烟台龙源等离子点火及稳燃技术
等离子点火技术
等离子点火技术发电分公司王鹏恒引言从我国目前的能源结构中分析，油资源短缺是一个不争的事实，我国每年所消耗的石油都要大量依靠进口来满足国内日益增长的需要，这是一项耗费巨额资金的经济活动!面对国内油资源短缺这一严峻事实，我们迫切需要节约燃油来减少进口!当前情况下石油已成为影响我国能源安全和经济发展的重要战略物资，通过节约和寻找燃油替代品来保证国家能源和经济安全已经被提上了重要日程。
为了满足燃煤机组的无油点火，等离子燃烧技术应运而生!随着科技的发展，等离子点火技术已经得到很大的进步，在国内很多电厂中得到使用，而且使用效果良好，可以在保证机组安全的基础上为发电企业节约部分发电成本，已经逐渐成为电厂的主流点火方式。
当前，等离子系统主要涉及到发电行业的大型燃煤火力发电厂，主要应用于发电厂煤粉锅炉的启动、点火和稳燃。
当然，也涉及应用于其他行业或者类似领域的煤粉锅炉的点火和稳燃。
通过等离子点火技术的广泛使用，逐渐代替了传统的燃油点火，从而实现了节能减排，对企业的经济效益有了很大提高。
同时在等离子点火中运用电除尘技术，使得颗粒物的排放明显减少，这项技术也适应了当前对燃油这一紧缺资源的节约，在国家提倡绿色能源的今天，等离子技术定将得到进一步发展，从而实现良好的社会和经济效益。
1 等离子点火系统1.1 等离子点火系统的原理等离子点火技术是一种新型的锅炉点火燃烧技术，等离子体直接点燃煤粉替代燃料油的原理是：它利用电弧电离空气流（也可以是其它气体）形成高温等离子体，利用水冷通道、自身磁场、外磁场以及气体旋流等稳弧方法来控制该等离子体，使其定向流动则形成了高温等离子射流。
让煤粉通过此高温等离子射流，煤粉颗粒则在瞬间析出挥发份，再造挥发份、爆燃，在完全没有任何燃油的情况达到无油点火及稳燃的目的，满足锅炉点火启动及低负荷稳燃的需要。
等离子点火技术是先通过等离子发生器产生高温射流，从而将电源的电能传递给空气，然后使用高温等离子射流先点燃部分煤粉，然后在燃烧器中分级点燃煤粉形成较大的火焰，最后在点燃锅炉一次风携带的煤粉。
煤粉锅炉等离子点火及稳燃技术介绍
□系统组成
触摸屏
主控PLC
DCS
燃烧器温度 锅炉和制粉系统保护信号
MPI
PROFIBUS
直流电源柜
水泵控制柜
风机控制柜
技术介绍
冷却水系统（以四角切园燃烧锅炉为例）
就地压力表
□系统组成
差压开关
等离子发生器
回水箱
来自水箱
技术介绍
高压风系统（以四角切园燃烧锅炉为例）
就地压力表
□系统组成
等离子发生器
差压开关
SIMOREG DC Master 6RA70系列全数字直流调速装置等离子整流柜原理接线图-I
控制程序结构与流程
SIMOREG DC Master 6RA70系列全数字直流调速装置等离子整流柜原理接线图-Iter 6RA70系列全数字直流调速装置等离子整流柜原理接线图-III
等离子点火控制系统介绍
等离子发生器启弧逻辑控制PLC
选用S7-200 CPU224 可编程控制器来对直流电源和电极动作进行控制，实现 等离子点火器的自动点火。具体方案如下：
使用USS串口通讯协议，S7-200 PLC采用自由口通讯方式编程，通过 CPU224上的RS485通讯口PORT0与整流装置6RA70的RS485通讯口X172，完 成PLC与整流装置之间的数据交换，从而完成PLC对整流装置的操作控制和各类 状态信息的读出和条件判断等，实现直流电源的控制；电极控制信号及启弧必须 的压缩空气压力、冷却水压力等信号直接接入CPU224固有的开关量输入输出端 子，完成PLC对启弧条件信号的采集；通过CPU224内部的逻辑运算，实现等离 子发生器启弧的自动控制。
启动
判断启
no
弧条件
yes
电极前进
等离子点火技术在电厂中的应用
等离子点火技术在电厂中的应用【摘要】我厂#5机安装的是烟台龙源电力技术股份有限公司提供的等离子点火系统，自安装以后经过几次机组启动，低负荷稳燃，我们掌握了这套系统的应用方法以及注意事项，并成功的实现了启动过程和低负荷稳燃时节油、节约成本的目的。
【关键词】等离子；点火技术；应用1 系统简介该套系统有以下分系统组成：等离子体燃烧器、电源系统、载体工质（空气）系统、冷却水系统、冷炉制粉系统及监测控制系统组成的系统。
1.1 等离子体燃烧器plasma burner配有等离子体发生器并以等离子体点火和稳燃的煤粉燃烧器。
1.2 电源系统等离子体点火系统的电源系统一次设备主要包括：高压开关柜、降压变压器（6KV变380V）、低压开关柜、隔离变压器、整流柜等。
