等离子点火技术
等离子点火技术
发电分公司王鹏恒
引言
从我国目前的能源结构中分析，油资源短缺是一个不争的事实，我国每年所消耗的石油都要大量依靠进口来满足国内日益增长的需要，这是一项耗费巨额资金的经济活动!面对国内油资源短缺这一严峻事实，我们迫切需要节约燃油来减少进口!当前情况下石油已成为影响我国能源安全和经济发展的重要战略物资，通过节约和寻找燃油替代品来保证国家能源和经济安全已经被提上了重要日程。为了满足燃煤机组的无油点火，等离子燃烧技术应运而生!
随着科技的发展，等离子点火技术已经得到很大的进步，在国内很多电厂中得到使用，而且使用效果良好，可以在保证机组安全的基础上为发电企业节约部分发电成本，已经逐渐成为电厂的主流点火方式。
当前，等离子系统主要涉及到发电行业的大型燃煤火力发电厂，主要应用于发电厂煤粉锅炉的启动、点火和稳燃。当然，也涉及应用于其他行业或者类似领域的煤粉锅炉的点火和稳燃。通过等离子点火技术的广泛使用，逐渐代替了传统的燃油点火，从而实现了节能减排，对企业的经济效益有了很大提高。同时在等离子点火中运用电除尘技术，使得颗粒物的排放明显减少，这项技术也适应了当前对燃油这一紧缺资源的节约，在国家提倡绿色能源的今天，等离子技术定将得到进一步发展，从而实现良好的社会和经济效益。
1 等离子点火系统
1.1 等离子点火系统的原理
等离子点火技术是一种新型的锅炉点火燃烧技术，等离子体直接点燃煤粉替代燃料油的原理是：它利用电弧电离空气流（也可以是其它气体）形成高温等离子体，利用水冷通道、自身磁场、外磁场以及气体旋流等稳弧方法来控制该等离子体，使其定向流动则形成了高温等离子射流。让煤粉通过此高温等离子射流，煤粉颗粒则在瞬间析出挥发份，再造挥发份、爆燃，在完全没有任何
燃油的情况达到无油点火及稳燃的目的，满足锅炉点火启动及低负荷稳燃的需要。等离子点火技术是先通过等离子发生器产生高温射流，从而将电源的电能
传递给空气，然后使用高温等离子射流先点燃部分煤粉，然后在燃烧器中分级
点燃煤粉形成较大的火焰，最后在点燃锅炉一次风携带的煤粉。
煤在电弧等离子体高温射流中热解后的主要产物是挥发分、焦和烟炱。挥发份主要由CH4，C2H2，C2H4，C4H6，H2，CO，CO2，N2和H2O 等组成，其中乙炔是主要成分，煤焦是析出挥发份以后的煤残留物，而烟炱则是乙炔在高温下的分解积碳。因为电弧等离子体射流的温度极高，而煤粉颗粒在燃烧器内停留时间却很短，所以热解速率非常高。在这种快速热解条件下，热分解将更加剧烈，热缩聚则更加减弱，这就是挥发分中主要由小分子组成的主要原因。在等离子体高温射流加热过程中，主要是等离子体的热分量在起作用。随着气体和煤粉颗粒温度的升高，在原子团和分子解离产物的参与下，燃料开始异质热化学转化，在这个反应阶段，是电弧等离子体的热化学分量在起重大作用。因为煤的挥发分转化为气相，加上残余焦炭的局部气化，挥发份与氧化剂(空气，水蒸气)间，以及各挥发分相互之间开始产生化学反应，亦即在此气相反应阶段，等离子体的热电分量可使反应明显加强，以更低的激活能参与反应，从而加速化学转化。据估计，当氧由分子转变为原子形态时，激活能已减少为1/10 到1/15。挥发份的氧化反应将加快数倍，使释热过程更加迅速，这又使残余焦炭受热加剧，使碳加速转化为气相。这时，在热化学分量和热电分量的作用下，将讲一步促使碳的转化。另外，等离子体与煤粉作用过程中能生成低着火点的双相燃料，等离子体点燃煤粉过程中可以再造挥发份，提高燃料的反应度、强化煤粉混合物的燃烧，降低着火温度、加速热化学转换，促使燃料完全燃烧。正是由于等离子点火具有以上的种种优点，才促进了等离子点火技术应用不断的发展。
1.2 等离子点火装置的系统构成
目前国内各火电厂普遍采用的等离子点火装置是由山东烟台龙源电力技术有限公司开发的。整个点火装置的示意图如图1所示。
图1 等离子点火装置示意图
1.2.1 等离子发生器及拉弧原理
等离子发生器主要由阳极组件、阴极组件、线圈组件3大部分组成，如图2所示。
1-线圈；2-阳级；3-阴极；4-电源
图2 等离子发生器工作原理
其拉弧原理为:首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子
体。其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极，带负电的离子及电子流向电源的正极形成电弧的阳极。阴极材料采用高导电率的金属材料制成。阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。
1.2.2 等离子燃烧器
根据高温等离子体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。烟台龙源的等离子点火实验证明:运用这一原理及设计方法使单个燃烧器的出力可以从ZT/H扩大到10T/H。在建立一级点火燃烧过程中，采用了将经过浓缩的煤粉送入一定角度等离子火炬中心区，高温等离子体同浓煤粉的汇合及所伴随的物理化学过程使煤粉原挥发分的含量提高了80%，其点火延迟时间不大于1秒。
图3 等离子燃烧器
燃烧器点火的性能决定了整个燃烧器运行的成败，在设计上该燃烧器出力约为500~800kg/h，其喷口温度不低于1300℃。另外加设了第一级气膜冷却技术避免了煤粉的贴壁流动及挂焦，同时又解决了燃烧器的烧蚀问题。该区称为第一区。
第二区为混合燃烧区，在该区内一般采用“浓点浓”的原则，环形浓淡燃烧器的应用将淡粉流贴墙，而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧。这样做的结果既利于混合
段的点火，又冷却了混合段的壁面。如果在特大流量条件还可采用多级点火。
第三区为强化燃烧区，在一、二区内挥发分基本燃尽，为提高疏松炭的燃尽率，采用提前补氧强化燃烧措施，提前补氧的原因在于提高该区的热焙进而提高喷管的初速达到加大火焰长度提高燃尽度的目的，所采用的气膜冷却技术亦达到了避免结焦的目的。
第四区为燃尽区，疏松碳的燃尽率决定火焰的长度。随烟气的温升，燃尽率逐渐加大。
1.2.3 电源系统
电源系统是用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置。其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路将380V三相交流电源变为稳定的直流电源。其由隔离变压器和电源柜两大部分组成。电源柜主要是提供稳定的直流电源，电源柜内主要有由六组大功率晶闸管组成的三相全控整流桥、大功率直流调速器6RA70、直流电抗器、交流接触器、控制PLC等。隔离变压器的主要作用是隔离，一次绕阻接成三角形，使3次谐波能够通过，减少高次谐波的影响;二次绕组接成星型，可得到零线，避免等离子发生器带电。
