2×600mw級機組工程
等離子點火系統說明書
v 1.0
2023年05月
安全說明
宣告： 本說明書列出了鍋爐等離子點火及穩燃裝置系統（以下簡稱；等離子點火系統）安全和可靠執行所需的最基本的措施，在對等離子點火系統裝置檢修維護時使用了未經廠家認可的零件，或是由不具備資格的人員進行不正確的操作將會增加出現危險的可能，這將導致事故的發生及裝置損壞。
本手冊所有安全提示請嚴格遵守。
請仔細閱讀本說明書所提供的安全資訊。
本說明書的解釋和修改權歸武漢天和技術股份****。
警告!我國煤炭資源相對豐富，而石油資源相對短缺；以煤代油是我國一項非常重要的能源政策，研究開發推廣以煤代油的技術和產品是我國正在執行的長期能源戰略的一部分。大型電站煤粉鍋爐的點火和穩燃傳統上都是採用輕柴油，我國火力發電機組的啟停及低負荷穩燃需消耗大量的石油資源，據不完全統計，年耗油量約1800萬ｔ，其中鍋爐點火啟動及穩燃用油約900萬ｔ。
隨著新機組的陸續投運，燃油耗量還會激增，因此節約鍋爐點火和穩燃用油勢在必行。節約鍋爐用油的主要途徑是「以煤代油」，即充分利用煤粉的燃燒特性，使煤粉能在冷爐點火時燃燒，代替大部分甚至全部的燃油。
最新一代等離子點火技術和微油點火技術是現代大型燃煤發電機組鍋爐點火和穩燃過程中，以煤代油的主流節油技術。我公司開發的thp-600-2型等離子煤粉點火及穩燃裝置，採用壓縮空氣等離子體作為熱源，可直接點燃煤粉，實現鍋爐的無油冷態啟動，是火力發電廠節油點火和穩燃的首選裝置之一，等離子點火及穩燃裝置與傳統的燃油點火及穩燃方式相比有以下優點：
（1）節油：等離子點火是一種完全不同於與油、氣點火的方式，可以實現鍋爐等離子無油點火與穩燃。對於新建機組，吹管至168小時試執行結束，執行期間若使用該裝置，可節省數千噸燃油。
（2）環保：煤粉與等離子流之間的熱化學反應可以降低鍋爐nox的排放量，成功解決鍋爐啟動、投油執行期間不能使用電除塵裝置的難題，有利於環境保護。
（3）安全：取消（或停用）爐前燃油系統，避免了由於燃油系統造成的各種事故。
（4）經濟性：點火費用僅為傳統油點火的10~20 %，新建大型燃煤機組點火啟動可以一次性收回投資。
湖北華電西塞山600mw級機組工程裝設二台680mw超臨界引數燃煤汽輪發電機組，鍋爐為超臨界引數變壓直流爐、一次再熱、平衡通風、牆式切圓燃燒、露天布置、固態排渣、全鋼構架、三分倉迴轉容克式空氣預熱器、全懸吊結構π型鍋爐。燃燒器型式、布置方式為直流式燃燒器、牆式切圓布置，每台共設六層燃燒器。燃用煤種為陝西黃陵煙煤（75~65%）與河南貧煤（25~35%）的混煤。
根據節油需要及考慮煤質情況，湖北華電西塞山600mw級機組工程二台鍋爐機組上選用了武漢天和技術股份****生產的thp-600-2型等離子煤粉點火及穩燃裝置。為保證裝置的安全經濟執行，特制定本說明書，以供thp-600-2型等離子煤粉點火及穩燃裝置安裝、除錯、執行、維護過程參考。
等離子煤粉點火系統由等離子點火裝置及其輔助系統組成，如圖2-1所示
等離子點火裝置由等離子發生器、等離子燃燒器組成，輔助系統主要由壓縮空氣系統、冷卻水系統、供配電系統（含隔離變壓器、等離子電源櫃、電抗器等）、影象火檢系統、一次風速**檢測系統、控制系統、冷爐製粉系統等組成。
2-1 等離子點火系統基本構成圖
利用直流電將以壓縮空氣為介質的氣體電離，產生功率穩定、定向流動的直流空氣等離子體，該等離子體在燃燒器的一級燃燒筒中形成t＞4000k、梯度極大的區域性高溫區，煤粉顆粒通過該等離子「火核」受到高溫作用，能在10-3秒內迅速釋放出揮發物，使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。由於反應是在氣相中進行，混合物組分的粒級發生了變化，使煤粉的燃燒速度加快，利於煤粉中能量的釋放。
等離子體內含有大量化學活性的粒子，如原子（c、h、o）、原子團（oh、h2、o2）、離子（o2－、h2－、oh－、o－、h＋）和電子等，可加速熱化學轉換，促進燃料完全燃燒。除此之外，等離子體對於煤粉的作用，可比通常情況下提高20%～80%的揮發份，即等離子體有再造揮發份的效應，這對於點燃低揮發份煤粉強化燃燒有特別的意義。
thp-600-2型等離子發生器使用雙路載體風來產生高溫等離子體，它由陰極、陽極、前進氣室、後進氣室、引弧裝置、開關電源、冷卻水腔等組成。等離子發生器採用同軸雙氣室結構，等離子弧採用空氣壓縮形式，陽極和陰極在工作時固定不動，其間間距保持恆定。在陰、陽電極間加穩定的大電流，將電極空心筒體中的壓縮空氣電離形成具有高溫導電特性等離子體。
