等离子点火装置运行规程

#4炉等离子点火装置运行规程
(试行)
批准：李富民
审核：高彦飞
编制：顾可伟
华能平凉电厂运行部
2003年9月
华能平凉电厂#4锅炉安装的等离子燃烧系统由烟台龙源电力技术有限公司提供，装置分点火系统和辅助系统两大部分，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，辅助系统由压缩空气系统、冷却水系统、图像火检系统、一次风速在线测量装置等组成。

等离子点火系统共设计有四套等离子点火装置，其中四支等离子燃烧器分别装在锅炉A层四支主燃烧器位置，替换锅炉原有的煤粉燃烧器，等离子点火器安装在燃烧器侧面，四套电源控制柜和隔离变压器安装在380V工作段配电室，可以通过DCS或安装在主控室立盘上的触摸屏进行控制。

等离子点火器为磁稳空气载体发生器，它由线圈、阴极、阳极组成。

其中阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成。

阳极由高导电率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。

线圈在高温250℃情况下具有抗2000V的直流电压击穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。

其拉弧原理为：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能力且电流恒定不变，当阴极缓慢离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉开喷管外部。

一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，其能量密度高达105－106W/cm2，为点燃不同的煤种创造了良好的条件。

一、设备规范：
1、冷却水系统：等离子装置在点火过程中要产生大量的热量，为冷却等离子装置的阳极和线圈，等离子点火装置中设计有专门的冷却水系统。

冷却水取自300T除盐水箱，由两台TFW80-250型水泵供水，两台泵互为备用。

冷却水经母管分别送至四个等离子发生器，单个等离子发生器的冷却水用量为8T/H，冷却水进入等离子装置后再分两路分别送入线圈、阴极、阳极，回水采用无压回水，出入口压差不小于0.2MPa。

冷却水回水经回水母管返回至除盐水箱。

点火器前的冷却水管上设有冷却水手动调节阀，用于调整冷却水流量，同时安装有冷却水就地压力表和压力开关，用于就地监视及保护等离子点火装置。

冷却水泵设备规范：型号：TFW80-250
流量：50 m3
扬程：80 m
功率：22 kw
上海连成有限公司
冷却水泵电机设备规范：型号：Y180m－2
功率：22KW
额定电压：380V
额定电流：42.2A
浦东电机有限公司
2、压缩空气系统：取自#4炉前杂用空气母管，分别在炉膛的四角分四路经Ф57的管道送至等离子点火装置。

点火器就地压缩空气管道上设有稳压阀、手动阀，用于压缩空气压力的调整。

等离子装置入口的压缩空气压力要求不小于0.1MPa，每台等离子装置的压缩空气流量为1Nm3/min。

压缩空气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。

3、一次风系统：在A磨煤机入口的一次风道上加装了一套蒸汽暖风器，可将冷态时的磨入口风温加热至满足制粉要求，风温在65℃以上。

暖风器蒸汽汽源取自厂用高压辅汽联箱，疏水排至雨水沟。

在A磨煤机出口的4根一次风管道上各装有一套风速在线监测装置，用于对一次风速进行监测，便于运行人员进行燃烧调整。

为保证测速管的通畅，设计有反吹扫系统，可利用厂用压缩空气对测速管进行反吹扫。

4、图像火检系统：图像火检系统用来监视等离子点火燃烧器的火焰，便于运行人员进行燃烧调整。

在A层4支燃烧器侧面的看火孔上各安装一个带CCD 摄像机的火检探头，探头引出的4路视频信号送至集控室内的四画面分割器，经处理再送到工业电视，工业电视在一个画面上同时监视四个等离子点火装置的火焰与炉膛火焰监视可以互相切换。

该系统同时配备两台冷却风机，互为备用，为火检探头提供足够的冷却风量。

火检冷却风机的设备规范：型号： 9－19NO 5A
风量： 2844 m3/h
风压： 5517 Pa
电机功率：7.5 kw
转速：2900rpm
青岛风机厂
火检冷却风机电机的设备规范：型号： 132S2－2
功率：7.5KW
电压：380V
额定电流：15A
转速：2920rpm
青岛电机三厂
二、离子点火系统各项联锁、保护的传动试验
1、锅炉FSSS逻辑的修改
在FSSS中设计A磨煤机“正常运行模式”与“等离子运行模式”两种运行模式，并可相互切换，从而实现磨煤机FSSS逻辑切换功能。

“正常运行模式”运行时，A磨煤机维持原有的FSSS逻辑。

“等离子运行模式”运行时，A磨煤机FSSS启动条件中增加由等离子装置可编程控制器S7-300送来的等离子发生器工作正常信号，同时略去点火能量满足的条件，在主控室光子牌上有“等离子点火装置故障”信号，任一角等离子点火装置异常时，S7-300送信号至光字牌发声光报警，“等离子运行模式”运行时，任意两角等离子装置工作故障时，等离子控制器S7-300送信号至FSSS，保护停A磨煤机，“等离子运行模式”A磨运行时，A磨煤机跳闸，等离子点火器跳闸，锅炉MFT时，等离子点火器跳闸，并禁启，A磨跳闸信号与锅炉MFT两个信号“或”后送至等离子控制器S7-300；A磨煤机运行时，A层燃烧器的火焰保护仍采用锅炉原有的火检装置，保护逻辑为“四取三”，图像火检仅用来帮助运行人员观察等离子燃烧器火焰的燃烧情况。

