等离子无油点火

等离子无油点火（精选五篇）

等离子无油点火 篇1

国电阳宗海发电有限公司三期2×300MW燃煤机组锅炉于2007年11月投产,为武汉锅炉股份有限公司生产的WGZ1025/18.24-4型亚临界、一次中间再热、自然循环、单汽包、单炉膛、平衡通风、Π型露天布置、全钢架悬吊结构、四角切圆、固态排渣煤粉炉,配中速磨煤机、正压、冷一次风机直吹式制粉系统。

近年云南地区水电大量投产,火电份额急剧下降并且主要参与调峰,2台机组启、停频繁,用油成本较高,给单位的生产盈利能力带来较大不利影响。

投产以来,该厂300MW机组冷态启动方式大致如下:投邻炉加热→投油点火→炉膛温度、风量达一定值→一次风温达一定值→启动制粉系统→陆续退出油枪运行。在这个过程中,从投油点火到能够提供制粉系统干燥出力的热一次风启动第一套制粉系统运行需要3～5h,这期间投入4～6支油枪运行,启动2～3套制粉系统运行后相继退出油枪运行。整个开机并网过程投油6～8h,耗油15～20t。如何较早启动制粉系统运行,缩短投油时间,成为减少启动用油的关键。

现经设备改造、调整,运行总结,已实现点火到并网过程“0用油”,为该公司的生产运行节约了大量成本,并有效地减少了锅炉点火使用燃油后对电除尘、脱硫系统的影响。

1 改造内容

为实现开机过程中较早启动制粉系统,特别是提早启动1#制粉系统,该厂主要对一次风系统、制粉及燃烧器等系统进行了如下改造与调整。

1.1—次风系统

该厂2×300MW机组各配2台豪顿华工程有限公司生产的L3N型、离心式入口导叶调节一次风机,风压调节范围0～12 kPa。

为较早给制粉系统提供热风,提早启动1#制粉系统,在3#、4#锅炉热一次风母管间加装热一次风母管联络管(见图1)。

加装一次风联络管为改造的重点,也是实现无油点火的重要保障。改造后,可直接引用邻炉的热一次风,实现冷态启动时就有干燥、送粉热风,当然,邻机的热风主要用来与本机冷一次风在一次风母管混合,达到加热冷一次风的目的,并非全部热一次风由邻机提供。

改造后,冷态时也具备了干燥送粉热风,可实现等离子拉弧成功后直接启动制粉系统点火,省去投油环节,在煤质较差等离子无法点火时也能有效地缩短投油时间,节约大量启动用油。

1.2 制粉系统

该厂制粉系统为正压、冷一次风机直吹式制粉系统,共5套。每层燃烧器分别配备1台由上海重型机械厂有限公司生产的HP863中速碗式磨煤机和1台电子称重皮带式给煤机组成的制粉系统。

上述制粉系统在国内300MW煤粉炉机组中也较为常见。该厂煤种较多,煤质复杂,为提高经济性及适应市场供煤情况,该厂积极探索配煤掺烧,入炉煤收到基发热量12～19MJ/kg,灰分28%～33%,全水分15%～20%,为适应该厂实际情况及无油点火需要,经长期摸索试验,做如下调整:磨辊/磨碗间隙10.0mm;弹簧间隙1.5mm;煤粉细度R90:10%～15%。

1.3 燃烧器

该厂锅炉炉膛采用四角切圆燃烧方式设计,燃烧器采用美国ABB-CE公司引进的技术设计,大风箱、大切角、摆动式燃烧器。燃烧器设计参数如表1所示。

经运行总结,综合燃烧工况,对主(再)热汽温、飞灰含碳及大渣含碳量进行分析,燃烧器喷口仰角调整为水平,即0°运行,燃烧器在此位置运行,多次无油点火成功,锅炉综合经济性、运行燃烧稳定性、汽温等参数也比较理想。当然,主要可参考主、再热汽温、飞灰大渣含碳量、煤质情况等因素,再结合燃烧情况,适当调整仰角。