1.3 载体风系统等离子体发生器采用稳压、洁净、干燥的空气作为等离子体载体，本系统采用仪用压缩空气为等离子体发生器提供载体。
仪用压缩空气母管压力应为0.4～0.8MPa。
1.4 冷却水系统为保护等离子体装置本身，需用除盐水冷却阴极、阳极和线圈。
冷却水经母管分别送至就地等离子体发生器内，再分三路分别送入阴极、阳极和线圈。
1.5 冷炉制粉系统冷风蒸汽加热器布置在F磨煤机入口前热一次风母管上。
因本改造项目的煤质水分很高，为确保改造后点火效果，保证锅炉冷态启动时磨煤机能磨制出合格的煤粉，所以需要高压的蒸汽来提供热源，汽源参数要求P>3.0MPa，t>260摄氏度的过热蒸汽，蒸汽耗量约为15t/h。
冷风蒸汽加热器设计的进口空气温度为20℃，出口加热至150～160℃，并满足磨煤机热平衡计算后需要的入口温度。
暖风器汽源来自5、6号锅炉空预器吹灰器的联络管的蒸汽。
1.6 监测控制系统1.6.1 火焰监视装置为监视等离子体点火燃烧器的火焰情况，保证安全运行、方便运行人员进行燃烧调整，每支等离子体燃烧器上应各安装1套图像火焰监视装置。
1.6.2 燃烧器壁温监测为防止燃烧器超温，在每台等离子体燃烧器内壁安装有两个铠装K分度热电偶，通过补偿导线接入机组DCS系统，当燃烧器超温时可以发出报警信号。
煤粉锅炉等离子点火及稳燃技术介绍
等离子点火系统
Plasma Ignition System
用户只需提供380V交流电源和除盐水
Flame Monitor TV
Power Supply & Rectifying Cabinet
火焰探头
Flame Monitor
等离子燃烧器
Plasma Burner
目前，该技术已经在近500余台电站锅炉上得到成功应用，囊括了不同煤种 （烟煤、褐煤到贫煤），不同制粉系统，不同燃烧方式，从50～1000MW不同容 量范围的各型机组。
在大量工程实践的基础上，使该技术逐步发展，日益成熟，系统得到进一步 优化、完善，装置的可靠性得到大大提高。华能汕头电厂、国华台山电厂等 600MW为主的110多台基建机组已实现全过程无油调试启动。广东惠来电厂、江 西黄金埠电厂等近10台机组实现燃油系统停用，其中，吉林热电厂10号、11号 两台125MW机组自2003年便取消了炉前油系统，连续三年实现无油点火起动和低 负荷稳燃。目前，彻底取消燃油系统的火电厂包括东营电厂2×1000MW机组、康 平电厂2×600MW机组、东胜电厂2×330MW机组、阜康电厂2×150MW机组；其中 东胜电厂1号机组于2008年1月24日通过168小时试运，成为全球首台取消炉前燃 油系统，安装两层等离子点火系统的火电燃煤机组。
墙式燃烧锅炉方案
Plasma Ignition System
二次风箱second air windbox
等离子燃 烧器
plaspipe
煤粉分离器 PF
separator
等离子点火系统
Plasma Ignition System
等 离 子 燃 烧 器 及 发 生 器 系 统
龙源
烟台龙源技术股份有限公司（简称"龙源技术"），成立于1998年，是国电科技环保集团旗下从事火力发电厂节能、环保产品的生产、研发、销售的公司，现有员工600余名，注册资本8800万，是国电科技环保集团控股的中外合资企业。
烟台龙源地处美丽的海滨城市山东烟台开发区，并在北京、深圳、成都、上海、武汉、西安、沈阳、济南、呼和浩特、郑州、哈尔滨、兰州、乌鲁木齐等地设有分公司，销售网络已经遍布全国各个省市。
龙源技术美国公司也于今年成立。
公司目前主要产品有3个方向。
第一，公司研发的火电厂等离子点火及稳燃技术可以代替燃油，直接点燃煤粉，每年为国家节约燃油数百万吨，经济效益和环保效益十分显著。
现已在国内外数百台机组上成功应用，公司国内市场占有率达98%，处于垄断地位，在国外市场也已崭露头角。
无油电厂的成功应用，使公司点火技术更上一层楼。
第二，双尺度低氮燃烧技术。
迎合国家"十二五"节能环保产业规划，低氮燃烧将逐出超过等离子点火，成为公司支柱型产业。
第三，电厂余热利用技术。
大同项目订单1.6亿，正处于示范工程建设阶段，发展前景可期。
烟台龙源作为第一家国企控股创业板上市公司，拥有国家专利35项、国际专利1项，处于世界领先水平。
我们拥有省级研发中心，在大力发展专利技术产业的同时对电厂的节能环保新技术进行积极研发。
为了迎合公司人才战略的发展要求，和填补工程项目和设计空缺，公司决定开展后备精英人才储备项目。
烟台龙源坚持"以人为本、人尽其才"的人才管理理念，一经录用，公司将为您提供广阔的职业发展空间、优良的工作环境、富有竞争力的薪酬和全方位的员工福利计划。
