等离子点火系统讲义

二次风 二次风
一次风
等离子燃烧器 等离子发生器
一级煤粉火 焰
二级煤粉火 焰
三级煤粉火 焰
•安全； 高效； 不影响主燃烧器的性能
4.1.3.3各项参数的有效控制是提高燃烧效率 不发生炉膛爆破、二次燃烧的关键





煤质 点火功率 煤粉细度 煤粉浓度 一次风速度 一次风温度 湿度
4.1.4 满足启动曲线的要求： 控制初始投入功率－磨煤机最低出力
第二阶段启动中的注意事项。





尽可能早地投入灭火保护； 整个过程应严密监视锅炉各项参数是否满足启动曲 线的要求，如不能满足启动曲线的要求应立即采取 措施加以调整； 在燃烧器不超温的前提下，尽量将等离子燃烧器出 力增至36t/h，投入第二层（E层）燃烧器，启动E 磨煤机。为保证E磨可靠的点燃，E磨投入煤量大于 20吨/时。在E磨煤机燃烧稳定后，将F磨煤机的出 力适当降低； 如发现负压波动较大、燃烧不稳等，必要时可以投 入油枪支持。待调整稳定后再停止油枪运行； 当负荷超过最低稳燃负荷后，应逐次停止等离子点 火装置；
1.2～2 0.13～ 19 0.17 1.7～2 0.31～ 18 0.33
煤粉进炉膛后即使１００s内不能点燃是安全的 磨煤机停止过程可以考虑不投入油枪
4.3.2 投入第二台磨煤机时炉膛爆破的可 能性



在启动第二台磨煤机前，F磨煤机的出力应达 到36T/H 适当提高第二台磨煤机的初始出力（20～ 25T/H），在煤粉燃烧后再调整2台磨煤机的 出力； 及时监视着火情况。
4.2 无油点火的启动程序和注意事项; 4.3等离子点火与防爆； 4.4 无油点火的典型范例.
4.1.1符合防爆规程的要求
等离子点火应用指南的主要目 的之一，即考虑等离子点火的特殊 性： 油条件：等离子燃烧器 两种运行模式
4.1.2解决煤粉的来源-热风来源

关键是解决热风来源，即保证必要的蒸汽 参数。我厂在保证辅汽母管压力在0.8MPａ、 温度260度以上时，采用暖风器可实现磨煤 机初始暖磨及磨煤机正常运行时维持磨出 口温度在50～60℃，此时锅炉燃烧稳定。
1.2等离子发生器
的使 装等 置离 就子 是弧 等处 离于 子受 发控 生状 器态
,
1.3等离子燃烧器点火原理
1.3等离子燃烧器点火原理


1.3.1 点火机理 本装置利用直流电流（280---350A）在介质气压0.010.03Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率 的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒 中形成T＞5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通 过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释 放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由 于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。 因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧， 这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量E（E等 =1/6E油） 等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、 O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2－、H2－、 OH－、O－、H＋）和电子等，可加速热化学转换，促进 燃料完全燃烧，除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可 比通常情况下提高20% ～ 80%的挥发份，即等离子体有 再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有 特别的意义。
三.等离子点火应用要点
3.1 在启动过程：稳定、高效地点燃， 确保启动过程的安全； 3.2在正常运行中：确保原主燃烧器的 基本性能不变，使等离子燃烧器能 满足正常运行的要求； 3.3 要以系统工程的观点来研究等离 子点火技术； 3.4 有效地监控和保护。
四.无油点火的可行性
4.1无油点火的基本条件;
4.2.3 第一阶段启动中的注意事项。





热风加热装置的各项参数必须与启动的设计工况相符。 磨煤机各项运行参数必须与启动的设计工况相符。如果最 低出力不能达到点火要求，应在吹管过程完成降出力试验。 正式点火时必须安排人到现场就地观察燃烧器的点火情况。 投煤到点燃的时间必须符合设计要求，并且根据锅炉机组 大小不同及一次风管路长短不一样，应有不一样要求。 当任何一个燃烧器超过设计时间未能点燃应停止启动，进 行全炉膛吹扫并分析未能点燃的原因后再次启动 磨煤机增加出力后应随时观察燃烧工况的变化，对于煤质 较好的煤种要防止燃烧器超温、结渣，对于煤质较差的煤 种（灰分过高或水分较高）应防止燃烧恶化。 尽早完成重要保护的试验。 及时检查防止二次燃烧。
等离子点火系统讲义
主要内容
一.工作原理 二.等离子点火系统组成： 三.等离子点火应用要点 四.无油点火的可行性

一.等离子点火的基本原理
1.1等离子弧
1.2等离子发生器
1.3等离子点火的基本原理
1.1等离子体
等离子体被定义为除固、液、气三态之外的第四态物质存在形式，对外为 中性，而在等离子体内含有大量阴阳离子，形成温度T＞5000K的，温度梯 度极大的局部高温区。 等离子发生器是利用直流电在介质气体中接触引弧，并在强磁场控制下 获得稳定功率的直流空气等离子体的设备；





