烟台龙源 等离子点火技术
烟台龙源等离子点火及稳燃技术
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
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。
锅炉等离子点火技术介绍 - 副本
降低燃油消耗提高经济效益------等离子点火技术在电站锅炉的应用自1973年爆发第一次石油危机以来，石油资源的不可再生性和不断增加的需求越来越受到各国政府的重视，中国石油资源人均可开采储量仅为世界均值的8％，2003年中国原油消费量为2.6亿吨，其中进口9000万吨，占总消费量的35％。
据国际能源机构（IEA）预测：中国2020年一次能源消费中，石油为5亿吨，我国自产1亿吨，需要进口4亿吨，占1998年世界贸易量的25％，随着国民经济的持续发展，中国石油进口量也将呈现不断加速上涨的趋势。
据《2000年电力工业统计资料汇编》数字表明，2000年电力系统燃用燃料油1217.2万吨。
每年电站锅炉（不包括其他工业锅炉）点火、稳燃和新机组调试用油，约在300万吨左右，耗资近百亿元，是我国用油大户。
2004年以来中国发生大范围的缺电现象，严重影响国民经济的发展，大容量机组建设增长迅速，启停及调试耗油也大幅度增加。
以煤代油也成为中国的一项基本能源政策。
另外，在电站锅炉燃烧技术方面，使用单一燃料运行也是其发展趋势，这样不仅节省了初投资，减少厂房占地，简化系统，而且也节省了运行费用。
1、等离子点火技术的发展历程采用等离子技术直接点燃煤粉的研究起于七十年代初，其中美国C-E公司，B.W公司及西屋公司都投入了大量的人力及财力，他们采用高压交流及直流电源都做了直接点燃煤粉的工业性试验。
但是，从目前公开的文献有：“替代油燃烧器的等离子火炬”（国际能源1983）、“等离子火炬锅炉点火”（美国巴威公司）、“等离子技术在工业上应用的可能性”（1983）其结论是“直接用于锅炉点火和辅助燃烧煤粉锅炉的等离子点火煤粉燃烧器正在研究，基于该想法的设备，尚未在实际中应用”，所公布的资料又说“在冷态条件下，燃烧器在完成等离子火焰和燃料充分混合以确保点火是不成功的”。
目前，只有澳大利亚太平洋公司研制的容量为50KW的等离子点火煤粉燃烧器已在曼莫拉电厂300MW燃烧烟煤机组上成功地运行了三年。
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
等离子点火技术超临界燃煤直流锅炉使用浅析
等离子点火技术在超临界燃煤直流锅炉使用浅析-企业管理论文等离子点火技术在超临界燃煤直流锅炉使用浅析纪宗磊（大唐淮南洛河发电厂）摘要以本文介绍了烟台龙源等离子点火装置的构成及其点火机理，及以大唐淮南洛河发电厂三期2*600MW 超临界燃煤直流锅炉等离子使用过程为例，阐述了中速正压直吹式制粉系统中等离子点火装置的优缺点及运行注意事项，对等离子装置改造后的节油效果进行了经济性分析。
关键词等离子效益问题解决措施1 概述在火力发电机组中，通过燃用柴油、重油或燃气等传统方法确保煤粉锅炉点火及低负荷稳燃。
对于这种方法来说，其运行成本比较高。
据统计，仅电厂锅炉点火及低负荷稳燃就消耗的燃油，全国每年高达数百万吨。
大量的消耗燃油，以及采购、运输、储存、硬件设备等方面的费用，在一定程度上增加了发电厂的运营成本。
同时，由于对油煤进行混烧，进一步降低了锅炉的技术指标及经济性。
据有关资料显示：锅炉在燃煤过程中，如果燃烧的燃油具有高反应性能，在这种情况下，将会降低锅炉机组的经济和环保效益，主要表现为：燃料固体未燃尽损失增加10%～15%，锅炉机组的传热效率降低2%～5%，水冷壁的高温腐蚀速度大大增加，锅炉设备的运行可靠性明显降低，在一定环境下，NOX、SOX 等大气污染物排放量增加30%～40%。
而且，在煤油混烧期间，不能投入电除尘器，进而产生环保及社会问题。
为了解决上述问题，需要进一步研究开发无油或少油煤粉直接点火燃烧器。
20 年多年前，国外就开始了煤粉锅炉等离子点火技术的研究。
