电站无油点火方法及原理分析
少油点火技术
少油点火技术少油点火系统的应用(热工队)近年来,由于石油市场价格稳定上升,降低能耗是企业一项长期而艰巨的任务,同时也是关系到企业经济效益的大事。
降低能耗的重点是热电锅炉的运行与管理。
丰镇电厂领导对此非常重视,节油降耗做为当务之急的工作重点提到日程上来。
为降低点火及助燃用油,丰镇电厂委托烟台海融电力技术公司对锅炉燃烧器进行油枪降出力试验及燃烧器节油技术改造。
一、少油点火技术介绍1、点火原理少油煤粉直接点火是利用强化燃烧技术使燃油充分燃烧,很小的燃油量(根据燃用煤种不同,着火温度不同,燃油量可在30—50kg/h 之间)就可获得一个刚性较强、温度较高的稳定火炬,由于该火炬温度可达1300—1600℃,当煤粉通过火炬时很快受热,并使煤粉颗粒破裂粉碎,迅速被点燃。
根据分级燃烧的原理,使煤粉在点火初期就尽可能充分燃烧,达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的。
2、油枪的强化燃烧技术燃烧就是燃料和空气中的氧进行化学反应的过程,首要条件必须使燃料充分与氧混合,混合越快,燃烧得也越快,氧供应的越充分燃烧就越完全。
因此油与空气的混合是决定燃烧快慢和完全程度的主要因素。
强化燃烧油枪就是利用提高空气气流速度、使气流旋转加强扰动及深度补氧等措施加强混合。
独特的燃烧器结构让燃油在着火前、着火过程中及燃烧后期都有氧气补充进去并强烈混合,燃料在燃烧筒内进行富氧燃烧(因油火焰的目的是点燃后续煤粉并在煤粉燃烧器内燃烧,因此不会影响整个锅炉的燃烧效率),反而使燃烧更充分,火焰刚性强、温度高,给点燃煤粉创造了有利条件。
3、煤粉燃烧机理少油煤粉直接点火燃烧器中煤粉燃烧充分应用了分级燃烧的成熟技术,解决了常规小油枪点火中煤粉燃烧器喷口处煤油混烧造成的燃尽率低,启炉时间长等缺点。
根据少油燃烧有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原则设计了多级燃烧器。
它的意义在于应用多级放大的原理,使系统的风粉浓度、气流速度处于一个十分有利于点火的工况条件,从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。
无油点火技术
DLZ-200型等离子点火装置性能试验鉴证报告等离子点火装置性能试验鉴证组2000.925 一、前言以煤代油是适合我国国惰的一项重要的能源政策。
1998年和1999年仅电力系统内电站锅炉启动和稳燃计划用油,分别达288万吨和320万吨。
锅炉点火及低负荷稳燃用泊,不仅是构成电厂发电成本的重要组成部分,而且在全国的石油消耗中举足轻重。
随着国内电厂竞价上网政策的出台和世界石油价格的不断攀升,电厂锅炉点火助燃脱油的呼声越来越高。
尤其今年,石油价格急剧上涨,已经在世界范围不同程度地影响到发达国家和发展中国家的经济发展和稳定。
近年来我国己成为石油纯进口国,节约燃油,以煤代油更成为迫在眉睫的问题。
等离子体直接点燃煤粉技术的开发和研究,在国外已有20多年的历史,美国的CE、B&W和西屋公司都作过不少试验,前苏联和澳大利亚己初步掌握了等离子体直接点燃煤粉技术。
国内一些部门和单位也在进行研究。
但在装置的可靠性、可控性、初投资、运行成本等方面,存在着电极烧损严重、电源不可靠、以叫作为等离子载体费用昂贵、调整不灵活、电弧不稳等致命问题,使等离子点火技术难于广泛推广应用。
烟台龙源电力技术有限公司在总结国内外等离子体直接点燃煤粉技术中成功及失败的经验及教训的基础上,l997年开始研究等离子点火技术,以独立的思维、严格认真的探索、研究、试验,攻克了国内外等离子点火技术中的多项关键。
1998年8月25日在试验室制造出第一台样机并点火成功,在常温送粉的情况下,成功点燃了干燥无灰基挥发分为l6.6%的淄博贫煤:1999年6月开始在烟台电厂#l炉安装等离子直接点火煤粉燃烧器装置进行工业性试验。
2000年2月15日成功实现燃用贫煤的机组无油点火启动,到2000年9月性能考核试验前,己实现锅炉完全无油点火启动3次。
为尽快鉴定并推广该项新技术,国家电力公司决定于2000年9月28日在烟台召开该项技术的鉴定及技术交流会。
为此指定刘武成(原辽宁省电力公司副总工程师、教高工)、梁燕钧(华北电力科学研究院院长助理、副总工程师、高工)、李凯(山东电力研究院副总工程师、教高工)组成测试鉴证组,对由西安热工研究院承担的该项目性能考核试验进行全过程鉴证,并要求对该项性能考核试验提出鉴证报告。
少油点火
双强化少油煤粉点火技术:
双强化少油煤粉点火是一种在特定 的燃烧器内通过油火焰将煤粉点燃,称之 谓煤粉的内燃技术。其关键技术特点是“ 采用强化燃烧的油燃烧器发出的大于 1800℃的高温火焰将通过煤粉燃烧器的 一次风粉气流温度升至不同煤种的着火温 度,实现不同煤种的点火与燃烧,完成锅 炉的调试或点火启动的升温升压过程”。
即使没有着火,待下次投粉后 ,油煤混合将形成油泥,并越积越 多,增加燃烧器的阻力甚至堵塞燃 烧器,如果燃烧器壁温升高,还将 导致结焦烧损燃烧器事故。
2、小油枪停运后,对小油枪 进行彻底吹扫
