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摘要：等离子点火技术在应用的过程中能够体现出十分明显的优势，其在应用的过程中可以很好的保证煤粉锅炉内部的无油点火和低负荷稳定运行，这项技术也实测烟煤锅炉运行的质量和水平得到了显著的提升。本文主要分析了等离子点火技术在烟煤锅炉上的应用，以供参考和借鉴。
关键词：等离子；点火；烟煤；稳燃
等离子点火技术在运行的过程中主要是一种新型的锅炉启停和稳燃的技术，这项技术在应用的过程中能够体现出非常显著的特点，它能够节约燃油，同时在运行的过程中不需要投入大量的费用，在这一过程中也体现出了非常明显的经济效益，在配电除尘器机组当中，因为不需要采用燃油点火的方式，所以点火期间就可以直接投入到电除尘器的运行当中，这样一来也体现出了非常好的环保节能优势。
1、等离子点火基本原理及燃烧机理
1.1基本原理
等离子点火系统点火的基本原理是采取大功率的电弧将煤粉直接进行点燃处理，在气压超过0.01MPa的气压环境中以及200A以上的直流电流作用下，阳极和阴极发生接触之后就会出现电弧，这样也就会在周围产生功率相对比较稳定的直流空气等离子，系统运行的过程中，中心的温度达到了6000℃，其功率的可变化范围为50—150kw。而在系统运行的过程中可以在点火煤粉燃烧器当中投入适量的风粉，之后再通过浓度的差异对其进行分离处理，浓相煤粉在这个时候就会直接进入到等离子货柜的中心区域当中，在0.1s就会点燃，此外在这一过程中也能供应高温热源给淡相煤粉，而淡相煤粉在这一过程中就可能会在高温热源的影响下出现火苗，这样一来就可以构建一个状态相对较为稳定的燃烧火炬。
1.2燃烧机理
高温等离子体因为在能量上存在着一定的不足，所以为了可以保证美分燃烧的实际效果，等离子燃烧器在运行的过程中一定要充分的使用多级放大的原理，将其设计成四级式的燃烧区域，在第一个区域主要是要将其设置成等离子拉弧引燃挥发物区，这一区域当中的引弧点性能会对多级燃烧器运行的质量和效果产生非常大的影响。在系统运行的过程中，首先需要在中心筒的内部点燃煤粉，在这一过程中必须要对煤粉的投入量予以严格的控制，一般其正常的范围是500—800kg/h，在实际的操作中必须要根据燃烧器自身的具体容积来确定。在中心筒的内部煤粉会处于相对较为稳定的燃烧状态，同时还会宰出口的位置形成一个稳定性相对较强的二级煤粉点火源，此外还要按照相关的顺序对其进行有效的放大处理。另外，在第一区的金属笔表面上还加设了气膜冷却系统，这样一来就有效的防止了燃烧器的腐蚀问题，此外还有效的避免了煤粉挂壁的现象。燃烧器当中的第二区主要是混合式燃烧区，在燃烧的过程中可以有效的应用环形浓淡燃烧器将浓粉直接添加到朱点火燃烧器当中，在这一过程中英爱充分的应用浓点浓的基本原则对其加以控制，这样的方式可以很好的保证混合壁面的冷却效果，同时能对混合部分的点火有一定的促进作用。第三区是加强燃烧稳定性的区域，煤粉在第一和第二区燃烧之后第三区会对其添加氧气，不断的增强其燃烧的效果，在这一过程中还要适当的对热晗进行适当的调整，使得火焰的长度有所增加，这样也就可以十分有效的提升燃烧的质量。第四区主要是煤粉直接进入到炉膛当中，不需要等离子燃烧器室内燃烧的辅助，这样一来就可以更好的适应风俗的变化，这个时候主要的影响因素就是疏松碳的燃烧率，燃烧率会在住而已这一过程中随着气温的提升而不断的提升。
2、等离子点火系统的实例设计
以某电厂典型的4×300MW机组等离子点火系统的设计方案为例，该等离子点火系统包括等离子燃烧器和发生器、控制系统、直流供电系统、图像火检系统、压缩空气系统、冷却水系统等组成。
2.1等离子燃烧器和发生器
