1.1 等離子點火系統(tǒng)

在等離子點火系統(tǒng)當(dāng)中,，主要由等離子發(fā)生器、直流電源,、點火燃燒器,、控制系統(tǒng)等部分組成。

其中,，等離子發(fā)生器能夠?qū)?0kW~150kW電功率的空氣等離子體進(jìn)行產(chǎn)生,，直流電源能夠?qū)⑷?80V的交流電源整合成直流電源，向發(fā)生器供電,。點火燃燒器配合等離子發(fā)生器使用,，對煤粉進(jìn)行點燃。

控制系統(tǒng)采用了數(shù)據(jù)總線,、通信接口,、CRT、PLC等部分構(gòu)成,，能夠?qū)崿F(xiàn)全數(shù)字化自動控制,。系統(tǒng)具有50kW~150kW的輸出功率，且連續(xù)可調(diào),。壓縮空氣壓力在0.12MPa~0.4MPa,，流量在150m3/h以上，且能夠保持潔凈無油,。冷卻水壓力在0.3MPa以上,，流量在10t/h以上，t在40℃以下,。

1.2 等離子點火原理

在等離子點火裝置當(dāng)中,，對直流電源進(jìn)行利用，基于相應(yīng)的介質(zhì)氣壓條件接觸引弧,，在強(qiáng)磁場控制下,，對穩(wěn)定功率定向流動空氣等離子體進(jìn)行獲取，采用磁壓縮,、機(jī)械等方法,，向需要點火的位置送入等離子體射流，在點火燃燒器當(dāng)中，能夠達(dá)到4000K以上具有極大梯度的局部高溫火核,，當(dāng)?shù)入x子火核與煤粉顆粒相接觸,，煤粉顆粒會對揮發(fā)物進(jìn)行迅速釋放，劈裂粉碎再造揮發(fā)充分,，從而被快速點燃。

在等離子發(fā)生器當(dāng)中,，采用了陽極,、陰極、線圈等部分,，在發(fā)火原理上,，基于相應(yīng)的輸出電流條件，中心陰極和陽極進(jìn)行接觸,，系統(tǒng)達(dá)到短路的狀態(tài),，陰極和陽極緩慢分開的過程中，會有電弧產(chǎn)生,，在線圈磁場的作用下,，將電弧拉出噴管外部。

在電弧的作用下,，壓縮空氣受到電離,，產(chǎn)生高溫等離子體，從而使煤粉產(chǎn)生了被點燃的可能性,。在設(shè)計過程中,，采用進(jìn)退執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制點火裝置的陰極，同時控制電弧電功率,。此外,，還利用相同的計算機(jī)控制系統(tǒng)，監(jiān)視冷卻水,、冷卻風(fēng)等,。

2.1 技術(shù)改造

在電廠鍋爐對等離子點火技術(shù)的應(yīng)用中，對老機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造是一項重要的內(nèi)容,。

在改造的過程中,，可以利用等離子燃燒器，對原有的原油槍進(jìn)行替代,，在下層二次風(fēng)道中原油槍的位置,，對等離子燃燒器進(jìn)行安裝，從給粉機(jī)中單獨接煤粉管道,。

在低負(fù)荷穩(wěn)燃,、鍋爐點火等過程中，將等離子投入使用，在鍋爐達(dá)到正常運行狀態(tài)后,，將等離子退出運行,。通常情況下，在中儲倉式制粉系統(tǒng)當(dāng)中,，會對這種方法進(jìn)行應(yīng)用,。

可以對主燃燒器進(jìn)行改造，使其能夠在作為主燃燒器運行的同時,，也可以采用等離子進(jìn)行點火,。在下層一次風(fēng)處安裝等離子點火燃燒器，對原有的煤粉燃燒器進(jìn)行代替,。

在鍋爐穩(wěn)燃,、點火等狀態(tài)下，將其作為等離子燃燒器進(jìn)行應(yīng)用,。在鍋爐正常運行狀態(tài)下,，將其作為主燃燒器進(jìn)行使用。在當(dāng)前很多電廠當(dāng)中這種方法被廣泛應(yīng)用,。