近年来，等离子点火技术在国内受到重视并实际应用，取得了一定的实际效益。
大唐洛河发电厂使用的烟台龙源等离子点火装置实现了点火技术与稳燃技术的有效结合。
实现了锅炉启停全过程不使用柴油，使用起来经济、环保、高效。
到现在为止很好地起到了无油启动和无油稳燃的作用，极大降低了大唐淮南洛河发电厂三期两台机组的启动以及稳燃成本，产生了很好的经济及环保效益。
2 等离子点火装置简介2.1 等离子发生器工作原理作为产生等离子体的设备，等离子发生器是在介质气压0.01～0.03MPa 的条件下，利用直流电流与引弧接触，同时在强磁场控制下，进一步获得稳定功率的直流空气等离子体，在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中，该等离子体形成温度T＞50000K、温度梯度极大的局部高温区，通过该等离子“火核”，煤粉颗粒受到高温的作用，并且在10-3 秒内迅速释放出相应的挥发物，同时粉碎煤粉颗粒，从而使其迅速燃烧。
最新培训资料等离子点火技术基本原理与系统-1
培训资料等离子点火技术基本原理与系统-1等离子点火技术基本原理与系统烟台龙源电力技术股份有限公司2008年7月目录1．概述 (3)1.1 等离子点火技术的开发背景及功能 (3)1.2 等离子点火技术的发展历程 (4)2．等离子发生器及其辅助系统 (5)2.1 等离子发生器工作原理 (5)2.2 等离子冷却水系统 (7)2.3 等离子载体风系统 (9)2.4 等离子电源系统 (13)3．等离子燃烧器及其工作原理 (15)3.1 等离子燃烧器结构特点 (15)3.2 等离子燃烧器点火原理 (16)4．等离子点火风粉系统 (17)4.1 中储式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案 (17)4.2 直吹式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案 (18)4.2.1直吹式制粉系统蒸汽加热器制备热风方案 (18)4.2.2直吹式制粉系统燃油加热器制备热风方案 (20)5．等离子点火监控系统 (23)5.1 等离子燃烧器壁温测量系统 (24)5.2 一次风风速测量系统 (24)5.2.1一次风在线测速装置的组成 (24)5.2.2测速管的选择 (25)5.3 图像火焰监视 (26)6．等离子点火控制系统与锅炉FSSS、DCS的连接 (27)6.1 等离子点火控制系统 (27)6.2 等离子点火系统与锅炉的连接 (28)1．概述1.1 等离子点火技术的开发背景及功能火力发电机组中的煤粉锅炉，其点火及低负荷稳燃的传统方法是燃用柴油、重油或燃气。
这种方法运行成本高，以一台670t/h锅炉为例，在冷态启动过程中，要耗费约50t轻质柴油。
据统计，每年全国仅电站锅炉因点火及低负荷稳燃就消耗数百万吨燃油。
大量的燃油消耗，以及因此而带来的燃油采购、运输、储存、硬件设备等方面的费用，无疑加大了发电成本。
同时，由于油煤混烧，使锅炉的技术和经济指标下降。
据有关资料表明：锅炉燃煤过程中，同时燃烧具有高反应性能的燃油将降低锅炉机组的经济生态效益，主要表现在增加燃料固体未燃尽热损失10%～15%，降低锅炉机组的传热系数2%～5%，增加水冷壁高温腐蚀速度，降低锅炉设备的运行可靠性，在一定条件下增加NO X、SO X等污染物的排放量30%～40%。
等离子点火技术
锅炉等离子点火技术发展背景等离子点火技术的研究始于20世纪70年代美国研制的等离子煤粉点火器。
其点火机理：依靠等离子发生器发射的高温等离子体射流，直接点燃一次风煤粉，实现冷风点火。
美国的CE、B&W公司和西屋公司都有等离子点火技术成功点燃煤粉的经验，前苏联和澳大利亚也初步掌握了的国内离子直接点燃煤粉技术。
我国在80年代也进行了等离子点火的工业试验。
但无论国内外，等离子点火技术都未能进入实质性应用阶段。
烟台龙源技术有限公司总结国内外无油点火技术的经验和教训的基础上，成功解决了等离子点火的关键性问题，开发出了DLZ-200型等离子点火燃烧器。
