烟台龙源 等离子点火技术

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。
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工程应用
冷炉制粉系统
燃烧器的布置
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
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
侧墙
前墙
侧墙
后墙
侧墙
垂直上升水冷壁
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
2011年5月
目录 1.公司简介 2.等离子体点火技术原理
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
公司简介
中国国电 国电科环 总装机容量 95310MWe 总资产 RMB 5224亿
烟台龙源
其他13个公司

13个分公司


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％
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。
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
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工程应用
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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
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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
当载体空气通过电弧时就 产生了等离子体。
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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
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等离子体点火技术的工程应用
油风室
煤粉风室 空气风室 防焦风
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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
93.63%
355.23
92.7%
400
93.85%
360.82
92.7%
400
mg/Nm3
mg/Nm3
30%B-MCR
mg/Nm3
mg/Nm3
30%B-MCR
566.16t/h
（570t/h）
567.36
（570t/h）
摘自《康平发电厂1、2号锅炉性能试验报告》
相关技术问题及运行实践
是否满足锅炉炉膛防爆规程
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
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工程应用
独立控制系统 可以与DCS连接，成为DCS系统的一部分
PLC DCS
触控式屏幕
燃烧器壁温
风机控制柜 水泵控制柜 直流电源控制柜
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工程应用 1.在FSSS中设计A磨煤机“正常运行”与“等离子运行”两种运行 模式，并可相互切换，实现磨煤机FSSS逻辑切换功能 2.“正常运行模式”运行时，A磨煤机维持原有的FSSS逻辑 3.“等离子运行模式”运行时：
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 是否满足锅炉炉膛防爆规程 1. 保护的正常投入 2. 煤粉稳定高效的点燃 3. 图像火检监视装置 4. 断弧工况的措施 5. 壁温测量系统在线装置投入 6. 升负荷速率的控制
无燃油燃煤电厂
无燃油燃煤电厂
传统的燃煤发电厂都设计有燃油点火系统，安装了等离子体点
火系统后可以实现无燃油运行，即主要采用等离子体点火系统 实现锅炉的点火和稳燃，原设计的燃油点火系统作为等离子体
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
A磨FSSS启动条件中增加4台等离子发生器运行正常
任一只等离子发生器断弧，联锁关该燃烧器对应的磨出口门 任意2只等离子装置工作故障，联锁停A磨煤机 4.A磨煤机跳闸，联锁等离子发生器跳闸 5. 锅炉MFT时，等离子发生器跳闸，并禁启
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工程应用
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工程应用
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相关技术问题及运行实践
•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。”
滑参数停机13次；机组跳闸、锅炉灭火后恢复3次。
年度 2008年 机组 #1 机组启动 次数 4 累计时间 （小时） 28 低负荷稳燃 次数 11 累计时间 （小时） 44
#2
#1 #2 #1
2
5 4 5 7 27
14
35 28 35 49 189
7
17 21 6 5 67 457（小时）
28
68 84 24 20 268
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。
控制系统
电气系统
载体风系统 冷却水系统
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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

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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
2009年
2010年 合计 总计
#2
无燃油燃煤电厂
1、2号机组分别于2008年12月10日、
2009年8月15日通过了“168小时”试 运行，投入商业运行。
无燃油燃煤电厂
名
称 收到基碳份 收到基氢份
符号 Car Har Oar Nar Sar
单位 设计煤种 校核煤种1 校核煤种2 % % % % % % 39.49 2.76 7.83 11 0.82 0.91 34.97 41.85 2.86 8.34 0.72 1.23 30.10 37.06 2.21 8.43 1.09 0.73 36.82
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
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）；
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
点火能力提高 I、II代系统 煤质适应范围 煤粉燃尽率 较好烟煤和褐煤 70%～90% III代系统 烟煤、褐煤、贫煤 90%以上
相关技术问题及运行实践
表1：大唐盘山600MW机组3、4号锅炉热效率试验比较
名称 设计效率
保证效率 试验煤种 试验时间 第一次测试 第二次测试 平均值
No.3 boiler 94.10％
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 。
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》
来自百度文库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
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 ℃。
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