1.4 等离子系统

该厂等离子系统为烟台龙源电力技术股份有限公司生产的DLZ-200-1V型等离子发生器(此设备应用比较普遍,原理在此不做赘述),根据多次无油点火的摸索总结,较优点火参数如下:

1)电流范围280～330A,最佳值300A;

2)拉弧间隙15～25mm,最佳值17mm;

3)等离子载体风压11～12kPa;

4)一次风速18～26m/s,最佳值20m/s。

点火前等离子系统应正常备用,并经拉弧试验四角均正常,保证点火时可投运。

1.5 点火煤

按多次无油点火成功总结,所用点火煤收到基低位发热量不低于18MJ/kg,收到基挥发分不低于19%,全水分不高于8%。就点火煤而言,如此煤质点火煤国内比较普遍,价格也不高。

2 无油点火启动具体操作

2.1 启动前准备

1)等离子拉弧试验正常;

2)邻炉热一次风联络截止门、调节门开关试验正常。

3) 1#原煤仓进120～150t点火煤,其他煤仓进正常运行用煤。

4)检查准备好1#制粉系统具备启动条件。

2.2 启动操作

1)按正常启动顺序启动增压风机、引风机、送风机、一次风机运行,风机启动过程中开启热一次风联络门(保证运行机组安全的前提下,尽量开启热一次风联络调门),开启1#磨煤机热风隔绝门。

2)炉膛吹扫结束后,启动等离子拉弧。

3)二次风小风门除AA层开10%,AB层开5%～6%外(可据实际情况适当调整),关闭其他它辅助二次风门,二次风与炉膛差压在0.3kPa～0.7kPa。

4)暖1#磨煤机出口温度至95℃左右启动1#磨煤机运行,给煤率15t/h,保证磨煤机入口一次风压在3.5kPa以上,入口风温250℃左右,磨煤机出口风压0.7kPa左右,出口温度100～120℃,监视火检强度,2min左右可看到等离子火焰点燃。

该厂经多次实践,调整1#给煤机给煤量10～20t/h足够满足升温升压要求,基本能提前0.5～1.0 h并网。锅炉上水前用辅汽冲转1台小汽轮机运行,提前启动汽动给水泵,可实现“无电泵启动”。

3 无油点火运用现状及存在问题

3.1 应用现状

1)2013年5月27日,4#机温态启动(汽包压力0.38MPa,温度96℃),15:36无油点火成功,18:42达冲转参数(主汽压力4.28MPa、温度373℃,再热汽压0.18MPa、温度354℃),19:20并网。点火到并网用时3小时44分钟,用油0t。

2)2013年6月19日,3#机冷态启动(投邻炉加热),23:19无油点火成功,20日3:15达冲转参数,04:49并网。点火到并网用时4小时20分钟,用油0t。

之前也有多次点火到并网用油1t内的案例,最终优化后实现“0用油”,方案较可行。

3.2 注意事项

1)点火成功后,应及时控制给煤量以控制汽温升速率,否则可能升速过快;

2)点火成功后,可相继启动制粉系统运行,视燃烧情况适当降低1#磨出口温度,否则可能导致粉管结焦;

3)改造后需要有热邻炉热风支持。

4 效益分析

2011～2013年该厂300MW机组启动次数统计如表2所示。

次

从表2中可以看出,该厂机组启动次数较多。

按年启动10台/次,每次启动用油15t计算,燃油当前市场价8000元/t,每次开机节约用油费用约12万元,年节约燃油费用约120万元,经济效益明显,综合考虑投入合理,运行较容易控制实现,应用价值较高。

5 结语

无油点火改造要点为热一次风改造及制粉系统调整,制粉系统运行参数控制是能实现无油点火成功的关键,但也较容易实现。在西南地区,300MW机组较普遍且参与调峰,在火电因水电投产盈利能力下降的今天,无油点火能为企业节约大笔运行成本,较为实用。

参考文献

[1]杜四成,李军.锅炉无油点火技术改造可行性研究[J].华中电力,2006,19(3):41-44.

[2]王洪涛.328.5MW锅炉等离子冷炉无油点火技术的应用[J].华北电力技术,2005,(9):19-24.