1.2.4 控制系统
控制系统主要是由PLC、CRT、通讯接口和数据总线构成。其采用集电源全数字整流与点火器FO接口，具有通讯能力为一体的全数字直流控制器，为控制核心元件。由于该控制器除具有正常的整流控制功能外，还具有拍扩展和RS485接口通讯功能。因此，它作为整流和等离子发生器的引弧控制接口，水流、风压保护接口，从硬件上满足了系统的需要。电流、电压的参数调整完全可以由上位机界面设定操作，实现过程的全自动化控制。
1.2.5 辅助系统
辅助系统主要包括冷却水系统、风粉系统和压缩空气系统。等离子电弧形成后，弧柱温度一般在3000K到4000K范围，因此对于形成电弧的等离子发生器的阴极和阳极必须通过水冷的方式来进行冷却，否则很快会被烧毁，通过大量实
验总结得出:为保证好的冷却效果，需要冷却水以高的流速冲刷阳极和阴极。风粉系统主要是由给粉机，磨煤机，暖风器，一次风系统，气膜风系统，二次风系统六个部分组成。压缩空气是等离子电弧的介质，等离子电弧形成后，通过线圈形成的强磁场的作用压缩成为压缩电弧，需要压缩空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧。因此，等离子点火系统需要配备压缩空气系统，压缩空气的要求是洁净的，且压力稳定。
2 等离子点火器国内外应用的研究进展
2.1 国外研究进展
自上世纪70 年代末开始，由于世界能源危机及环境危机的爆发，世界上的发达国家均开始研制等离子点火这一新型技术，并将该技术广泛推广到船用燃气轮机、地面发电用燃气轮机及火力发电厂的锅炉设备中，尤其是独联体国家、美国和澳大利亚等发达国家均在等离子点火技术方面投入了大量的人力和物力。
上世纪70 年代，独联体国家较早开展了对等离子点火技术的试验研究，主要研究部门有乌克兰国立海洋技术大学、莫斯科物理技术学院、俄罗斯科学院新西伯利亚分院、俄罗斯中空气动力研究院等科研单位，研究结果表明，采用等离子点火技术不仅可以提高燃料的燃烧效率，还可降低点火延迟时间，增加活化粒子的浓度，降低NOx 排放，改善燃烧室出口温度的不均匀度，起到强化及稳定燃烧的作用。独联体国家还将实验成果应用到了舰船燃气轮机及多种型号的地面燃气轮机中，截止到1998 年，超过500台燃机系统已采用了等离子点火技术，极大改善了燃机低工况的性能。
除用于燃机系统的点火设备外，独联体国家将等离子点火技术应用于电厂煤粉的燃烧中。图4 为乌斯基-可麦洛沃斯克电站锅炉中的等离子点火煤粉燃烧器，由阴极及阳极之间的电弧加热煤粉，且阴极为可移动式石墨组成，可随时调整电极间隙，并及时补充阴极材料的烧蚀，该装置发生器的功率可达200KW。独联体研制的等离子发生器的功率一般达50-200KW，是将等离子发生器与热裂化反应器组合在一起，采用部分煤粉燃烧的热量加热其余煤粉，用煤粉自身放热促使热裂化反应的进行。等离子电弧工作约1.5-2.0 小时后上述反应可达到平衡可停
止工作，独联体国家研制的煤粉用等离子点火系统虽结构较为复杂，但实现了不烧重油而直接点燃煤粉的目的，极大减少了燃料的消耗，降低了NOx 的排放并提高了燃料的燃烧效率。
图4 同轴等离子体发生器煤粉燃烧室图5 马里塔电厂锅炉用燃烧器
1-阴极；2-阳极；3-煤粉空气混合物
美国、澳大利亚等发达国家也对等离子点火技术的应用进行了研究，主要应用于电站锅炉中煤粉的直接点燃，已达到降低能源消耗及污染物排放的目的。美国联合碳化物公司于1978 年成功研制了热等离子点火燃烧器，如图 5 所示，且在马里塔电厂锅炉上进行了试验，该点火系统的功率为109KW，直接将圆管型电弧点火器插入煤粉燃烧器中，实现了煤粉的直接点燃。Foster Wheeler 国际能源公司在1997 年的全美电力年会上，公布了本公司生产的大型锅炉机组的生产情况，同时该公司生产的锅炉机组全部装有等离子直接点火燃烧系统。
1993 年，澳大利亚太平洋电力公司生产了澳大利亚第一台工业用等离子体点火器，并将其安装于万吉 5 号机组锅炉中，该锅炉功率60MW，并最终点火试验成功。2001年该公司推出了第一台适用于300MW 锅炉运行机组的等离子点火系统。澳大利亚的等离子点火发生器采用氮气为工作气体，高频击穿并采用非接触式引弧，功率可达50KW，并将点火器安装于二次风喷口，一次风粉由独立粉仓提供，同时设置了氮气的密封粉仓。由于澳大利亚推行的等离子点火设备投资高、系统复杂、维修工作量极大，因此推广受到了一定的影响。
2.2 国内研究进展
上世纪70 年代，我国也开始了等离子点火技术的研制，部分高校（如清华大学、华中工学院）、科研院所（如新疆电力试验研究所）、锅炉制造厂（如哈尔
滨锅炉厂、武汉锅炉厂等）及众多发电厂（烟台发电厂、元宝山发电厂等）均花费大量人力及物力致力于开发锅炉用等离子点火系统研究，并取得了一定成果。
我国安徽电力局和山东电力局科技人员于1978 年开始进行等离子无油点火技术的研究开发工作，并于1981 年完成工业性试验。山东在75t 小锅炉(燃用烟煤)上点火启动成功，安徽在120t/h 锅炉(燃用烟煤)上点火启动成功; 1983 年，河南新乡电厂成功地进行了等离子体直接点燃贫煤煤粉的试验。1994 年陕西宝鸡电厂从哈萨克斯坦动力科学研究院引进了等离子体点火器，安装在 4 号炉(50MW)上，并较成功地进行了启动点火试验。我国试验采用的这些等离子体点火装置，由于系统较复杂、使用寿命不长等原因，尚未进入实用阶段。
烟台龙源电力工程有限公司在借鉴国外成功技术及总结国内失败原因的基础上，成功实现了等离子点火器点火启动，经过多年的努力最终研制出了DLZ-200 型等离子点火器。2000 年2 月15 日，DLZ-200 型等离子点火器在烟台电厂200T/H 锅炉上成功点燃，经国家电力公司专家组鉴定其具有世界领先水平。2003 年11 月27 日，中俄合作的“烈火一I” 型等离子点火器在河南洛阳高新区重兴工程技术公司问世。这种等离子发生器的功率达到400KW，其工作时间较长，并获得国家专利。烟台龙源公司通过近几年的努力，己经获得很多等离子点火的专利技术，他们的等离子点火系统己经成功运用到国内很多电厂，到2007 年9 月，烟台龙源的等离子点火系统首次走出国门，落户韩国南东电力公司三千浦电厂，标志着中国等离子点火技术的已经开始走向国际市场。
目前就世界范围来说，燃煤锅炉使用等离子点火与稳燃的技术，主要以下两种方式。首先，是以俄罗斯为代表的热裂解型等离子点火技术，也就是通常所说的煤气化点火技术，其基本的技术原理是:将风粉混合物分成两部分，将经过浓缩后的少部分浓煤粉送入等离子体热裂化处理室(相当于预燃室)，进行等离子体热裂化处理。用这部分经过处理后部分燃烧的煤粉火焰，去引燃单独送入燃烧器的其余煤粉。
