摘要：等离子点火技术的成功运用，燃煤火力发电厂大大减少启动燃油的消耗。节能降耗是火电厂发展的趋势，本文主要介绍了崇信发电厂等离子体点火系统组成、构造、原理、维护注意事项。
关键词：等离子；点火系统；组成；注意事项
崇信发电有限责任公司 1、2号锅炉为哈尔滨锅炉厂，采用HG-2145/25.4-YM12型超临界、一次中间再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧方式、固态排渣、平衡通风、全钢构架、全悬吊结构Π型变压运行直流锅炉。
1、等离子体点火系统的组成
1.1 点火系统有
崇信电厂安装的等离子燃烧系统由点火系统和辅助系统两大部分组成。点火系统由等离子燃烧器、等离子点火器、电源控制柜、隔离变压器、控制系统等组成
1.2. 辅助系统有
载体风系统、冷却水系统、图像火检系统、 冷炉制粉系统、一 次风在线监测系统、燃烧器壁温监测系统。
1.3 每台锅炉等离子点火系统共设计有五套等离子点火装置，分别对应A磨煤机五个煤粉燃烧器，系统控制是通过与DCS通讯联系方式，进行等离子点火系统的控制。
1.4 A磨煤机燃烧器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，可较大减少燃油量；在锅炉正常运行时，该燃烧器出力及燃烧工况与原来保持一致。
系统主要结构部件（图一）
2、等离子发生器的构造及原理
2.1、构造：点火器为磁稳空气载体等离子发生器，它主要由线圈组件（由导电管绕成的线圈、绝缘材料、进出水接头、导电接头、壳体）、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）、阳极组件（由阳极、冷却水道、压缩空气载体风通道及壳体等构成）组成。
2.2、原理：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。
3、等离子系统组成
3.1、等离子体点火机理：等离子体是指被电离的气体。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－、H2－、OH－、O－、H＋）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧，除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下提高20% ～ 80%的挥发份，即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义正、负电核数相等，对内为良导体，对外为中性。
3.2、等离子载体风系统：载体风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，需要载体风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载体风系统，压缩空气载体风的要求是洁净的而且是压力、流速是稳定的。
等离子点火装置上发生器前的载体风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电源柜。载体风系统中同时设计有备用吹扫空气管路，吹扫空气取自图像火检探头冷却风机出口母管，用于保证在锅炉高负荷运行、等离子点火器停用时点火器不受煤粉污染。
运行中，适当压力的载体风压及风压的稳定性对等离子系统运行的好坏有很大关系。一般运行中等离子载体 风压不应低于0.8kpa。
3.3、等离子冷却水系统：为保护等离子点火器，需用水冷却阴、阳极及线圈。运行时等离子点火器进入口设有压力开关及手动阀门，以保证了等离子点火器的安全。单台等离子点火器设备最大用水量8t/h。冷却水泵控制柜通过硬接线送到DCS，2台水泵互为备用，可远方、就地操作。等离子运行前一定做好对冷却水系统的全面检查，确保供、回母管畅通。否则，严重影响系统运行，至烧毁点火器及阴阳极，造成重大损失。
3.4、图像火检系统：为监视等离子点火燃烧器的火焰情况，方便运行人员进行燃烧调整，在经过改造的等离子点火燃烧器上各安装1套图像火检装置。具体方案为在燃烧器后端面的窥视孔位置安装一支图像火检探头，探头套管沿外旋流二次风风室一直向前延伸到燃烧器前端面。探头套管的前端内部安装有CCD探头，五路视频信号送至工业电视系统。等离子图像火检探头冷却风（含等离子发生器吹扫风）由火检冷却风机（两台，一运一备）提供。等离子图像火检画面可与锅炉火检进行自由切换。
火检安装的好坏直接影响到火焰效果。火检探头安装位置位于燃烧器上部二次风箱上，在炉膛架子未拆除之前进行安装，以便于安装尺寸定位及火焰中心和火检视角的效验。
4、冷炉制粉系统
采用直吹式制粉系统的锅炉在安装等离子点火系统时所要解决的首要问题就是在锅炉冷态启动条件下使磨煤机具备启动条件，并磨制出合格的煤粉。
根据实际情况，在锅炉冷态启动时利用蒸汽将磨入口热风温度加热到制粉需要的温度。暖风器装设在热一次风母管上。蒸汽加热器的汽源取自厂用高压辅助蒸汽，蒸汽参数参数为压力0.8～1.3MPa（绝压）、温度300～350℃。加热器设计的进口空气温度为20℃，出口可加热至160℃。
5、等离子点火时的安全注意事项：
5.1 在锅炉启动过程中，必须在确保安全的条件下实现等离子点火，特别是防止发生炉膛爆破、二次燃烧等设备损坏和人员伤害事故。
5.2在就地观察炉膛燃烧情况时身体应站在观火孔侧面，防止炉膛负压波动时火焰喷出伤人；炉膛燃烧不稳时严禁在观火孔、人孔等部位停留。
5.3 冷炉点火，点火初期尽可能提高等离子点火初期的燃尽率。
5.4 初始投入煤量应尽可能满足点火最佳浓度的要求，点燃以后再将投入煤量适当降低，以满足启动曲线的要求。
5.5 点火初期因含粉气流浓度较低，一次风管路堵粉的可能较小，一次风速度可控制在18m/s以下，并适当提点火功率；待点燃后再适当提高一次风速，降低点火功率。
5.6 等离子点火初期应加强飞灰可燃物的监测，如飞灰可燃物偏高，应适当调整一、二次风速、磨煤机出力、煤粉细度、各一次风管间的流量分配、点火功率以至更换煤种等，尽可能改善燃烧情况。要防止风煤配比不当，一、二次风量过小，使可燃物进入尾部受热面内沉积；或者一、二次风量过大，使带入烟道以至风道的可燃物过多。
5.7 等离子点火过程中，空气预热器的吹灰装置必须投入运行，吹灰前应认真进行疏水，防止因疏水带入，造成空气预热器堵塞。遇下列情况时，应增加空气预热器吹灰次数以至连续吹灰，严防可燃物在空气预热器中自燃或被吹入烟、风道自燃、爆炸；应及时检查省煤器下灰斗，空气预热器下部灰斗，除尘器灰斗、仓式泵、粉煤灰仓及其布袋除尘器，及时清除可燃物含量较高的飞灰，防止烧坏设备及堵塞下灰系统。
5.8.等离子运行时要注意内外壁温度、风压、水压、火检信号。就地也要检查等离子是否拉弧正常。发现异常故障隐患时要及时处理，把故障消灭在萌芽状态。每次停炉检查或更换阴极头时一定要带着清理阳极用的刷子、砂纸、手电，检查阳极是否漏水，检查中心筒是否结焦、检查阳极支架里是否有脏东西和脱落的刷毛，从而减少设备的故障率，提高等离子的稳定性。定期维护，勤保养。
6、结束语
等离子技术在燃煤火电厂已经得到广泛的应用，无油启动的方式使得燃煤火电厂开停机费用减少一大笔油消耗开支，真正实现“安全、环保、经济”的运行方式。等离子设备要定期保养，提高设备利用率。平时做好监视和维护工作。
参考文献：
[1]烟台龙源电力技术股份有限公司电厂技术培训资料 2009
[2]朱全利，600MW锅炉设备及系统[M]. 北京：中国电力出版社，2006
论文作者:张少泽,王静
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/6
标签：等离子论文; 系统论文; 阳极论文; 载体论文; 锅炉论文; 点火器论文; 可燃物论文; 《电力设备》2018年第28期论文;