二、等离子点火的系统构成
二、等离子点火的系统构成





等离子发生器：产生稳定、可控形态的高 能等离子体。 等离子燃烧器：稳定、高效地组织煤粉燃 烧。 直流电源柜：将低压交流电源转换为等离 子发生器所需的直流电源。 图像火检探头：监视等离子燃烧器的燃烧 状况。 控制部分：监测并操作系统的运行。

1.3.3 燃烧机理
根据高温等离子体有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原则设 计了多级燃烧器。它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度、 气流速度处于一个十分有利于点火的工况条件，从而完成一个持续稳定的 点火、燃烧过程。实验证明运用这一原理及设计方法使单个燃烧器的出力 可以从2T/H扩达到10T/H。在建立一级点火燃烧过程中我们采用了将经 过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区，10000℃的高温等离子体同浓 煤粉的汇合及所伴随的物理化学过程使煤粉原挥发份的含量提高了80%， 其点火延迟时间不大于1秒。 点火燃烧器的性能决定了整个燃烧器运行的成败，在设计上该燃烧器出力 约为500 ～ 800kg/h，其喷口温度不低于1200℃。另外我们加设了第一 级气膜冷却技术避免了煤粉的贴壁流动及挂焦，同时又解决了燃烧器的烧 蚀问题。该区称为第一区。 第二区为混合燃烧区，在该区内一般采用“浓点浓”的原则，环形浓淡燃 烧器的应用将淡粉流贴壁而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧。这样做的结果既 利于混合段的点火，又冷却了混合段的壁面。如果在特大流量条件还可采 用多级点火。 第三区为强化燃烧区，在一、二区内挥发分基本燃尽，为提高疏松炭的 燃尽率采用提前补氧强化燃烧措施，提前补氧的原因在于提高该区的热焓 进而提高喷管的初速达到加大火焰长度提高燃尽度的目的，所采用的气膜 冷却技术亦达到了避免结焦的目的（1998年获专利）。 第四区为燃尽区，疏松碳的燃尽率，决定于火焰的长度。随烟气的温升燃 尽率逐渐加大。

中速磨影响磨煤机最低出力的关 键：
磨煤机振动。


风环风速过低导致压磨。
满足启动曲线的要求－
影响磨煤机出力的因素
碾磨出力 通风出力 干燥出力
分离出力
满足启动曲线的要 求：
降低中速磨煤 机出力的措施
降低碾磨出力：转 速、滚压和线型－热控 配合； 干燥出力：不可调整； 分离出力：关小折向 挡板－增大循环倍率－ 运行中恢复； 降低通风出力：防 止堵管，防止压磨。
4.3.3初始点火时的燃烧效率是否足以保证安 全
等离子点火期间飞灰可燃物


我厂在吹管期间一电场飞灰可燃物为26.3 ％ 因此在使用等离子点火初期，应保证空预 器吹灰的可靠投入是可以保证点火期间安 全的有效手段
5.3应用等离子点火技术中的难点：



在只有一套制粉系统投用的情况下，F给煤机跳闸 是否触发锅炉MFT； 在只有一套制粉系统投用的情况下，F层火焰失去， 是否触发锅炉MFT：在F磨煤机出力在正常范围 （16～36T/H），其火检及不稳定（10～90％）， 而从就地看火或工业电视的着火情况来看，锅炉 燃烧良好。 在有二套及以上制粉系统投用的情况下，F磨煤机 跳闸，是否联锁投入EF层油枪 F给煤机断煤、堵煤是否跳磨 磨煤机低负荷下振动与煤粉浓度低等离子点火困 难存在矛盾。
Hale Waihona Puke 1.3.2等离子发生器工作原理
1.3等离子燃烧器点火原理
本发生器为磁稳空气载体等离子发生器，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、高导热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的能力且电流恒定不 变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的 作用下拉出喷管外部。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。
4.1.5等离子燃烧器的出力,能满足安全 投入第二台磨的要求；

针对不同煤种应当有不同的要求。 等离子燃烧器在点火状态下的最大出力， 不一定需要达到磨煤机的最大出力； 等离子燃烧器的最大出力不一定达到最 低稳燃负荷。


4.2.3 启动中的注意事项


第一阶段：在锅炉第一次吹管过程中进行 等离子燃烧器的启动和热态性能试验，验 证燃烧器的点火和稳燃能力、单（只）角 燃烧器断弧复燃能力、等离子燃烧器配合 磨煤机的出力范围试验及各项联锁和保护 的可靠性。 这一阶段调试的关键是确保初始投入功率 不超过允许的初始投入功率，点火过程不 能发生爆燃和二次燃烧；