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摘要：当前，我国发电方式依然以火力发电方式为主。在火力发电厂中运用等离子点火装置进行发电，不仅操作简单，而且具有环保、安全等优点，因此被广泛地应用于火力发电厂中。本文对等离子点火系统进行了介绍，并对等离子点火装置的电气设计进行分析，以期为相关人员提供参考。
关键词：火力发电厂；等离子点火装置；电气设计
引言
随着科技的不断发展，在当前的火力发电厂中，等离子点火装置发挥着重要的作用，等离子点火技术以其安全、环保、简单、高效、经济等优势在火电厂中广泛被采用。现今的DLZ-200型等离子装置已经比较成熟，各方面也比较完善，其运行技术也逐渐实现规范化，要想将等离子点火装置更好的应用在电厂中，需要对其进行电气设计，进而发挥其作用。
1等离子点火装置的工作原理
等离子燃烧器与传统的煤粉燃烧器不同，它是借助等离子发生器产生的高温（4000～12000K）来点燃煤粉的，属于内燃型的燃烧器，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用高温等离子体点燃煤粉，煤粉在燃烧器内分级点燃、火焰逐级放大，可在燃烧器喷嘴处形成3～10米长的火焰。一般点燃的煤粉质量约5～15t/h之多，而等离子枪的功率仅50～300KW。等离子点火装置就是利用这种分级点燃、火焰逐级放大的原理进行发电的。
2等离子点火系统
等离子点火系统主要由等离子发生器、电源系统、载体风系统、冷却水系统、监控系统、压缩空气系统、制粉系统等组成。
2.1等离子发生器
等离子发生器是产生高温等离子弧的装置，主要由阴极组件、阳极组件、线圈组件组成。其工作原理是将低电压通过升压电路升至正高压和负高压，利用正高压及负高压电离空气（主要是O2）产生大量的正离子和负离子，而且负离子的数量大约为正离子的1.5倍。
2.2电源系统
电源系统由低压配电柜、电源控制柜、隔离变压器等组成。其基本原理是经过三相全控桥式晶闸管整流电路来控制三相交流电源，使其成为稳定电源，以此实现等离子点火器的停弧、启弧与功率调节等相关功能。
2.3载体风系统
载体风是等离子电弧的相关介质，在等离子电弧形成之后，应用线圈所形成的强磁场作用将其压缩成压缩电弧，而载体风需应用一定流速来吹出可以应用的电弧。
2.4冷却水系统
等离子发生器的阴极、阳极、线圈需要用除盐水进行冷却，冷却水要以较高的流速冲刷阳极和阴极，因此冷却水的压力不能低于0.3MP，在每台锅炉中都设置两台增压水泵，以确保达到较好的冷却效果。冷却温度不能高于30℃，否则冷却效果就会变差。
2.5制粉系统
为了满足在冷炉起动时磨煤机对一次风温度的要求，应配备冷炉制粉系统。一般采用蒸汽加热器对空气进行加热，加热器布置在磨煤机入口风门另设旁路上，加热器进口设一个电动隔绝风门，出口设一个电动调节风门、电动隔绝风门及电动调节风门在DCS上控制。
3等离子点火装置电气设计分析
现阶段在发电厂中，等离子点火装置的电气设计主要有以下几种设计方案。
图1方案一电气接线图
方案一，单元机组内单母线供电。单台机组的等离子隔离变（每台容量为200kVA）由单段380V母线供电，该段母线电源由一台变压器提供。该变压器高压侧取自与启动时先启动（一般为锅炉60％BMCR前）的给水泵不同的母线段。具体接线如图1所示。等离子所属的载体风系统电源柜电源分别取自本母线段和保安段。
方案二，单元机组内双母线供电。设置两台变压器，分别由本机组的6kV两段母线A、B提供电源，采用暗备用模式，具体电气连接如图2所示。等离子所属的载体风系统电源柜的双电源分别由保安段与本母线段提供。冷却水系统的两套控制柜电源由两母线段提供。
4方案比较
方案一的设计解决了单台电动给水泵启动时引发的母线段电压降低的问题，该方案在设计时的设备投资以及电缆投入较少，有效降低了设计成本，但是这种方案由单母线给等离子装置供电，在运行的过程中一旦母线失电，锅炉将无法被点燃，因此该设计的可靠性低，在实际的电厂发电中不经常采用。
方案二采用暗备用接线，二台变压器分别由中压段两段母线来供电。但是在实际的运行过程中，需要尽量避免由于电动给水泵的启动而导致电压降低，应先退出一台变压器，将母联开关闭合，在锅炉启动之后，锅炉进入稳燃状态后再分段运行。该方案的设计接线简单，运行可靠，但是设计时需要投入大量的资金，增加了设计的成本，因此一般不采用这种接线方式。
方案三中只应用了一台变压器，在一定程度上减少了设备的投入资金，并且各机组厂都是独立用电，减少了各机组之间联系，从设计整体上来看即节省了资金投入，而且电源可以互为备用，提高了设备的运行可靠性。总之，该方案与上述两种方案相比具有可靠性高、操作简单、成本低的优点，在火力发电厂中可以应用该方案。
结束语
综上所述，等离子点火装置在火电厂的应用，具有经济、安全、简单、环保等特点，在对等离子点火装置进行设计时应该考虑到这些因素。采用机组间双母线的设计方案不仅减少了设计成本，具有高可靠性，且运行方便，是等离子电气设计的最优方案。
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论文作者:宋跃强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：等离子论文; 母线论文; 装置论文; 火力发电厂论文; 系统论文; 方案论文; 电源论文; 《基层建设》2018年第5期论文;