目前，等离子点火及稳燃技术已成功应用于贫煤、烟煤、褐煤锅炉，机组容量等离50MW-1000MW，燃烧方式包括切向燃烧和墙式燃烧。
[1]锅炉等离子点火机理DLZ-200型等离子点火装置是利用直流电流在空气介质气压～0.01MPa的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度T＞5000K的，温度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，使煤粉颗粒破裂粉碎并再造挥发分，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。
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。
等离子发生器及其工作原理DLZ-200型等离子发生器为磁稳，空气载体等离子发生器，它由线圈、阴极、阳极等组成。
其中阴极材料采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成。
阳极亦由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式冷却，以承受电弧高温冲击。
锅炉等离子点火燃烧系统介绍
初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存
环节，亦改善了电厂的环境；
3）高效：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；
4）简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式；
穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。
其工作原理见 等离子发生器原理图、等离子发生器外形图、实物参考照片。
【下一页】
【目录】
２．等离子燃烧器 其主要结构如下： 等离子燃烧器由等离子发生器、中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室，方形外套筒等部
分组成。【本工程正式图】 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
子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，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，这样就大大地减少点燃煤粉所需要的引
燃能量。
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。本系统核心设备－－等离子发生器、燃烧器分别介绍如下：
。该成果解决了多项技术关键问题，达到了世界领先水平”。2003年9月又获得中国电力
科学技术应用于百余台电站煤粉锅炉，适用煤种：贫煤、
劣质烟煤、烟煤和褐煤；适用的机组容量：50MW、100MW、125MW、200MW、300MW和600MW
；适用的燃烧方式：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
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。
烟台发电厂150MW机组等离子点火装置的应用
烟台发电厂150MW机组等离子点火装置的应用山东电力工程咨询院张斌王龙林摘要：通过烟台发电厂150MW机组等离子点火装置的应用情况，分析等离子点火存在的问题及解决办法，计算其经济效益。
结合等离子点火在烟台发电厂原有＃1、＃2锅炉的运行情况，对不同制粉系统使用等离子点火装置进行比较。
