锅炉等离子点火系统课件

等离子燃烧器着火示意图
二次风
一次风 等离子燃烧器
等离子发生器
煤粉通过温度高达4000℃、 含有大量化学活性粒子的 等离子体火核时，迅速破 裂、气化，并可再造挥发 分，以其较低的点火功率 稳定地将煤粉直接点燃。
等离子燃烧器参数
等离子点火燃烧器
等离子燃烧器型号
/
PICS-II-100
1
等离子燃烧器数量
t/h
等离子体点火器入口的最大压力
MPa
等离子发生器正常冷却水差压
MPa
单台等离子发生器额定功率
KW
单台等离子发生器正常工作功率范围
KW
单台等离子发生器额定电流
A
单台等离子发生器负荷电流工作范围
A
单台等离子发生器额定电弧电压
V
单台等离子发生器电弧电压工作范围
V
阴极寿命
h
阳极寿命
h
数值
新能电气 PICS-II-100
个
8
2
等离子燃烧器投运时最 t/h 3 小出力
等离子燃烧器投运时最 t/h 4 大出力
等离子燃烧器喷口一次 m/s 5 风速
6
煤粉浓度（粉/风比， 含煤粉蒸发水分）
kg/k g
7 最大允许前后壁温
℃
2 10 18～22 0.25~0.35 650
项目
Fra Baidu bibliotek
功能
图像火焰检测系统
监测等离子拉弧及燃烧器的燃烧
保持燃烧良好，燃烧器壁温控制在300℃以内。 （15） 根据制粉系统运行情况，适时投入B磨出口温度、入口风量及二次
我厂等离子点火系统组成
等离子点火系统主要由等离子点火器、等离子燃 烧器、图像火焰检测系统、一次风速测量系统和 相应的电源、控制系统及辅助系统组成。其中， 与等离子发生器相关的辅助系统包括冷却水系统、 载体风系统和电源系统；与等离子燃烧器相关的 辅助系统有等离子燃烧器壁温检测系统。
等离子点火器
等离子点火器是系统的点火装置，高压直流电作用在点火器的阴极和 阳极之间，当阴极前进同阳极接触后，形成回路，当阴极在电机拖动 下缓缓离开阳极时，在阴极和阳极之间形成电弧。一定压力的空气通 过电弧后，被电离为高温空气等离子体进入等离子燃烧器，其能量密 度高达1050～1060KW/㎡。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体火核时，在千 分之一秒内迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎迅速燃烧。
火参数设置正常。 （6） 检查B（C）等离子制粉系统已经具备启动条件，打开一台制粉系统
一次风通道，启动一台一次风机、一台密封风机，检查风压正常。
锅炉点火等离子装置的运行
等离子点火燃烧器启动投入 （7） 等离子一次风暖风器暖管结束，并投入正常。 （8） 暖等离子点火的磨煤机。 （9） 顺序启动1~4号等离子点火器，检查电源柜运行正常，调节电弧
等离子点火原理
等离子点火原理即利用直流电流在一定介质（空气、氮气等）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体火核时，在千分之一秒内迅速释 放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎迅速燃烧。
烧器冷却水系统具备启动条件。 （9） 启动一台冷却水泵，检查管路中各阀门、法兰、仪表接口处有 无渗漏，出口压力0.35~0.6Mpa，调节进出水口压力差至0.3MPa左右， 备用泵投联锁备用。 （10） 检查等离子点火载体风流量、风压正常。 （11） 图像火焰监视图像清晰，不失真。
锅炉点火等离子装置的运行
8 11～18
180 3～4 0.6 0.3 100 80～130 185 160～220 550 510～600 500 1500
等离子燃烧器
京秦热电采用了PICS-II-100型分级点火逐级放大的等离子燃烧器。燃烧 器由中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室，外套筒等部分组成，在中心 筒一级燃烧室等离子电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反应，煤粉裂解， 产生大量挥发分并被点燃并进入内套筒二级燃烧室，挥发分及煤粉继续燃 烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧。同时在外套筒将部分煤粉 送入炉膛燃烧，并实现高速含粉气流冷却二级燃烧室。等离子体燃烧器安 装在锅炉燃烧器B层和C层，对应B磨煤机、C磨煤机。