少油点火器属于内燃式燃烧器,如果紧 急停运小油枪后不进行吹扫油枪及管路的 残油将直接流入煤粉燃烧器或者煤粉燃烧 器弯头内,待下次投粉后,油煤混合将形 成油泥,并越积越多,增加燃烧器的阻力 甚至堵塞燃烧器,如果燃烧器壁温升高, 还将导致结焦烧损燃烧器事故。
2、需投入第二层燃烧器时,应是 相邻上层燃烧器或者对面层燃烧器。 投入第二层燃烧器之前,应适当调整 少油点火燃烧器,使其燃烧正常,在 燃烧正常的情况下,尽可能将点火燃 烧器出力调整至最大。为保证第二台 磨煤机对应的燃烧器可靠的点燃,其 一次风管的一次风速应保持在 20m/s(建议),其出力应高于最低出 力。
少油点火系统启动过程中 的安全注意事项
(一)防止燃烧器烧坏和结焦 1、少油点火属于内燃式燃烧方式 ,在一次风管不通一次风的情况下, 决不允许投运小油枪,否则将直接导 致少油点火煤粉燃烧器烧坏。
2、在小油枪点燃后,原则 上不投粉的时间不超过10分钟, 以免烧坏燃烧器(具体时间可视 燃烧器壁温适当的延长,但当壁 温超过600℃时必须停运小油枪 或者投粉)
(二)防止炉膛爆炸
1、点火期间若在磨煤机启动 180s内,少油点火器未能点燃, 应立即停止点火,并对炉膛进行吹 扫,查明原因再进行点火。严禁在 炉内充满点火煤粉的情况下,多次 勉强点火,其结果将导致炉膛爆炸 。
百万机组无油点火运行可靠性研究 陈绍光
百万机组无油点火运行可靠性研究陈绍光摘要:根据节能减排“十二五”规划要求,重点推广燃煤机组等离子和微油点火等技术,节约和替代石油800万吨[3]。
为完成这一目标,各发电公司积极响应,对新建机组和老旧机组进行等离子或微油点火技术改造。
神华国华国华九江发电有限责任公司2×1052MW超超临界燃煤机组锅炉,设计并安装了一套EPBS-B-9000B型等离子点火系统,实现了锅炉无油启动和运行,为企业创造了巨大的经济效益和环境效益,同时解决了以往等离子点火系统因等离子煤粉燃烧器经常不拉弧灭火影响燃烧稳定性的问题。
关键词:等离子点火装置;可靠性;燃煤锅炉1.低NOx等离子煤粉燃烧器神华国华九江2×1052MW工程等离子体点火系统包含16台等离子体煤粉燃烧器。
机组锅炉采用前后墙对冲方式,每台锅炉共配有48只燃烧器,按前3后3的方式布置于锅炉前后墙,每层8只燃烧器。
采用中速磨冷一次风机直吹式制粉系统,每台炉配6台磨煤机。
设计煤粉细度为R90=19%,煤粉均匀性系数n=1.2(采用动态分离器)。
16台等离子体煤粉燃烧器分别对应C、F磨煤机送粉管道,安装在锅炉燃烧器C、F两层。
等离子体煤粉燃烧器主要包括发生器安装导筒、煤粉浓缩装置与分级燃烧筒(内部)、热电偶安装接管、检修托板等。
等离子体发生器通过安装导筒沿燃烧器轴心线水平安装,并通过特殊装置将等离子炬引到燃烧器内合适位置。
燃烧器采用固定式浓缩结构设计。
稀相煤粉气流在导流体的作用下,将煤粉部分浓缩至一次风管的中心位置,便于实现采用等离子体点火。
燃烧器内部结构根据电厂燃煤特点、经Fluent流场计算及燃烧器热态实验,反复计算、修改后,最终确定燃烧器具体尺寸及等离子体发生器安装位置。
燃烧器的设计充分考虑了设备的防磨防烧损,在燃烧器的尾端,一次风管弯头内部、等离子体发生器安装导筒、浓缩环等部件均采用耐磨材料,减少磨损。
在燃烧器的前端、燃烧筒与喷口等部件均采用耐热铸钢的材料,确保燃烧器的使用寿命不低于锅炉的一个大修期。
火力发电厂节油点火措施分析
火力发电厂节油点火措施分析摘要:近些年火力发电厂不论是新建机组还是改造工程,都把节油点火做为一个重要的技术关键点。
本文就目前常用的两个节油点火方案进行了分析及对比。
关键词:节油点火1 概述近年来随着等离子点火技术和微油点火技术的发展和完善,不少新建电厂在锅炉上装设等离子点火装置或微油点火系统,在机组调试阶段节省了数量非常可观的燃油。
国内众多电厂经过几年来的摸索实践,等离子点火装置和微油点火系统已可以用在锅炉低负荷时助燃。
目前不少的电厂已经装设了等离子点火系统,运行使用情况良好,取得了较好的经济效益。
随着等离子点火设备可靠性的不断提高,已有电厂取消锅炉点火助燃油系统,建成了无燃油系统电厂,如内蒙古东胜电厂(2×330MW)和辽宁康平电厂(2×600MW)。
2 点火助燃油系统现状点火助燃油系统是燃煤火力发电厂的重要辅助系统,不但影响电厂建设的投资和以后的运行费用,还直接影响机组的安全、稳定运行。
随着燃油价格的不断提高,节约燃油、降低运行成本成为目前国内电厂的关注重点。
本文就某工程煤质特点,对燃油系统进行优化,在保证锅炉点火、启动、助燃工况可靠和稳定的前提下,经过计算和论证,推荐性能良好的设备,拟定合理的系统出力。
2.1 点火油系统随着科学技术水平的提高,电厂的锅炉基本上都采用了程控点火方式,点火过程实现了规范化和自动化,极大地提高点火的可靠性和安全性。
点火方式一般都是采用多级点火,先用高能点火器产生电火花点燃轻质燃料(燃气、燃油等),再用轻质燃料点燃二级燃料或主燃料。
近年来,受到燃油价格提高的影响,为了节省昂贵的燃油,新式点火方式和点火设备得到了开发应用。
主要有等离子点火装置、微油点火技术、气泡雾化新式油枪等,这些技术和设备的开发应用,使电厂用油量得到大幅度减少。
