等离子点火装置改造和应用研究

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1、等离子点火装置改造和应用研究　　【摘要】火力发电厂锅炉点火和稳燃用油被作为一项重要的指标来考核，为了减少重油（天然气）的耗量，传统的做法是提高煤粉的磨细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度，采用预燃室燃烧器，选用小油枪点火枪等等，但是这些方法已到了尽头，必须采用同传统上完全不同的全新工艺。直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥发份较低的（10%）贫煤，实现锅炉的冷态启动而不用一滴油，是未来火力发电厂点火和稳燃的首选设备。【关键词】电站；锅炉；等离子等离子作为一种较为先进的点火技术现已被很多电厂采用，但多数是基建时就直接安装使用，许多老电厂也想使用等离子点火器但很少有实践依据，现将

2、福建大唐宁德电厂等离子改造的情况作为分析。1.改造方案6原设计方案为：拆除前墙下层原燃烧器的中心风管及其内部的油枪，将其替换为可实现分级点火的等离子燃烧器，在原一次风管上加装分叉管，引出部分煤粉为等离子燃烧器供粉。在锅炉点火启动阶段，一次风分叉管上的插板门打开，原一次风管内的部分煤粉通过分叉管被引至等离子燃烧器，煤粉被等离子电弧点燃并喷入炉膛；一次风管内剩余的煤粉继续沿一次风管进入原燃烧器的一次风室，并向前喷入炉膛后被等离子燃烧器所产生的煤粉火焰点燃。在锅炉高负荷运行阶段，一次风分叉管上的气动插板门关闭，所有煤粉仍按原设计路径进入燃烧器的一次风室，燃烧器完全按原设计方式运行。等

3、离子燃烧器的外形尺寸完全按照原燃烧器的中心风管设计，只需将前墙下层燃烧器中心风管从燃烧器后端抽出，将等离子燃烧器插入即可。加装等离子点火装置后前墙下层燃烧器与锅炉厂设计唯一不同的是其中心油枪被拆除，其点火及助燃的功能将由等离子发生器替代。6改造方案：为了完善等离子燃烧器，彻底解决原分叉管设计方案出现的问题，进一步对等离子燃烧器进行改造，整体更换原一次风喷嘴为等离子燃烧器，彻底取消英巴燃烧器原设计的中心风筒及油枪结构，取消原设计等离子燃烧器的分叉管结构，用等离子点火器代替原来的油枪，一次风由原设计的带有一定旋流的方式改为纯直流方式进入燃烧器，同时增大原英巴燃烧器一次风筒的喷口截面

4、积，并在一次风与二次风之间增加夹层风（改原来中心风为夹层风），取消原分叉管电动调节机构和电动插板门电气和控制部分，其它电气、控制以及辅助系统不做任何改动。等离子点火燃烧器的外形尺寸完全按照原燃烧器的一次风部分设计，现场改造时只需将前墙下层燃烧器一次风结构从燃烧器后端抽拆出，将等离子燃烧器插入，等离子燃烧器入口与带有浓缩机构的一次风弯头用法兰连接；等离子点火器沿轴向插入等离子燃烧器，由支座安装在一次风弯头上；一次风粉由一次风弯头进燃烧器见图1。图1为等离子燃烧器改造方案在锅炉点火和稳燃期间，该燃烧器具有等离子点火和稳燃功能；在锅炉正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能，且在出力方面

5、及燃烧工况与原来保持一致。2.改造前后性能比较改造前：原设计方案为了尽量保证等离子燃烧器与原英巴型燃烧器性能完全相同，虽然保证了燃烧器在正常运行时的性能，但此方案限制了等离子装置的设计空间，影响了其点火效果和煤种适应性，容易造成燃烧器结焦甚至烧坏燃烧器；同时这种方案等离子系统的运行调试难度较高，检修和维护工作量大。改造后：2.1与原有燃烧器相比较对一次风筒的内部结构有较大改变，一次风筒内的油枪及中心风取消，正常运行中原有的四周浓缩变为中心浓缩。原有的浓缩含粉气流接触的是相对较冷的二次风，改造后的燃烧器浓缩的煤粉集中在一次风管中心（中心为高温烟气回流区），更容易着火，同时实现浓淡

6、燃烧，降低NOx。62.2改造后增加了多项防止燃烧器结焦的措施设计采用电磁线圈磁压缩作用的长距离输送等离子发生器，并沿燃烧器轴向布置，这样，在燃烧器的内部结构设计上避免了一次风、等离子流可能形成的回流区，是避免结焦的主要措施。2.3增加监测手段在每台等离子燃烧器热负荷较高的区域，增加2个燃烧器壁温测点，并在逻辑上增加“燃烧器壁温高声光报警”，运行中发生“燃烧器壁温高声光报警”时，及时调整给煤量、一次风量，可以很快消除结焦的隐患。2.4改造后等离子燃烧器系统进一步优化关键设备寿命提高等离子燃烧器充分考虑了在作为主燃烧器使用时的耐磨损、耐烧损问题，寿命能满足锅炉检修周期的要求。3.

7、改造前后经济性对比改造前：由于等离子磨煤机运行不稳定，等离子燃烧器燃烧不稳定，得伴油枪运行，在机组达到冲车参数时，磨煤机燃料量在27T/h左右，同时还有3T/h的燃油量，机组启动一次耗油达40吨。6改造后：由于设备性能改善，真正实现冷态无油点火，无油稳燃，而且运行稳定，只有在升温冲车投其它磨煤机时，需投油枪点火，每次启动耗油8吨，节约燃油32吨，按每吨燃油5000元计算，每次启动可节省燃油费用16万元，按单台机组全年启停3次计，单台机组年节约费用48万元。由于设备可靠性提高，部件损坏大大减少