雒得齐

(中国能源建设集团广东火电工程有限公司，510700）



火力发电厂锅炉等离子点火改造调试分析

雒得齐

(中国能源建设集团广东火电工程有限公司，510700）

摘要：当前火力发电厂锅炉在进行点火时通常采用等离子点火法进行引燃，本文对目前较为通用的等离子点火技术进行工作原理分析，通过介绍等离子点火系统的设备组成和具体的应用状况，探讨不同燃烧条件的变化对等离子点火效果的影响，以及在具体工作过程中对等离子点火的稳定性和效率造成较大影响的因素,提出等离子点火系统的技术改造建议。

关键词：火力发电厂；等离子点火技术；改造调试分析策略

0　引言

火力发电在我国电力市场上，尤其是在北方地区仍占据较大的生产份额，在燃煤火力发电厂中，截止2011年底，每年用于锅炉启动和用于低负荷稳燃的油耗仍旧保持在480万吨左右。随着我国电网的建设，电网的容量不断增加，居民的电量消费逐年扩大，电网承受的峰谷差将会逐年扩大，为了保证电网的正常运行，火电锅炉将会面临长时间的低负荷运行的状况，这就导致了火力发电锅炉燃用油的大幅度增加。在这种条件下，锅炉点火技术应用和技术革新对于降低锅炉启动过程中的燃油使用量的控制和低负荷稳燃过程中的用油量具有重要意义，能够减少发电过程中的资源浪费、实现节能减排。

1　火力发电厂锅炉等离子点火系统工作机理

通过对火力发电厂锅炉等离子点火装置在燃料引燃过程中的工作机理分析，在锅炉内的介质气压大于0.1MPa的条件下，点火装置通过对直流电流进行控制，将锅炉内的空气进行电离，在强电磁场中得到电离出的等离子体，形成局部高温，处于这个高温中的煤粉迅速破裂粉碎释放出挥发物，形成气相反应，煤粉在气流的带动下实现加速燃烧。

锅炉内的等离子体的能量能够使周围的颗粒不均一的煤种迅速燃烧，但是这个引燃只能控制在局部，这个高温的局部与整个锅炉的面积相比是有限的，为了保证引燃的效果，必须对锅炉内的气流进行控制，并将整个引燃过程分割成梯级实现逐级引燃。点火燃烧器的分级燃烧是决定整个燃烧器引燃效果的关键环节，通过对锅炉内的风粉浓度和空气流通速度的控制，实现锅炉内的可燃物的多级燃烧和火势的扩大。

2　火力发电厂锅炉等离子点火系统配置

火力发电厂燃煤发电锅炉的点火系统主要包括等整流变压器、直流电源柜等变压供电设备和线路、等离子发生器、点火燃烧器、控制系统、冷却系统、压缩空气系统等。

等离子点火系统利用等离子电弧对煤粉等较小颗粒的燃料直接引燃。在这个工作过程中，作为工作核心的等离子发生器通过电离，形成功率范围达到50到150千瓦的等离子气体。等离子发生器的构成并不复杂，其组成元件主要包括电子发射枪、线圈和阳极，等离子发生器能够实现1000小时以上的连续作业。直流电源柜通过配备整流变压器，能够将普通的交流电转换成直流电，为整个点火系统供电。点火燃烧器通过与等离子发生器配合使用，实现对煤粉的引燃。控制系统主要由数据线路、通讯接口、PLC和CRT组成。辅助系统在整个系统的运行中供给压缩空气和进行相关元件的冷却，维持整个点火系统的正常运行。

3　火力发电厂锅炉等离子点火改造调试分析

3.1火力发电厂锅炉等离子点火使用条件分析

火力发电厂锅炉等离子点火技术还不成熟，其点火的适用条件较高，受技术水平的限制多。根据目前的工程使用过程中记录的数据进行分析，锅炉在使用燃烧效率较低的烟煤和褐煤时，烟煤的煤质应满足灰分小于或等于35%，褐煤的灰分应等于或低于30%.通过对燃煤的各项参数进行记录和实验，在等离子点火过程中调整煤粉细度和浓度、风速以及对温度和等离子发生器的功率进行调控，完成锅炉内燃煤的点火作业。

为保证电网的电压的稳定，锅炉需要等离子点火进行保证稳燃。锅炉燃烧过程发生波动或需要降低负荷时，启动等离子点火装置实现锅炉的稳定运行。在稳燃过程中，等离子点火系统通过对燃烧器的控制，间接实现锅炉内燃煤的稳定燃烧。通过实践经验可以得知，在降低负荷前启动等离子点火系统，然后进行各项降低负荷的操作能够有效保证锅炉的稳燃。