再者，就是以中国烟台龙源电力技术公司为代表的直接点燃型等离子点火技术，其主要技术原理是:直接将锅炉主燃烧器改为兼有等离子点火功能的燃烧器，即直接把锅炉原来的主燃烧器设计为等离子燃烧器，在该燃烧器上安装等离子发生器，当锅炉启停和低负荷稳燃时，投入等离子发生器，起到点火燃烧器的作用。
当锅炉高负荷正常运行时，等离子发生器停运，该等离子燃烧器作为锅炉主燃烧器使用。可以看出，直接点燃型等离子技术借鉴并吸收了俄罗斯的煤气化点火技术，从热裂解技术逐步完善到多级燃烧。
3 等离子点火系统的优势
3.1 节约紧缺能源
等离子点火系统实现了锅炉的无油启动和稳燃"用煤粉代替了紧缺的燃油"通过实践证明"被广泛应用。
3.2 节省运行成本
等离子点火系统有效的避免了燃油点火对大量重油和轻油的消耗"运行成本比燃油点火节省了.&/左右"同时等离子体内富含的化学活性离子"也加速了燃料的完全燃烧"提高了燃烧效率。
3.3 加强安全性
通过等离子点火系统的使用"降低了传统燃油点火可能引起火灾事故的发生率"有效的避免了火灾对设备损坏的事故隐患"具有更高的安全性。
3.4 增强环保减排
使用等离子点火"运行中还可以使用电除尘技术"避免了粉尘直接排放"同时不用燃烧燃油达到了节能减排"绿色能源的要求。很好的解决了当前环保压力下煤电厂的环保压力。
4 等离子点火技术在不同类型机组上的应用
4.1 等离子点火技术在1000MW机组上的应用
这是该项技术目前首次成功应用在我国最高参数、最大容量的火电机组锅炉中的一例。付龙龙、刘超等人与韩克刚、邵天佑从不同角度研究了该项技术在华
能玉环发电厂超超临界1000ＭＷ机组上的应用情况，实现了正压直吹式制粉系统在燃用烟煤条件下的等离子点火启动，按照《火电工程调整试运质量检验及评定标准》，该机组的耗油量远远低于标准要求，节约了大量燃油;同时还可以使电除尘器能够尽早投入运行，在节能降耗和环保方面效果显著。
4.2 等离子点火技术在600MW机组上的应用
在600ＭＷ机组上，该项技术目前已经得到了大范围的应用。韩志成等人通过论述等离子燃烧器及其附属系统和辅助设备的配置情况，得出锅炉在冷态启动中基本上能够实现无油点火，且能满足锅炉升温升压曲线要求，达到节油降耗之目的，同时对等离子点火使用的煤质也提出了相应要求。武震着重分析了调试运行期间发生的问题，诸如断弧与燃烧不稳定、飞灰自燃和尾部二次燃烧、等离子燃烧器出口结焦等，为该项技术应用于其他600ＭＷ燃煤锅炉提供了很好的参考。罗凯等人通过介绍带炉水循环泵的超临界复合循环锅炉的调试情况，总结出了该项技术在这类型锅炉使用中会有等离子燃烧器壁结焦、等离子对煤质的要求高、节能增效等优缺点，对于这类型锅炉的等离子点火改造、调试具有较高的参考价值。刘静宇等人发现在锅炉为DG 1900/25.4-ⅡL型超临界参数变压直流炉过程中，等离子系统会有暖风器不满足加热要求、冷态启动初期煤粉燃尽率低、等离子燃烧器中心筒超温等问题，同时提出了改造暖风器的疏水系统、在正常的冷态启动中采用投少量油等措施。任杰等人通过介绍该项技术应用于直吹式褐煤锅炉
上的情况，分析了煤粉浓度、一次风速、二次风量、磨煤机出口温度和煤粉细度等因素对其点火性能的影响，实现了褐煤锅炉少油点火及低负荷稳燃。顾山等人在介绍了等离子控制系统的控制方式及相关设备的技术要求、等离子点火辅助系统设计等内容的基础上，探索并总结了等离子煤粉点火及稳燃技术。李春和重点阐述了在机组启动和低负荷运行期间，等离子点火系统与电除尘均可以正常投入运行，大大减少了粉尘对引风机的损害和对大气的污染，带来良好的经济效益和社会效益。杨中明等通过计算机组各个阶段煤耗及油耗，统计出了机组的经济性;同时在运行中发现，阴极头质量不稳定、各角阴极的拉弧次数不一致、等离子燃烧器不能上下摆动等这些问题，提出通过适当调整空预器以及给煤量、使用备用油枪等方法可以解决此类问题。陈勇、林爽结合等离子燃烧器在珠海金湾发电有
限公司3、4号锅炉的成功应用情况，分别从运行方式、运行控制参数、运行控制策略、运行工况等方面分析了该燃烧器的运行特性。赵志军、牛月娥详细分析研究了等离子点火系统在四角切圆燃烧锅炉上应用时对应FSSS控制逻辑的修改，为同类锅炉采用等离子点火技术提供借鉴。邹毅辉在介绍点火控制系统功能、控制逻辑设计和系统的调试及投运过程的基础上，对等离子调试投运出现的问题进行分析，并且对FSSS系统逻辑的设计方案提出了合理化建议。刘林波等分别阐述了为实现冷炉无油等离子点火而在等离子装置系统改造、FSSS等离子点火相关逻辑完善、运行方式调整及优化等方面进行的工作，并提出了在新机组启动全程中的无油等离子点火应用方式，节省了燃油，并改善了火电厂的生态条件。
4.3 等离子点火技术在300MW机组上的应用
以上重点阐述了目前600ＭＷ机组等离子点火的应用情况。该项技术也运用于300MW机组的点火改造中，同样获得了良好的效果。
王延明等人通过分析研究国产300MW机组中速磨直吹式制粉系统等离子冷炉无油点火系统，发现诸如等离子使用稳定性、阴极使用寿命、燃烧器结焦、磨煤机运行稳定性和煤粉燃尽率问题，并且提出了合理化建议，该项技术可以实现机组全程启动零燃油投入。韩义等人在分析国内首例无油系统双层等离子点火技术基础上，指出了该项技术的八大关键问题，提出了冷态启动时直吹式制粉系统的运行调整、防结焦、防止二次燃烧点火以及稳燃措施。张帆等就改造等离子点火系统后出现的炉渣可燃物偏高、截面增大、风速降低、阻力过大、中间区域煤粉过于集中等问题进行了分析研究，优化调整了运行时的参数设定，对存在同样问题的300MW机组，具有一定的参考价值。孔庆鹏以某热电厂为例，提出了在运行过程中发现的煤种要求高、阳极寿命短、点火初期飞灰可燃物含量高这三个问题，提出了合理化建议，并且根据经济效益分析，得出了该项技术的应用前景。郝云冯、石光员重点分析了改造成等离子点火系统后，出现了等离子点火系统冷却水系统压力不易调节、等离子水泵运行工况差、等离子频繁出现不起弧或断弧等问题，并且提出了正常运行的措施。杨新荣、徐建虎通过介绍等离子燃烧技术和双进双出钢球磨煤机技术二者配合应用的调试、运行情况，分析两者结合后的技术特点、调试要点及运行时应该注意的几个问题，得出等离子点火系统存在安
全保障方面、燃烧不稳等问题，需要运行人员根据经验调整。
5 等离子点火技术存在的问题及解决方案
作为一项新型的点火技术，在实际工作过程中也暴露出了不少问题，经过归纳总结，大致可以分为以下几类。
(1)等离子点火系统的供电问题:保证该系统具备稳定的电源供电，与其他保
