课程论文(等离子点火与微油点火技术比较)

等离子点火与微油点火技术比较

摘要：锅炉启动及低负荷助燃用油是构成发电厂成本的重要组成部分，利用等离子点火技术和微油点火技术，可以使启、停炉的燃油消耗大大减少，经济效益较好。

关键词：等离子点火微油点火节能

当今世界能源资源日益紧张，国内外均积极开展电站燃煤锅炉节油技术的研究，我国也先后开发了“节省燃用油、燃油锅炉改烧煤、推广劣质煤燃烧技术、以煤代油”等技术。这些技术的应用对电站节油起到了明显的作用，但燃煤机组节油降耗仍具有很大的空间。等离子点火技术的突破性进展以及微油点火技术的出现，使我国的电站节油技术又迈向了新阶段。在短短几年时间内，等离子点火技术和微油点火技术已成为现代大型机组锅炉点火和稳燃过程中的主流节油技术。

1.等离子点火技术

1.1 等离子点火系统构成

等离子点火系统主要有以下几部分构成：等离子发生器；等离子燃烧器；电源柜及供电系统；辅助系统（包括冷却水系统、压缩空气系统，图像火检系统）；控制系统以及风粉系统等。

1.2 等离子点火系统工作原理

1.2.1 等离子发生器工作原理

等离子发生器由线圈、阴极、阳极组成。其中阴极和阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的特殊材料制成，以承受高温电弧冲击。线圈在高温情况下具有抗直流高压击穿能力。电源采用全波整流并具有恒流性能。其点火原理为：在一定输出电流条件下，当阴极前进同阳极接触后，系统处在短路状态，当阴极缓缓离开阳极时产生电弧，电弧在

线圈磁场的作用下被拉出喷管外部。压缩空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，进入燃烧器点燃煤粉。

直流电流在一定介质气压的条件下引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在点火燃烧器中形成T>4000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子“火核”时，迅速释放出挥发物、再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧，达到点火并加速煤粉燃烧的目的。等离子体内含有大量的化学活性粒子，如原子（C、H、O）、离子（O2-、H+、OH-）和电子等，它们可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。

图2 等离子燃烧器结构

1.3 等离子燃烧器的启动操作

（1）全面检查等离子燃烧器各子系统，确认压缩空气、冷却水、冷却风等各项参数正常，等离子发生器具备启动条件。

（2）炉膛吹扫完成后锅炉点火，投入一层对角燃烧器。

（3）置C磨煤机在“等离子运行模式”，检查制粉系统满足启动条件。

（4）将等离子发生器给定电流设置为300A起弧，稳定5min后，根据煤种将等离子发生器功率控制在80～120kW范围内。

（5）调节燃烧器风门开度至规定值。

（6）等离子燃烧器稳定燃烧后，逐步减少油燃烧器，直至完全断油运行。

2．微油点火技术

2.1 微油点火系统构成

微油点火系统主要以下几部分构成：强化燃烧气化小油枪；煤粉燃烧器及浓缩装置；辅助系统（包括油系统、压缩空气系统、助燃风系统）；检测与控制系统以及制粉系统等。

2.2 微油点火工作原理

2.2.1 气化小油枪点火工作原理

微油点火是利用压缩空气的高速射流将燃油直接击碎，雾化成超细油滴并燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容、后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性极强，其传播速度超过声速，火焰呈完全透明状，中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃中以煤代油的目的。

2.2.2 燃烧器直接点燃煤粉工作原理

微油气化油枪燃烧形成的高温火焰，使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，并释放出大量的挥发分迅速着火燃烧，然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需的引燃能量，并满足锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。

图3 微油燃烧器结构

2.3 微油燃烧器启动操作

(1)吹扫炉膛：

检查烟道和引风机档板开度为最大。将送风机调节档板调至最大，炉后风机调节阀调至合适位置，将配风调节器调至最大。启动送、引风机吹扫炉膛以排除炉膛内的未燃气体，约10分钟后，调整配风调节器至适当位置，使配风器内有微风。

(2)吹扫管路

打开燃油管路的蒸汽(或压缩空气)吹扫阀，用蒸汽预热及吹扫供油管路和油枪喷头约3~5分钟，并检查油、汽管路压力表和接头等连接部位是否泄漏，确定完好后关闭蒸汽(或压缩空气吹扫阀)。

(3)油枪试漏：

检查燃烧器前油阀处于关闭状态。打开雾化介质阀门，使燃烧器前油压表的反馈压力显示值为0.15—0.20MPa，此时燃烧器前的雾化介质压力表显示值为0.45MPa，油枪则处于正常状态。(若油表无反馈压力显示，说明油枪枪头的油孔或汽孔有杂物堵塞，取下油枪，对油枪枪头的油孔或汽孔进行处理；若油压表的反馈压力显示值与雾化介值压力的显示值相近，说明油枪枪心的垫片不密封，取下油枪更换垫片后将油枪重新装上)关闭雾化介质阀门。

(4)供油压力调节：

启动渣油泵，调节油泵房供油压力，使油压表显示值为0.60～0.80MPa左右；

(5)点火：

准备好火把或高能点火装置，插入火把或高能点火杆至合适位置，打开高能点火装置的电打火，然后打开燃烧器前的油调节阀门，当燃油雾化燃烧后，关闭高能点火装置的电打火，抽出高能点火杆，将点火孔口封上。

(6)燃烧调节：

待火焰稳定后，调节配风调节器一次风和二次风调节手柄。补足助燃空气，直到火焰明亮，烟囱不冒黑烟为止，即为点火成功。观察火焰形状和燃烧状况。在额定工况燃烧时，油压表显示值为0.40～0.60MPa；

(7)如果点火失败，应立即关闭油阀，随后关闭雾化介质阀门。将配风调节器一次风和二次风调节手柄开至最大，使炉内未燃油雾排除干净。打开燃油管

路的蒸汽吹扫阀，对供油管路和油枪进行吹扫。否则不得再次点火。

3．应用情况

等离子点火技术及微油点火技术都是煤粉锅炉点火及稳燃过程中以煤代油的有效措施。近年来等离子点火技术在全国电厂中得到广泛推广，目前已经在超过300台电站锅炉上得到成功应用，囊括了不同煤种、不同制粉系统、不同炉型和燃烧方式，从50～1000MW不同容量范围的燃煤机组。如：国电泰州电厂1000MW机组、华能玉环电厂600MW 机组、华电襄樊电厂300MW机组均采用了等离子点火技术。

微油点火技术也广泛应用于新建燃用烟煤和贫煤的电厂中，如广东红海湾发电有限公司2号锅炉600MW机组、华能沁北电厂二期工程2×600MW机组、内蒙古国华准格尔发电有限责任公司三期扩建工程2×330MW机组均采用了微油点火技术。

等离子点火和微油点火均应提高可靠性。根据有关电厂调试情况，等离子点火会遇到断弧、燃烧器内结焦、阴极使用寿命相对较短、磨煤机振动、初期燃烬率低、积灰、易自燃等问题；微油点火也会遇到油枪堵塞、漏油、运行中熄火、燃烧器内结焦、磨煤机振动、初期燃烬率低、积灰、易自燃等问题。这些问题如果不能及时处理好，将很大程度影响点火和节油效果。

等离子受到点火功率的限制，对煤种的适应能力有限。日前，国内等离子发生器的最大功率为300 kW，相当于24 kg/ h轻柴油的热功率，燃烧难着火煤种时不能点燃煤