锅炉点火等离子装置的运行
等离子点火燃烧器投运前检查准备。 （1） 检查等离子点火装置各系统检修工作结束，工作票终结或押回，系
统恢复至正常，表计齐全且正常投入，现场清洁无杂物。 （2） 检查炉膛、烟道、空预器、脱销、电除尘、脱硫设备系统内部无人
工作。 （3） 检查闭式水系统、辅助蒸汽系统已投入运行。 （4） 检查等离子变电源供电系统一、二次接线完整，测绝缘合格后送电。
等离子点火系统
一、概述 二、等离子点火原理 三、我厂等离子点火系统组成 四、等离子点火装置的联锁保护 五、锅炉点火等离子装置的运行
概述
锅炉等离子点火技术是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，实现煤粉锅炉无油点火和低负荷稳燃。
京秦热电锅炉等离子点火系统是由安徽省新能电气科技有限公司提 供的PICS-II-100型煤粉锅炉等离子体点火及稳燃系统。锅炉采用双层等 离子点火系统，分别在B/C磨煤机喷口层安装等离子点火装置。PICS-II100型煤粉锅炉等离子体点火系统由等离子体点火器、燃烧器、直流电 源装置、冷却水系统、压缩空气系统、冷却风系统、一次风粉测速系统、 一次风加热装置（暖风器）以及火焰电视系统等构成。其中，与等离子 发生器相关的辅助系统包括冷却水系统、载体风系统和电源系统；与等 离子燃烧器相关的辅助系统有等离子燃烧器壁温检测系统。
等离子点火装置的联锁保护
等离子发生器联锁保护 （3） “等离子点火模式”运行时，任意两角等离子发生器工作故障时， 保护停B/C磨煤机。 （4） “等离子点火模式”B/C磨煤机运行时，B/C磨煤机跳闸，等离子发 生器跳闸。 （5） 锅炉MFT时，等离子发生器跳闸，并禁启。 （6） “等离子运行模式”下相应B/C给煤机启动后，火焰丧失保护延时 180秒，磨煤机跳闸。
等离子点火燃烧器投运前检查准备。 （12） 等离子显示屏已上电，等离子燃烧器对应磨煤机“等离子点火模式
”、“等离子正常模式”切换正常。 （13） 检查确认等离子点火系统的逻辑保护静态试验、电气保护试验完
成，结果准确。 （14） 对应的等离子体整流柜在遥控位，已投运正常。 （15） 检查锅炉吹扫已完成且MFT已复位。 （16） 若热一次风温度＜150℃，等离子暖风器暖管，投入等离子暖风器。
等离子体点火的优点
（1） 经济：采用等离子体点火技术的运行维护费仅是使用油点火时费用的 15%~20%，尤其是电厂调试过程中的频繁启停阶段，可以节约可观的试运 行费用； （2）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； （3）简单：简化了系统，简化了运行方式； （4）环保：使用等离子体点火期间，可以投入电除尘，避免烟气粉尘直接排 放污染环境；同时避免了脱硫塔内的浆液被油污包裹中毒与严重污染。 （5）安全：取消了燃油系统，降低了由于燃油系统问题而造成的各种事故。
等离子点火装置的联锁保护
等离子点火燃烧器启动允许条件 （9） 任意一次风机运行。 （10） 任意密封风机运行且密封风机出口母管压力不低。 （11） 等离子载体风母管压力正常。 （12） 无等离子点火器跳闸条件。
等离子点火装置的联锁保护
等离子点火系统保护停止条件 （1） MFT动作。 （2） B（C）磨煤机跳闸，5秒脉冲。 （3） 等离子拉弧成功10min，磨煤机对应出口门关。 （4） 等离子体点火系统告警。 （5） 等离子体点火系统故障。 （6） 等离子体点火系统点火条件不满足。 （7） 等离子体燃烧器前后壁温>750℃。
等离子点火装置的联锁保护
等离子点火燃烧器启动允许条件 （1） 等离子体点火系统远程控制。 （2） 等离子体点火系统无告警。 （3） 等离子体点火系统具备点火条件。 （4） 无等离子体点火系统故障。 （5） MFT动作已复归。 （6） 锅炉总风量大于30%。 （7） 炉膛压力正常，无炉膛压力高、低报警。 （8） 火检冷却风压力正常，且无压力低低低报警。