安用电不混用同一电源。
(2)冷态点火初期与运行过程中的问题:冷态启动时点火产生的温度虽高，但
热强度不够，因此煤粉燃尽率低，这类问题只能通过诸如降低煤粉细度、
合理调整一次风速、尽可能提高磨煤机出口温度、提高炉膛温度等措施
解决;在运行过程中，燃烧器容易产生结焦与超温问题，通过适当调整一、
二次风速与煤粉浓度、严密监视等离子燃烧器壁温、适当降低等离子发
生器的设定电流、降低点火功率等措施可以解决此类问题。
(3)点火初期炉膛爆燃、尾部烟道再燃烧问题:为了防止这类事故的发生，应
该检查燃烧器的漏粉问题、检查锅炉各除尘设备并且清除可燃物含量较
高的飞灰、通过调整一、二次风量、磨煤机出力、煤粉细度等，控制飞
灰可燃物的含量在一定范围内、另外还可以辅以热控的水平。
(4)等离子断弧问题:可以通过配备专门等离子风机，保证供气品质;同时，
进行相应的火检系统改造，解决火焰检测问题带来的误判断。
(5)阴极使用寿命短问题:可以通过配备等离子冷却水泵，优化冷却阴极头，
提高使用寿命。
(6)直吹式制粉系统中存在的问题:当刚启动锅炉时，由于没有热风，磨煤机
没有足够的制粉条件，可在磨煤机入口热风道上增加等离子暖风器，使
磨煤机在锅炉冷态启动初期即可投入运行，在温度达到要求后，暖风器
即可退出运行。
6 结语
目前，等离子点火技术不论是在新建机组还是老机组的改造过程中，均得到了广泛的应用，如何提高该系统核心部件的使用寿命也就成了该技术能否继续广
泛使用的一大关键。随着科技的进步、能源问题的日益突出、制造工艺的日渐成熟、点火技术的不断研究与探索等，等离子点火技术的节能优势也会更加凸显出来，它在火力发电厂中的应用前景也会更加广阔。
通过在火电厂锅炉点火中对等离子点火技术的应用，不仅能够用煤粉完全的代替了燃油，降低了企业运行成本，为企业带来了明显的经济效益。而且，传统的燃油系统还存在由于运行不合理就会发生火灾的安全隐患问题，等离子点火系统的应用实现了无油点火和无油问然，操作简单，技术更加安全可靠，有效避免了火灾风险。总之，等离子点火技术改变了传统锅炉的点火方式，给电厂企业带来了显著的经济效益和社会效益，提高企业的市场竞争力。
等离子点火与微油点火在应用上的比较
微油点火与等离子点火应用方式的比较 一、等离子点火与微油点火的工作原理 1、等离子的点火原理是：利用直流电流在等离子载体空气中接触引弧，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，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和成分发生变化，有助于加速煤粉的燃烧，大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量。这样就可以用很低的能量点燃部分煤粉。然后，以内燃，逐级放大的方式，将整个燃烧器点燃，实现用等离子弧直接点火的目的。 2、气化微油点火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℃。微油气化油枪燃烧
形成的高温火焰，使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，并释放出大量的挥发份迅速着火燃烧，然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量。满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。 二、等离子点火与微油点火的系统组成 1、等离子点火系统主要有：等离子体点火燃烧器、等离子体发生器、等离子体电源及控制系统、冷炉制粉系统、风粉在线检测系统、压缩空气系统、循环冷却水系统以及火焰检测等系统构成。 等离子燃烧器改造一般布置在下层原主燃烧器位置，将该下层燃烧器一部或全部改造为等离子燃烧器，600MW以下的锅炉，一般每台炉设2～6台等离子燃烧器。 2、气化微油点火燃烧器一般安装在最下层的一层或二层主燃烧器位置，安装数量与等离子基本相同。 系统构成：由燃油系统、送粉系统、控制系统、辅助系统等部分组成。 燃油系统由燃油系统、压缩空气系统、高压风系统及气化小油枪等组成。 控制系统根据机组控制系统不同而采取不同方式，主要有就地手动控制与远程保护、PLC控制与FSSS联合保护、DCS控制与BMS（或FSSS）保护等几种。
(整理)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%。而且在煤油混烧期间电除尘器不能投入，造成了一系列的环保和社会问题。 为了解决上述问题，开发无油或少油煤粉直接点火燃烧器便成了一直公认的一条途径。近三十年来，世界各国科技人员在这方面做了大量的工作，开发了一些新式煤粉直接点火燃烧器，取得了一些成果。例如从上世纪80年代以来相继开发研制的浓、淡分流，大速差等多种形式预燃、稳燃燃烧装置、小流量油枪及主燃烧器改进(钝体、夹心风)等煤粉点火稳燃装置，但工业应用表明：以预燃室为特征的少油煤粉直接点火燃烧器在不同程度上还存在易结渣、烧损，使用期短等弊端而影响了它的广泛推广应用。同时，开发出来的煤粉直接点火燃烧器没有把点火技术和稳燃技术有机地结合起来，障碍了这一技术的推广。 煤粉锅炉等离子点火与稳燃技术实现了点火技术与稳燃技术的有效结合。该技术是一项以热等离子体作为煤粉激发热源，直接点燃煤粉，启动锅炉，并可在锅炉低负荷时稳定锅炉燃烧的新技术。其基本原理是：将具有4000℃以上的高温直流电弧空气等离子体输送到专门设计的等离子燃烧器内，使流经该燃烧器的煤粉在等离子体高温和热化学作用下瞬间被点燃，煤粉在燃烧器内着火后喷入炉膛，从而达到了锅炉点火和助燃不用燃油的目的。 煤粉锅炉等离子点火技术主要由等离子发生器、等离子燃烧器、冷炉制粉系统、图像火焰检测系统、一次风速测量系统和相应的控制系统组成。 其中，与等离子发生器相关的辅助系统包括(1)冷却水系统；(2)载体风系统和(3)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。
等离子点火的基本原理