2.2 助燃油系统在锅炉启动初期或者低负荷运行的时候,由于炉膛火焰温度较低、燃烧器煤粉浓度小,容易造成炉膛燃烧不稳定或灭火。
热电厂少油量点火系统的应用分析
热电厂少油量点火系统的应用分析热电厂目前为2×12MW热电机组。
有两台型号为CG-75/3.82-M2中间仓储式热风送粉煤粉锅炉。
一台65t/h的链条炉(因为不使用燃油,所以在此不做有关介绍)。
燃用挥发分含量在25%左右、粒度在16左右的煤粉。
燃烧器为直流式四角布置喷燃器。
锅炉原设计每炉各角下二次风口装设有一支大油枪,共记4支/炉。
使用压力为1.96~2.8MPa之间的0#轻质柴油。
每支大油枪油耗在100㎏/h。
冷态点炉正常按2.5个小时,之后为了稳定燃烧再维持一段时间投油助燃才能撤掉大油枪。
实践数据在0.5小时计算,以此计算单点一次锅炉就要消耗1200㎏轻质柴油。
基于以上情况,2006年该电厂引进技术对锅炉进行了第一次燃油系统改造。
将原有四角大油枪点炉系统改造成现在的对角少油量点炉系统(两个角)。
少油量点火系统原设计为每支少油量油枪油耗在20-25㎏/h。
单根油枪节油率在75%-80%节油效果显著。
仍然使用0#轻质柴油。
一、锅炉少油量点火系统的技术改造锅炉少油量点火系统:是在煤粉锅炉燃烧系统中使用的一种新型节能型技术,主要进行燃烧器的技术改造。
它的组成是由燃烧器、燃油系统、旋风小油枪、压缩空气系统、高压风系统、点火系统、着火情况检测(火检)系统、PLC控制和保护系统组成。
在运行中旋风小油枪在燃油压力、压缩空气的作用下高速呈现雾化状从小油枪喷出,伴随一次风进入燃烧器燃烧。
热电厂使用的是温度在300℃的热风作为一次风的,小油枪出口的高速雾化燃油是随煤粉进入喷燃器初期时就将煤粉点火燃烧。
利用可靠的点火系统和火检系统配合,保证点火安全,着火迅速、及时、安全。
煤粉随一次风在燃烧器内直接被点燃燃烧,进而实现锅炉启停以及低负荷和事故状态下的燃烧要求。
为了保证燃烧安全稳定,在少油量点火油枪前侧,增设辅助油枪,此油枪就是在主油枪工作不正常或者出现着火不顺利的时候及时自动辅助燃烧。
以达到安全燃烧的目的。
等离子无油点火技术介绍
等离子点火和少油点火技术在旋风炉上应用分析目前,在电厂锅炉上应用的节油和无油技术主要有微油点火稳燃技术(气化小油枪)和等离子无油点火稳燃技术两种,在最近几年内,随着技术成本的下降以及燃油成本的上涨,使这两种技术得到了大面积的迅猛推广,在新上机组中节油或无油点火装置几乎成了标准的附加配置,在运行机组的改造中也得到了越来越多的应用,国电公司在2002年就下发了推广等离子点火的应用指南,在去年和今年,国家发改委、科技部联合下发的《中国节能技术政策大纲(2006年)》及《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中就专门提到了要在电力行业“推广气化小油枪和等离子无油点火、低负荷稳燃技术”。
等离子无油点火、稳燃技术介绍等离子点火煤粉燃烧器工作原理:等离子点火技术的基本原理是以大功率电弧直接点燃煤粉。
点火装置利用直流电流(大于200 A)在介质气压大于0.01MPa的条件下通过阴极和阳极接触引弧,并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体。
其连续可调功率范围为50~150 kW,中心温度可达6000 ℃。
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0.1s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。
等离子点火正常情况下可以完全不用燃油,无油点火和稳燃效果好,缺点一是初期投资高,单台费用约一百万,一台30万机需要4台等离子点火装置,费用近四百万,二是煤种适应性仍显不足,在燃用劣质煤和无烟煤时,还需要投油助燃,而且采用等离子点火,通常并不能省掉燃油系统,燃油系统仍需备用。
目前国内搞等离子点火技术比较有名的是烟台龙源和洛阳博耐特。
在新上的大机组中,采用等离子点火的比例越来越高。
气化小油枪点火、稳燃技术介绍气化小油枪点火稳燃技术又叫微油燃烧技术,主要是由气化小油枪和稳燃燃烧器组成。
几种无油直接点火煤粉燃烧器机理浅析
低温等离子炬发生装置示意见图 !,将该装置用 于电站煤粉锅炉无油直接点火示意见图 "。阴极与阳 极之间的高压电场,将流过其间的工作气体电离,形成
!—阴极碳棒 "—阳极 #—等离子炬 %—工作气体
图 ! 低温等离子枪结构示意
温度达 % &&& 2 以上的低温等离子体流。描述等离子炬
(&)煤粉火炬在扩张过程中,随时间、空间、空气 动力场等的变化,其扩张的形式不同。强化煤粉着火 能力,就在于善于运用各扩张形式;
(!)所列 & 种形式的无油直接点火燃烧器,性能 上各有特征,应根据电站位置、燃用煤种等确立适当的 直接点火形式。
[参 考 文 献]
[$] 李文蛟 ’ 感应式加热煤粉锅炉无油直接点火燃烧器的基 础和试验研究[(]’ 浙江大学博士论文,%))) ’
!" 热万力方发数电据·!""#(!)
在炉膛引燃煤粉气流,须定义几个参数:
等离子炬能量强度:
! # $345675 % &89,:;54
(!)