在"烟台龙源"的未来，挑战与机遇并存，创新与发展共生。
如果您怀有坚定的创业信心，如果您拥有专业的技术才能，欢迎您加入"烟台龙源"，共同开创美好的未来。
烟台龙源"人才战略"精英储备项目主要针对电力工程项目和设计人员，从高校中招聘综合素质高的应届毕业生，通过公司在岗培训的全方位人才培养计划，打造一只富有战斗力的后备精英队伍节能减排技术之十一等离子体双尺度低NOx燃烧技术作者: | 来源: | 发布日期：2010-01-07【技术背景】随着环保要求的提高，我国越来越关注NOx的排放问题，环保部门修订的最新排放标准涵盖了各种容量的燃煤发电锅炉，分三个时段对不同时期的火力发电厂锅炉及燃气轮机组NOX最高允许排放浓度进行了限制。
浅析2×1950t／h超临界对冲燃烧锅炉等离子点火稳燃系统
２号 机组 分别 于 ２ ０ ０ ７年 ２月 、６月投产 发 电 。锅 炉
为东方 锅炉 厂生 产 ，燃 烧 方 式 为前 后 墙 对 冲燃 烧 。 设 计煤种 为神 华 东 胜煤 ，校 核煤 种 为 晋 北 朔州 煤 ， 燃 煤 主要特性 见表 １ 示 。 目前 电厂煤 源 以神华 东 所 胜 煤 为主 ，山西混 烟煤 为辅 ，煤种 着 火 、燃 尽性 能 良好且 煤质稳 定 ，是实 现等离 子 点火 和稳燃 的必 要
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第２ ０卷 第 １ 期 １
２０ ０ ７年 １ 月 １
广 东 电 力
Ｇ ＵＡＮＧＤｏＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩ ＰｏＷ ＥＲ Ｃ
Ｖｏ ． （ Ｎｏ １ １２ ） ．１
ＮＯ ２ ７ Ｖ． ００
文 章 编 号 ：０ ７２ （ ２（ ） １０６ ．３ １０ ．９） （ ７ １．０ ４０ Ｘ（ ） ）
惠来 电厂 一期 工 程 ２Ｘ６ ０ＭＷ 超 临 界 １ 、 ０ 号
系统 。等 离子 点火 系统是 由等 离子燃 烧器 、等 离子 发 生器及 其 辅 助 系统 、冷 炉 制 粉 系统 、电源 系 统 、
锅炉等离子点火技术和小油枪点火技
锅炉等离子点火技术和小油枪点火技术的比较锅炉等离子点火技术是由烟台龙源电力技术有限公司在总结前人工作的基础上，开发成功的锅炉点火及稳燃系统，为电厂节约燃油走出了一条新路子。
该项目2000年通过国家电力公司的鉴定，认为“DLZ-200型等离子点火装置在220t/h燃用贫煤锅炉上直接点火及稳燃是成功的。
该成果解决了多项技术关键问题，达到了世界领先水平”；2002年被科技部等国家五部委授予国家级重点新产品；2003年9月获得中国电力科学技术奖一等奖；2005年3月获得2004年度国家科技进步二等奖。
截至目前，等离子点火及稳燃技术已成功应用近300台电站煤粉锅炉，煤种：贫煤、劣质烟煤、烟煤和褐煤；机组容量等级：50MW、100MW、125MW、200MW、300MW和600MW；燃烧方式：切向燃烧直流燃烧器、墙式燃烧旋流燃烧器；制粉系统类型：钢球磨中储式、双进双出钢球磨直吹式、中速磨直吹式和风扇磨直吹式制粉系统。
小油枪点火技术是在利用等离子点火的某些技术而发明的另一种锅炉点火和稳燃技术，基本原理是用小油枪代替等离子发生器，并辅以煤粉燃烧器，用于锅炉点火和低负荷稳燃。
二者相比，比较如下：a、等离子点火是一个系统工程，与小油枪相比，该系统配置更合理，能满足电厂点火和低负荷稳燃的需要。
不管是等离子点火系统还是小油枪点火系统，都要有系统的概念，没有合理的系统配置，点火系统就不能发挥作用。
尤其是直吹式制粉系统的锅炉，要保证点火系统发挥作用，除了需要点火源（等离子发生器或小油枪）外，还需要设计合理的专用燃烧器、冷炉制粉系统、磨煤机出力控制措施等，否则，就可能出现点火初期磨煤机启动前大量用油烘炉或者升温升压速度快等问题。
烟台龙源公司在多年进行直吹式机组的等离子点火系统改造中，为保证锅炉冷炉启动的成功，采取了多项先进的技术措施。
如：为了保证磨煤机能够直接冷态启动，配套安装了锅炉冷炉制粉系统；为了保证锅炉启动满足升温升压曲线的需要，进行了磨煤机降出力改造；为了保证锅炉的等离子燃烧器能够满足锅炉正常运行的需要，设计了双筒压差平衡燃烧器。
等离子点火燃烧器系统及原理简介
４ 等离子燃 烧器结 构
等离子燃烧 器 的核心原件 是等离子点 火发 生器 ， 通过它产生高温等离子 电弧， 主要 有 阳极
与等离子燃烧器匹配 的给粉机额定出力 ２ ￣ｔｈ － ６／ －