等离子点火的基本原理 等离子点火技术是一种新型的燃烧技术，具有高效、环保、安全等优点，被广泛应用于各种工业燃烧设备中。本文将介绍等离子点火的基本原理，包括等离子弧形成、高温加热、煤粉点燃和稳定燃烧等方面。 1.等离子弧形成 等离子弧是一种高温电弧，其形成原理是利用气体放电产生电离作用，使气体温度迅速升高，形成高温电弧。在等离子点火系统中，通常采用高频高压电源产生电弧，使气体介质发生电离，产生高温等离子体。电弧的稳定性和能量输出是等离子点火的关键因素。 2.高温加热 高温加热是等离子点火的重要环节。在等离子弧产生的高温作用下，气体介质被加热到很高的温度，达到燃料的着火点。同时，高温作用还能使煤粉颗粒得到迅速加热，使其表面氧化反应加速，促进煤粉的点燃。 3.煤粉点燃 煤粉的点燃是等离子点火的核心环节。在等离子点火过程中，高温等离子体与煤粉颗粒接触，通过热传导和热辐射等方式将热量传递给煤粉颗粒。热传导是指高温等离子体与煤粉颗粒直接接触，将热量传递给煤粉颗粒；热辐射是指高温等离子体通过辐射将热量传递给煤粉颗粒。在高温作用下，煤粉颗粒表面的碳原子与氧气发生氧化反应，释放出大量的热，使煤粉颗粒温度进一步升高，达到着火点。
4.稳定燃烧 稳定燃烧是等离子点火的重要控制因素。在等离子点火初期，燃料燃烧不稳定，容易产生熄火或爆燃现象。因此，需要采取措施控制燃烧过程，使其稳定燃烧。常用的控制方法包括控制过量空气系数、调节燃料喷射速度和调节等离子电流强度等。其中，控制过量空气系数是最重要的控制因素之一。当过量空气系数过低时，容易产生爆燃现象；当过量空气系数过高时，燃烧不充分，浪费燃料。因此，需要选择合适的过量空气系数，以保证燃料稳定燃烧。 总之，等离子点火的基本原理包括等离子弧形成、高温加热、煤粉点燃和稳定燃烧等方面。在实际应用中，需要根据不同的燃烧设备和燃料特性选择合适的操作参数和控制方法，以保证等离子点火的成功和燃烧效率的提高。
等离子点火技术
等离子点火技术 发电分公司王鹏恒 引言 从我国目前的能源结构中分析，油资源短缺是一个不争的事实，我国每年所消耗的石油都要大量依靠进口来满足国内日益增长的需要，这是一项耗费巨额资金的经济活动!面对国内油资源短缺这一严峻事实，我们迫切需要节约燃油来减少进口!当前情况下石油已成为影响我国能源安全和经济发展的重要战略物资，通过节约和寻找燃油替代品来保证国家能源和经济安全已经被提上了重要日程。为了满足燃煤机组的无油点火，等离子燃烧技术应运而生! 随着科技的发展，等离子点火技术已经得到很大的进步，在国内很多电厂中得到使用，而且使用效果良好，可以在保证机组安全的基础上为发电企业节约部分发电成本，已经逐渐成为电厂的主流点火方式。 当前，等离子系统主要涉及到发电行业的大型燃煤火力发电厂，主要应用于发电厂煤粉锅炉的启动、点火和稳燃。当然，也涉及应用于其他行业或者类似领域的煤粉锅炉的点火和稳燃。通过等离子点火技术的广泛使用，逐渐代替了传统的燃油点火，从而实现了节能减排，对企业的经济效益有了很大提高。同时在等离子点火中运用电除尘技术，使得颗粒物的排放明显减少，这项技术也适应了当前对燃油这一紧缺资源的节约，在国家提倡绿色能源的今天，等离子技术定将得到进一步发展，从而实现良好的社会和经济效益。 1 等离子点火系统 1.1 等离子点火系统的原理 等离子点火技术是一种新型的锅炉点火燃烧技术，等离子体直接点燃煤粉替代燃料油的原理是：它利用电弧电离空气流（也可以是其它气体）形成高温等离子体，利用水冷通道、自身磁场、外磁场以及气体旋流等稳弧方法来控制该等离子体，使其定向流动则形成了高温等离子射流。让煤粉通过此高温等离子射流，煤粉颗粒则在瞬间析出挥发份，再造挥发份、爆燃，在完全没有任何
等离子点火装置工作原理
等离子点火装置工作原理 燃烧机理 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。 等离子发生器产生稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的中心筒中形成T＞5000K的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，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反响是在气相中进展，使混合物组分的粒级发生了变化，因此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E〔E等=1/6E油〕。除此之外，等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃煤粉强化燃烧有特别的意义。 根据有限的点火功率不可能直接点燃无限的煤粉量的问题，等离子燃烧器采用了多级燃烧构造，如图3.1所示，煤粉首先在中心筒中点燃，进入中心筒的粉量根据燃烧器的不同在500 ～ 800kg/h之间，这局部煤粉在中心筒中稳定燃烧，并在中心筒的出口处形成稳定的二级煤粉的点火源，并以次逐级放大，最大可点燃12T/H的粉量。 等离子燃烧器的高温局部采用耐热铸钢，其余和煤粉接触部位采用高耐磨铸钢。和现场管路连接时须正确选用焊条型号。 a〕总体构造及其工作原理、工作特性： 本装置使用压缩空气作为产生等离子体的介质，在电流250～600A的情况下,获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T＞5000K的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，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反响是在气相中进展，使混合物组分的粒级发生了变化。因此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E〔E等=1/6E油〕 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，除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下进步20% ～80%的挥发份， 即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义。 等离子点火装置由等离子发生器、等离子燃烧器、电源装置和辅助系统组成。辅助系统包括冷却水系统、载体风系统、图像火检系统、一次风风速测量系统和磨煤机冷炉制粉系统等。
火力发电厂使用等离子点火装置的电气设计探究