式中,$345675为等离子炬能量;&89,:;54 为所要引燃的煤
粉气流的着火热。
等离子炬在喷入炉膛后,卷吸周边的煤粉气流,卷
入的煤粉颗粒迅即燃烧,焦炭等残余物即刻升华,其燃
可对其在时间的先后、空间的不同位置以及卷入的量
上加以控制。对于难燃的无烟煤,可通过适当的安排,
让部分浓度较高的煤粉气流较早地卷入离子炬,这时
这部分煤粉气流的着火,已基本上同其挥发分等构成
没多大关系。当然,在常规着火中,这些因素的影响至
关重要。由于无烟煤含碳量较高,其燃烧后释放的热
600MW燃煤机组无油点火技术操作步骤及要点分析
600MW燃煤机组无油点火技术操作步骤及要点分析作者:陈双照来源:《中国科技博览》2013年第31期[摘要]介绍了浙江浙能乐清发电有限责任公司一期2×600MW机组概况,锅炉等离子无油启动的操作步骤与运行调整手段,以及在操作过程中的注意事项。
为等离子点火技术在600MW机组上的应用提供参考。
[关键词]600MW燃煤机组等离子无油点火中图分类号:TJ97 文献标识码:TJ 文章编号:1009―914X(2013)31―0032―021.概述浙江浙能乐清发电有限责任公司一期工程建设2×600MW机组,锅炉为上海锅炉厂有限公司生产的超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型、半露天布置燃煤锅炉。
锅炉型号:SG-1913/25.4-M956型。
设计煤种:神府东胜煤田的活鸡兔矿煤,校核煤种:晋北烟混煤。
锅炉出口蒸汽参数为25.4MPa/571℃/569℃。
一期锅炉燃烧系统采用中速磨冷一次风直吹式制粉系统。
每台锅炉采用6台HP1003中速磨煤机,5台运行,1台备用,布置在C-D框架内。
磨煤机最大保证出力为59.85 t/h,按设计煤种计算,考虑中期磨损后,5台磨煤机出力能满足锅炉BMCR工况下运行要求,并有10%的余量。
每台磨煤机对应四角的一层燃烧器,24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角,煤粉和空气从四角送入,在炉膛中呈切圆方式燃烧。
炉底排渣系统采用机械除渣方式。
2.等离子及稳燃系统乐清电厂一期锅炉点火采用高能电弧点火装置,二级点火系统,由高能电火花点燃轻柴油,然后点燃煤粉。
A层燃烧器装设等离子点火装置,用以节约燃油消耗。
每台锅炉分三层装设12根油枪,所有油枪均采用机械雾化方式。
油枪及炉前燃油管道采用压缩空气吹扫,厂区燃油管道采用检修压缩空气吹扫。
等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器,与以往的煤粉燃烧器相比,等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃,并将火焰在燃烧器内逐级放大,属内燃型燃烧器,可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉,从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。
锅炉全程无油点火启动的解析
锅炉全程无油点火启动的解析[摘要]电站锅炉的每次启动,都消耗大量燃油,为降低燃油消耗,缩短启动时间是大型火力发电机组广泛面临的一个课题。
实现锅炉无油启动,可为企业节约大量燃油,大大降低机组启动成本,本文作者经过多次现场实践,摸索出锅炉无油启动一些经验和体会与同行分享。
[关键词]无油等离子稳燃一次风中图分类号:tf748.93 文献标识码:tf 文章编号:1009―914x (2013)22―0392―01一、无油启动的意义随着人类社会经济的发展,对能源的需求日益加大,推动基础能源燃油价格持续走高,通常一台220mw机组锅炉的启动,需要燃油近30吨柴油,可想而知启动成本是很大的,若机组启动实现锅炉无油启动将给企业节约大量燃油,实现经济价值。
降低启动成本对于电厂机组启动具有重大的现实意义。
二、实现锅炉等离子无油启动的难点分析等离子点火系统在冷态启动点火过程中燃烧很不稳定,需投入部分油枪进行稳定燃烧,难以实现全程锅炉无油启动。
要完成锅炉冷态全程无油启动,在燃烧调整方面应具备三方面,一、燃煤煤质满足等离子点火要求,选用挥发份、热量较高细度合适的煤粉。
二、加强对锅炉燃烧配风的调整,提高一次风温度,实现锅炉稳定燃烧。
第三、控制好燃料量按照锅炉规程规定的升温升压曲线进行,实现锅炉等离子无油点火启动。
锅炉冷态情况下,影响煤粉稳定燃烧因素的分析:1. 炉膛温度低:机组长时间停运后炉膛处于环境温度,单靠等离子的能量加热引燃煤粉达到稳定燃烧是不够的,需要较高的一次风温度和合适的风速。
2. 一次风温度:输送煤粉的一次风温度越高越有利于煤粉燃烧,为此提前投入首台磨煤机一次风加热装置,提高加热器温度,使一次风通过加热装置时增强换热,提高一次风温度。
3. 煤的挥发分与灰分:挥发分高,需要的着火温度低、着火容易;挥发分低,着火温度高、煤粉进入炉膛加热到着火温度所需时间加长。
灰分多的煤,着火速度慢,而且燃烧时灰分对焦碳核的燃尽起阻碍作用,故不易着火、燃尽。
1000MW锅炉等离子冷炉无油点火技术的应用
1000MW锅炉等离子冷炉无油点火技术的应用摘要:等离子点火装置应用于1000MW超临界锅炉上,可以实现无油点火。
文章分析了点火过程中一次风速、煤粉浓度、磨煤机出口温度和煤粉细度等对等离子点火的影响。
通过等离子无油点火技术的应用,节约了锅炉启动过程中燃油的消耗。
关键词:等离子;无油点火;燃烧大型电厂锅炉的点火传统上都是采用燃烧原油等燃料来实现的,为了减少电厂燃油耗量,降低机组启动的成本,越来越多电厂采用等离子无油点火技术。
等离子点火装置利用直流电流在一定介质气压的条件下接触引弧,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,该等离子体点火燃烧器中形成4000K的梯度极大的局部高温火核,煤粉颗粒通过等离子体火核时,在千分之一秒内迅速释放出挥发物,并使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。
由于反应是在气固两相流中进行,高温等离子体使混合物发生了一系列物理化学变化,进而使煤粉的燃烧速度加快,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大大减少了促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。