关键词：等离子点火；燃油；制粉系统；经济效益1概述目前，火力发电机组频繁调峰，机组启停所耗用的燃油价格不断上涨，从而造成机组发电成本随之增加，如何减少机组启停耗油是摆在我们面前急需解决的重要课题。
在烟台发电厂3×150MW机组扩建工程的设计中，通过大量的考察收资，建设上采用等离子点火装置。
经过烟台发电厂、山东电力工程咨询院、烟台龙源公司、上海锅炉厂紧密配合，烟台发电厂3×150MW机组锅炉等离子点火装置安装调试后，达到一次拉弧点火成功，在机组吹管、试运期间大大减少了燃油消耗，降低了机组试运行成本，取得了较好的经济效益。
2等离子点火技术的发展电站锅炉的点火启停是靠燃用大量的柴油来完成的，全国为此每年要耗用柴油几百万吨，大大增加了火力发电机组的运营成本。
为了减少燃油消耗，降低成本，烟台龙源公司于1997年开始研制开发锅炉等离子无油点火装置。
在国家电力公司和山东电力集团的大力支持下，该产品在烟台发电厂#1锅炉（220t/h）上进行工业性试验，经过近三年无数次的改进试验，2000年2月通过了国家电力公司鉴定的工业性试验。
后来随着新技术、新材料的不断应用，等离子点火系统不断完善，目前已基本满足了电站锅炉在机组启停过程中的正常使用，达到了机组启停零耗油的目的。
3等离子点火技术的基本原理等离子点火系统主要由：等离子发生器、等离子载体系统、冷却水系统、电气及控制系统组成。
点火技术的基本原理是利用直流电流在一定空气介质作用的条件下通过阴阳极接触引弧，在等离子发生器出口获得高能量的空气等离子体，从而在燃烧器中心形成T＞4000K的梯度极大的局部高温火核，当煤粉颗粒通过等离子体高温火核时，在1～3秒时间内迅速释放出挥发份，使煤粉颗粒破裂粉碎加速燃烧。
等离子
等离子点火燃烧器在点火状态下运行时，煤 粉在燃烧器内部就已经开始着火，所以在设计时 必须考虑对燃烧器本体进行充分的冷却，以防止 燃烧器结焦或烧损。本设计方案中燃烧器的内层 套筒是通过外层的一次风进行冷态，同时燃烧器 内的风速较高，使得燃烧器具备了自吹扫功能， 以防止燃烧器本体结焦或烧损。 为了监视点火过程中燃烧器的壁温，在本燃烧 器的中心筒电弧侧和外套筒喷口侧各装有一只K 分度热电偶，点火过程中应详细记录各角的温度 值。
图1 等离子点火燃烧器结构示意图
图2 燃烧器弯头内弯板示意图
热电偶
无弯板时的高浓度煤 粉位置
中心筒点火区
中心筒点火区
最后一级煤粉
最后一级煤粉
有弯板时的高浓度煤 粉位置
一次风
如上图所示，等离子点火煤粉燃烧器 的各项外形尺寸完全按照锅炉原有的煤粉 燃烧器接口尺寸设计，将原煤粉燃烧器从 后部拉出后，可将等离子点火煤粉燃烧器 直接推进就位，燃烧器前端与锅炉水冷壁 平齐，后端与一次风管道弯头及检修用隔 断门通过法兰连接。
冷炉制粉系统
采用直吹式制粉系统的锅炉在安装等离子点 火系统时所要解决的首要问题就是锅炉启动时煤 粉的来源问题。在本设计方案中通过在A磨煤机 入口热风道上增加蒸汽加热器，将磨煤机入口风 温加热至启磨温度（本设计中为160℃），从而使 A磨煤机具备了在锅炉冷态启动初期即可投入运 行的能力。 蒸汽加热器汽源取自厂用高压辅助蒸汽，设 计的为蒸汽参数350℃、0.8-1.3MPa。
一次风粉送入等离子点火煤粉燃烧器经 浓淡分离后，使浓相煤粉进入等离子火炬 中心区，在约0.1 s内迅速着火，并为淡相煤 粉提供高温热源，使淡相煤粉也迅速着火， 最终形成稳定的燃烧火炬。燃烧器壁面采 用气膜冷却技术，可冷却燃烧器壁面，防 烧损、防结渣，用除盐水对电极及线圈进 行冷却。 等离子引弧装置：阴阳极为银合金，用 于产生高温电弧。
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
等离子点火技术培训讲义
等离子点火技术培训讲义国电电力烟台龙源电力技术有限公司高巨宝一.等离子点火系统概述1.基本概念介绍a)电离给气体以足够的能量。
当气体粒子（分子和原子）的平均动能大于其电离能时，束缚在原子轨道上运动的电子就会脱离其轨道成为自由电子，失去电子的原子带有正电荷成正电离子。
这种中性气体分子或原子分离成正离子和电子的现象称为电离。