火力发电厂使用等离子点火装置的电气 设计探究 摘要：随着科技的进步，等离子点火装置技术的应用领域也越来越广泛，等 离子点火装置在火力发电厂也有着深入的应用。本文主要对等离子点火系统的结构、等离子点火装置电气设计进行研究分析，希望对于火力发电厂在使用等离子 点火装置时能够有所帮助。 关键词：火力发电；等离子；点火装置；电气 当前，在一般的火力发电厂中，等离子点火技术有着非常突出的应用优势， 例如使用安全、环保、经济，应用也非常广泛。大型的发电厂几乎都在使用等离 子点火装置，而在诸多的等离子点火装置中，DLZ-200型等离子装置是最为成熟的，通过调试等离子装置，它的运行技术也更加趋于规范化。 一、等离子点火系统介绍 等离子点火系统一般包括有等离子发生器、电源系统、载体风系统、冷却水 系统以及监控系统等[1]。 1.等离子发生器及其工作原理介绍 等离子发生器主要作用在于产生高温等离子弧，其组成部件包括阳极组件、 阴极组件、线圈三大部分。当启动工作时，在阳极与阴极之间施加稳定的大电流，让中间的空气电离成有着高温导电特性的等离子体，而线圈在通电后会在周围形 成强磁场，对等离子体进行压缩，通过载体风吹出阳极，从而就得到了可以利用 的高温电弧。 2.电源系统介绍
电源系统的组成部件主要包括干式变压器、低压配电柜、隔离变压器以及电源控制柜。它的工作原理是利用三相全控桥式晶闸管整流电路把三相交流电源转换成稳定的直流电源。在电源控制柜当中设置有三相全控直流桥、直流电抗器、交流接触器以及PLC控制器等，从而可以对等离子点火器进行启弧、停弧、调节功率等。 3.载体风系统介绍 载体风属于等离子电弧的介质，当等离子电弧形成以后，会在线圈所形成的磁场力的作用下而压缩为压缩电弧，在流速恒定的载体风作用下，压缩电弧会被从而到可以使用的电弧。 4.冷却水系统介绍 等离子发生器的阳极、阴极以及线圈都要通过除盐水加以冷却处理，冷却水还要在很高的流速下来冲刷阴阳极。因此每一台炉都配备有两台增压水泵，保证其冷却效果。 5.监控系统介绍 监控系统主要有壁温检测与火焰监视两部分。借助于炉壁中安装的热电偶以及在风管处的测量系统对温度、风速进行实时检测。利用燃烧器中安装的火检探头所监测到的火焰图像对炉内的火焰状态进行实时监视。 二、火力发电厂的等离子点火装置电气设计 从当前已投产或者是在建的火力发电厂机组工程来看，等离子点火装置的布置数量与分布方案都会随着锅炉容量、锅炉型式的变化而变化。在一般的300MW 机组当中，有些工程会运用无油点火技术，单台锅炉等离子燃烧器会设置有上下两层，可以相互备用。如果燃烧器进行四角布置或者是前后墙布置，那么单台锅炉等离子点火装置一般会设置有8台，上下各有4台。有些工程会使用油和等离子混合的点火技术，等离子一般会设置一层，而点火装置有4台。本文则主要讨论上下两层等离子点火装置的电源供电问题。
等离子点火
等离子点火 等离子点火是通过高压电弧点燃煤粉，阳极固定，阴极可以伸缩，点火时阴极靠近阳极，放电，形成高压电弧，投粉嘴，煤粉点燃。技术要求比较高，较慢。 它利用的是分级点火的原理，即高压电弧点燃一少部分煤粉，一级点燃一级，一般是三级，它比较适合层燃的炉子，角燃的不太适合，在风道上设一小的燃烧室，里面配置几只小小油枪，用来加热冷风，已达到磨煤机的用风要求，正常情况下，根本用不着大油枪，但目前国内的技术不太成熟，阴极板的寿命太短，是制约等离子技术发展的障碍；等离子配套设施还没有正规厂家来生产也是制约的因素。目前在一些大机组上有应用。
天津电建应用等离子点火实现“零油耗” 2005年09月09日09:14 8 月17 日晚，广东台山发电厂国产60 万千瓦火力发电机组3 号锅炉应用等离子点火吹管顺利结束。用等离子体电弧直接点燃煤粉，完全省掉了点火用油，第一次实现了真正意义上的“零油耗”。此次点火吹管的成功使国产60 万千瓦火力发电机组应用等离子无油点火技术实现实用化。 等离子点火煤粉燃烧器系统是在原锅炉设计的基础上，经设计变更而首次采用，利用等离子电弧产生的超高温直接点燃煤粉，达到节约锅炉启动及稳燃用油的目的。在锅炉正常运行期间，该燃烧器还可以作为普通煤粉燃烧器使用，不会对锅炉其它性能造成影响。作为施工方的天津电建台电项目部，仅3 号机组点火吹管一项便节约燃油约380 吨，节约资金150 万元左右。到机组完成168 小时满负荷试运时，还将节约燃油3000多吨，节约资金1600 多万元。
也论等离子点火作者资料 时间：2005/04/08 03:25pm 就目前国内电力行业的形势，等离子无油点火技术是势不可挡。但目前还存在诸多问题，很多的宣传还是作为官方语言存在，没有说明具体技术措施。 如下的一些问题，还请各位专家不吝赐教。 如果有其他的问题还请各位多多补充。 1、阴极和阳极的寿命短的问题。 2、小功率电弧直接点燃煤粉、煤粉点火燃烧器结焦及烧损的问题。 3、等离子体电弧不稳的问题。 4、大功率特种电源长时间运行可靠性差的问题。 5、目前国内电煤紧缺的情况下，在煤种挥发分比较低，不易点燃时，输出功率为多少合适的问题。 6、当等离子体电弧建立后，对一次风管风速、煤粉浓度有何要求的 问题。
等离子点火技术(全面版)资料
等离子点火技术（全面版）资料
等离子点火技术 1、等离子点火系统构成 等离子点火系统主要由以下几部分组成（见图1）： ·等离子发生器——产生 功率为60-130KW的等离子 体； ·电源柜及供电系统—— 将三相380V电源整流成直 流，用于产生等离子体。由直流电源柜（含整流变压器）、冷却风机、直流平波电搞器组成； ·燃烧器——与等离子发生器配套使用点燃煤粉； ·辅助系统——由冷却水、空气的供给系统组成； ·控制系统——由PLC、CRT、通讯接口和数据总线构成； ·风粉系统——煤粉由新增小粉斗通过给粉机、混合器进入一次风管，由热风送入等离子燃烧器。 2、等离子点火系统工作原理（见图2） 直流电流在一定介质气压的条件下引弧，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“火核”时，迅速释放出挥发物、再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而
迅速燃烧，达到点火并加速煤粉燃烧的目的。 等离子体内含有大量的化学活性粒子，如原子（C、H、O）离子（O2-、H+、OH-）和电子等。它们可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。这对于点燃煤粉（特别是贫煤）强化燃烧有着特别重要的意义。 等离子发生器由线圈、 阴极、阳极组成。其中阴极 和阳极由高导电率、高导热 率及抗氧化的特殊材料制 成，以承受高温电弧冲击。 线圈在高温情况下具有抗直 流高压击穿能力。电源采用 全波整流并具有恒流性能。其发火原理为：在一定输出电流条件下，当阴极前进同阳极接触后，系统处在短路状态，当阴极缓缓离开阳极时产生电弧，电弧在线圈磁场的作用下被拉出喷管外部。压缩空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，进入燃烧器点煤粉。 3、技术特点 ·阳极与阴极使用抗氧化材料，使等离子体载体可以采用廉价易得的压缩空气，大大简化了系统，降低了运行成本； ·精心设计的复合结构，保证了输出电功率达到100KW以上，抗污染能力强，阳极使用寿命长（≥1000小时），适合与各种燃烧器配合；