本文对陕投清水川电厂4号锅炉冷态无油等离子点火投磨进行了分析研究,解决了一系列技术难题,实现了该锅炉的冷炉无油点火。
在调试阶段应用该技术,节约了数量可观的燃油,取得了较好的经济效益和社会效益。
1.系统简介1.1锅炉基本参数陕投清水川电厂1000MW超超临界压力直流锅炉为3192t/h超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢架悬吊结构、露天布置、采用风干式排渣机机械除渣装置。
1.2制粉系统简介锅炉制粉系统采用中速磨正压直吹式制粉系统,每台炉配备6台磨煤机,BMCR工况时,5台投运,1台备用。
设计煤粉细度为R90=22%,均匀性系数1.2。
在A、B磨之间的热一次风母管上布置等离子暖风器。
1.3等离子点火系统简介等离子采用武汉天和的THPI-200/500-II型等离子体点火系统。
该等离子体点火设备由等离子体发生器、等离子体燃烧器组成,辅助系统由压缩空气系统、冷却水系统、供配电系统、图像火检系统、一次风速在线检测系统、热控系统、冷炉制粉系统等组成。
无油点火技术在电站锅炉中的应用
数 , 证 燃烧 器燃 烧 稳 定 。 保 如 果 冷 态 启 动 锅炉 , 选 要 投 入 暖风 器 。 于水 分 小 于 l % 首 对 0 的原 煤 , 将热 风 温 度 加 热 到 10C 可 以满 足 磨 煤 机 的干 燥 出力 6  ̄就
浓淡 煤 粉 燃 烧 器 ,6只 燃 烧 器 分 四层 布 置 。 粉 系 统 采 用 双 进 双 l 制 出 钢球 磨 煤 机 冷 一 次 风 直 吹 制 粉 系 统 ,每 台 锅 炉 配 两 台 MG 一 S
4 6 B型 磨煤 机 , 计 煤粉 细度 R 0 0 00 设 9  ̄2 %。煤 质资 料 见 下 表 :
要求 。 锅炉 在点 火 两 小 时 后 , 空预 器 后 热 风 温 度 基本 可 以达 到 此
温度 , 暖风 器 可 退 出运 行 。
新 技 术 , 的应 用 日趋成 熟 和 广 泛 。 它
・ 、 述 简
中 电投 南 阳热 电 一 期 2 2 0  ̄ 0 MW 工程 , 炉 为 东 方 锅 炉 厂 生 锅 产 的 D 6 01 . 2 G 7 /37 0型 锅 炉 , — 为超高 压 、 自然循 环 、 单炉膛 四角 切 圆 燃烧、 一次 中间再热 、 衡 通 风 、 露 天 布置 、 钢 结 构 、 悬 吊 结 平 半 全 全 构 、 兀 ” 煤 粉 固态 排 渣 炉 。 燃 用 烟 煤 , 烧 器采 用 固 定 式 水 平 “ 型 燃
等 离 子 点 火 装 置 代 替 有 枪 使 用 , 在 锅 炉 启 动 阶 段 外 , 停 处 在 炉 、 低 负 荷 、 烧 不 稳 定 以及 汽 轮 机 负 荷 试 验 等 工 况 下 , 带 燃 均
微油点火技术浅析
科技论坛微油点火技术浅析安欣肖红光吴丽梅邬凯(哈尔滨哈宜电站设备研究所,黑龙江哈尔滨150000)摘要:主要介绍微油点火技术的原理、技术特点及组成等。
关键词:微油点火;燃烧Abstract :Introduces the principle of micro-oil ignition technology,technical features and components.Key words :Micro-oil ignition;Combustion微油点火技术在电站锅炉上的应用,就我国目前能源结构而言有深远的意思。
我国是一个多煤少油的国家,政策鼓励推广应用节油产品。
无油或微油点火技术自应用以来,得到市场极大的认可,发展迅速,目前已成为烟煤发电机组的必配系统。
1微油点火工作原理微油量气化燃烧器的工作原理是:先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎,雾化成超细油滴进行燃烧,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、其传播速度极快超过声速、火焰呈完全透明状(根部为蓝色,中间及尾部为透明白色),火焰中心温度高达1500~2000℃,可作为高温火核在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉燃烧,从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。
2微油技术特点2.1节油率高。
2.2环保效果好。
2.3安全可靠。
2.4系统简单、改造维护工作量小。
2.5操作简单,点火过程全自动控制。
3构成系统简介微油气化直接点煤粉燃烧系统由微油点火系统、煤粉燃烧系统、控制系统、辅助系统四部分组成。
3.1微油点火系统微油点火系统:由微油气化油枪和辅助油枪、高能点火装置、油火检装置、燃油系统、压缩空气系统、高压风系统等组成。
3.2煤粉燃烧系煤粉燃烧系统:由点火煤粉燃烧器、煤粉浓缩器、周界风冷却系统和送粉系统(原有系统不变)等组成。
330MW锅炉少油点火系统优化运行分析
摘要:燃煤电厂在启动调试阶段,包括锅炉吹管、并网等低负荷运行阶段燃油消耗量是惊人的,燃油消耗量也是衡量电厂运行经济性的一个重要指标。
本文阐述了少油点火系统体系结构和特点,分析了可能造成少油点火系统故障产生的几种原因,并提出提高少油点火系统运行稳定性的改善措施。
关键词:稳燃节能冷却风压降耗1概述大唐珲春发电厂(以下简称珲春厂)两台2*330MW 机组,为节约燃油、节约成本、提高经济性,在大油枪的基础上,采用了少油点火技术,利用少量的燃油来直接点燃煤粉进行锅炉冷态启动,低负荷和超低负荷稳燃,实现以煤代油,节省大量助燃用油。
少油点火原理是:先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎,雾化成超细油滴进行燃烧,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,火焰中心温度高达1500~2000℃,可作为高温火核在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉燃烧,从而实现锅炉启动、停止以及低负荷稳燃中以煤代油的目的。
综上所述,可以得出的结论,利用少油点火技术,可以通过煤粉的燃烧来提高炉膛的温度、风温、汽温、压力,用燃煤的消耗代替燃油的消耗,用低价燃料替代高价燃料,从而达到节能降耗的目的。
2少油点火系统运行时的注意事项2.1少油点火系统在运行时因为要在燃烧器内部进行,所以应该要密切注意观察着火情况和升温度升压力的速度。