b) 电弧的物理本质——气体放电电弧的带电粒子主要依靠气体空间的气体的电离和阴极发射电子两个物理过程所产生的。
c)电离度αα＝ηe / (ηe＋ηg)ηe——电子密度ηg——中性粒子密度d) 等离子体---物质的第四态所谓等离子体是气体电离度α达到一定程度的气体，这种等离子体具有导电性、电准中性、与磁场的可作用性。
在物理学中规定: α＞0.1%是等离子体，它具备等离子体的特性。
α≤0.1%为弱电离气体，这种气体的性质和没有发生电离的气体性质接近。
e) 等离子弧自由电弧通过压缩形成的，又称“压缩电弧”，压缩电弧的截面变小，比一般电弧的能量更集中、温度更高、流速更快，电离度大。
f) 等离子发生器产生压缩电弧的装置，等离子电弧受到机械压缩效应、热压缩效应、磁压缩效应三种压缩效应，因此等离子发生器所产生的等离子弧比任何火焰和一般电弧高的多的温度和很高的流速。
g) 挥发分CO、CO2、CH4、C6H6、N2和H2O等2.等离子系统的组成功能部件：阳极、电子发射枪（阴极）、促使工作气体旋转的风环、电磁线圈、拉弧机构。
基础部件：托架、小车、阳极支架。
辅助部件：进、回水箱、空气箱、仪表组件、机壳、水、电、气接头及连管、专用工具。
电气及控制系统：隔离变压器、整流柜、PLC控制柜。
监控系统：壁温测量、风粉在线检测、图象火焰监视。
二. 等离子点火机理1.垂直浓淡燃烧器2．等离子燃烧器区别：1为出口300mm到500mm内着火，着火热来源于炉内高温辐射以及与高温气体的对流换热，煤粉挥发分的析出以及挥发分与焦碳的燃烧均在炉内完成。
培训资料(等离子点火技术基本原理与系统)-1
等离子点火技术基本原理与系统烟台龙源电力技术股份有限公司2008年7月目录1．概述 (3)1.1 等离子点火技术的开发背景及功能 (3)1.2 等离子点火技术的发展历程 (4)2．等离子发生器及其辅助系统 (5)2.1 等离子发生器工作原理 (5)2.2 等离子冷却水系统 (7)2.3 等离子载体风系统 (9)2.4 等离子电源系统 (13)3．等离子燃烧器及其工作原理 (15)3.1 等离子燃烧器结构特点 (15)3.2 等离子燃烧器点火原理 (16)4．等离子点火风粉系统 (17)4.1 中储式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案 (17)4.2 直吹式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案 (18)4.2.1 直吹式制粉系统蒸汽加热器制备热风方案 (18)4.2.2 直吹式制粉系统燃油加热器制备热风方案 (20)5．等离子点火监控系统 (23)5.1 等离子燃烧器壁温测量系统 (24)5.2 一次风风速测量系统 (24)5.2.1 一次风在线测速装置的组成 (24)5.2.2 测速管的选择 (25)5.3 图像火焰监视 (26)6．等离子点火控制系统与锅炉FSSS、DCS的连接 (27)6.1 等离子点火控制系统 (27)6.2 等离子点火系统与锅炉的连接 (28)1．概述1.1 等离子点火技术的开发背景及功能火力发电机组中的煤粉锅炉，其点火及低负荷稳燃的传统方法是燃用柴油、重油或燃气。
这种方法运行成本高，以一台670t/h锅炉为例，在冷态启动过程中，要耗费约50t轻质柴油。
据统计，每年全国仅电站锅炉因点火及低负荷稳燃就消耗数百万吨燃油。
大量的燃油消耗，以及因此而带来的燃油采购、运输、储存、硬件设备等方面的费用，无疑加大了发电成本。
同时，由于油煤混烧，使锅炉的技术和经济指标下降。
据有关资料表明：锅炉燃煤过程中，同时燃烧具有高反应性能的燃油将降低锅炉机组的经济生态效益，主要表现在增加燃料固体未燃尽热损失10%～15%，降低锅炉机组的传热系数2%～5%，增加水冷壁高温腐蚀速度，降低锅炉设备的运行可靠性，在一定条件下增加NO X、SO X等污染物的排放量30%～40%。
YT02-等离子体无燃油点火技术介绍
应用业绩
已实现油枪、油系统完全停用的电厂：
