常出现的雾化喷嘴堵塞等系统维护、检修所带来的巨大工作量，具有很好的安全效益。等离子点火的优点4.等离子点火存在的问题1、煤种适应性较差的问题2、阴极使用寿短的问题3、机组启动速率过快的问题4、飞灰在尾部烟道自燃的问题5、等离子燃烧器结焦的问题6、控制逻辑的问题7、等离子冷态启动点火初期煤粉燃尽率低的问题七大问题4.1煤种适应性较差的问题现有等离子点火装置对煤种的适应性较差。特别是对于挥发分较低的贫煤和劣质煤，遇到的问题更多。已有实践经验表明，实际运行时煤质收到基挥发分达到20%以上才能确保现有等离子点火装置

6、的点燃成功率。因此，在当前火电厂煤种来源多样和煤质多变的情况下，等离子点火装置的煤种适应性问题越来越突出。4.2等离子点火器阴极使用寿命短通过调研实习可知，现有等离子点火器阴极头的使用寿命最长不超过100小时。通常，等离子点火器运行50～70小时后就需要更换阴极头，但50～70小时对于新机组调试而言是不够的。同时，等离子点火器的阴极使用寿命和等离子的电流、电压、冷却水压力、载体风压力等运行参数密切相关。如果等离子点火器的运行参数调整不当，阴极使用寿命甚至比50个小时还要短，具体见图2~图3。等离子点火装置阴极头未经使用的阴极头，其上方表面光滑使用过的阴

7、极头其上表面中间有圆洞，是由于高温的电弧将其表面融化而成的。阴极头上表面图案为螺旋状，是由于风压和风速没有控制好所形成的。4.3机组启动速率过快为了达到节油的目的，等离子点火机组必须在冷炉启动时就投入制粉系统。但是磨煤机存在一个最低运行负荷，否则会对设备造成较大损害，尤其是中速磨煤机，当给煤量低于一定值时，其振动及磨损将急剧增大。在机组冷启动时，如果投入大量煤粉进行燃烧，将使锅炉受热面升温过快；同时，烟温升温过快会造成低温受热面的空气预热器受热不均匀而造成变形，致使回转式空预器剧烈振动，严重时甚至会导致空预器转子卡塞。因此，等离子点火机组普遍存在启动速

8、率过快的问题。4.4飞灰在尾部烟道自燃的问题虽然等离子点火产生的局部温度很高，但是锅炉整体热强