速度不能过快,防止锅炉系统因为受热不均匀而导致膨胀不均匀,要进行多次观察膨胀情况,及时消除膨胀不均匀现象,还要尽快建立锅炉系统的水循环,加强定期排污。
2.2投入相邻无油枪角的磨煤机运行时,要密切观察着火情况,升温升压速度以及各段风压、烟气温度情况,防止没有小油枪的燃烧角煤粉不燃烧或者燃烧不完全,不正常,以防止爆燃或尾部再燃烧的发生。
2.3少油点火系统运行时间过长时,要密切观察燃烧器情况,防止燃烧器本身温度过高烧坏,加强燃烧器温度的检查分析,根据具体情况调整燃烧风量和冷却燃烧器的风量。
等离子无油点火和微油对比分析
等离子无油点火和微油/少油点火技术经济比较1、煤种适应性等离子点火技术≥40%的烟煤节油率大幅下降,煤质越好越易于点燃,节油率越高,对于Aar从实际使用情况看,等离子对煤质稳定性的要求较高。
微油/少油点火技术微油/少油点火实际是借鉴了等离子点火的系统工程技术,只是将等离子发生器换为了气化油枪,同时又可适当调节和增加功率。
因此,对于煤种的适应性≤19%的烟煤小油好于等离子点火技术。
它可以适应于所有烟煤,但是对于Var枪的出力将提高到150kg/h以上。
微油/少油点火技术煤种适应范围较广。
2、锅炉点火初期煤粉量等离子点火技术采用管道煤粉浓缩技术,等离子点火技术管道浓缩技术比较成熟,能够确保管道平均煤粉浓度在0.16~0.2kg/kg 的条件下可靠地点燃,这对于缩短磨煤机启动到点燃,确保点火时不发生爆燃有重要作用。
微油/少油点火技术采用管道煤粉浓缩技术,因设计能力和专利的限制,各个厂家的浓缩方式和效果有所区别,良莠不齐。
3、可靠性等离子点火技术等离子点火断弧,是威胁点火安全的主要问题;另外,需要保证载体风的品质,如采用压缩空气作为等离子载体,应采用仪用压缩空气,稳弧线圈和阴、阳极需用冷却水,还需一定的电源容量及相应整流设备,因此系统较复杂。
微油/少油点火技术微油/少油点火技术最常见的故障是小油枪堵塞造成灭火。
对于烟煤由于油枪出力低,雾化装置孔径较小,油管路稍有杂物即造成堵塞,造成燃烧器灭火,威胁点火的安全。
小油枪积炭堵塞,也是主要故障之一。
4、燃烧效率燃烧效率的高低与煤种有很大关系,主要影响因素有煤的挥发分、水分、灰分、煤粉细度等。
等离子点火技术等离子点火在燃用神华煤的锅炉上,燃烧效率高达92%以上,等离子点火已经由有资质的单位对一些大机组进行了考核,并制定了防止二次燃烧及防止爆燃的标准化安全措施。
微油/少油点火技术微油/少油点火技术由于输入热量高,燃烧效率更高一些。
但飞灰可燃物的含量不仅与燃烧效率有关,煤中的灰分对其影响也很大。
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
电站煤粉锅炉三种点火方式技术经济比较和分析
电站煤粉锅炉三种点火方式技术经济比较和分析摘要:目前电站煤粉锅炉普遍采用的是轻油点火,但在国际原油价格不断攀升的今天,为降低燃料成本,国内很多电厂改用了等离子或微油点火方式。
本文就三种点火方式进行探讨,并重点以广东省最早应用等离子点火技术的广州恒运热电厂的实际情况,对三种点火方式进行了技术经济比较和分析,得出了等离子点火技术是当前新机组建设和旧炉改造的首选点火方式的结论。
关键词:轻油;微油;等离子;点火方式;经济效益;比较分析Abstract: at present, the power of the widespread use of the coal boiler is light oil fire, but in international oil prices rising today, to reduce fuel costs, many domestic power plant can switch the plasma or small oil ignition pattern. This paper discusses three ignition pattern, and the focus of the earliest application in guangdong province plasma ignition technology of guangzhou HengYun thermal power plant, the actual situation, ignition pattern of three kinds of technical and economic comparison and analysis, it is concluded that the plasma ignition technique is the new unit construction and renovation of the old furnace preferred ignition pattern conclusion.Keywords: light oil; The oil; Plasma; Ignition pattern; Economic benefit; Comparative analysis一、电站锅炉三种点火方式概述目前电站煤粉锅炉采用了轻油、微油和等离子三种点火方式进行点火。
俄罗斯电站锅炉无油电加热煤粉点火燃烧技术
用 的“ 电弧 ” 火 , 基 本 原 理 是 当 工 作气 体 ( 2 热 点 其 N, 空气 等 ) 过 热 电弧 时 , 成 14级 的 低 温 等 离 子 通 形 0 流, 具有 单位 容 积 内 的 能 量 高 度 集 中 , 度 水 准 高 , 温
活化 中心浓度高等特性 , 煤粉粒 子在低温等离子流 的 冲击 下 , 大 地 加 快 了煤 粉 颗 粒 的燃 烧进 程 。俄 极 罗斯研 制 的低 温 等 离子 点火 燃 烧 器 功率 达 5 0~ 20W, 0 k 在等离子发生 器功率 等于煤粉燃烧器 功率
( l m ) 油 点 火 燃 烧 器 着 手 , 得 了成 效 。最 常 Pa a无 s 取
力 生产 应 用业 主 来 讲 , 首先 要 建 立 满 足 点 火 燃 烧 器 燃 烧要 求 的“ 点火 ” 粉 制 备 系 统 , 文 对 此 做 一 简 煤 本 介 。
2电阻式 电 加热 点 火器 与 “ 弗” 结合 的无 油 点 火 马 炉 装 置
摘 要 : 述 俄 罗斯 运 用 电 加 热 与 稳 燃技 术 结 合 实施 的煤 粉 无 油 点 火技 术 。 介 绍 点 火 煤 粉 制 备 系统 综
的构 成 。
关 键 词 : 粉 ; 炉 ; 油 点 火 燃 烧 器 ; 烧 煤 锅 无 燃
.
