無油點火技術在電站鍋爐中的應用

摘 要:根據作者在調試工作中的總結，簡要介紹了等離子點火技術在中電投南陽熱電一期工程2×200MW機組鍋爐上的應用，結合調試及試運中出現的問題進行了分析，并提出相應的解決措施。

關鍵詞:鍋爐;無油點火;等離子;應用

隨著現代電站鍋爐容量的不斷增大，大容量鍋爐參與電網調峰的任務也越發重要，在鍋爐穩燃及鍋爐的啟停過程中，消耗的燃油也越來越多，大大地增加了電廠的成本。無油點火技術就是在此情況下應運而生。所謂無油點火技術就是采用煙臺龍源電力技術有限公司研制開發的DLZ-200型等離子點火技術，它是一種有效節約鍋爐點火和穩燃用油的重要手段，作為一項高新技術，它的應用日趨成熟和廣泛。

一、簡述

中電投南陽熱電一期2×200MW工程，鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG670/13.7-20型鍋爐，為超高壓、自然循環、單爐膛四角切圓燃燒、一次中間再熱、平衡通風、半露天布置、全鋼結構、全懸吊結構、“∏”型煤粉固態排渣爐。燃用煙煤，燃燒器采用固定式水平濃淡煤粉燃燒器，16只燃燒器分四層布置。制粉系統采用雙進雙出鋼球磨煤機冷一次風直吹制粉系統，每臺鍋爐配兩臺MGS-4060B型磨煤機，設計煤粉細度R90≤20%。煤質資料見下表:

二、等離子點火裝置的組成

等離子點火裝置是由等離子燃燒器、暖風器系統、等離子載體系統、冷卻水系統、一次風速在線監測系統、圖像火檢監測系統、壁溫監測系統組成。

三、等離子發生器工作原理

本發生器為磁穩空氣載體等離子發生器，它由線圈、陰極、陽極組成。其中陰極材料采用高導電率的金屬材料或非金屬材料制成。陽極由高導電率、高導熱率及抗氧化的金屬材料制成，它們均采用水冷方式，以承受電弧高溫沖擊。線圈在高溫250℃情況下具有抗2000V的直流電壓擊穿能力，電源采用全波整流并具有恒流性能。其拉弧原理為:首先設定輸出電流，當陰極前進同陽極接觸后，整個系統具有抗短路的能力且電流恒定不變，當陰極緩緩離開陽極時，電弧在線圈磁力的作用下拉出噴管外部。一定壓力的空氣在電弧的作用下，被電離成高溫等離子體，其能量密度高達105-106W/C㎡，為點燃不同的煤種創造了良好的條件。

四、等離子點火系統投入使用方法

等離子點火系統投入時，先投入冷卻水，載體風以及等離子火檢冷卻風等系統，調整冷卻水水壓到0.4MPa左右，調整載體風壓到8KPa~12KPa，然后設定等離子點火裝置的工作電流為300~320A，同時A磨煤機開始暖磨。在以上工作完成后，具備了等離子點火條件，將燃燒控制模式選定為“等離子模式”，等離子點火裝置開始拉弧，拉弧成功后啟動磨煤機，調整合適的一二次風速和煤粉濃度，觀察到煤粉在等離子燃燒器中被點燃。點火成功后，監視等離子火焰，根據燃燒情況調整制粉和配風系統參數，保證燃燒器燃燒穩定。

如果冷態啟動鍋爐，首選要投入暖風器。對于水分小于10%的原煤，將熱風溫度加熱到160℃就可以滿足磨煤機的干燥出力要求。鍋爐在點火兩小時后，空預器后熱風溫度基本可以達到此溫度，暖風器可退出運行。

五、磨煤機料位的建立

對于南陽熱電鍋爐來說，由于配置的是MGS-4060B型雙進雙出磨煤機，對剛建立的鍋爐來說，料位的建立也至關重要，等離子拉弧后由于不能長時間無介質運行，需要在拉弧后迅速啟動磨煤機，加大給煤量，給煤量控制在50t/h，開啟A層對應的等離子拉弧的一次分管，此時要嚴格監視圖像火檢監測系統，觀察一次風管的煤粉濃度，大約十分鐘后料位建立正常，減少給煤量，拉弧對角的等離子，開啟對應的一次風管。在此過程中，要嚴格監視給煤機料位，及給煤機粉管的出口溫度。