为 宜 。对 １０ Ｏ ＭＷ 及 以上 容 量 的锅 炉 ， 般 选 用 一
给粉机的额定出力在 ３ ￣ｔｈ为宜。 －９／ －
细论述 ， 了解等 离子 点火装置 的应 用有 一定的参考价值 。 对
［ 关键词］ 等离子点火燃烧器
阴极
阳极
线圈 系统
从而迅速燃烧 。由于反应是在气 相中进行， 使混
１ 前言
大型工业煤粉 锅炉 的点火 和稳 燃传统上 都
是采用燃烧重油或天然气等燃料来实现的， 近年 来， 随着世界性的能源紧张 ， 原油价格不断上涨 ，
５１２ 磨煤机 ．．
组件 、 阴极组件 、 圈组件三大部分组成 ， 线 还有支 撑托架配合现场安装 。等离子发生器设计 寿命
为 ５ 年 。阳极组件与阴极组件包括用来形成 ～８ 电弧的两个金属 阳极与阴极 ， 在两 电极 间加稳定
对于新建机 组， 选定 的点 火用磨煤机 ， 最低
出力应能满足最低投入功率 的要求 ， Ｓ中速磨 ＭＰ 宜采用可变加载型。根据磨煤机 的型式 ， 调整其 出力和细度至最佳状态 ， 例如 ： 当调整 回粉 门 适 的开度、 调整分离器开度 ， 当减小一次风量（ 适 但 风量的调整应满足一次风管 的最低流速 ， 中速磨
铸钢。
炉的无油启动和无油低负荷稳燃 。 等离子 点火 发生器产生稳定功 率 的直流空 气等离子体 ， 该等离子体在燃烧器 的中心筒中形 成 Ｔ ００ ￣５０ Ｋ的梯度极大的局部高温区， 煤粉颗 粒通过等离子“ 火核” 受到高温作用， 并在 １ 秒 Ｏ
等离子点火及稳燃技术
技术介绍
□华能太仓电厂#3锅炉点火照片
技术介绍
拉弧原理
□原理
技术介绍
煤粉锅炉等离子发生器简图
□原理
(1)阳极 (4)可更换阴极头 (3)线圈 (5)直线电机 (2)阴极
等离子体 电弧 放电腔
(8)进水口
(9)出水口 (7)压缩空气进口
(6)电源
技术介绍
煤粉锅炉等离子发生器外形图
□原理
技术介绍
解决了煤粉锅炉等离子点火及稳 然技术冷炉制粉问题；
技术介绍
□历程
2000年，烟台龙源公司自主开发的煤粉锅炉等离子点火及稳燃技术通过了原 国家电力公司组织的技术鉴定，专家一致认为该技术已达到“世界领先水平”。
2000年，该技术首次在烟台电厂50MW机组应用，并且实现无油启动。 2001年，在清河电厂100MW机组应用，首次应用于旋流燃烧器。 2002年，在大同二电厂，首次应用于200MW机组。 2002年，在江西丰城电厂，首次应用于300MW机组直吹式制粉系统锅炉。 2002年，在盘山电厂，首次应用于600MW直吹式制粉系统锅炉。 2004年，在托克托电厂，首次应用于600MW旋流燃烧器锅炉。 2006年，在华能玉环电厂，首次应用于1000MW机组。 至2007年10月，采用煤粉锅炉等离子点火及稳然技术已投入运行锅炉289台， 装机容量达到0.89亿千瓦，占全国火电机组总容量14.8% ，采用煤粉锅炉等离子 点火及稳然技术已签约并正在生产和安装调试的锅炉121台。
公司现有员工225名，其中博 士学历员工6名，硕士学历员工32 名，大学本科学历员工94名。
公司简介
总工
□组织结构
董事会 总经理 副总经理
副经理
财
策
工
“无重油等离子炬电子点火与稳定燃烧装置”技术简介
在国外 ， 美 国、加拿大、德 国、澳大利亚一些著名电气公 司 （ 如西 屋公司、联合碳化物公司 ，太平洋公 司 ）……都有研究 ， 设计过不同的 等离子点火系统。都达到了热电厂 的商用水平 。
前苏联并不是一个贫油的国家 ，上世纪八十年代 中叶在 国家的支持
下， 该技术获得 了工业规模试验 的成功 。至今应用无重油等离子炬点火 的热电厂有数百家 ，原欧洲的社会 主义 国家都有运用 ，亚洲蒙古乌兰 巴
“ 无重油等离子炬电子点火与稳定燃烧装置”技术简介
黎 倩 万国华 江西省投 资集团公 司 江西 南昌 ３ ３ ０ ０ ９ ６
【 摘 要 】介绍等 离子炬 电子点火与稳定燃烧装置工作的基本原理 【 关键词 】等 离子炬 工作 原理
中图分类号：０５ ３文献标识码：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ ５ １ ． ０ １
有 降低。
五 、该等 离子炬在锅炉 内的装备情况
我国电厂使用的锅炉有四种规格 ， 如果都装配最先进 的等离子设备 ， 情况如下 ２ ２ ０ Ｔ 锅炉 × ２（ 只等离子矩 ）× ３ ５ ０ Ｋ Ｖ Ａ／ 支＝ 每 只锅炉要 ７ ０ ０ Ｋ Ｖ Ａ
的功 率
（ 四） 用油枪点火时 ，高压静电除尘 器电极要退出 。否则 ，电极沾