[3]李玉刚,刘军.等离子无油点火技术[J].内蒙古石油化工,2011,(2):114-115.

等离子点火控制逻辑(小结)定稿 篇2

2006年5月28日，华能浙江分公司组织烟台龙源、华东电力设计院、西安热工院、杭州意能、华能太仓电厂专家在玉环大酒店召开了等离子逻辑审查会。会上确定了等离子控制逻辑和运行方式。

1．等离子点火控制方式：

a.运行人员在DCS操作员站上进行操作，工业电视的等离子监视器上观看等离子燃烧器的图像火检画面。

b.等离子与磨煤机，油枪，FSSS保护控制相关的逻辑，在DCS系统进行组态设计，通过硬接线方式与等离子控制系统的PLC柜进行保护信号传递。c.等离子燃烧器的管理和相关仪表，电气设备的控制和显示信号由PLC柜完成，与DCS系统采用通讯方式完成操作和相关信息显示。

d.在#1，#2机组的操作员站上设置合闸、分闸按钮，对公用的电源系统进行控制。（两台炉DCS的合闸按钮相互闭锁）

2．等离子点火是在完成点火前的准备工作后（一次风机也要启动），运行人员按下等离子程控启动按钮，8只等离子发生器同时拉弧。设计有运行人员单只手动拉弧操作方式。

3．在A磨煤机启动前，有部分等离子发生器起弧不正常，由PLC自动判断，并重新拉弧（最多两次），并发出报警信号。运行人员可以手动单只拉弧。需要专家确认： 能否自动拉弧，拉弧间隔时间多少合适 讨论： 等离子灭弧故障原因很多，阴极步进电机也有个运行时间

结论：自动拉弧一次，保留手动拉弧

4．A、B层燃烧器设计有“正常启动模式”和“等离子启动模式”，切换采用操作员按钮切换。

需要专家确认： 两种启动模式的切换，是否需要设置负荷等限制条件 讨论： 切换，应该由运行人员综合考虑锅炉工况，B磨煤机投运后，尽快切换到正常启动模式。

结论：由运行人员选择，B磨煤机投运后，适当时机切换到正常启动模式

5．“正常模式”运行时，等离子燃烧器对应的A磨煤机维持原有的FSSS逻辑。6．“等离子模式”运行时，等离子燃烧器对应的A磨煤机FSSS启动条件中，增加等离子电弧（8支）均运行条件，删除油燃烧器着火的条件

需要专家确认： 能否7支等离子运行（另外的一支投入油枪），就可以启动A磨煤机。

讨论： 需要和三菱协商，是否容许油枪单只投入。启动磨煤机的条件应该从严。

结论：启磨应8支等离子发生器都拉弧成功。等三菱同意后，启动条件可以修改为至少7支等离子（另外1支投入油枪）

7．“等离子模式”下，A给煤机启动后，120秒内，任一等离子发生器灭弧且相应的油枪未投入，即判断等离子点火不成功，跳A磨煤机，将一次风机动叶关到5%开度。

需要专家确认：等离子点火不成功，能否只是跳磨煤机，不去触发MFT 讨论：综合考虑：

a.给煤机启动后，到有煤粉进入炉膛的时间

b.进入锅炉的煤粉（含自动投入的油），没有点着可能造成的危险，c.判断燃烧器着火的条件（等离子有弧，煤火检有火，联锁投入的油枪有火）

结论：跳磨煤机，触发MFT，A给煤机启动后，120秒内，任两角断弧且没火焰(煤火检无火，联锁投入的油枪无火)，跳磨煤机，任意一角断弧，自动投油枪，不跳磨煤机。

8．“等离子模式”运行时，任何两角及以上等离子发生器在断弧状态且对应油枪均未投入时，跳A磨煤机。

9．“等离子模式”运行时，如A磨煤机跳闸，联跳所有等离子发生器。10． “等离子模式”下A层8支燃烧器均检测到火焰后，任意一角等离子发生器断弧时，有以下几种处理方式：

a.A磨煤机出力≤ 40 T/H且断弧角油枪未投入运行时MFT，重新点火。b.A磨煤机出力＞40 T/H，延时10S自动投入相应的点火油枪，故障消除并操作员重新操作起弧成功后，手动退出相应的点火油枪。需要专家确认： 磨煤机的出力在多少，等离子灭弧，需要重新点火。讨论：考虑等离子发生器故障处理（常见的是更换阳、阴极头）时保护不能退出。结论：任意一角等离子发生器断弧时，自动拉弧一次，同时启动相应油枪一次（延时时间为油枪的投运时间），不成功跳磨。任意二角等离子发生器断弧跳磨。