六、等離子點火技術在調試期間的應用效果

等離子點火裝置代替有槍使用，處在鍋爐啟動階段外，在停爐、帶低負荷、燃燒不穩定以及汽輪機負荷試驗等工況下，均可用其作為穩燃手段;等離子點火裝置在試運期間運行可靠，很少出現非正常斷弧現象;等離子陰極使用壽命一般可達到80小時，陽極可以根據拉弧的效果及時進行更換;在節油方面，該技術發揮了巨大的作用，對于#1、2爐來說，從化學清洗到機組整套啟動結束，可以說實現了無油點火，開創了一個鍋爐無油點火的新時代。

七、等離子試運中出現的問題以及解決措施

(一)等離子燃燒器中心筒超溫

等離子點火電弧的核心溫度高達5000℃，煤粉在進入燃燒器中心筒就開始著火了，經過多級點燃放大后從燃燒器噴口噴出，所以容易造成中心筒超溫和結焦。采取的措施有以下幾個方面:

1.適當的提高一次風速。中心筒超溫后，根據爐膛溫度可以提高一次風速，使燃燒器內外套筒得到較好的冷卻。

2.適當的減少燃料量，在同等的一次風速下，可以減少磨煤機的料位，減少粉管的煤粉濃度。但是要嚴格監視磨煤機出口風管的溫度，防止磨煤機內部爆燃。

3.減少等離子拉弧電流。正常情況下的等離子電流設定到300-320A，當燃燒器的壁溫達到400℃后可以適當降低設定電流，以防止中心筒超溫，但是設定電流不低于260A。

(二)防止空預器燃燒和尾部煙道的二次燃燒

這個問題在南陽熱電一期沒有發生過，主要是得到了足夠的認識，但不排除發生的可能性，如果得不到足夠的認識，后果非常嚴重。這主要是因為等離子燃燒器中煤粉的著火率比較低，再加上爐膛溫度比較低，不利于煤粉的進一步燃燒，煤粉很容易沉積在空預器及尾部煙道，隨著爐膛溫度的提高，很有可能發生空預器著火和尾部煙道的二次燃燒。

這個問題在南陽熱電得到了很好的控制，采取的措施有:

1.空預器上面增加吹灰器并加強吹灰。(下轉第95頁)(上接第105頁)東方鍋爐廠設計的空預器只有在其下面配置有吹灰器，而空預器作為煤粉主要的沉積物，只在其下方裝有吹灰器是遠遠不夠的。

2.盡可能的提高一次風粉的溫度。提高一次風粉的溫度，有利于提高煤粉的燃盡率。

3.在鍋爐燃燒穩定的情況下，盡可能的提高引風機出力，保持爐膛較高的負壓，有利于煤粉的帶出。

4.對于尾部煙道，在吹管和化學清洗時，由于爐膛溫度一般都很低，煤粉在尾部煙道沉積的可能性加大，如果條件允許，停爐后應該對尾部煙道進行清理。

等離子在試運期間也存在著其它問題，比如斷弧、暖風器不能滿足加熱要求等，但這都不是很大的問題，對鍋爐的安全運行沒有太大的影響，對設備稍加修改就可以解決。

八、結束語

等離子點火技術在南陽熱電工程中能滿足機組啟動的各項要求，從分部試運到整套啟動結束，基本實現了無油點火，節約了大量的燃油，為電廠節約了幾千萬的經濟效益。但是等離子點火還是存在很大的安全風險，需要運行人員全面的考慮，精心的操作，才能確保機組安全經濟的運行。

參考文獻:

[1]DLZ-200等離子點火裝置使用及維護說明書[R].2003.

[2]磨煤機說明書，鍋爐運行說明書，鍋爐說明書，燃燒設備說明書.東方鍋爐(集團)股份有限公司.