上油烟 ，使电极被油腐蚀而失效 ，造成 经济损失 。高压静电除尘器 的退
出，也是烟尘排放量最多 的时期 ，造成的污染是 十分严重的。
（ 五） 电厂采用等离子炬无油点火可 以不要储油库与输油管道 。新
建的厂可以节约较大 的建筑费用 ，同时能消除阂油引发的火灾或爆炸等 安全隐患。
４ ３ ０ Ｔ锅炉 ×３（ 只等离子矩 ）×３ ５ ０ Ｋ Ｖ Ａ／支＝ 每只锅炉要 １ ０ ５ ０ Ｋ Ｖ Ａ 的功率
150mw机组煤粉锅炉创新应用等离子点火技术实现无油点火稳燃降低运行成本
100科学技术Science and technology150MW 机组煤粉锅炉创新应用等离子点火技术实现无油点火稳燃降低运行成本于会泳，张继武（金川集团有限公司，甘肃 金昌 737100）摘 要：为实现锅炉无油点火，解决锅炉运行中存在的问题，热电二车间以降低三层煤粉燃烧器整体高度，缩减燃烧器喷口间距，收缩点火切圆增加点火贴壁风防止结渣的整体等离子点火技术创新应用思路，对两台锅炉点火装置进行了改造，采用了等离子点火技术。
本文对等离子点火技术的工作原理、点火机理等作了简单介绍，并对其在热电二车间锅炉上的应用情况进行了分析总结。
关键词：煤粉炉;点火技术;等离子;节约;燃油;经济 中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）10-0100-7收稿日期：2019-10作者简介：于会泳，生于1974年，内蒙古人，现在金川集团公司热电公司工作。
1 热电二车间锅炉改造等离子点火技术的背景及意义热电公司热电二车间两台150MW 机组承担着集团公司三大矿山用电发供、输配和厂区生产热负荷供应生产任务，是集团公司主力自备电厂。
锅炉配备大油枪点火装置，采用0#轻柴油，每年因锅炉启停和助燃使用轻柴油约1000多吨，直接成本约900万元左右。
近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不断上涨，燃油成本大幅增加。
据有关资料统计表明，我国电站燃煤锅每年消耗燃料油约1100万吨，锅炉用于启动点火、低负荷稳燃和新机组调试消耗的燃油大约在410万吨左右。
随着国民经济的快速发展和火电厂的建设，这一数字将进一步增加，这不仅加剧了我国石油资源的供需矛盾，而且耗资上百亿元。
燃油量的增加也使得电厂的建设成本和发电成本都大大增加，不利于电厂的经济效益。
因此，为了减少燃油的消耗量、降低发电成本，电力工作者一直致力于开发新的煤粉锅炉节油点火技术。
国家相关部门也将研究、开发及应用以煤代油的技术和产品作为长期能源战略的一部分纳入《中国能源》白皮书和《节约和替代燃料油“十五”规划》。
烟台龙源-等离子点火及稳燃技术_图文
号
制造 行时间
质
h
运行状态
6 某电厂 上海 7、8 号 炉
7 沙洲电 上海 5000 厂#1
末级过热 器
末级再热 器
T91 ① 2007 年6 月20 日19 时15 分，8 号机组抢修 后并网，6 月22 日02 时40 分末级过热器发 生爆管
② 2009 年10 月6 日6：58 机组并网，2009年 10 月7 日22：00，7 号炉末级过热器爆管。
相关技术问题及运行实践
以前阴极设计寿命50小 时，实际工程累计使用 寿命一般为20-100小时 ；
使用寿命不均等，原因 不详；
使用前无法检验预知。
对材料成分和制造工艺进 行许多改进；
产品随机抽样寿命达到297 ～306小时的实验室水平；
实际工程中，产品的保证 寿命达到100小时。
鍋爐冷態啟動曲線
鍋爐溫態啟動曲線
相关技术问题及运行实践
相关技术问题及运行实践
相关技术问题及运行实践
等离子启动
相关技术问题及运行实践
相关技术问题及运行实践
1. 理论上，在投用等离子体发生器稳燃的情况下，锅炉可以在任何 负荷下稳定燃烧。
2. 一般机组的最低稳燃负荷为35%BMCR，继续降低负荷还会出现 水动力问题和蒸汽温度过低的问题。 等离子体点火系统对解决 上述问题都更有优势。
•正常运行阶段：保持原来的燃烧器正常工作。
•In normal operating time: To keep the most performances of main burners at normal operation condition. •低负荷运行阶段：可在较低负荷下稳定锅炉的燃烧 •In low load operating time: To keep the stable combustion of the boiler at lower load condition.