吉林热电厂 广东惠来电厂
2×125MW 2×600MW
华能汕头电厂 2×300MW +1×600MW
江西黄金埠电厂 2×600MW
应用业绩－无燃油电站
截至目前，共有26个无燃油系统燃煤电厂签订合同 其中，已建成的无燃油系统燃煤电厂有： 内蒙古东胜电厂 2×330MW 辽宁康平电厂 2×600MW 新疆阜康电厂 2×150MW 陕西德源府谷能源有限公司 2×600MW 宁夏六盘山热电厂 2×600MW 国电吉林龙华延吉热电厂 2×200MW 国电吉林江南热电有限公司 2×330MW 宁夏鸳鸯湖电厂 2×600MW
运行维护
消防
火电厂燃油系统简介
Oil System
燃煤电站的燃油系统设备复杂、安全隐患大
目录
Contents
火电厂燃油系统简介 等离子体点火技术简介 无燃油系统电厂目前的建设情况
无燃油电厂的关键技术问题及对策
经济性分析及应用前景
等离子体点火技术原理
Theories of Plasma Ignition
相关标准
•
•
由我公司起草的电力行业标准DL/T 1127-2010《等离子体点火系统设 计与运行导则》已经于2010年由国家能源局发布并实施。 国电集团于2010年印发《无燃油燃煤发电厂等离子体点火及稳燃系统 的设计、调试与运行导则》
目录
Contents
火电厂燃油系统简介 等离子体点火技术简介 无燃油系统电厂目前的建设情况
磨煤机 Pulverizer
等离子体点火系统
Plasma Ignition System
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.
等离子点火安全事项的说明
等离子点火安全注意事项总的说明等离子点火，是锅炉点火的一次革命，在战略物资燃油短缺的当前形势下具有重大的经济效益和政治意义。
国家电力公司（原）在其“十五”节油规划中明确指出：“要加大力度抓好等离子点火技术的开发和推广应用，这是火电厂实现大幅度节油的重大技术措施”。
为了积极慎重地推动该项新技术的推广， 2002年国家电力公司发布了《电站锅炉等离子点火技术应用指南》。
目前，《等离子点火技术使用导则》也正在组织编写。
烟台龙源公司为此提出“等离子点火安全注意事项”供等离子点火的设计、安装、调试、运行部门遵循和参考。
1. 总则总则的内容主要是说明编写“等离子点火安全注意事项”的目的，适用范围、人员，“等离子点火安全注意事项”的重点，贯彻“等离子点火安全注意事项”的必要性和关键环节是呈请甲方审查并纳入整个机组的调试大纲。
1.1为了保证等离子点火工程设备现场安全、高效地施工、调试、运行、维护，避免人身伤害及设备损坏，编制该安全注意事项。
1.2 该注意事项适合于等离子点火工程的组织人员、安装人员、现场调试人员和电厂的运行及维护人员。
1.3烟台龙源电力技术有限公司（以下简称烟台龙源公司）对于等离子点火工程必须指定现场负责人，负责与甲方、调试单位等有关方面联系及协调工作，建议甲方指定专人负责相关工作的协调。
1.4现场工作必须遵守有关的安全规程及两票三制等保证安全的制度和要求。
1.5烟台龙源公司必须提出等离子点火工程调试大纲，呈请甲方审查并纳入整个机组的调试大纲。
1.6 在锅炉启动过程中，必须在确保安全的条件下实现等离子点火，特别是防止发生炉膛爆破、二次燃烧等设备损坏和人员伤害事故。
2. 人身安全2.1 维护等离子发生器（更换阴极、阳极等）时应首先停弧，切断整流柜控制电源，将电源柜切换至就地控制位并挂“有人工作，禁止操作”警示牌，确认等离子发生器无电后方可开始工作。
带电设备的维修必须首先切断电源，现场操作有时以切断冷却水源，利用保护动作的方式来切断电源，是保证不了安全的。
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当载体空气通过电弧时就 产生了等离子体。
8
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。
•正常运行阶段：保持原来的燃烧器正 常工作。
