烟台龙源等离子点火及稳燃技术

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
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。
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，
3 湘潭 东方 数千小
电厂
时
4 汕尾 东方 4000 高过 #1
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
直吹式制粉系统： 使用冷风蒸汽加 热器
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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
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
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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。
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
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。
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
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
公司簡介
Hale Waihona Puke Baidu
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。
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.
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技术发展情况
电源构成
可控硅电源
开关电源
包括隔离变压器、可控硅整流装置、输出 交流输入直流输出一体化，结构紧凑
电抗器等
稳流精度低，动态响应慢
稳流精度高，动态响应速度快
效率低≤80％
效率高 ≥90％
技术参数 功率因数≤0.7
功率因数 ≥0.9
变压器尺寸：2200*1300*800(mm)
柜体尺寸：2200*800*800(mm)
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
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．
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；
•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.
③ 2009 年10 月14 号7 号炉经过抢修再次启动 后，末级过热器管出口段爆管
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。
断弧电流低，60～80A 发生器功率可调节范围宽 断弧情况少，有利于阴极寿命
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技术发展情况
煤种适应范围扩大 煤粉燃烧效率提高 着火稳定性增强 防结渣、烧损能力提高
14
技术发展情况
改造前后煤粉燃尽率对比（启动过程）
名称
时间
A电厂改造前
点火后1小时 点火后1小时
A电厂改造后
点火后1小时 点火后1小时
实验室累计寿命可达 1000小时，正常使用条 件下保证400小时；
② 8月21日，l机组再次启动，17：10负荷 550MW时，发现炉管泄漏，立即停炉。
③ 8月26日，再次启动，23：43机组并网。8月 27日锅炉过热器爆管。
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
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
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
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，
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。
相關技術問題及運行實踐
阳极的平均使用寿命 在200-500小时左右；
阳极易污染，造成启 弧困难。
开发了L2C4阳极，稳定 性、可靠性大幅度提高， 点火能力增强；
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
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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
序 电厂 锅炉 累计运 爆管位置 材
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
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。
2. 天津某600MW机组，2003年采用等离子体点火装置进行机组滑 停试验，汽轮机调节级金属壁温降至261 ℃。
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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
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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
8
技術原理
火检监控电视
直流电源控制柜
200kVA
一次风和煤粉
压缩空气 冷却水
控制系統
9
技术发展情况
电极寿命大幅提高：阴极寿命>100h，阳极寿命>400h 结构改进，可长期稳定运行 功率调节范围增大，点火能力提高
10
技术发展情况
11
技术发展情况
由公频相控模式变为高频开关功率变化模式 电源稳定性好、抗干扰能力强、电源转换效率高 功率因数达0.90~0.93 等离子体电弧稳定性更强、电弧温度更高