等离子点火系统介绍
等离子点火系统介绍 等离子点火系统的核心是等离子体发生器。这个发生器由一个高压线 圈和一个磁芯组成。当系统供电后，高压线圈通过放电产生高能量的电磁场，进而在线圈上产生高频交流电流。这个高频电流会通过点火线圈的端 子传输到火花塞上。 火花塞是等离子点火系统的另一个重要组成部分。它包含一个中心电 极和一个接地电极。当高频电流通过火花塞时，会在电极间产生一个高能 量的电弧，形成一个强大的火花。这个火花能够点燃燃料混合物，引发爆燃，从而使发动机正常工作。 相较于传统的点火系统，等离子点火系统具有几个重要的优点。首先，它可以产生更强的火花。高能量的火花能够更快速地点燃燃料混合物，提 高燃烧效率，减少能源的浪费。其次，等离子点火系统的点火能力更加可靠。它能够在各种温度和湿度条件下始终提供稳定的点火性能，保证发动 机的正常启动和工作。此外，等离子点火系统还具有更长的寿命。它的内 部电路设计精密，使用寿命更长，维修和更换成本更低。 除了以上优点，等离子点火系统还具有更多的创新特点。首先，它具 有适应性强的特点。它可以适应不同类型的发动机和燃料，如汽油、柴油 和液化石油气等。其次，等离子点火系统可以实现分段点火。通过控制点 火时间和火花强度，可以根据发动机工作状态和负载情况，实现最佳的点 火效果和燃烧效率。此外，等离子点火系统还可以与其他控制系统集成， 如燃油喷射系统和排放控制系统，以提高整体发动机的性能和燃烧效率。 总结来说，等离子点火系统是一种领先的点火技术，采用高能量的等 离子体点火，提高了燃料燃烧效率和发动机性能。它的优点包括强大的点
火能力、可靠性高和寿命长等。未来随着技术的进一步发展和应用的推广，等离子点火系统将在汽车等内燃机领域发挥越来越重要的作用。
等离子点火技术在烟煤锅炉上的应用
等离子点火技术在烟煤锅炉上的应用 摘要：当前,等离子点火技术在我国烟煤锅炉行业发展迅速,使用范围也越来 越广。而如何能充分发挥出电站锅炉使用该技术后的整体科学性和经济性,已成 为当下电站锅炉行业综合性的难题。本文对等离子点火系统的技术原理及燃烧机 理进行了探讨,并通过实例设计,为广大行业人员提供一定的技术借鉴。 关键词：等离子点火技术；烟煤锅炉；应用 1等离子点火系统在电站煤粉锅炉中应用的技术优势 等离子点火系统具有较多的技术优势，所以能够在电站煤粉锅炉中得到安全 使用。等离子点火系统实现了无油点火，代替了传统的燃油点火方式，经过现场 的实践检验，该项技术比较成熟，能够在煤粉锅炉启停和稳燃过程中应用；燃油 点火在煤粉锅炉的启停和稳燃中应用，运行成本较高，而等离子体内的化学活性 粒子较多，可大大提高燃烧效率，等离子点火技术代替燃油点火技术，大大降低 了电站的运行成本；在使用燃油点火技术时，可能会因为操作失误等原因而造成 火灾事故，从而导致人员伤亡和经济损失。而使用等离子点火技术可有效消除安 全隐患，提高煤粉锅炉启停和稳燃的安全性；在使用燃油点火技术时，除尘装置 无法投入使用，而烟囱排出的黑烟就会对大气造成严重污染。在我国取消脱硫旁 路的规定后，对于燃油点火时对脱硫浆液造成的污染是电站面临的重要问题。而 在采用等离子点火技术后，在锅炉点火初期就能够实现无油点火，电除尘装置也 可同步投入使用，避免烟气粉尘排入大气中，大大提高了电站生产的环保性；除 此之外，等离子点火技术还具有运行方式简单和较强的通用性和可配置性的优点，在电站煤粉锅炉启停和稳燃中具有较高的应用价值。 2燃烧机理 等离子点火系统的燃烧机理为逐级点火分级燃烧，这主要是因为高温等离子 体自身能量受限的原因，所以为了能够提高煤粉燃烧效率，目前的等离子燃烧器 一般会设计成四级式燃烧区域。第一区是等离子拉弧引燃挥发物区。第一区引弧
等离子点火器火焰温度
等离子点火器火焰温度 等离子点火器是一种常用于点燃燃料的设备，其火焰温度是其重要的特性之一。火焰温度决定了等离子点火器在各种应用中的效果和适用性。本文将就等离子点火器的火焰温度进行探讨，从而了解其在不同领域的应用和潜力。 火焰温度是指火焰中各种组分的平均温度，它是火焰中化学反应的结果。等离子点火器通过高能电子束，使空气分子电离产生高温等离子体，从而点燃燃料。由于等离子点火器的特殊结构和工作原理，其火焰温度通常较高，能够达到数千摄氏度甚至更高。 等离子点火器的高温火焰温度使其在多个领域具有广泛的应用。首先是工业领域，等离子点火器常用于燃烧设备的点火。其高温火焰能够快速、稳定地点燃各种燃料，提高燃烧效率，减少排放物的产生。例如，在石油化工行业中，等离子点火器能够高效点燃石油和天然气，用于生产塑料、化肥等产品。在冶金行业，等离子点火器的高温火焰能够用于冶炼金属、焊接和切割等工艺。 其次是环境保护领域，等离子点火器可以用于废气处理。废气中的有机物和有害气体可以在高温等离子体中完全燃烧，转化为无害的二氧化碳和水蒸气。这种方法不仅能够有效净化废气，还能避免二次污染的产生。例如，在污水处理厂中，等离子点火器可以用于处理含有有机废气的废气，提高废气处理的效果。
等离子点火器在生活领域也有应用。例如，等离子点火器可以用于煤气灶、燃气热水器等家用燃气设备的点火。其高温火焰能够快速点燃燃气，提高点火成功率，减少点火时间。 然而，虽然等离子点火器的火焰温度较高，但在某些特殊应用中，它的高温特性并不适用。例如，在某些材料表面处理过程中，过高的火焰温度会导致材料的熔化或变形。因此，在这些应用中，需要采用其他点火方式或调整等离子点火器的工作参数，以降低火焰温度。 等离子点火器的火焰温度是其重要的特性之一。其高温火焰温度使其在工业、环境保护和生活等领域具有广泛的应用。然而，在特定应用中，需要根据需求调整火焰温度。通过进一步研究和技术创新，相信等离子点火器在各个领域的应用将会更加广泛和多样化。
等离子点火器工作原理
等离子点火器工作原理 本发生器为磁稳空气载体等离子发生器,它由线圈、阴极、阳极组成.其中阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成.阳极由高导电率、高导热率与抗氧化的金属材料制成,它们均采用水冷方式,以承受电弧高温冲击.线圈在高温250℃情况下具有抗2000V的直流电压击穿能力,电源采用全波整流并具有恒流性能.其拉弧原理为：首先设定输出电流,当阴极3前进同阳极2接触后,整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变,当阴极缓缓离开阳极时,电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部.一定压力的空气在电弧的作用下,被电离为高温等离子体,其能量密度高达105 ～ 106W/cm2,为点燃不同的煤种创造了良好的条件. 直流电源柜－提供等离子发生器所需的直流电；AC输入： 380V,150KVA；DC输出：250～350A 冷却水－冷却等离子发生器阳极、阴极等部件；8t/h、<35℃、除盐水、给回水压差>0.2MPa 高压空气－提供等离子发生器产生等离子体所需介质；洁净、 ~0.01MPa、150Nm3/h 火检探头与火焰电视－监视等离子燃烧器的燃烧状况