11． “等离子模式”运行时，B层燃烧器对应的B磨煤机启动允许点火条件中，设计为A磨煤机运行且出力≥40T/H和等离子电弧运行条件（至少7等离子发生器有火）相与。

需要专家确认： B磨煤机启动的条件是否合适

讨论：考虑防止运行人员在A磨煤机负荷未稳定的时候，提前启动B磨煤机，可能造成喷入的煤粉不能正常燃烧，引起灭火。

结论：同意“等离子模式”运行时，B层燃烧器对应的B磨煤机启动允许点火条件中，设计为A磨煤机运行且出力≥40T/H（具体值运行后再调整，B磨煤机投运时机，在运行规程中具体规定）。

12． 在“等离子模式”下的C/D/E/F层燃烧器、“正常运行模式”下的所有层燃烧器按照FSSS正常保护进行控制。

13． 等离子燃烧器在锅炉燃烧不稳时的助燃运行方式：

a.机组正常运行中降负荷到最低稳燃负荷区时≤40%，操作员手动根据需要单只投入等离子发生器，也可以采用操作员整组启动方式。

b.机组因RB快速减负荷时，自动采用1，3，5，7方式对角投入等离子发生器，操作员也可以手动根据需要单只投入等离子发生器。

需要专家确认：机组因RB快速减负荷时是否采用自动投入等离子发生器助燃 讨论： RB发生时，有投油枪和不投油枪两种处理方式。考虑到这时锅炉切磨煤机引起燃烧工况恶化，等离子发生器投入，可以在不增加锅炉热负荷的情况下，很好的稳定A层。考虑到龙源对磨煤机高负荷情况下，对等离子燃烧器的保护条件。

结论：机组因RB快速减负荷时自动投入8支等离子助燃（前提是A磨煤机运行），10min 后A煤量＞55 T/H自动停等离子发生器

14． 15． 16．

锅炉MFT时，按FSSS方式保护动作，同时所有等离子发生器跳闸，并禁在主控室光字牌上设计有 “有等离子发生器跳闸”，“载体风压低”，“燃在等离子操作画面上，显示其他的报警信息。止锅炉启动。

烧器壁温高”等报警信号。

等离子发生器的安装问题：

1,确定等离子发生器安装位置。2,RB顺序与等离子发生器使用的矛盾。结论由领导定：

1,确定等离子发生器安装位置：A磨最合适。只有一层不能摆动，与温度控制一致。备选方案C磨。

2, A磨不是主力磨时，在RB时等离子发生器不可使用

参加会议人员：

华东院： 金黔军

烟台龙源： 王新光 苗雨旺 郝欣冬 陈彦森 西安热工院： 马晓龙 赵景涛 王海涛 杭州意能： 尹峰 蒋健

感应加热无油点火技术 篇3

技术简介

煤粉锅炉无油点火与稳燃的技术关键包括感应加热管点火技术、多级点火技术和撞击式浓淡分离技术。感应加热管点火技术是采用感应加热方式加热金属管面, 利用高温壁面点燃煤粉气流。浙江大学首先提出了多级点火技术的概念, 并在实践中验证了其可行性。多级点火技术是首先采用感应加热管点火技术点燃的一小股煤粉气流, 利用其高温烟气点燃二级煤粉气流, 依此类推, 实现整个一次风的点火。比较通用的油枪点火实质上就是两级点火, 只不过它的第一级燃烧的是燃料油。撞击式浓淡分离技术是浙江大学热能工程研究所开发的一种低负荷燃烧技术。该技术利用撞击和惯性分离的原理, 将煤粉气流分成高浓度煤粉气流和低浓度煤粉气流两股。将高浓度煤粉气流作为一级点火用一次风, 可大大降低煤粉的着火温度, 强化煤粉的燃烧。

