等離子點火技術運行問題及措施

發布時間：2020-08-11所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1311次

摘 要： [摘 要] 以華電湖北襄樊電廠6號600 Mw 機組為例，對等離子燃燒器在實際應用中存在的問題進行分析，提出了對等離子發生器陰極頭使用壽命、燃燒器超溫和結渣等的解決措施。這些方法可為同類機組設計和使用等離子燃燒器點火提供參考。 [關鍵詞] 等離子燃燒器;無

　　[摘 要] 以華電湖北襄樊電廠6號600 Mw 機組為例，對等離子燃燒器在實際應用中存在的問題進行分析，提出了對等離子發生器陰極頭使用壽命、燃燒器超溫和結渣等的解決措施。這些方法可為同類機組設計和使用等離子燃燒器點火提供參考。

　　[關鍵詞] 等離子燃燒器;無油點火;鍋爐;600 MW 機組

　　華電湖北襄樊電廠#6號600 Mw 機組鍋爐為上海鍋爐廠制造的丌型超臨界、一次中間再熱、四角切圓燃燒、平衡通風、固態排渣爐，其配置6臺中速磨煤機正壓直吹式制粉系統，燃燒器分6層布置，最下層(A層)采用等離子燃燒器。等離子燃燒器可在鍋爐冷態直接點燃煤粉，實現機組無油點火和低負荷無油穩燃。6號機組鍋爐從鍋爐冷態點火、汽輪機沖轉和機組整組起動，整個過程采用了等離子燃燒器，實現了全燃煤，零耗油。

　　1 等離子燃燒器點火原理

　　等離子燃燒器主要包括等離子發生器和燃燒器兩部分。等離子發生器主要由陽極組件、陰極組件、線圈組件組成。陽極組件與陰極組件是形成電弧的2個金屬電極，在2個電極間加穩定的大電流，使電極之間的空氣電離形成具有高溫導電特性的等離子體。在等離子體內含有大量陰陽離子，且具有超過5 000 K的溫度梯度。線圈通電后產生強磁場，使空氣等離子體壓縮，并由載體風或壓縮空氣吹出陽極，形成高溫電弧。利用高溫電弧點燃一級煤粉，然后再分兩級點燃外層煤粉。

　　2 存在的問題

　　(1)等離子發生囂陰極頭使用壽命短 以襄樊電廠6號機組所配的等離子燃燒器為例，在等離子發生器的組件中，陰極頭屬于關鍵部件，但是陰極頭的使用壽命一般最長(100~110)h，平均運行70 h就需要更換。

　　(2)等離子燃燒器結渣和超溫在停爐檢查中，發現等離子燃燒器有輕微結渣。從等離子燃燒器的點火機理可以看出，等離子燃燒器不同于普通煤粉爐的燃燒器，它是在燃燒器內將煤粉逐級點燃，因此，必然在燃燒器內形成一個高溫區，如果燃燒器壁面附近的溫度超過所燃煤的流化溫度就容易引起燃燒器結渣。此外，等離子燃燒器內筒前壁溫度(靠近等離子發生器插入端)應控制在100℃以下，后壁溫度應控制在150℃以下。在運行中，內筒前壁溫度大部分時間在9O℃左右，但短期高達110℃ ，應防止出現這種情況。

　　(3)磨煤機振動大。6號機組在應用等離子燃燒器過程中，鍋爐冷態點火、機組整組起動均是在冷態下直接點燃煤粉，為滿足機組的升溫升壓曲線的要求，起動初期以及汽機沖轉過程給煤量一般控制在(14～16)t/h。而該煤量范圍接近磨煤機的最小穩定出力，因此磨煤機在該給煤量下運行振動較大，導致等離子燃燒器對應的磨煤機出口門密封風管接口處被振開。

　　(4) 飛灰自燃和鍋爐尾部再燃燒、輸灰系統發生自燃 采用等離子點火起動,飛灰中可燃物的質量分數可達30%-40%,在整套起動空負荷試運階段,由于過早地投入電除塵器,未燃盡灰輸送到灰庫后,灰庫的氣化風溫度在100℃以上,造成含碳量高的飛灰堆積在灰庫中引起自燃。輸灰系統發生自燃等離子燃燒器是在鍋爐冷態下直接點燃煤粉，這樣必然帶來燃燒不完全、飛灰含碳量偏高的問題。在6號機組應用等離子燃燒器點火過程中，飛灰含碳量一般在27 ～3O 范圍內，最高達4O 。襄樊電廠采用干式除灰系統，省煤器和電除塵下的灰被直接輸送到灰庫，在鍋爐冷態點火和機組整組起動中，灰庫曾經發生輕微自燃。