3.2等离子点火系统点火改造动态调试

锅炉火力发电厂锅炉等离子点火系统的调试可分为动态调试和静态调试。其中，静态调试包括点火器与整流柜控制接口、主机的热控制系统接口的各项调试，它主要是在网络中进行数据交换和结果检测。动态调试重要包括空载动态调试和带制粉系统的空载调试，空载动态调试主要是对冷却装置和压缩空气等辅助装置来实现对引弧参数值的检测。带制粉系统的空载调试要求风温和压强控制在合理的范围内，防止产生通风不畅或通风阻力过大等问题。在等离子点火器运行期间，要通过有效的监控和反馈系统对燃烧器自身的安全问题进行监控，监控的对象有锅炉的受热面、等离子燃烧器的壁温波动等。在点火初期，锅炉温度较低时，极易产生因壁温过高而导致的结焦、结渣现象，如果不能对这些问题进行有效的控制，极易导致燃烧器的损坏。

通过等离子点火动态调试分析可知，等离子点火器在工作过程中，由于压缩空气不干净或者频繁的拉弧点火会导致等离子点火装置燃烧器等元件的损坏，缩短等离子点火装置的使用寿命。为此，火力发电厂的锅炉在运行过程中，需要对通入点火装置中的空气进行有效的处理或使用仪用压缩空气，通过控制连续两次拉弧需要的间隔需要降低燃烧器的温度，保证点火系统始终保持正常的使用状态。通过动态调试对锅炉的安全问题进行预控,锅炉的MFT（主燃料跳闸）是安全保护的核心，对预先确定的各种安全运行条件是否达到要求进行连续监视，一旦出现危及锅炉运行的工况，等离子发生器立即跳闸，以避免事故的发生。

3.3等离子点火经济效益分析和减排效果分析

采用等离子点火装置能够有效减少发电厂在锅炉点火初期频繁的点火和低负荷燃烧，很大程度上减少了点火所用的燃油使用，运行水平越高，设备安装越完善的锅炉，点火初期的油耗越低，在点火过程中，从启动指令发出到实现拉弧成功这个过程所需的时间不超过15s，有效解决了锅炉运行初期的引燃难题，提高锅炉运行的效率，这是直接的经济效益。在燃烧过程中，等离子点火能够有效降低锅炉的运行成本和耗电费用，具有高回报的优势。其创造的间接效益和社会效益巨大，等离子点火能够有效控制燃油的使用，减轻因燃油造成的大气污染。相同的负荷水平，由于燃煤数量的减少，有效降低了二氧化硫、二氧化碳、粉尘等有害物质的排放。运行过程中能够有效保护电极等原件免收油污的污染，延长原件的使用寿命。等离子点火系统的性能稳定，设备的运行和维护费用较低。

4　小结

在对火力发电厂锅炉等离子点火系统进行分析和调试过程中，等离子点火系统的优势已经得到初步的证明，等离子点火系统的使用不仅降低和减少了锅炉启动过程中燃油的消耗，而且有效保证了燃烧过程中锅炉的运行状态的稳定。其设计对于火力发电行业经济效益的提高和有害物质排放的减少具有重要的推动作用。等离子点火设备在运行过程中，能够根据计算机的控制完成点火作业，并保证整个机组的安全运行。由于等离子点火技术尚处于起步阶段，在使用过程中出现的问题仍需要引起我们重视，通过技术革新和不断地改造，实现等离子点火系统配置的不断完善和性能的不断提升，这也将为国内火力发电行业的节能减排开辟新路。

参考文献

[1] 郭赉佳.四角切圆超临界直流锅炉等离子点火技术应用[J] .华东电力,2008(02) .

[2] 朱军.火力发电厂调试冲管阶段汽水管道与支吊架安全性分析[J] .湖北电力,2007(05) .

Analysis on the reformation and adjustment of plasma ignition of boiler in thermal power plant

Luo Deqi
(China Energy Construction Group Guangdong Thermal Power Engineering Co.,Ltd. 510700)

Abstract：At present thermal power plant boiler ignition usually by plasma ignition method for ignition, this paper on the more general plasma ignition technology was used to analyze the working principle, through the introduction of plasma ignition system and the concrete application of and discuss different combustion condition of changes of plasma ignition effect influence,and in the specific work process of plasma ignition stability and efficiency caused by greater impact factors,the plasma ignition system of technical advice.

Keywords：thermal power plant;plasma ignition technology;transformation and debugging analysis strategy