技术创新点

将高温壁面点火的方式引入到煤粉点火方式中来。由于煤粉燃烧容易结焦, 过去高温壁面点火方式只限于油、气的点火。本技术成功解决了结焦的难题, 从而实现了煤粉气流的高温壁面直接无油点火。提出了多级点火的概念。对于整个一次风进行点火, 所要求的设备尺寸将非常大, 消耗的功率也相应增加, 投资将增加很多。鉴于这种情况, 我们依据高温气流点火方式的特点, 提出了多级点火的概念。首先用电热管将一小股煤粉 (一级煤粉) 点燃, 然后用这股煤粉燃烧产生的高温烟气点燃后续大部分煤粉 (二级或三级、四级煤粉等) 。通过试验验证了该技术的可行性。

技术优势

1、可实现电站煤粉锅炉无油点火, 能节约大量点火用油。

2、可实现自动控制, 可在低负荷时投入运行, 稳定煤粉火焰, 节约锅炉低负荷助燃油。而等离子体点火技术在再次点火时困难。

3、在燃煤煤质变差, 火焰不稳时投运感应加热无油点火燃烧器, 稳定燃烧。

4、日常维护量小, 可靠性高。

技术经济指标

按锅炉每次点火用油25吨, 每年点火6次计算, 每年可节约点火用油费用53.55万元。按低负荷投800kg/h油枪两支, 每天5小时, 年运行7000小时计算, 低负荷用油每年费用833万元。年节约燃油费用886.55万元。

技术发展前景

目前, 煤粉锅炉无油点火技术尚处于起步阶段, 只有等离子体点火技术进入中试阶段, 尚未在电厂推来一直致力于该项技术的研究工作, 并取得了可喜的成绩, 关键技术已获得国家发明专利。通过不断的努力, 主要的技术难题已被解决, 并进行了多次点火试验, 成功点燃了烟煤和贫煤, 取得了重要的试验数据, 目前该技术已基本完善, 实验室研究工作基本完成。

技术对象及其目标

面向电力企业, 实现电站锅炉的无油点火和稳燃, 节省大量的点火和稳燃用油, 提高电厂运行的经济性, 并同时保证运行的可靠性、安全性。

联系人:岑可法

单位:浙江大学热能工程研究所

地址:浙江杭州浙大路38号

邮编:310027

等离子点火与微油点火的节能性分析 篇4

我国的石油资源储量有限, 节约能源是基本国策。近年来, 随着等离子和微油点火技术的日趋发展, 为减少新建火电机组及运行中锅炉启动以及低负荷用油节省了大量能源。为实现节能、减排的大目标奠定了基础。

2 工作原理简介

2.1 等离子的点火原理

利用直流电流 (280A～350A) , 在介质气压0.01～0.03MPa条件下引弧, 并在强磁场作用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温度T>5000K梯度极大的局部高温火核, 煤粉颗粒在通过该等离子火核时受到高温作用, 并在10-3秒内迅速释放挥发分并被破碎而再造挥发分, 从而达到迅速燃烧, 由于反应是在气固两相流中进行, 混合物组分粒级发生变化, 使煤粉燃烧速度加快, 大幅度降低了促使煤粉燃烧所需的能量, 实现了利用小能量点燃煤粉的目的。

等离子发生器为磁稳等离子空气载体发生器, 它有线圈、阴极、阳极组成, 其拉弧原理为:在一定输出电流条件下, 当中心阴极同阳极发生接触后, 系统具有接短路能力且电流恒定不变, 当阴极离开阳极时产生电弧, 电弧在线圈磁力作用下拉出喷管外部, 一定压力的空气在电弧作用下, 被电离为高温等离子体 (能量密度高达105W/cm2) , 为点燃煤粉创造了良好条件。