锅炉等离子点火燃烧系统介绍
•2000年9月，国家电力公司组织等离子点火技术鉴 定及现场技术交流会，鉴定结论认为：“该成果解 决了多项技术关键问题，达到了世界领先水平” •中国电力科学技术一等奖 •《节约和替代燃料油“十五”规划》 •《电力工业“十五”规划》 •《国家电力公司火电厂节约用油管理办法》 •获科技部科技型中小企业技术创新基金无偿资助 150万元； •原国家电力公司《电站锅炉等离子点火技术应用指 南》 •国家经贸委节能信息传播中心将烟煤型等离子点火 燃烧系统列入其“最佳节能实践研究” •北方电力集团有限公司正式发文，明确指出：“决 定在公司控股建设的200MW及以上的机组工程中采 用等离子点火装置。 •大唐电力有限公司13台300～600MW机组，已一次 签订意向性协议，全部采用等离子点火技术。
Solutions 方案
旋流燃烧器
【返回】
Solutions 方案
等离子发生器原理图
【返回】
等离子发生器外形图
【返回】
点火器实物参考照片
【返回】
本工程燃烧器图
水冷壁 中心线
一次风管 中心线
【返回】
等离子点火燃烧器主要设计参数表
序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 一次风管风速 一次风温 一次风量 煤粉量 煤粉浓度 喷口风速 燃烧器阻力 单位 m/s ℃ km3/h t/h kg/kg m/s Pa 3-10.0 0.25-0.45 40 ～50 ＜1000 喷口温度按1000℃ 含浓缩装置 结果 20.0-26.0 60～70 备注 等离子点火器投运状态 等离子点火器投运状态
【下一页】 【目录】
3、等离子点火器的控制 等离子点火器的控制主要是对阴极的控制。通过对阴极的调整，进行电压的调节，阴极通 过整流柜对其控制。【热工电缆接线图】 4、保护逻辑 锅炉FSSS系统逻辑不作根本性修改，炉运行时，燃烧器的火焰保护仍采用锅炉FSSS系统， 燃烧器火焰“有/无”的判据等均由FSSS系统给出，并在判断灭火时跳闸相应的磨煤机。仅对 原有FSSS逻辑进行以下修改： (1) FSSS系统仅对等离子燃烧器对应磨煤机启动条件加入置工作方式的逻辑模块，逻辑置“等 离子模式”时，等离子发生器工作，由等离子燃烧器保持燃烧稳定，以便满足不投油枪，启动 磨煤机的条件，此状态为燃烧器的“等离子模式”；逻辑置“正常模式”时，等离子发生器停 用，等离子燃烧器作为主燃烧器使用，此状态为燃烧器的“正常模式”。 (2) 在主控室光子牌上增加1路“等离子点火装置故障”报警信号。 (3) “等离子模式”运行时，有一个等离子点火装置出现故障,自动关闭相对应的磨出口门， 有两个等离子点火装置同时出现故障，由FSSS跳闸相应的磨煤机。 (4) 锅炉MFT时，由锅炉FSSS系统送接点信号给等离子控制系统，所有等离子点火器跳闸，并 禁启。 (5）在等离子点火模式下，磨煤机启动3分钟，如果检测不到火焰，就认为此层无火，跳相应 磨煤机。 5、操作控制方式 等离子控制系统由五台整流柜内S7-200、PLC柜、#3炉DCS、#4炉DCS组成。等离子控制 信号由S7-200采用通讯线方式送至PLC柜，再由PLC柜通过通讯线方式分别送至#3、#4炉 DCS,由DCS等离子点火系统进行操作。 【目录】
等离子点火技术及双尺度燃烧
1、等离子点火技术等离子体是部分或完全电离的离子化的气态状物质，它是由大量的带电粒子(离子、电子)和中性粒子(原子、分子)组成的。
在整个等离子体内，电子所带的负电荷数和离子所带的正电荷数相等，所以称它为等离子体。
等离子体是处于高温或特定激励下的一种物质状态。
当用等离子体与煤粉作用时，在燃烧流中会形成T > 4000K和温差大的局部高温区，当煤粉颗粒落入该区后受到高温的热冲击，迅速释放出挥发分，并使煤粉颗粒因急剧热膨胀而破碎，从而迅速引发周界煤粉气流着火燃烧。
在等离子燃烧器内煤粉的点火燃烧过程中，等离子体只是引燃热源，起活化作用而已。
真正将燃烧器内部大量煤粉加热到挥发分析出，达到着火点的热量来源于煤粉本身。
以中国烟台龙源电力技术有限公司为代表的直接点燃型等离子点火技术（简称“直燃型等离子点火”）。
其主要技术原理是：直接将锅炉主燃烧器改为兼有等离子点火功能的燃烧器，即直接把锅炉原来的主燃烧器设计为等离子燃烧器，在该燃烧器上安装等离子发生器，当锅炉启停和低负荷稳燃时，投入等离子发生器（又称等离子枪），起到点火燃烧器的作用。
当锅炉高负荷正常运行时，等离子发生器停运，该等离子燃烧器作为锅炉主燃烧器使用。
采用多级点火分级燃烧。
中心筒一级燃烧室：引入浓缩后的含粉气流，等离子电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃；内套筒二级燃烧室：挥发分及煤粉继续燃烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧；外套筒：利用高速含粉气流冷却二级燃烧室，同时将部分煤粉推入炉膛燃烧。
燃烧器设有壁温监视测点，便于随时对壁温进行调整，既有利于点火又可防止燃烧器被烧坏。
该型燃烧器的点火特点是部分煤粉首先在燃烧器一级燃烧筒内燃烧，第一级筒内煤粉火焰温度较高，一级燃烧筒壁利用外侧温度较低的淡煤粉气流冷却，以防止结渣和烧损。
同时，利用双筒结构将部分煤粉推至燃烧器出口，在炉膛内燃烧。
内、外筒形成同心双层并联通道，有利于着火燃烧，降低飞灰含碳量，并减少燃烧器的阻力，简化燃烧器的结构。