前進氣室進來的壓縮空氣將等離子體壓縮，並由後進氣室進來的壓縮空氣將等離子體吹出陽極筒體，形成連續穩定的高溫等離子體流，可直接點燃煤粉。thp-600-2型等離子發生器功率在100-200kw範圍內連續可調。
3.1.1 陽極
陽極由高導電率、高導熱率及抗氧化的特殊金屬材料製成，陽極結構為空心圓筒體。為保證安全性，採用水冷方式進行冷卻。
3.1.2 陰極
陰極材料採用高導電率的電極材料製成，陰極結構也為空心圓筒體。採用水冷方式進行冷卻，能承受等離子體的高溫衝擊。
3.1.3 冷卻水腔
等離子發生器外殼與陽極和陰極連線形成環形冷卻水腔。
3.1.4 直流電源
電源採用全波數字整流技術，具有恆流效能。
3.1.5 引弧裝置
引弧採用高頻非接觸引弧方式，在電極電路和直流電源之間串聯連線高頻引弧器。
3.2.1 點火原理
與傳統的煤粉燃燒器不同，等離子燃燒器是借助等離子發生器產生的高溫等離子體來點燃煤粉的，屬內燃型燃燒器，等離子燃燒器在煤粉進入燃燒器的初始階段就用高溫等離子體將煤粉點燃，煤粉在燃燒器內分級點燃、火焰逐級放大，可在燃燒器噴嘴處形成3~5公尺長的火焰。
3.2.2 等離子燃燒器原理
根據高溫等離子體特點設計的多級燃燒器，使燃燒器內的風粉濃度、氣流速度處於乙個十分有利於點火的工況條件，從而在噴嘴處完成乙個持續穩定的點火、燃燒過程。實驗證明運用這一原理及設計方法使單個燃燒器的出力可以在3~12t/h範圍內。
在建立一級點火燃燒過程中, 將經過濃縮的煤粉送入等離子體高溫火核中心區域，高溫等離子體同濃煤粉混合，伴隨的熱化學反應過程，提高煤粉釋放的揮發份的含量，強化了燃燒過程。
3.2.3 等離子燃燒器結構及配置
本工程燃燒器為牆式切圓布置，四面牆各布置一組燃燒器，每組燃燒器布置有12層一次風噴嘴，6層濃一次風噴嘴，6層淡一次風噴嘴。每台機組設有6臺hp1003dyn碗式中速磨煤機，燃用設計煤種時，5臺執行，1臺備用。每台磨煤機帶一層燃燒器，每層燃燒器包括一層濃一次風噴嘴和一層淡一次風噴嘴，六層共24只噴嘴。
根據上述鍋爐及燃燒器的特點，確定將每組燃燒器最下層的濃淡一次風燃燒器改造為兼有主燃燒器功能的等離子點火燃燒器，即取消最下層的pm煤粉分離器，將濃淡一次風噴嘴合併為乙個燃燒器噴嘴，在該燃燒器彎頭後軸向布置等離子發生器。在鍋爐點火期間，該燃燒器具有等離子點火功能，在鍋爐正常執行時，該燃燒器具有主燃燒器功能，且改造後的燃燒器的外形尺寸及風粉混合氣流特性基本保留原有的煤粉燃燒器特點。在鍋爐點火啟動階段，等離子發生器產生的高溫等離子體可將通過的煤粉直接點燃；這樣機組在啟動過程中不用投入油槍，僅利用等離子點火系統即可完成鍋爐啟動、汽輪機衝轉、發電機並網並帶電負荷，此時爐膛溫度已達到較高水平，可以不投燃油即可啟動第二台磨煤機繼續公升負荷，使機組達到較好的節油效果。
在鍋爐高負荷執行階段，該燃燒器可作為正常主燃燒器使用，不會對鍋爐效能造成影響。這樣改造的優點為現場改造工作量較小，鍋爐及磨煤機在點火過程中的控制方式比較簡單，鍋爐啟動過程中可以取得較好的節油效果。
等離子點火系統
1 點火原理 在電弧的作用下，一定壓力的空氣被電離為高溫等離子體，其能量密度高達105 106w cm，等離子發生器產生的穩定功率的直流空氣等離子體，在燃燒器的中心筒中形成t 5000k的梯度極大的區域性高溫區，煤粉顆粒通過該等離子 火核 受到高溫作用，並在10秒內迅速釋放出揮發物，並使煤粉顆粒破裂...
等離子點火系統培訓教材
岱海電廠2 600mw機組 檢修部培訓教材 dht1 等離子點火系統 內蒙古岱海發電有限責任公司 2004年11月 目錄第一章前言 1 第二章等離子煤粉點火技術基本原理 4 第一節等離子煤粉點火機理 4 第二節等離子發生器工作原理 4 第三節等離子燃燒器及其原理 5 第四節旋流式等離子燃燒器的特點 ...
如何提高EPBS型等離子點火系統的執行可靠性
摘要 等離子點火裝置是火力發電廠鍋爐點火公升爐 機組低負荷穩燃的重要系統，在未配置油點火系統的情況下，等離子點火裝置的執行可靠性將直接影響火力發電廠機組能否及時併網，能否在低負荷條件下穩定執行。關鍵詞 等離子點火裝置 起弧成功率 執行可靠性 我公司鍋爐點火系統採用東方電氣深圳東方鍋爐控制 生產的ep...