2.2 微油点火的工作原理

利用机械雾化将燃料油挤压、撕裂、破碎, 产生超细油滴后通过高能点火器引燃, 同时巧妙地利用高强度的燃烧室, 使燃油在气化状态下燃烧, 可以大大提高燃油火焰温度, 并急剧缩短燃烧时间。气化燃烧后的火焰, 见图2。气化后的火焰传播速度快、火焰呈蓝色, 中心温度高达1500～2000℃, 可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃一级煤粉, 从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。压缩空气主要用于点火时实现燃油雾化、正常燃烧时加速燃油气化及补充前期燃烧需要的氧量;压力冷风主要用于补充后期加速燃烧所需的氧量。

3 等离子和微油点火的系统组成及运行特点

3.1 等离子点火的系统组成

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、暖风器系统、风粉在线检测系统、压缩空气系统、冷却风机、循环冷却水系统以及火焰检测等系统构成

3.2 微油点火的系统组成

系统构成:由燃油系统、煤粉燃烧器系统、控制系统、暖风器系统、辅助系统等部分组成。辅助系统包括一次风速在线监测、燃烧器壁温监测、图像火焰监测、助燃风等系统构成。

3.3 系统运行稳定性

等离子点火技术比较成熟, 从机组试运过程来看, 冷却风机和水泵运行比较稳定, 易损部件主要是阴极和阳极, 一般阴极的寿命在100h左右, 阳极的寿命在500～1000h之间, 根据拉弧时间的长短, 制造厂设计了阴阳极寿命监测装置, 可作为更换时的参考, 但因阴极的寿命相对较短, 等离子装置使用期间, 运行维护人员必须加强监视和维护, 以提高运行稳定性。

微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。因此, 气化微油点火技术关键在于油管路的施工工艺, 必须用氩弧焊打底, 电焊盖面, 油管路必须用蒸汽吹扫以后才能充油, 有的工程安装过程没有认真对待, 造成小油枪断油。小油枪主要的维护工作在于滤网和油枪头的清理, 必须保证油的质量、管道干净, 根据滤网压差的情况定期做一下清理, 才能保证投入。在注意微油系统的同时, 还要保证整个油系统的运行稳定。

4 等离子点火与微油点火的环保效果

按照常规的试运方法, 机组在试运期间要长期低负荷运行, 此期间锅炉纯烧油或油煤混烧, 为避免未燃尽的油滴粘污锅炉电除尘器的电极, 电除尘器无法正常投入, 大量烟尘直接排放到大气中, 给环境带来严重的污染, 同时烟气中的粉尘会对锅炉引风机叶片造成磨损。据统计, 300～399MW机组每次启停烟尘排放平均为42吨。如果机组采用没有旁路的烟气脱硫系统, 点火初期的粉尘会污染吸收塔浆液。当然虽然投入电除尘器但未完全燃烧煤粉不可能全部收集, 吸收塔浆液还是有一定的污染可能, 根据运行情况需进行浆液部分置换。

在机组试运期间投入等离子或微油点火系统, 电除尘器可以在锅炉启动及低负荷期间正常投入, 大大减少粉尘的排放, 避免环境污染和引风机磨损, 给电厂带来显著的社会效益和经济效益。

5 等离子和微油点火的经济性比较

等离子和微油点火经济的性比较, 主要从初投资与运行和维护成本、节约费用等方面进行分析与比较。为了便于比较, 全部按燃用烟煤的300MW机组锅炉进行对比。

目前一台炉四个等离子点火系统的价格约400万元左右, 采用的微油点火技术与等离子系统功能相当, 成本约200万元左右 (如果考虑整个油系统, 那么投资较大) 。

5.1 基建机组费用

对于燃用易燃煤种的电厂, 目前使用等离子点火启动过程中, 很多电厂可以做到100%节油, 而使用气化微油点火技术节油率也可以达到90%以上。两种技术的低负荷稳燃能力都比较强, 尽管在一些故障情况下仍需投入油枪, 但节油效果依然非常明显。