中图分类号 :K 2 . ;K 2 ,3 文献标识 码 : 文章 编号 :0 4 7 4 (02 1 0 1 —0 T 296 T 232 3 A 10 — 98 20 )0— 03 3
1概 述
种 无油 点 火器 燃 烧 装 置 的研 制 工 作 , 求 无 油 点 火 谋
技 术 的 实用 化 , 如 激 光及 电加 热 无 油点 火 燃烧 器 。 例
锅炉等离子点火方式与少油点火方式的比较
锅炉等离子点火方式与少油点火方式的比较胡际童【摘要】从原理、适用煤种、设备配置、设备投资、应用现状等方面对锅炉等离子点火方式与少油点火方式进行比较,综合分析了2种点火方式的优点和缺点,并结合南阳天益发电工程的现状,提出在此工程中使用少油点火的建议.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2008(027)002【总页数】2页(P41-42)【关键词】锅炉燃烧器;等离子点火;少油点火;节约燃油;挥发分【作者】胡际童【作者单位】河北省电力勘测设计研究院,石家庄,050031【正文语种】中文【中图分类】TK223.23目前在建火力发电厂为了节约燃油、降低成本,纷纷进行锅炉燃烧器的改造,使用等离子点火或少油点火来降低试运行成本。
其中等离子点火属于无油点火,少油点火属于少油或微油点火。
为确定南阳天益发电有限责任公司2台600 MW发电机组点火方式,对这2种点火方式进行比较分析。
1 2种点火方式的比较1.1 原理等离子点火方式是把交流电转换为直流电,将以压缩空气为介质的气体电离后产生功率稳定、定向流动的等离子弧,等离子弧在燃烧室内产生3 000~4 000 K的局部火核。
当细小的煤粉颗粒与等离子弧接触时,瞬间发生热化学反应,释放出大量的挥发分,使煤粉颗粒破碎、雾化而燃烧,从而实现点燃的目的。
少油点火技术是使用专门设计的燃烧器(中间是油燃烧器,周围是一次风粉),用少量的油来引燃大量的煤粉。
油在燃烧器内高强度燃烧,产生高温火焰,高温火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉气流温度升至不同煤种的着火温度,实现不同煤种的点火与燃烧,从而达到以煤代油、降低油耗的目的。
1.2 适用煤种等离子点火方式针对特定的煤种进行设计,要求煤种有较高的挥发分,一般要求挥发分不低于17%,可以适用于烟煤、贫煤等多个煤种。
一旦煤种确定,设计方案也随之确定,而且要求实际使用煤质(特别是挥发分)与设计煤质没有太大偏差的煤种,否则会引起煤粉不燃或燃尽率低的问题。
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电站无油点火方法及原理分析摘要:本文介绍了电站无油点火的技术种类及工作原理,详细介绍了等离子点火技术在煤粉锅炉中的应用,所遇到的问题及解决方案。
关键词:无油点火,等离子发生器,煤粉锅炉Abstract:The paper introduced the type and working principle of the power station oilless ignition technology, and analyzed the application of plasma burner in pulverized coal boiler in detailed, also the problems and solutions.Keywords: non-oil ignition, plasma generator, pulverized coal boiler一电站无油点火背景随着人类社会工业和经济的高速发展,人类对于能源的需求量不断增加。
目前,通过燃烧煤、石油、天然气等化石燃料仍然是人类能源的主要来源。
由于这些能源是不可再生的,所以如何充分、合理地利用好现有的能源,已经成为当今世界各国共同关注的问题。
据估计,我国煤炭剩余可采储量为1661亿吨,占世界储量11%,可供开采约100年;石油剩余可采储量只有23亿吨,占世界储量的2.4%。
可供开采约14年。
从1993年开始,我国成为石油净进口国。
2011年石油进口1.98×108吨,占石油消耗量的55.2%。
随着我国经济持续发展,我国对进口石油的依赖会继续增加。
进口大量的石油,不仅需要消耗大量的外汇,而且还使得我国社会和经济运行严重依赖从国外进口石油。
一旦进口石油因不可预料的战争或突发事件而被迫中断,或者国际油价的剧烈波动,都会给我国经济和民众生活带来重大的负面影响。
因此,石油供应不足是影响我国能源安全最突出的问题。
我国的火力发电以燃煤为主,煤粉锅炉在点火及低负荷稳燃中燃用柴油或重油这种方法运行成本高,如一台200MW机组冷态启动一次需要点火油50吨以上。
每年火电厂、石油、化工、建材等行业煤粉锅炉的基建调试、点火及低负荷稳燃用油超过500×104吨,直接费用超过每年超过200亿元人民币。
锅炉启动和稳燃过程大量消耗燃油,在加大发电成本的同时,由于油煤混烧,使锅炉的技术和经济指标下降。
据考察,机械未燃尽损失将升高10%-15%,锅炉总效率将降低4%-5%,氮、硫氧化物排放量将增大40%-50%,受热面的高温腐蚀将加剧,此外,由于在煤油混烧期间电除尘不能投入,将造成一系列的环保和社会问题。
因此,开发无油点火和低负荷稳燃新技术,降低点火助燃用油,成为目前电力行业内普遍关注的课题。
二无油点火的基本原理电站锅炉点火及稳燃油枪常是布置在二次风喷嘴中,在锅炉点火或稳燃阶段,首先由大油枪提高炉膛烟气温度,高温烟气再通过对流方式将热量传递给一次风射流,对于单一的煤粉喷嘴来说,大油枪燃油中大约只有1/4的发热量参与其一次风煤粉射流的对流换热,所以大油枪点火稳燃的效率不高,要求的热功率较大。
冷启动1次,410t/h锅炉需耗油20-30吨,670t/h锅炉需要耗油50-70吨,煤质变差或者其他原因引起启动时间延长,耗油量更多。
如果发电机组参与调峰,每台锅炉的年耗油量达数千吨。
无油点火技术的基本思想:先用高温度水平的热源对一小部分经过浓缩的浓煤粉气流进行直接加热,再由这部分已经点燃的煤粉去加热及引燃第二级煤粉气流,二级煤粉也开始燃烧;一、二级煤粉进而加热引燃第三级煤粉,从而实现煤粉分级燃烧,能量逐级放大的新型点火过程。
与大油枪点火方式相比,无油点火技术有两大特点:一是在点火初期,高温热源直接作用于浓煤粉气流,传热效率很高,浓煤粉气流着火温度相对较低,所以一级煤粉气流变得容易点燃;二是分级点火的思想,即上级煤粉气流着火发出的热量将作为下级煤粉气流的热源,从而实现以煤点煤,大大提高了煤粉气流自身的着火和稳燃。
三无油点火技术种类(1)激光加热点火技术20世纪90年代以后,人们开始把目光投向了激光的加热作用,由于激光热源具有可控制、易计量、能量集中等优点,人们提出了一种新的点火方式——激光加热点火。