等离子发生器构造
阳极
稳弧线圈
护罩
阳极支架
进水口
载
体
风 回水口 入
口
等离子发生器参数
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
项目
单位
生产厂家
等离子发生器 /
等离子发生器型号
/
等离子发生器数量
个
调节阀后空气压力
KPa
单台等离子发生器容量
kVA
单台等离子发生器冷却水流量
锅炉点火等离子装置的运行
等离子点火燃烧器启动投入 （12） 观察等离子火检燃烧稳定后，逐步调整B（C）磨出力逐步降低至
13~15t/h，调整一次风量维持风粉管路介质流速在20m/s左右。 （13） 根据燃烧情况，适当调节电弧功率，保持燃烧稳定。 （14） 根据煤粉燃烧和等离子燃烧器壁温情况调整给煤量和一次风量，
锅炉点火等离子装置的运行
等离子点火燃烧器启动投入 （1） 检查锅炉具备启动点火条件，炉膛吹扫完成。 （2） 检查等离子电源柜通讯正常，整流变运行正常，等离子系统在遥控
位置。 （3） 检查冷却水水压满足：0.35~0.6MPa，进出水口压力差0.3MPa左右。 （4） 检查等离子发生器入口载体风压正常，不低于8KPa。 （5） 检查等离子工业电视投入，等离子DCS画面无异常报警，等离子点
电源系统
等离子电源系统由等离子变压器、隔离变压器、整流电源装置组 成，在锅炉12.6米设置等离子配电室。整流电源装置主要由整流 变压器、高频整流模块、平波电抗器以及相应的控制系统构成， 用于将三相交流变换成等离子体点火器所需的直流工作电源，并 提供等离子体点火器的功率需求和控制。其额定输出直流电压 600kv。额定输出直流电流200A。正常运行中，160～220A范围内 正常工作，使用环境温度在0～45℃。
整流柜控制电源切至遥控位，检查状态正常。 （5） 检查等离子点火装置推进在正常位置。 （6） 压缩空气系统运行正常，空气洁净，管道无泄漏，压力稳定。
锅炉点火等离子装置的运行
等离子点火燃烧器投运前检查准备。 （7） 检查一次风系统和密封风系统正常备用。 （8） 检查确认等离子冷却水泵电机测绝缘合格送电，检查等离子点火燃
电流在160～220A之间，投入“等离子点火模式”。 （10） 调整B（C）磨入口风量>62t/h，当出口温度达到70~90℃时启动
等离子磨及对应给煤机运行。 （11） 调整给煤量为15~18t/h，调整磨煤机风量，注意观察图像火焰监
视器，等离子体燃烧器在投煤粉后180s内应达到稳定着火。否则应立 即停止给粉，查明原因后，重新投运。
一次风测速系统
测量显示各粉管风速
电源系统 控制系统 冷却水系统
给等离子发生器提供直流电 通过触摸屏或DCS来运行等离子系统 冷却等离子发生器
载体风系统 等离子燃烧器壁温检测系统
作为等离子载体 显示燃烧器壁温，防止超温
图像火焰检测系统
为监视等离子点火燃烧器的火焰情况，方便运行人员进行燃烧调 整，等离子点火燃烧器上各安装一套图像火检装置。 图像火焰检测系统包括火焰图像传感器、冷却风系统、视频信号 分配器、火焰图像检测器、火焰图像监视管理系统、火焰图像录 放系统、通讯模块。
控制系统
主控PLC
DCS
触摸屏 MPI
燃烧器温度 锅炉和制粉系统保护信号
PROFIBUS
直流电源柜
水泵控制柜
风机控制柜
冷却水系统
载体风系统
等离子点火装置的联锁保护
等离子发生器联锁保护 （1） 等离子点火装置联锁保护在FSSS中设计B、C磨煤机“等离子正常 模式”与“等离子点火模式”两种运行模式，并可相互切换，从而实现磨 煤机FSSS逻辑切换功能。“正常运行模式”运行时，B、C磨煤机维持原 有的FSSS逻辑；“等离子点火模式”运行时，B、C磨煤机FSSS启动条件 中分别增加4台等离子点火器运行正常的条件，同时略去点火能量满足的 条件。在主控室光的字牌上增加“等离子点火装置故障”信号，任一台等 离子点火装置异常时，光字牌发声光报警。 （2） 当任一台等离子发生器故障时，光字牌发出声光报警，关闭相应 磨煤机出口关断门。