基建机组在试运期间要经过锅炉吹管、整定安全阀、汽机冲转、机组并网、电气试验、锅炉洗硅运行、机组带大负荷运行等许多阶段, 随着机组整体设计、制造、安装和调试水平的提高, 调试用油也逐年下降, 国电公司规定新建机组调试期间用油为4500～6000t。基建调试过程中等离子点火基本可以做到100%的节油率。微油点火的节油率也达到90%以上, 现按照每台机组节约燃油5000吨进行经济效益分析。

注:燃油价格按7000元/t计算;原煤价格850元/t计算;电价格为0.4元/kW·h;燃油的低位发热量为41.8MJ/kg;燃煤的低位发热量20.9MJ/kg;制粉单耗:20 kW·h/t

按常规方法试运所需燃油耗费计算:

燃油消耗:5000t

燃油耗费:5000×7000=3500万元

*等离子点火

原煤消耗 (按发热量相等的原则) :5000×41.8/20.9=10000吨

所需的原煤费用:10000×850=850万元

等离子燃烧器耗电:20 kW·h/t

耗电费用:10000× (20+20) ×0.4=16万元

燃煤的总成本为850+16=866万元

节省费用:3500-400-866=2234万元

*微油点火

微油点火技术燃油神华煤的节油率在90%以上, 天津某电厂新建350MW机组, 采用微油点火技术, 建设期共耗油200吨。

燃油费用为:150×7000=105万元

原煤消耗:4850×41.8/20.9=9700吨

原煤费用:9700×850=825万元

耗电费用:9700×20×0.4=7.8万元

节省费用:3500-200-105-825-7.8=2362.2万元

5.2 机组投产后运行费用

*等离子点火:

单只等离子功率为110 kW·h/台, 共4台

等离子耗电量费用:110×4×0.4=176元/h

其它辅助设备电耗:50 kW·h

其它辅助设备电耗费用:50×0.4=20元

等离子点火系统运行费用:176+20=196元

按等离子点火年工作100小时计算, 等离子点火器运行费用为19600元/年, 冷却水泵和风机功率共35kW, 需随机组运行, 按利用小时5500h/a计算, 除去等离子使用时间100h后, 等离子备用运行费用为:35×5400×0.4=75600元/a。

等离子运行费用为:19600+75600=95200元/年

*微油小油枪点火运行费用

单只微油小油枪出力为90 kg/h, 共4台

耗油费用:90×4×7=2520元

微油小油枪每小时运行总计费用:2520元

按微油小油枪每年工作100小时计算, 微油小油枪运行费用为252000元/年。

5.3 维护费用

*等离子点火维护费用:

等离子发生器工作100小时更换阴极头, 共四个, 成本1000元/个。工作500小时更换阳极头, 共四个, 成本4000元/个。按等离子点火每年工作100小时计算, 等离子点火器维护成本为约4000元/年。

等离子燃烧器的设计寿命一般为一个大修期, 约5年, 损坏的原因主要是磨损和烧损, 每只的费用约10万元, 四只共40万元, 平均成本80000元/a。

因此, 等离子燃烧器的年平均维护成本为:84000元/a。

*小油枪维护费用:

小油枪的日常维护费用很低, 可忽略不计, 小油枪燃烧器的设计寿命和单价与等离子接近, 平均成本也为80000元/年。

5.4 等离子与微油点火经济性对比

6 结论

等离子和微油点火的技术都已经比较成熟, 在机组启动时节约能源都有明显的作用。综合比较, 等离子和微油点火都可以作为机组启动的点火手段, 视电厂的具体情况来确定。因此, 对新建或扩建机组有以下建议:

6.1 对于原来有油系统的电厂, 建议使用微油点火系统, 加装微油点火系统可以大大降低投入费用, 经济性效益明显。

6.2 对于新建电厂, 建议使用等离子点火系统, 可以取消整个油系统, 建设成本可大幅降低, 为了运行安全稳定, 设计至少两套等离子点火系统, 来保证系统的持续稳定, 实现无油点火。