等离子点火及稳燃系统技术要求
附件1：设备技术规范1 总则1.1 本技术协议规范适用于山西永济热电厂2×300MW空冷机组改扩建工程配套的锅炉等离子点火及稳燃系统。
它提出了等离子点火装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2 本技术规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范条文。
1.3 投标方执行本技术协议所列标准。
有矛盾时，按最高标准执行。
在产品设计和制造中所涉及的各项规程、规范和标准均遵循现行最新版本的标准。
1.4 产品采用的专利涉及到的全部费用均应包含在产品报价中，投标方保证招标方不承担有关产品专利的一切责任。
1.5 投标方提供的产品是成熟可靠、技术先进、高质量的产品，且已有相同容量机组合同产品制造、运行的成功经验。
1.6 在签订合同之后，招标方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充要求，具体项目由招标方、投标方共同商定。
1.7 本技术协议为订货合同的附件，与合同正文具有同等效力。
2. 气候条件.2.1 气象特征与环境条件平均气压 975.1hPa平均气温 13.8℃平均最高温度 20.3℃极端最高气温 41.5℃极端最低气温 -15.3℃平均相对湿度 64%最小相对湿度2%平均水汽压 11.9hPa平均降水量 504.7 mm平均蒸发量 2041.1 mm最大一日降水量 99.8mm一小时最大降水量 40.4 mm基本风压0.32 kN/m2厂房零米高度(1956年黄海高程) 380m3. 机组设备概况3.1 概况本期工程装设两台300MW亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉，采用单炉膛、倒U型布置、四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢架悬吊结构、半露天布置、固态排渣，燃用混煤。
锅炉采用四角切圆燃烧方式，过热蒸汽温度采用二级喷水调节，再热蒸汽调温方式采用摆动燃烧器调温。
配5台ZGM95G型中速磨煤机，采用4+1运行方式。
锅炉设计及校核煤种见表3-1。
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T91 不详
8 高资电 上海 5200 厂#6
9 安徽田 上海 8700 集发电 #1
末级过热 器、末级 再热器 末级过热 器
T91 不详
T91 ① 8月l 7日，l号机组启动，l 6：l 6机组负荷 601MW时，锅炉A侧末级过热器爆管，20： 03锅炉停炉。
相关技术问题及运行实践
为减缓氧化皮剥落，现阶段采取的“焖炉”方式 实践证明是行之有效的，如果进一步采用等离子体点 火技术滑压运行停炉，优越性更无可比拟，可大大减 轻氧化皮的剥落。
相关技术问题及运行实践
以前阴极设计寿命50小 时，实际工程累计使用 寿命一般为20-100小时；
使用寿命不均等，原因 不详；
有
热启升网后约15小时
2003-2-9 #2炉高过出口段 T91
有
冷启并网后约17小时
2003-2-11 #2炉高过出口段
T91
有
冷启
2003-2-15 2#炉高过出口段
T91
有
冷启并网后约16小时
2003-6-1 #2炉高过出口段 T91
有
小修后冷态启动过程
典型事故分析
序 电厂 锅 炉 累计运 爆管位置 材质 运行状态
柜体尺寸：2200*800*800(mm) 功率因素低，设备容量大
柜体重量：≤450Kg 功率因素高，设备容量小
效益比较 占地大，基建成本高
占地小，基建成本低
效率低，运行成本高 起弧电流高，180～240A
效率高，运行成本低 起弧电流低，120～150A
对发生器的 影响
断弧电流高，216～240A 发生器功率可调节范围窄 容易受大功率设备启动影响断弧
22
工程應用
IHI DUAL FLOW BURNER IHI的DF型燃烧器
Outer sleeve 外套管
Combustion air 燃烧空气
Burner throat 燃烧器喉部
Inner sleeve 内套管
Outer vane 外圈叶片
Inner vane 内圈叶片
23
工程應用
独立控制系统 可以与DCS连接，成为DCS系统的一部分
典型事故分析
日期
爆管位置
材质 是否有异物 启动方式及爆管时间
2001-7-8 #2炉高过出口段 T22
有
冷启并网后约20小时
2001-8-7 #2炉高过出口段 T91
有
冷启并网后约11小时
2002-5-8 #1炉高过出口段 T91
无
冷启并网后约18小时
2002-11-14 #2炉高过出口段 T91
直吹式制粉系统： 使用冷风蒸汽加 热器
19
工程應用
中儲式制粉系統：使用粉倉中的煤粉或者鄰爐來粉 直吹式制粉系統：使用冷風蒸汽加熱器
煤粉分離器 &分配器
一次風管
原制粉系統
熱一次風
冷風蒸汽加熱器 蒸汽
冷凝水
配有冷風蒸汽加 熱器的制粉系統
磨煤機
20
工程應用
21
工程應用
Pulverizer and separator
器、再热
组调停D修的案例，其中1 次为D修后启动才2 天又
器
发生了再热器管高温爆管。
T23 不详
12 平圩
13 信阳 华豫
14 华电 贵港 ＃２
哈尔滨 13 725 高 温 过 热 器
停炉检查，氧化皮堆积严重