其工作原理如图1。
图1 激光加热点火器工作原理图因其通过非接触的方式对煤粉进行加热,避免了其他加热方式带来的测量上的不便,非常适合对煤粉颗粒的着火和燃烧情况进行研究。
因此,该方式受到人们的普遍关注,现已应用于气体燃料的点火。
但是由于激光器的成本高昂,发射功率较低,造成了该项技术仅停留在实验室研究阶段,短期内不可能应用到工业生产中。
(2)电阻加热无油点火技术电阻加热是一种成熟的加热方式,可以应用到煤粉的无油点火技术中。
此种燃烧器具有系统简单、操作方便等优点,但是由于受到电热材料的工作寿命短和电热管内的结渣现象的限制,这种电加热点火燃烧器尚处于试验阶段。
其工作原理如图2。
图2 电阻加热无油点火燃烧器示意图为了解决电阻式直接无油燃烧器的加热源——电阻丝寿命短的问题,现提出了感应加热无油点火技术,并将成熟的感应加热技术应用到煤粉的无油点火中。
其原理是通过电磁感应的加热方式快速加热金属壁面,从而点燃冷态煤粉气流。
图3 电磁感应加热点火技术感应加热技术具有加热速度快、功率调节灵敏,可靠性高等优点。
但是由于采用的是壁面加热方式,煤粉气流容易在壁面发生结焦。
(4)易燃气体直接点火技术将天然气、液化石油气或其他易燃气体,从燃烧器的中心引入,点火后,易燃气体燃烧放热。
火焰迅速扩散到周界煤粉气流,煤粉气流在燃烧气体的火炬中进行热解、着火与燃烧。
技术原理见图4。
图4 易燃气体直接点火技术易燃气体的热值一般都很高,调节方便,污染小,成本较低。
温度可高达1850℃,各种煤粉均可迅速点燃。
但是电厂一般都在远郊,煤气供应比较困难。
若没有城市煤气系统,还要在其附近设立煤气供给系统,这点无疑消弱了该点火技术同其他技术竞争的优势。
高温空气无油点火燃烧器是一种新型技术。
通过中频高温空气加热器将冷空气迅速升温到1000℃,将产生的高温空气通入一级筒,对一级煤粉气流进行快速加热;随着煤中水分的蒸发,温度的上升,挥发分开始析出,或者挥发分的析出与固定碳的着火燃烧几乎同时进行,释放出来的挥发分会在气相环境中或煤粒表面上燃烧,产生的热量使煤粒本身被迅速加热,使煤粒的化学结构、表面形态及孔隙结构发生很大变化,从而改变了煤焦的反应性能和燃烧速率。
同时高温空气是良好的助燃剂,所以点火后能稳定的为火焰提供初期燃烧所需要的热量和空气,使得燃烧器稳定高效运行。
(6)等离子点火技术等离子点火技术是到目前为止最为成熟的电站无油点火技术,目前已成功应用到几百台锅炉。
经过实际运行证明,该点火技术成熟稳定,在为电站创造了巨大的经济利益的同时也创造的一定的生态环保效益。
等离子发生器主要有阳极组件、阴极组件、线圈组件三大部分组成。
阳极组件与阴极组件包括用来形成电弧的两个金属电极:阳极与阴极。
在两电极间加稳定的大电流,将两极之间的空气电离,形成具有高温导电特性的等离子体。
等离子体被定义为除固、液、气三态之外的第四态物质存在形式,对外为中性,而在等离子体内含有大量阴阳离子,形成5000℃以上的大梯度局部高温区。
等离子发生器可用于产生电功率为50-150KW的空气等离子体,线圈通电后产生强磁场,将等离子体压缩,并由载体风或者压缩空气吹出阳极,形成可以利用的高温电弧。
煤粉颗粒通过等离子火核时,在极短的时间内,煤粉颗粒中的挥发分迅速解析,煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。
由于反应是在气固两相混合物中进行,高温等离子体使混合物发生了一系列物理和化学反应,进而促使煤粉燃烧加快,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大大减少煤粉燃烧所需要的能量。
图5为等离子发生器的工作原理。
图6为等离子点火工作原理。
图5 等离子发生器工作原理图6 等离子点火工作原理等离子无油点火燃烧器具有引弧快、显著提高燃烧效率等突出优点。
但是也存在阴极棒烧损,引弧不稳定等问题亟待解决。
4 等离子点火的实际应用等离子点火技术在某电厂600MW机组上的启动曲线如图7,从图中可以看出,218min内,汽包壁温度共上升137℃,平均温升0.63℃/min,温升均匀稳定,低于允许值1.5℃/min。
图8是分隔屏过热器176排的第44和第88排管壁温变化曲线,225min内壁温平均上升了258℃,平均上升速度为1.1℃/min,低于允许值1.5℃/min。
图7 某电厂汽包壁温变化曲线图8分隔屏过热器壁温变化曲线5 等离子点火所遇问题(1)煤粉细度和挥发分的影响影响等离子点火的基本因素主要是煤粉细度和原煤的挥发分含量。
图6是挥发分为36.1%的煤粉在不同煤粉细度和不同煤粉质量分数下与层流火焰传播速度的关系。
从图中可以看出,煤粉越细,火焰传播速度越快,煤粉越容易着火燃烧。
随着细度的降低,着火点延后,需要的煤粉质量分数随着升高。
煤粉质量分数为0.2-0.4㎏/㎏时传播速度最快。
图7是在挥发分为16.3%的细煤粉中加入35%的岩石粉对火焰传播速度的影响。
挥发分越高,煤粉点火质量分数越低,火焰传播速度越激烈;挥发分越低,所需着火的煤粉质量分数越高,但是火焰传播速度越慢。
图6 煤粉细度与火焰传播速度的关系图7 煤粉质量分数与火焰传播速度的关系煤粉质量分数的控制要求避开爆炸极限,表1列出了烟煤和褐煤发生爆炸的极限质量分数。
褐煤爆炸的质量分数为0.57-0.61㎏/㎏,烟煤的质量分数为0.48-0.61㎏/㎏。
在电厂实际运行中,可以将煤粉质量分数控制在合理范围之内,壁面爆炸的发生,又能够顺利着火。
但是一次风量和风温要考虑满足干燥出力的要求。
表1 有爆炸危险的煤粉质量分数和氧量(2)燃烧器金属超温对等离子点火时维持火焰的稳定性来说,煤粉浓度越高越好。
然而煤粉挥发分是在等离子燃烧器内部着火,被一次风吹进炉膛的,并且随着磨煤机出力的逐渐增大,挥发分的量在增大,炉内热量的提高使大量碳元素在燃烧器附近燃烧并辐射热量,所以过高的煤粉浓度会使得燃烧器内部热量过大,从而导致燃烧器金属超温,严重时会造成燃烧器结焦、烧损。
一般情况下,当等离子燃烧器对应的磨煤机出力达到40t/h时,就要准备启动下一台磨煤机,尽量不要让等离子燃烧器对应的磨煤机出力超过45t/h。
所以,监视等离子燃烧器壁温是必要的,任何一处壁温都不应大于400℃。
当燃烧器前段壁温升到350℃时需进行控制,主要方法是适当增大一次风量,减少给煤量,其次是降低拉弧电流。
任一点壁温超过600℃仍不能有效控制时,应停弧并检查燃烧器是否有烧焦现象。
(3)点火初期严重的不完全燃烧煤粉在等离子燃烧其中燃烧的时间很短,燃烧成分主要是煤粉在高温下发生电热化学反应裂解出的大量挥发分,未燃的固定碳喷入炉膛内继续燃烧。