　　3 解決措施

　　(1)等離子發生器的陰極頭采用高導電率的金屬材料制成，在沒有研制出更好的耐用材料前，可通過監測等離子發生器的直流電壓和電流的變化判斷陰極頭的更換。在陰極正常工作狀態下，電壓和電流均勻脈動，如果電壓、電流波動過大或者陰極使用已經超過(70~80)h，應考慮更換陰極頭。

　　(2)等離子燃燒器壁溫超溫和結渣問題主要受一次風速和濃度影響。在運行過程中，一次風速應保持不低于26 m/s，一次風濃度可參照等離子燃燒器配備的專用火焰監測電視來調節。根據經驗，火焰呈粉包火是一種比較好的運行狀態，要保持有煤粉貼近燃燒器，保護燃燒器不超溫，降低燃燒器結渣的危險。另外，等離子燃燒器內筒結渣主要發生在靠近其發生器頭部，因此等離子發生器深入燃燒器內筒的深度可適當增加。

　　(3)磨煤機振動大主要是由于其工作在不穩定的區域，可通過以下方法進行改善：使用現有制粉設備，將給煤量增大至磨煤機的穩定出力區域，同時將鍋爐產生的多余蒸汽通過對空排氣或者旁路排氣。

　　(4) 為防止飛灰自燃和鍋爐尾部再燃燒事故發生,要求在機組并網后2臺磨煤機運行,電負荷達負荷60MW(煤量大約在40T/H左右)以上時方可投入電除塵器運行,此時實測飛灰可燃物在4%以下。并且,灰庫不連續通入加熱的氣化風,只有在放灰時,才通入熱的氣化風,另外就是加快灰庫的放灰頻率。通過采取以上措施,灰庫里的飛灰沒有再出現過自燃現象。另在煤量25~28t/時，飛灰可燃物經化學化驗為26.32%，與設計25%標準相近，排除人為因素及采集、表計等因素，可以認為達到設計要求。因此在投用等離子燃燒器期間，只要注意保持空預器連續吹灰，發生尾部再燃燒的幾率很小。

　　等離子點火技術運行問題及措施相關期刊推薦：《電站系統工程》(雙月刊)創刊于1985年，由哈爾濱電站設備成套設計研究所;哈爾濱電站工程有限責任公司主辦。是專業技術性刊物。報道國內外電力工程領域的研究成果和發展動向。讀者對象為電力專業的科研人員及大專院校師生。有英文目次和英文文摘。

　　4 等離子點火系統運行中的注意事項 結合襄樊電廠等離子系統的運行實際情況，總結以下幾點等離子運行調整時的需要注意的事項:

　　(1) 四角拉弧后，應派人到就地檢查拉弧情況;

　　(2) 磨煤機啟動初期，由于磨煤機入口一次風溫度低、風量低、分離器擋板開度小及燃燒器系統阻力大等因素，及易造成磨煤機壓煤現象的發生。所以磨煤機剛啟動初期，要加強對磨煤機的電流、出口溫度、內部壓力、入口風溫及一次風量的監視，觀察爐內煤粉進入情況等;

　　(3) A磨煤機斷角運行時，注意對斷角風粉管道的監視，防止由于出口門不嚴造成積粉增多，造成煤粉管道內積粉自燃現象的發生。此時運行人員應用紅外線測溫儀，對該風粉管道全線測溫，及時發現積粉自燃情況;

　　(4) 加強爐內燃燒狀況監視，根據圖像火檢判斷燃燒情況，并應實地觀察爐膛燃燒情況，發現爐內燃燒惡劣，爐膛負壓波動大，應采取提高點火器功率，調整風量及一次風速、煤粉濃度，爐膛總風量等措施，若燃燒仍不好，應立即停止磨煤機運行，停止點火器運行，進行爐膛吹掃，查明原因后，重新啟動;

　　(5) 在點火初期，要根據給煤量與磨煤機入口風量等參數，做好風粉速度、煤粉濃度等重要參數異常的預想，并在點火的過程中，根據煤粉著火情況，有根據地加以調整;

　　(6) 在等離子點火裝置投入后，必須注意控制煙溫探針的溫度小于538℃，保護再熱器，防止其管壁溫度超溫，如果超溫，應注意降低磨煤機的最小出力;從燃燒配風角度進行調整，盡量減少爐底部風量，加大頂部風量等措施。

　　[結 語]

　　等離子無油點火技術在襄樊電廠6號機組的成功應用，說明利用等離子燃燒器實現燃煤機組無油點火、無油沖轉、低負荷穩燃是可行的。在應用過程中存在的問題，可通過優化設計和調整運行參數得到解決。其它同類機組在應用等離子燃燒器點火時，應對其存在的和容易引發的問題加以重視，確保在提高機組運行經濟性的同時保證其安全運行。——論文作者：易嘉

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