参考文献

[1]边疆、薛泽海, 等离子点火技术在天津华能杨电四期工程应用的经济性分析.天津市电力学会第十四界学术年会优秀论文集, 2008年10月

[2]等离子点火与微油点火的应用.北极星电力论坛.2009

[3]天津某2×300机组, 等离子点火装置的技术协议

等离子无油点火 篇5

当今世界能源资源日益紧张, 国内外均积极开展电站燃煤锅炉节油技术的研究, 我国也先后开发了“节省燃用油、燃油锅炉改烧煤、推广劣质煤燃烧技术、以煤代油”等技术。这些技术的应用对电站节油起到了明显的作用, 但燃煤机组节油降耗仍具有很大的空间。等离子点火技术的突破性进展以及微油点火技术的出现, 使我国的电站节油技术又迈向了新阶段。在短短几年时间内, 等离子点火技术和微油点火技术已成为现代大型机组锅炉点火和稳燃过程中的主流节油技术。

1 等离子点火技术

1.1 等离子点火系统构成

等离子点火系统主要有以下几部分构成:等离子发生器;等离子燃烧器;电源柜及供电系统;辅助系统 (包括冷却水系统、压缩空气系统, 图像火检系统) ;控制系统以及风粉系统等。

1.2 等离子点火系统工作原理

1.2.1 等离子发生器工作原理

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。其点火原理为: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, 进入燃烧器点燃煤粉。

1.2.2 等离子燃烧器煤粉点火原理

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。

2 微油点火技术

2.1 微油点火系统构成

微油点火系统主要以下几部分构成:强化燃烧气化小油枪;煤粉燃烧器及浓缩装置;辅助系统 (包括油系统、压缩空气系统、助燃风系统) ;检测与控制系统以及制粉系统等。

2.2 微油点火工作原理

2.2.1 气化小油枪点火工作原理

微油点火是利用压缩空气的高速射流将燃油直接击碎, 雾化成超细油滴并燃烧, 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, 其传播速度超过声速, 火焰呈完全透明状, 中心温度高达1500~2000℃, 可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉, 从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃中以煤代油的目的。

2.2.2 燃烧器直接点燃煤粉工作原理

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分迅速着火燃烧, 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的引燃能量, 并满足锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。

3 应用情况

等离子点火技术及微油点火技术都是煤粉锅炉点火及稳燃过程中以煤代油的有效措施。近年来等离子点火技术在全国电厂中得到广泛推广, 目前已经在超过300台电站锅炉上得到成功应用, 囊括了不同煤种、不同制粉系统、不同炉型和燃烧方式, 从50~1000MW不同容量范围的燃煤机组。如:国电泰州电厂1000MW机组、华能玉环电厂600MW机组、华电襄樊电厂300MW机组均采用了等离子点火技术。

微油点火技术也广泛应用于新建燃用烟煤和贫煤的电厂中, 如广东红海湾发电有限公司2号锅炉600MW机组、华能沁北电厂二期工程2×600MW机组、内蒙古国华准格尔发电有限责任公司三期扩建工程2×330MW机组均采用了微油点火技术。

4 等离子点火与微油点火的优缺点比较

等离子点火技术的优点: (1) 可实现电厂的完全无燃油运行, 节油率100%, 提高电厂运行的经济性; (2) 可完全简化了燃油系统, 提高电厂运行的安全性; (3) 避免了燃油点火期间无法采用电除尘器而造成的冒黑烟的问题, 降低了有害物质的排放量, 提高了环保效益。

等离子点火技术的缺点: (1) 一次性投资大, 系统设备较为复杂; (2) 由于受发生器功率的限制, 等离子点火技术无法点燃挥发份低的劣质煤, 针对一些燃煤煤质不好的电厂, 需要另外调用优质煤或是加油助燃; (3) 等离子发生器的阴阳极寿命短, 更换工作量大, 费用高。

微油点火技术的优点: (1) 一次性投资少, 系统结构简单, 维护操作方便, 燃烧器及其附属设备易改造; (2) 油枪出力易调节, 对煤质变化适应能力强; (3) 节油效果显著, 节油率可达95%以上。

微油点火技术的缺点: (1) 微油点火技术是最近几年新出现的技术, 与等离子点火技术相比, 在大型机组上运行经验少, 尚未有在1000MW机组上运行的案例; (2) 在点火和稳燃的过程中仍需要少量燃油。

5 结论