•低负荷运行阶段：可在较低负荷下稳定锅 炉的燃烧
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技术原理
火检监控电视
直流电源控制柜
200kVA
压缩空气
一次风和煤粉
冷却水 控制系統
10
等离子体点火技术的工程应用
控制系统
电气系统
载体风系统 冷却水系统
13
工程应用
中储式制粉系统： 使用粉仓中的煤 粉或者邻炉来粉 直吹式制粉系统： 使用冷风蒸汽加 热器
14
工程应用
中储式制粉系統：使用粉仓中的煤粉或者邻炉来粉 直吹式制粉系統：使用冷风蒸汽加热器
蒸汽
冷风蒸汽加热器
热一次风
一次风管
冷凝水
点火系统的备用和补充。
无燃油燃煤电厂则是取消了燃油点火系统，完全采用等离子体 点火系统实现锅炉点火和稳燃。由于没有燃油系统作为备用，
对等离子体点火系统的设备性能、系统配置方案和运行维护管
理都提出了更高的要求。 在国电集团企业标准《无燃油燃煤发电厂等离子体点火及稳燃 系统的设计、调试不运行导则》中规定：无燃油燃煤发电厂是 指：采用等离子体点火及稳燃系统，丌设燃油系统的燃煤电厂。
无燃油燃煤电厂
无燃油燃煤电厂
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种
实际煤种 16200～ 17000 24～31 9～17
收到基低位发热量
干燥无灰基挥发分 收到基灰分
Qnet,ar
Vdaf Aar
kJ/kg
% %
19440
34.3 12.7
17500
37.2 13.29
收到基碳
收到基氢
Car
Har
%
%
53.6
Ⅰ-230 Ⅱ-500 Ⅲ-800 Ⅳ-1200
備註
MA：双（多）
級进载体空气 DA：双阳极 OA：载体
DLZ-
无线圈，用于多晶矽工程
Var＞9% Mar≤15% Aar≤40%
OA-*
300-
*该发生器为烟台龙源最新研制，所列资料为实验室资料
相关技术问题及运行实践
钢球磨贮仓式制 粉系统 中速磨直吹式制 粉系统 双进双出钢球磨 直吹式制粉系统
相关技术问题及运行实践
型 號 煤種範圍 功率（kW） 長度 （mm） Ⅰ-230 Ⅱ-500 Var＞22% 200Mar≤15% Ⅲ-800 Aar≤35% Ⅳ-1200 …… Ⅰ-230 Ⅱ-500 Var＞18% 200Mar≤15% Ⅲ-800 Aar≤45% Ⅳ-1200 MA…… Ⅰ-230 Ⅱ-500 Var＞15%、Mar≤25%、Aar≤30% 300Ⅲ-800 或Var＞15%、Mar≤40%、Aar≤17% Ⅳ-1200 DA300
油风室
煤粉风室 空气风室 防焦风
18
工程应用
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
BMCR工況，NOx排放平均值300mg/m3，低於保證值400mg/m3。
摘自《华能汕头发电厂3号锅炉性能试验报告》
相关技术问题及运行实践
表3：辽宁康平电厂600MW机组性能测试結果比较
1号锅炉 2号锅炉 实测值 保证值
测试项目
实测值 保证值
锅炉热效率
NOx排放值 等离子体发生 器停运时锅炉 最低稳燃负荷
•美国《多燃烧器锅炉炉膛防外爆／内爆标准》NFPA85： “除非每个主燃烧器都装有火焰监视器，否则禁止使用第三类 特殊点火器。”
•我国《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程DL/T435—2004》,3.2.5 C ：
“每个燃烧器煤粉喷口应配有点火器。如果某些不单独运行的 燃烧器煤粉喷口，其相邻运行的燃烧器煤粉喷口能提供可靠的 点火源时，可不设点火器。”
3.3
48.5
2.94
38～41.2
1.4～3.92
全水分
哈氏可磨系数
Mt,ar
HGI
%
%
19.8
82
22.9
84
26～28
84
国电内蒙古东胜热电厂2×330MW空冷供热机组分別于2008 年1月24日和6月28日投产发电。
无燃油燃煤电厂
