[等离子点火系统在台山电厂的应用] 台山电厂待遇

摘 要：近年来，随着原油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被做为一项重要的指标来考核，为了减少重油（天然气）的耗量，等离子点火系统由此而产生并得到国家发改委的大力支持，进行广泛推广，台山电厂#3，4机组采用山东烟台龙源公司的等离子点火系统，#3机组在调试过程以及168期间未使用一滴油，实现了无油启动。关键词：等离子；工作原理；点火系统中图分类号： TM6 文献标识码：A1等离子工作原理1.1点火机理等离子装置利用直流电流（280---350A）在介质气压0.01-0.03Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T>5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。1.2等离子发生器工作原理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、阳极组成。其中阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成。阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。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。其拉弧原理为：首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，为点燃不同的煤种创造了良好的条件。2等离子点火燃烧系统组成2.1等离子燃烧器等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器，与以往的煤粉燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。2.2等离子发生器等离子发生器是用来产生高温等离子电弧的装置，其主要由阳极组件、阴极组件、线圈组件三大部分组成，还有支撑托架配合现场安装。阳极组件与阴极组件包括用来形成电弧的两个金属电极阳极与阴极，在两电极间加稳定的大电流，将电极之间的空气电离形成具有高温导电特性等离子体，其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极，带负电的离子及电子流向电源的正极形成电弧的阳极。线圈通电产生强磁场，将等离子体压缩，并由压缩空气吹出阳极，形成可以利用的高温电弧。2.2.1阳极组件阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体等构成。阳极导电面为具有高导电性的金属材料铸成，采用水冷的方式冷却，连续工作时间大于500小时。2.2.2阴极组件阴极组件由阴极头、外套管、内套管、驱动机构、进出水口、导电接头等构成，阴极为旋转结构的等离子发生器还需要加装一套旋转驱动机构。阴极头导电面为具有高导电性的金属材料铸成，采用水冷的方式冷却，连续工作时间大于50小时。2.2.3线圈组件线圈组件由导电管绕成的线圈、绝缘材料、进出水接头、导电接头、壳体等构成。2.2.4等离子电气系统等离子发生器电源系统是用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置。其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路将三相交流电源变为稳定的直流电源。其由隔离变压器和电源柜两大部分组成。电源柜内主要有由六组大功率晶闸管组成的三相全控整流桥、大功率直流调速器6RA70、直流电抗器、交流接触器、控制PLC等。2.3等离子空气系统压缩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，需要压缩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压缩空气系统，压缩空气的要求是洁净的而且是压力稳定的。（1）压缩空气有两台风机，两台互为备用，将冷空气分别送到等离子点火装置。（2）等离子点火装置上的压缩空气管道上设有压力表和一个压力开关，把压力满足信号送回本燃烧器整流柜。（3）等离子点火装置入口的压缩空气压力要求不小于7KPa.2.4等离子冷却水系统等离子电弧形成后，弧柱温度一般在5000K到30000K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。通过大量实验总结出为保证好的冷却效果，需要冷却水以高的流速冲刷阳极和阴极，因此需要保证冷却水不低于0.3MPa的压力。另外，冷却水温度不能高于30℃，否则冷却效果差。为减少冷却水对阳极和阴极的腐蚀，要采用电厂的除盐化学水。1）冷却水系统有两台冷却水泵，两台互为备用。2）冷却水经母管分别送至等离子点火器，单个等离子点火器的冷却水用量约为10T/H，冷却水进入等离子装置后再分两路分别送入线圈和阳极，另一路进入阴极。管道上设有手动调节阀，用于调整等离子点火器冷却水流量，同时安装有冷却水压力表，压力开关，压力满足信号送回本等离子整流柜。3）每台等离子发生器来水管路装有压力开关，压力满足信号送至控制系统PLC，保证等离子点火燃烧器投入时冷却水不间断。2.5暖风器点火初期，炉膛温度很低，一次风温度不能满足送粉要求，配置了暖风器.暖风器安装在F磨一次风热风管道上，利用厂用辅汽加热一次风。其疏水进入疏水扩容器排出。3增加等离子燃烧器后锅炉BMS逻辑的修改为保证机组的安全及等离子点火系统的正常运行，需对BMS逻辑进行以下修改：在BMS中设计磨煤机“正常运行模式”与“等离子运行模式”两种运行模式，并可相互切换，从而实现磨煤机BMS逻辑切换功能；“正常运行模式”运行时，磨煤机维持原有的BMS逻辑；“等离子运行模式”运行时，磨煤机BMS启动条件中增加由等离子装置可编程控制器S7-300送来的等离子发生器工作正常信号，同时略去点火能量满足的条件；在主控室DCS终端上增加“等离子点火装置故障”信号，任一角等离子点火装置异常时，S7-300送信号至DCS终端发声光报警；“等离子运行模式”运行时，任意两角等离子装置工作故障时，等离子控制器S7-300送信号至BMS，保护停磨煤机；“等离子运行模式”磨运行时，F磨煤机跳闸，等离子点火器跳闸；锅炉MFT时，等离子点火器跳闸，并禁启；磨跳闸信号与锅炉MFT两个信号“或”后送至等离子控制器S7-300；磨煤机运行时，等离子燃烧器的火焰保护仍采用锅炉原有的火检装置，保护逻辑为“四取三”，图像火检仅用来帮助运行人员观察等离子燃烧器火焰的燃烧情况。结语等离子点火系统在台山电厂获得了很好的应用，为台山电厂的点炉节省了大量成本，点火过程极其可靠，值得其它兄弟单位借鉴。参考文献[1] 解志宏.等离子点火技术在达拉特发电厂旋流燃烧器中的应用?[J].华北电力大学（河北），2007.[2] 魏薇.等离子点火技术在宣威电厂10号机组中的应用[J].中国电力，2005.

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