东方
高 温 过 热 TP3 不详
器
47H
上海
13000
末 级 过 热 TP3 ① 2010年3月4日00：53，#2机组并网运行，
公司簡介
中国电力科技技术一等奖
国家科技进步二等奖
公司簡介
2008 年 “煤粉锅炉等离子点火及稳
燃技术”獲得 世界产权组织 中国知识产权局 颁发的“中国专利金奖”
等离子体点火技术发展情况
技术原理
等离子体是物质除了固态、 液态、气态的第四种形态。
它对外呈中性，内部有很 多活跃的阴、阳离子。
号
制 造 行时间
商H
1 华 能 东方 12000 高过、屛
沁北
过
2次机组检修后再启动氧化皮堵塞过热器爆管
2 湖 南 东方 3136 高过 #4
TP347 ① 4号炉于2007年6月1日急停抢修，2007年6
H
月30日开机并网后6 h发现炉管泄漏而停机。
② 机组抢修并经检查后，7月11日开机，至7
月16日晚上再次发现高过爆管．
B电厂改造前
B电厂改造后 （电厂测试结果）
点火后2小时
样品 灰 渣
样品中的可燃物％ 42 51
燃烧效率 %
52.5
灰
7.5
94.8
渣
8.1
点火未成功
灰
12.14
91.9
15
等离子体点火技术的工程应用
工程應用
截止目前煤粉锅炉等离子体 点火技术已在国内560台机 组上成功应用，装机容量超 过2.4亿千瓦。
器
47H 2010年3月6日23：53，锅炉末级过热器爆管。
② 2010年3月12日9：52并网后，2010年3月13日
6：54又发生末级过热器爆管，机组停机。
相关技术问题及运行实践
锅炉停炉： 锅炉停炉后无特殊要求，通常采用闷炉自然降温控制锅炉的 降温速率，如锅炉受热面有紧急检修，也尽量控制高温受热 面不快速冷却。
采用等离子体点火技术的 1000MW机组有25台，600MW 机组227台，300MW机组214 台，200MW及以下机组94台。
17
工程應用
冷炉制粉系统 燃烧器的布置 控制系统 电气系统 载体风系统 冷却水系统
18
工程應用
中储式制粉系统： 使用粉仓中的煤 粉或者邻炉来粉
PLC
DCS
觸控式螢幕
燃燒器壁溫
直流電源控制櫃
風機控制櫃 水泵控制櫃
24
工程應用
25
工程應用
26
工程應用
27
相关技术问题及运行实践
相關技術問題及運行實踐
相關技術問題及運行實踐
相关技术问题及运行实践
鍋爐冷態啟動曲線
鍋爐溫態啟動曲線
相关技术问题及运行实践
水冷壁出口 流体温度
热负荷分布
流向
器
47H 2010年3月6日23：53，锅炉末级过热器爆管。
② 2010年3月12日9：52并网后，2010年3月13日
6：54又发生末级过热器爆管，机组停机。
典型事故分析
序 电厂 锅炉制 累计运 爆管位置 材
号
造 行时间
质
h
运行状态
10 乐清 上海
11 珠海 上海 金湾
3000
末 级 过 热 T91 投入商业运行半年内，2次发生因锅炉爆管导致机
Secondary air box
Primary air conduit
Plasma ignition pulverized coal burner
Secondary air box
Primary air conduit
Plasma ignition pulverized coal burner
Pulverizer and separator
它的温度可以高达4000K 以上 。
当载体空气通过电弧时就 产生了等离子体。
7
技术原理
•启动阶段：稳定、高效的点火系统保证锅炉启动过程。
•In the start-up time: stable and high- efficient firing ensures the safety in the process of boiler start up.
3 湘潭 东方 数千小
电厂
时
4 汕尾 东方 4000 高过 #1பைடு நூலகம்
5 国华 上海 9000 高过 太仓 #8
TP347 启动后十几小时 H T91 满负荷运行
T91 2007年6月20日14：40， 8号炉点火，至21日 0：30，机组带负荷至600 MW。6月22日1：30， 锅炉再热汽温异常升高
典型事故分析
流向
流向
流向
燃烧器
前墙
燃烧器
侧墙 后墙 侧墙 垂直上升水冷壁
燃烧器
燃烧器
前墙 侧墙 后墙 螺旋上升水冷壁
侧墙
相关技术问题及运行实践
相关技术问题及运行实践
等离子启动
相关技术问题及运行实践
相关技术问题及运行实践
1. 理论上，在投用等离子体发生器稳燃的情况下，锅炉可以在任何 负荷下稳定燃烧。
2. 一般机组的最低稳燃负荷为35%BMCR，继续降低负荷还会出现 水动力问题和蒸汽温度过低的问题。 等离子体点火系统对解决 上述问题都更有优势。
2012年2月
目錄
1.公司简介 2.等离子体点火技术发展情况 3.等离子体点火技术工程应用 4.相关技术问题及运行实践 5.无燃油燃煤电厂 6.效益分析
公司簡介
主要从事煤粉燃烧領域 技术的研究开发，设计制 造及工程服务等业务。
等离子点火稳然技术 低NOx燃烧技术 余热利用技术 锅炉综合改造
实验室累计寿命可达 1000小时，正常使用条 件下保证400小时；
相关技术问题及运行实践
1. 内蒙古某2×330MW机组，2008年～2010年，#1、2机组滑参 数停机共计13次，汽轮机中压内缸高点金属壁温通常降至300℃ 以下，2009年4月21日#1机组滑停，缸温最低降至274℃，给检 修预留了充足时间。