2.2 新建機(jī)組

在新建機(jī)組建設(shè)方面,，將C層4只原燃燒器改造為等離子點火燃燒器，其中包括了周界二次風(fēng)部分,、一二級燃燒室,、等離子引弧裝置，濃淡分離裝置,。對濃淡分離裝置進(jìn)行了設(shè)計,，能夠?qū)⒁淮物L(fēng)分為濃淡兩股氣流，其中濃相進(jìn)入一級室,，淡相進(jìn)入二級室,。

空氣經(jīng)過母管，向等離子裝置就地控制箱輸送,，對壓力開關(guān),、壓力表進(jìn)行安裝，對壓縮空氣壓力進(jìn)行控制,，在滿足壓力后,，向主控室PLC發(fā)送信號。壓縮空氣壓力應(yīng)在0.08MPa以上,，單臺流量在150m3/h,。使用雜用壓縮空氣母管提供壓縮空氣。

采用了水冷卻發(fā)生器系統(tǒng),，單個燃燒器用水量為8t/h,，出入口壓差控制在0.3MPa以上,，采用除鹽化學(xué)水，通過母管向就地控制箱輸送,，滿足壓力后,，向主控室PLC發(fā)送信號。選用不銹鋼作為冷卻水系統(tǒng)管材,，從鍋爐除鹽水補水箱獲取水源,，回水返回除鹽水箱中。

3.1 新建機(jī)組的直接經(jīng)濟(jì)效益

以600MW的機(jī)組為例,，在試運期經(jīng)過機(jī)組帶大負(fù)荷運行,、鍋爐酸洗、電氣試驗,、機(jī)組并網(wǎng),、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn),、整定安全閥,、鍋爐吹管等諸多階段。

在這些階段當(dāng)中,，鍋爐無法對磨煤機(jī)進(jìn)行投運,，也不能實現(xiàn)完全斷油運行，因此,，需要對大量的燃油進(jìn)行消耗,。從電力部門下發(fā)的試運導(dǎo)則規(guī)定當(dāng)中，規(guī)定了在600MW機(jī)組的試運期間,，燃油消耗標(biāo)準(zhǔn)定量在9000t左右,。

而在機(jī)組試運初期，如果將等離子煤粉點火系統(tǒng)進(jìn)行投入使用,，在整個試運期間,，能夠?qū)⑷加拖目刂圃?000t以下，因而能夠產(chǎn)生十分客觀的經(jīng)濟(jì)效益,。

3.2 老機(jī)組改造的直接經(jīng)濟(jì)效益

在電廠老機(jī)組改造項目中,，對于燃煤鍋爐進(jìn)行等離子點火設(shè)備改造，根據(jù)啟停頻率,、燃煤煤種,、鍋爐型號等不同，投資效益也會具有較大的差別,。

例如,，在200MW的機(jī)組當(dāng)中，每次啟動大約消耗50t油量,，通常在30t~50t,，最高時可能達(dá)到250t以上,。300MW的機(jī)組進(jìn)行以此冷態(tài)啟動，耗油量可能達(dá)到700t以上,，與均值145t相比,，超出了300t~500t左右。

同時,，很多火電機(jī)組具有較高的最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷,，例如100MW的機(jī)組，最低穩(wěn)燃負(fù)荷約在額定負(fù)荷的62%,，200MW的機(jī)組則約為額定負(fù)荷的56%,，300MW的機(jī)組約為額定負(fù)荷的53%，因此,，在助燃和穩(wěn)燃過程中,，需要消耗相當(dāng)大的油量。

1臺100MW的機(jī)組,，每年耗油量可能超過300t,，200MW機(jī)組耗油量可能超過280t，300MW機(jī)組耗油量可能超過500t,。通常情況下,，對于非調(diào)峰機(jī)組來說，能夠在1~2年的時間收回改造費用,，而對于經(jīng)常用于調(diào)峰的機(jī)組來說,，半年到一年內(nèi)就能夠?qū)⑼顿Y成本收回，因而能夠取得十分良好的經(jīng)濟(jì)效益,。