操作界面－通过触摸屏或DCS操作. 等离子燃烧系统： 喷燃器 风粉系统 给煤机 磨煤机 一次风系统
周界风系统 等离子点火系统：等离子发生器
等离子发生器构造： 稳弧线圈 阴极组件
阳极支架拉弧电机冷却水部分载体风部分
护罩 等离子电器系统 ◇隔离变压器 隔离变压器的主要作用是隔离.一次绕阻接成三角形,使3次谐波能够通过,减少高次谐波的影响；二次绕组接成星型,可得到零线,避免等离子发生器带电. ◇整流柜 载体风系统 压缩空气是等离子电弧的介质,等离子电弧形成后,通过线圈形成的强磁场的作用压缩成为压缩电弧,需要压缩空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧.因此,等离子点火系统的需要配备压缩空气系统,压缩空气的要求是洁净的而且是压力稳定的. 冷却水系统 等离子电弧形成后,弧柱温度一般在5000K到30000KX围,因此对于形成电弧的等离子发生器的阴极和阳极必须通过水冷的方式来进行冷却,否则很快会被烧毁.通过大量实验总结出为保证好的冷却效果,需要冷却水以高的流速冲刷阳极和阴极,因此需要保证冷却水不低于0.3MP
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析
等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析 1. 引言 1.1 等离子点火技术概述 等离子点火技术是一种先进的点火技术，通过产生高温等离子体 来实现煤粉锅炉的点火和燃烧控制。该技术利用高能电场刺激燃烧介质，使其部分离子化产生电离态，并在电场的作用下形成等离子体。 这种等离子体具有高热量和高能量，可以迅速点燃煤粉，实现快速、 稳定的燃烧。 等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用具有明显的优势，主要 包括以下几个方面：1. 高效率：等离子点火技术可以实现燃烧的快速 启动和稳定运行，提高燃烧效率；2. 节能减排：通过等离子点火技术 可以减少煤粉点火时间和燃料消耗，降低能耗和排放；3. 环保：等离 子点火技术可以减少烟气排放，降低环境污染。 1.2 电站煤粉锅炉概述 电站煤粉锅炉是一种常见的锅炉类型，它主要通过煤粉的燃烧产 生热能，再通过热交换器将热能转化为蒸汽，最终驱动汽轮机发电。 电站煤粉锅炉通常具有结构简单、操作稳定、热效率高等特点，是现 代电力工业中不可或缺的重要设备之一。其主要组成部分包括炉膛、 燃烧器、热交换器、除尘设备等。煤粉作为主要燃料，需要经过研磨、干燥等处理才能满足燃烧要求。在电站煤粉锅炉运行过程中，燃料燃 烧产生的热能将会被吸收，然后通过热交换器传递给水，使水变为蒸
汽。蒸汽再流入汽轮机进行膨胀工作，最终驱动发电机发电。电站煤 粉锅炉在现代电力工业中扮演着重要角色，其性能优劣直接关系到电 厂的运行效率和经济效益。提高电站煤粉锅炉的燃烧效率和稳定性具 有重要意义。 1.3 研究背景 在这一背景下，等离子点火技术应运而生。等离子点火技术是指 利用高温等离子体来实现点火和燃烧的新技术。与传统点火技术相比，等离子点火技术具有着火速度快、点火稳定、点火成本低、燃烧效率 高以及减少环境污染等诸多优势。等离子点火技术在电站煤粉锅炉中 的应用备受关注。 为了更深入地了解等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用及其 潜在优势，对其原理进行详细分析，与传统点火技术做进一步比较， 并探讨其发展趋势和研究进展及案例分析，才能更好地评估其在电站 煤粉锅炉中的应用前景。 2. 正文 2.1 等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用优势 1. 高效节能：等离子点火技术能够快速启动煤粉锅炉，提高点火 成功率，减少能源的浪费。由于等离子点火技术可以在较低的温度下 实现点火，因此可以减少燃料的消耗，实现能源的高效利用。 2. 环保减排：与传统的点火技术相比，等离子点火技术的点火过 程更加稳定，燃烧更加充分，烟气排放更加清洁。通过等离子点火技
浅析锅炉等离子点火装置的安装调试技术
浅析锅炉等离子点火装置的安装调试技 术 摘要：对于锅炉而言，等离子点火装置是非常关键的设备，等离子点火装置 可用于锅炉点火启动、低负荷燃烧等。本文主要探讨锅炉等离子点火装置的安装 调试技术，希望能够促使相关技术得到更加深入广泛的应用。 关键词：锅炉、等离子点火、安装调试 在早期的锅炉系统运行中，点火的主要原料往往是燃用柴油，尽管这种点火 方式能够很好地确保锅炉系统正常运行，但是由于柴油燃料成本较高，对于工业 发展会有所制约，也不太环保经济。针对这样的发展问题与困境，后来的研究工 作者尝试将等离子点火装置应用在锅炉点火中，这样就能实现低负荷燃烧，不但 可以确保锅炉系统的经济效益得以提升，同时也让锅炉运行更加安全可靠。等离 子点火装置在安装调试时也有很多技术难题，值得我们深入探究。 一、火力发电厂锅炉等离子点火装置的工作原理 在介绍锅炉等离子点火装置的安装调试技术前，要先探究等离子点火装置的 运行原理。当锅炉中的介质气压超过0.1MPa时，点火装置对于直流电流加以控制，让锅炉内的空气进行电离，这样在强电磁场的作用下就能电离出等离子体， 进而在锅炉内形成局部高温，在这一高温环境中的煤粉就会迅速破裂粉碎释放出 可燃性挥发物，达到着火点后即可燃烧。煤粉在气流的带动下可以进行加速燃烧。 尽管等离子体所具有的高能量会让周围颗粒大小不均的煤种进行加速燃烧， 然而引燃过程只是在局部进行，这一局部区域与整个锅炉内部空间相比非常有限，因此为了提高引燃效果，就要对锅炉内的气流加以控制，让整个引燃过程实现逐 级阶梯式引燃。点火燃烧器所具有的分级燃烧功能会对锅炉内的燃烧器引燃效果 产生关键性影响，对于锅炉内部的煤粉与风量比例、空气流速进行控制，可以实 现可燃物的多级燃烧，进而控制火势的大小与规模[1]。