2、等离子点火装置使用前应进行联锁、保护传动试验主要进行以下试验：
1)冷态试验等离子点火器启动允许条件：锅炉吹扫完成、压缩空气压力满
足、冷却水压力满足、通讯正常。

2)冷态试验等离子点火系统启动程序。

3)冷态试验等离子点火系统停止程序。

4)冷态试验A磨煤机在等离子运行方式下的启动条件。

5)冷态试验等离子点火系统保护停止条件：锅炉MFT、A磨煤机停、通讯
故障、冷却水压力不足。

三、等离子装置的总体运行要求。

1、锅炉安装及大修后的首次点火中等离子燃烧器的启动试运
1)检查A磨煤机冷态调试完毕具备投运条件，并将A磨煤机的出口分离器
挡板角度调整至较小值。

2)将锅炉一层油枪的雾化片更换为额定出力700kg/h的小规格雾化片。

3)锅炉首次点火时首先进行各层油枪的调试工作，锅炉点火。

4)以较小的升压速率进行锅炉升压，同时进行热紧螺丝、冲洗仪表管、锅
炉膨胀检查等工作。

5)启动锅炉一次风机，调节A磨煤机入口风量，维持磨出口一次风管风速
在18～20m/s左右。

6)维持高压联箱在较高压力（蒸汽母管压力应大于1.2MPa），打开A磨煤
机热风入口暖风器来汽阀门、疏水阀门，投入暖风器运行，对A磨进行暖磨。

7)调节A层燃烧器周界风，维持此层周界风门在15％开度。

8)维持锅炉一层4支油枪运行，同时按顺序启动1～4号等离子发生器，
调节电弧功率在110KW左右。

9)将A磨煤机的运行模式切换到“等离子运行方式”，在磨煤机满足启动
条件的情况下启动A磨煤机，磨煤机运行稳定后启动A给煤机，给煤量15-18t/h，同时注意维持磨煤机出口温度在较高值。

10)就地观察等离子燃烧器的燃烧情况，调整一次风量、周界风门开度，确
定合理的一次风速及二次小风门开度，同时就地测量火焰燃烧温度。

11)等离子燃烧器投运后应注意进行上层二次风的调整，同时投入烟温探针
对炉膛出口温度进行监测，防止再热器系统及吹管临时系统超温。

12)等离子燃烧器燃烧稳定后，在保证安全的条件下逐步减少油枪的运行，
直至完全断油运行。

13)当A磨在“等离子方式”下运行、4支等离子点火器中的1支发生断弧
时，光子牌将发出声光报警，此时运行人员应及时投入断弧点火器上层的油枪，同时检查断弧原因，如因阴极材料耗尽引起的断弧应尽快更换阴极头，恢复点火器的运行。

14)当A磨在“等离子方式”下运行、4支等离子点火器中的2支发生断弧
时，保护将停止A磨的运行，此时应仔细检查断弧原因，待问题解决后再继续进行试运。

15)调整等离子装置的电弧功率，确定等离子装置的最低稳燃功率，在保证
燃烧效果的条件下适当降低电弧功率，以尽量延长阴极的使用寿命。

16)根据机组试运要求增大或减小A磨煤机的出力，试验等离子燃烧器配合
磨煤机的出力范围，同时根据火焰燃烧情况对一、二次风进行调整。

2、锅炉无油点火过程中等离子燃烧器的启动。

1)投运锅炉底部加热系统。

2)检查A磨煤机冷态调试完毕具备投运条件，并将A磨煤机的出口分离器
挡板角度调整至较小值。

3)启动锅炉一次风机，调节A磨煤机入口风量，维持磨出口一次风管风速
在18～20m/s左右。

4)维持高压联箱压力在较高压力（蒸汽母管压力应大于1.2MPa），打开A
磨煤机热风入口暖风器来汽阀门、疏水阀门，投入暖风器运行，对A磨
进行暖磨。

5)停锅炉底部加热。

6)同时按顺序启动1～4号等离子发生器，调节电弧功率在110KW左右。

7)将A磨煤机的运行模式切换到“等离子运行方式”，在磨煤机满足启动
条件的情况下启动A磨煤机，磨煤机运行稳定后启动A给煤机，给煤量
12-15t/h，同时注意维持磨煤机出口温度在较高值。

