电站锅炉等离子点火技术应用探究

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1、电站锅炉等离子点火技术应用探究　　【摘要】本文研究了等离子点火技术的原理，等离子点火技术的燃烧机理，以及锅炉等离子点火系统的组成。然后，针对目前国内锅炉等离子点火存在的问题分析了使用等离子点火时候需要注意的因素。【关键词】电站；等离子点火；技术；应用中图分类号：O463+.2文献标识码：A文章编号：一、前言目前，国内的等离子点火技术有了很大的发展，其运用的领域也越来越广，与此同时，如何更好的使用等离子点火技术，使得其在电站锅炉中的使用可以更加的科学，已经成为了一个急需解决的问题。因此，本文研究电站锅炉等离子

2、点火技术，旨在为国内使用等离子点火技术提供更好的技术支持。二、等离子点火技术原理7等离子点火技术的基本原理是以大功率电弧直接点燃煤粉。利用直流电流（大于200A）在介质气压大于0.01MPa的条件下通过阴极和阳极接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体。其连续可调功率范围为50～150kW，中心温度可达6000℃。一次风粉送入等离子点火煤粉燃烧器经浓淡分离后，使浓相煤粉进入等离子火炬中心区，在约0.1s内迅速着火，并为淡相煤粉提供高温热源，使淡相煤粉也迅速着火，最终形成稳定的燃烧火炬。燃烧器壁面

3、采用气膜冷却技术，可冷却燃烧器壁面，防烧损、防结渣，用除盐水对电极及线圈进行冷却。三、等离子点火的燃烧机理由于高温等离子体的能量有限,它不可能与无限量的风速及煤粉相匹配,所以等离子燃烧器按多级放大的原理,设计成为四级燃烧区域。实验证明:设计运用多级放大燃烧,可使单个燃烧器的出力由2t/h扩大到10t/h。7等离子拉弧引燃挥发物区称为第一区,该区的引弧点火性能,决定了整个多级燃烧器运行的成败。煤粉首先在中心筒中点燃,根据燃烧器的不同进入中心筒的粉量一般在500～800kg/h之间,这部分煤粉在中心筒中稳定燃烧

4、,并在中心筒的出口处形成稳定的二级煤粉的点火源,依次逐级放大。另外在该区金属壁面加设了第一级气膜冷却技术,避免了煤粉的贴壁流动及挂焦,同时又解决了燃烧器的烧蚀问题。第二区为混合燃烧区,在该区内一般采用“浓点浓”的原则,环形浓淡燃烧器的应用将淡粉流贴壁而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧。这样做的结果既利于混合段的点火,又冷却了混合段的壁面。第三区为强化燃烧区,在一、二区内挥发分基本燃尽,为提高疏松炭的燃尽率采用提前补氧强化燃烧措施,提前补氧的作用在于提高该区的热焓进而提高喷管的初速度,达到加大火焰长度提高燃尽度的目的

5、,所采用的气膜冷却技术亦达到了避免结焦的目的。第四区为燃尽区,为了扩大燃烧器对一次风速的适应范围,等离子燃烧器的最后一级煤粉可不在燃烧室内燃烧而直接进入炉膛,疏松碳的燃尽率决定于火焰的长度,随烟气的温升燃尽率逐渐加大。四、锅炉等离子点火系统组成1等离子发生器这部分主要包括电磁线圈和阴和阳极板，用于产生电功率为50至150kW的空气等离子体。2供电系统这系统将三相380V交流动力电源经过可控全波整流变为可调电弧电压为250至400V的直流电源，负载工作电流可在200至375A范围内调节。在系统改造中分别从本厂

6、4个400V工作段中取一路电源变送至相应的整流柜，达到合格的直流电送给等离子发生器产出等离子电弧。3点火燃烧器点火燃烧器分一级燃烧室及二级燃烧室。等离子引弧装置的阴阳极板装在一级燃烧室内产生高温电弧，通过内置浓淡相将煤粉分离，使浓相煤粉与高温电弧发生强烈的电化学反应，致煤粉裂解，产生大量的挥发分并在高温电弧中被点燃。二级燃烧室放在一级燃烧室之后用于燃烧煤与粉挥发分，并通以二次风，使二级燃烧室冷却，补充炉膛内燃烧所需要的空气。74控制系统系统由CRT、PLC、角图像火检、通讯接口及数据总线构成，远程协调控制主

7、机DCS控制系统。西门子S7-300可编程控制器是该系统的主机核心，与各电源柜之间为数据通讯。集控室的操作系统控制界面采用独立的工业液晶显示屏，配有触摸式面板实时显示操作功能，为操作人员提供了简捷的操作方式。5辅助系统辅助系统由包括冷却水和压缩空气系统。冷却水系统提供合格的冷却水，用于冷却等离子装置的阴极、阳极及励磁线圈。为保证冷却水质的需要，采用了扩容机组闭式冷却水系统来提供冷却用水。压缩空气系统提供了合格的空气。五、等离子点火静态调试1等离子点火器与整流柜控制接口的调试整流柜控制采用西门子S7-200系

8、列可编程控制器，等离子上位机采用了西门子S7-300系列可编程控制器，两者为同一系列并通过接口模块实现网络连接。设计满足了生产过程控制的需求，调试比较顺利。在网络中进行地址码赋值对调检测，数据交换都正常。2等离子点火系统与主机热控系统接口的调试等离7子上位机和锅炉BMS系统之间原设计的接口信号有6对，其中BMS系统送给上位机的只有MFT信号。在具体调试中扩充了逻辑功能和通讯接口，进一步确保了锅炉安全稳定运行和方式