在结合该电厂锅炉的实际情况后，可将处于A层的四支主燃烧器重新设计成点火燃烧器。改造后的等离子点火燃烧器包括第一、二级燃烧室、引弧装置及气膜冷却系统等部分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第一级燃烧室内设置浓淡系统，煤粉在燃烧室内与等离子电弧产生剧烈的电化学裂解反应后，将产生大量的挥发份并迅速被点燃；在第二级燃烧室内，挥发份和煤粉混合物剧烈燃烧，而气膜冷却系统则负责对二级燃烧室壁的冷却，同时将固定碳喷出至炉膛内并补充所需要的空气。
2.2控制系统和直流供电系统
该电厂内可供应4×250kVA的AC380V容量的电源及开关，并分成四路向四台隔离变压器分别输送，再与整流柜相接。
2.3图像火检系统
在每个靠近等离子点火燃烧器的看火孔上分别安设一个火检探头，以保证对等离子点火装置的正常运行情况进行实时监视，其监视视频信号传送至集控室内的四画面分割器中，后经信号处理再传送至工业电视中。火检冷却风由新增的两台离心载体风机同时提供。
2.4压缩空气系统
此系统可直接由该厂两台新增的离心风机提供，压力要大于0.3MPa，并确保压力稳定，空气要干燥、洁净、稳压。系统的压力满足信号传送至整流柜，压力的开关信号传送至等离子发生器。
2.5冷却水系统
为了对等离子发生器提供安全性保护，其线圈和阳、阴极要用水进行冷却。冷却水要经过除盐化处理，每台设备的用水量在8t/H左右，系统的水温要低于40℃，压力要控制在0.2～0.4MPa，回水压力为大气压力。
3、需注意的问题
在对该系统进行设计时，要对热工保护进行分析，并充分考虑如下问题：冷却系统中压缩空气的品质必须洁净，如果包含油或水，则等离子发生器的阳极就会被污染，导致断弧或引拉弧失败等事故，其点火系统的可靠性无法保障；在锅炉处于冷态的点火初期，要对等离子点火装置进行细致的调试，再投运并直接点燃煤粉，才能获得高燃烧率；系统点火运行时，等离子燃烧器的电弧可能会发生熄火现象，部分煤粉未燃尽并被喷入炉膛，威胁炉膛的安全。
4、经济及社会效益分析
300MW机组在试运行期间，要经历汽轮机的冲转、电气试验、大负荷运行等过程，而此时锅炉无法完全断油或投运磨煤机运行，需要消耗大量的燃油。按照以往试运行经验，第一，三台机组试运行期间耗油为3500t左右，第二，四台耗油为2000t左右。整套机组燃油消耗总量11000t，燃油费为3000元/t，则燃油总耗费为3300万元。
如果初期试运行采用的是离子煤粉点火系统，总燃油消耗量应低于2000t，燃油总耗费为600万元；按照相等的发热量，所需总原煤量为（设计煤种的低位发热量21000kJ/kg，燃油低位发热量4.18×104kJ/kg）：（11000-2000）×4.18×104/21000=17.9×103t。原煤价格为400元/t，则燃煤总费用：17.9×103×400=717万元；系统点火器的材料消耗费约为10万元；机组总耗电约为60万元（电价0.23元/kW.h）。改造后总的费用消耗为：600+717+10+60=1387万元，经济效果明显。
另外，该系统在锅炉点火时，就可启用电除尘装置，避免烟尘对环境造成污染，有明显的社会效益。
5、结束语
通过以上对等离子点火系统的探讨，我们可以很直观的了解到，该系统不仅能够完全满足锅炉在启动和低负荷助燃的功能，还具有相当的可靠性和稳定性，其所产生的经济和社会效益也非常明显，应用及推广前景巨大。
参考文献：
[1]王桂莲，杨国文.金堂电厂等离子点火装置的调试及启动[J].工业设计.2011（09）
[2]黄香彬.等离子点火防止炉膛爆燃的措施[J].科技创新导报.2011（36）
论文作者:梁亚方
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签：等离子论文; 系统论文; 煤粉论文; 过程中论文; 燃烧器论文; 锅炉论文; 燃油论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;