三年来累计启动27次，低负荷稳燃67次（负荷低于120MW）；
项目
投入磨煤机 保证值 测试时间 现场测试效率 修正后锅炉效率
工况1
A B C D E F 93.50％ 2006.04.02. 93.86％ 93.73％
工况2
A B C D EF 93.50％ 2006.04.04. 94.38％ 94.22％
工况3
A B C DE F 93.50％ 2006.04.04. 94.06％ 93.88％
相关技术问题及运行实践
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； 实验室累计寿命可达 1000小时，正常使用条 件下保证500小时； 更换作业简单，基本丌需 要维护。
相关技术问题及运行实践
节能 环保 控制系统 工程服务 可再生能源
北京 上海 深圳 沈阳 武汉 成都 西安 呼和浩特 哈尔滨 乌鲁木齐 兰州 郑州 济南
公司简介
主要从事煤粉燃烧领域 技术的研究开发，设计制 造及工程服务等业务。
等离子点火稳燃技术 低NOx燃烧技术 余热利用技术
锅炉综合改造
公司简介
93.00％ 准格尔煤 2002.06.21. 93.95％ 94.04％ 94.00％
No.4 Boiler 94.10％
93.00％ 准格尔煤 2002.12.18. 94.55％ 94.59％ 94.57％
摘自《大唐盘山发电厂3、4号锅炉性能试验报告》
相关技术问题及运行实践
表2：华能汕头3号600MW机组锅炉效率测试结果比较
煤粉分离器 &分配器
原制粉系統
配有冷风蒸汽加 热器的制粉系统
磨煤机
15
工程应用
16
工程应用
二次风箱 二次风箱
磨煤机& 分离器 一次风管
等离子体燃烧器
等离子体燃烧器
磨煤机& 分离器
一次风管
17
工程应用
空气风室
煤粉风室
等离子燃 烧器更换 主燃烧器 位置 方案二
油风室
煤粉风室
单设等离子 燃烧器的安 装位置 等离子燃 烧器更换 主燃烧器 位置 方案一
中国电力科技技术一等奖
国家科技进步二等奖
公司简介
2008 年 “煤粉锅炉等离子点火及稳 燃技术”获得 世界产权组织 中国知识产权局 颁发的“中国专利金奖”
等离子体点火技术原理
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 。
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； 使用寿命丌均等，原因 丌详； 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。
负压式风扇磨制 粉系统
相关技术问题及运行实践
锅炉冷态启动曲线
锅炉温态启动曲线
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
流向
流向
流向
燃烧器
燃烧器
燃烧器
燃烧器
前墙
侧墙
后墙上升水冷壁
螺旋上升水冷壁
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
工程应用
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。 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。
12
工程应用
冷炉制粉系统
燃烧器的布置
等离子体点火及稳燃装置在稳燃模式时，可 选择“单只投运”“对角投运”“层投运” 等各种方式。 从按下启动命令到燃烧器喷口建立稳定火焰 的时间小于4秒，短于油枪启动时间，完全满 足机组要求。 等离子体点火及稳燃装置在稳燃模式时，也 可与火检系统联锁，在燃烧不稳时，自动投 入，及时稳燃。
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。
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 ℃。