8)就地观察等离子燃烧器的燃烧情况，调整一次风量、周界风门开度，确
定合理的一次风速及二次小风门开度，同时就地测量火焰燃烧温度。

9)根据四角燃烧情况，必要时投入油枪支持。

10)根据负荷要求，进行给煤量的增减，同时加强燃烧调整。

四、等离子点火装置的投运步骤
1、有关等离子点火装置的检修工作结束，系统具备投运条件，设备已送电。

2、投运机组杂用压缩空气系统，在点火期间保持两台空压机运行，压力运行中不低于0.1MPa。

3、联系给300T水箱补水，水位至少在2米以上，水质合格。

4、启动等离子点火装置的火检风机一台运行，另一台投备。

5、恢复冷却水系统，投运一台冷却水泵，另一台投备。

将各点火器水流压力调至0.4Mpa。

6、检查等离子点火器处于进位，辅助风已配。

7、选择A磨煤机FSSS逻辑为“等离子运行模式”。

8、锅炉燃油系统处于备用状态。

9、锅炉MFT已复位。

10、将等离子点火的状态选择开关打在“触摸屏”位。

11、将等离子火检画面切至“四画面”。

12、选择所需投入的燃烧器,检查“通讯正常”、“遥控”、“水流满足”、“空气满足”、“整流正常”、“无MFT”,启动点火器条件满足。

13、调整点火画面中设定电流按键△或▽使起弧电流在290－320A。

14、按下“启动”按钮，再按下“操作确认”按钮，启动点火器直至拉弧，此时“交流合闸”“系统投入”“风扇运行”指示灯亮。

15、启动制粉系统按启动总体要求执行。

16、如点火失败应立即停止该点火器运行。

17、在DCS操作类似以上操作。

18、在B、C磨投运后应及时将A磨投正常运行方式。

五、等离子点火装置的停运步骤
1、先停止对应的磨煤机运行，检查该磨煤机出口煤粉已经吹净。

或确认该磨煤机无需点火器运行。

2、按下“停运“按钮，再按下“操作确认”按钮，检查该点火器电流降为零，点火器退出运行。

3、如该磨煤机还需继续运行，选择A磨煤机FSSS逻辑为“正常运行模式”。

4、如为停炉工作，等离子点火器全部停运4小时方可关闭等离子点火器冷却水、压缩空气门。

六、单套等离子设备的基本参数如下：
电源：
三相电源 380 -5％V＋10％V
频率：50±2%Hz
最大消耗功率：200KVA
负荷电流工作范围：（200 ~ 375）±2%A
电弧电压调节范围：（250 ~ 400）±5%V
等离子发生器电源：460VDC
压缩空气：
最低气压：0.1MPa
最高气压：0.4MPa
调节阀后空气压力调节范围：0.08 ~ 0.2MPa
最小消耗量：60m3/h
最大消耗量：100m3/h
冷却水：
最小压力：0.15MPa
正常压力：0.20MPa
最大压力：0.4MPa
最大流量：10t/h
水质要求：除盐水，温度≤40℃
点火器电功率：
最低输出功率：60KW
极限输出功率：150KW
额定输出功率：110KW
一次风：
最低风速：16m/s
最高风速：22m/s
最低风温：60℃
二次风：
风速：50m/s
等离子点火器功率范围：80－120KW
阴极寿命：设计工况下不低于50h
阳极寿命：设计工况下不低于1000h
投粉后的着火时间：不大于180秒
燃烧器壁温控制温度：小于600℃
七、等离子燃烧器启动过程中的注意事项
1、严格按照运行规程要求的上水温度、上水时间对锅炉进行上水。

2、做好锅炉底部加热系统的试运，保证其能正常投入。

3、等离子点火燃烧器投入运行的初期，要注意观察火焰的燃烧情况、电源功率的波动情况，做好事故预想，发现异常，及时处理。

4、等离子点火燃烧器投入运行的初期，为控制温升，上部二次风门要适当开大，注意观察、记录烟温探针的温度，防止过热器系统、再热器系统超温。

5、在锅炉启动的过程中，对锅炉的膨胀加强检查、记录。

6、在点火前，要根据给煤量与磨煤机入口风速等参数，做好风粉速度、煤粉浓度等重要参数的预想，并在点火的过程中，根据煤粉着火情况，有根据的加以调整。

7、当A磨煤机在“等离子方式”下运行，4支等离子点火器中的1支发生断弧时，光子牌将发出声光报警，此时运行人员应及时投入断弧点火器上层的油枪，同时检查断弧原因，如因阴极材料耗尽引起的断弧应尽快更换阴极头，恢复点火器的运行。

8、当A磨煤机在“等离子方式”下运行，4支等离子点火器中的2支发生断弧时，保护将停止A磨煤机的运行，此时应仔细检查断弧原因，待问题解决后再继续进行试运。

9、当锅炉负荷升至断油负荷以上且等离子点火器在运行状态时，应及时将A 磨煤机运行方式切至正常运行方式，防止因等离子点火器断弧造成A磨煤机跳闸。

10、运行中发现燃烧不稳，应首先投油助燃，然后再倒至等离子点火器稳燃。

11、当运行中灭火应立即检查等离子点火器是否已连动停止，否则应立即手动将等离子点火器全部停运。

12、启动过程中投入A磨四只等离子点火器后方可投入其它磨煤机运行，否则必须投油助燃。

13、等离子点火器运行中电压达360V，通知检修检查阴极头。

14、等离子点火器运行中应加强对一次风压的监视防止异常降低。

15、意外断弧，检查压缩空气系统、冷却水系统、增加电流设定值后重新启动电弧，两次启动不成功，通知检修检查。

可编辑。