摘要：随着我国近几年火电燃煤机组产能过剩，以及国家节能环保方针路线的要求。火电厂燃煤机组投产后需要频繁的参与深度调峰，而在参与深度调峰及燃烧不稳期间均需要投入等离子稳然系统。等离子装置电源进线配置的可靠性是取决于等离子装置是否能够安全稳定长周期运行的主要因素。为切实提高等离子电源进线配置的可靠性，本文简要的介绍了常规的火电厂燃煤机组等离子电源配置设计方案，并根据现场实际对等离子电源进线配置方案提出了优化的建议。
关键字：等离子；设计；建议
1前言
等离子点火装置是利用直流电流在介质气压（0.01～0.03）MPa的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在特定设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度梯度极大高温火核，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，在千分之一秒内迅速释放出挥发物，再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反映是在气固两相流中进行，使煤粉的燃烧速度加快，大大的减少了促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。而等离子装置能否接触引弧而输出持续的“火核”主要取决于其上级是否能够稳定提供持续稳定的能量源（电源）。
2正文
目前国内大型的火电厂燃煤机组燃烧器的主要布置方式为前后墙对冲式和四角切圆式两种方式。一般每台机组的下层燃烧器（A层、B层）分别独立配置两层等离子点火装置，每层等离子装置电源分别取各自锅炉等离子变下的PC 段，如图1。两台机组总的工程造价约600万元。此种等离子电源配置方案虽然将电源全程独立设计可靠性较高，但在实际应用中存在一些弊端，若单台机组等离子变故障时，机组的等离子系统将无法正常工作。以下结合现场实际应用提出几种优化方案。
图1 常规等离子电源配置方案
改进方案1：取消一层磨煤机等离子装置，单独供电，如图2。
对于燃烧器布置方式为四角切圆的火电厂燃煤机组而言，由于炉膛内的扰动性极高。四角仅有两个角拉弧成功的话就能引燃，极端情况下仅一个角的等离子正常工作情况下，同层的其它燃烧器也能被引燃。对于燃烧器四角切圆布置的火电厂燃煤机组而言仅布置一层等离子就能够满足要求，减少一层等离子系统可以节约工程造价约300万元。
对于燃烧器布置方式为前后墙对冲的火电厂燃煤机组而言，如仅有一层等离子装置点火，对侧磨煤机启动后仅能够通过对侧引燃，会导致约30%的煤粉没有完全燃烧变进入风烟系统，不仅加剧了炉膛的磨损程度，还可能会导致锅炉尾部再次燃烧事故，不符合2014年04月15日国家能源局发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义》。未完全燃烧煤粉的存在，不仅增加了厂用电率，还与国家节能环保方针路线相违背。单层等离子点火将极大的拉长锅炉启动时间，增大对侧成功点火的难度。因此设置单层等离子装置设计仅适合燃烧器为四角切圆布置方式的火电厂燃煤机组。
图2 改进方案1：取消一层磨煤机等离子装置，单独供电
改进方案2：在方案1的基础上将等离子装置电源增加一路临机等离子PC段作为本机PC段故障后的备用电源，如图3。
此种改进方案在方案1的基础上优化了等离子PC段进线电源。当本机等离子PC段故障后可以迅速切换至临机等离子PC段供电。
图3 改进方案2：取消一层，等离子电源取自本机等离子PC段或临机等离子PC段
改进方案3：两台机组分别交叉配置电源，如图4。
对于燃烧器布置方式为前后墙对冲机组而言，为保证等离子工作的可靠性，一般新机组或后期改造机组均设计两层等离子点火装置。如等离子电源采用常规设计配置，当单台机组等离子PC段故障时，等离子系统将无法正常工作，影响机组的调峰及稳燃。为了消除等离子PC段故障引起的等离子系统故障，将常规的等离子电源设计为两台机组交叉配置方式。因两台机组存在同时投运两层等离子，而其它极端故障运行工况很少出现，极端运行工况基本可以忽略不计。因此可在常规的设计上大幅度的减少了等离子变的容量，不仅可降低工程造价约10万元，而且减少了后期等离子变的日常检修与维护。
图4 改进方案3：两台机组分别交叉配置电源
3结论
燃烧器采用四角切圆的大型火电厂燃煤机组在基建后后期改造建议采用单层等离子电源配置建议采用方案2，此种方案增加了一路等离子备用进线电源，两台机组任一等离子PC段故障均不影响系统的正常运行。燃烧器采用前后墙对冲的大型火电厂燃煤机组在基建或后期改造采用两层等离子电源配置建议采用方案3，此种方案配置不但能够节约了工程造价，而且提高了等离子电源系统的可靠性和灵活性。采用单母线的大型火电厂燃煤机组等离子电源配置建议采用方案3，当任一台机组等离子系统单元故障时，可迅速投入另外一台机组的备用等离子电源作为工作电源。
等离子电源配置采用方案3，在等离子系统电源故障切换时操作简单，能够满足现场实际需求，目前在陕西商洛发电有限公司2*660MW火电厂燃煤机组已推广使用。根据《电力发展“十三五”规划》要求“全面推动煤电机组灵活性改造”[1]。火电厂燃煤机组参与深度调峰及稳燃期间采用等离子系统已成为必然。因此等离子电源配置的可靠性成了火电厂燃煤机组新建及改造首要考虑的重点问题。
参考文献:
[1] 电力发展“十三五”规划（2016-2020年）[Z].国家发展改革委、国家能源局 2016年：19.
作者简介：
王俊贵(1984-)，男，汉，吉林省松原市，工程师，热控检修工，东北电力大学，本科，主要从事热控检修维护工作。联系电话：17734673811 ，E-mail：wjungui@163.com。
论文作者:王俊贵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：等离子论文; 机组论文; 电源论文; 火电厂论文; 方案论文; 燃煤论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第27期论文;