1、设备部设备部 2010年年10月月15日日等离子燃烧器检修等离子燃烧器检修目录目录1、等离子燃烧器技术背景、等离子燃烧器技术背景2、等离子燃烧器原理、等离子燃烧器原理3、等离子燃烧器结构、等离子燃烧器结构4、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容5、等离子燃烧器、等离子燃烧器故障故障现现象及象及处处理方法理方法一、等离子点火技术背景 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,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
2、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NOX、SOX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，即降低了设备可靠性，又难以达到环保要求。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
3、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。二、等离子燃烧器原理二、等离子燃烧器原理 煤粉锅炉等离子点火与稳燃技术是一项以等离子体为热源，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。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。其启弧原理为：首先设定输出电流，当阴极前进同阳极接触后，形成回路，由于整个系统具有抗短路的能力且电
4、流恒定不变，当阴极在电机拖动下缓缓离开阳极时，在阴极和阳极之间形成电弧。一定压力的空气通过电弧后，被电离为高温空气等离子体，其能量密度高达105106W/cm2。二、等离子燃烧器系统原理二、等离子燃烧器系统原理等离子点火技术系统组成等离子点火技术系统组成 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。等离子点火技术系统组成示意图等离子冷却水系统 由于等离子发生器产生的电弧
5、弧柱温度通常在5000K到10000K范围内，分别发送和接收电子的阴极和阳极处于高温环境，而稳定电弧的线圈长时间通电也会产生热量，因此，等离子发生器的阴极、阳极以及线圈必须冷却。二、等离子燃烧器系统原理二、等离子燃烧器系统原理等离子载体风系统载体风是等离子发生器产生等离子体的介质。等离子电弧形成后，通过线圈形成的电磁场压缩控制电弧，当载体风以一定的流速经过电弧时，被电离为空气等离子体(部分载体风也参与电弧的压缩控制)。因此，等离子发生器需要配备载体风系统。为了确保等离子体的稳定性，要求载体风是洁净无油、干燥、压力稳定的空气(或其他气体)。等离子电源系统DLZ-200型等离子发生器使用的是直流电
6、源，其电源系统的主要任务就是将交流电转换成直流电，提供给等离子发生器产生、并维持等离子电弧的稳定。二、等离子燃烧器系统原理二、等离子燃烧器系统原理三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构等离子燃烧器组成等离子燃烧器组成阳极组件阴极组件稳弧线圈阳极支架线圈进回水管阴极进回水管电源正极接线柱冷却水组件 载体风组件拉弧电机前旋流环、后支撑环及衬套三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构等离子体点火系统的核心等离子体点火系统的核心发生器为磁稳空气载体等离子发生器，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、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷
7、方式，以承受电弧高温冲击。该线圈在高温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。等离子体发生器利用直流电流（300A,300V）在介质气压（0.010.03MPa）的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体；内含有大量化学活性的粒子，形成温度T5000K的，温度梯度极大的局部高温区。启弧原理：启弧原理：首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后，形成回路，由于整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极在电机拖动下缓缓离开阳极时，在阴极和阳极之间形成电弧。一定压力的空气通过电弧后，被电离为高温空气等离子体，其能量密度高达10510
8、6W/cm2。三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构三、等离子燃烧器结构 四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容阴阴极极、阴阴极极枪枪及及阳阳极极的的维维护护检查阴极枪体是否弯曲，阴极枪表面是否光滑，枪体弯曲会影响拉弧电机进退，可能导致拉弧电机烧损；阴极枪体与阴极头连接处是否有损坏，是否有松动漏水现象，阴极枪尾座是否有漏水现象漏水将引起发生器断弧；阴极头烧损是否正常（正常烧掉的阴极头表面光滑、弧坑规则，呈暗金黄色。如表面粗糙，有银白色的麻点，则
9、证明阴极头或阳极有漏水的地方）必须使用专用工具拆卸阴极头，否则会引起阴极枪、拉弧电机、旋流环等部件的损坏；阴极、阳极是发生器的主要部件，且都是导电元件，直接影响等离子的稳定性，所以对阴、阳极的维护十分重要；每次更换阳极的时候要注意观察旋流环和衬套位置是否正确，表面是否洁净，旋流环旋流孔无堵塞，旋流环旋流齿无损坏（旋流环及衬套表面不洁净会导致阳极支架烧毁；旋流环旋流孔堵塞或旋流齿损坏将导致电弧不稳或阴阳极烧损；）四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容典典型型阳阳极极剖剖面面图图 四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容发发生生器器及及仪仪表表组组件件 发生器周围是否有漏粉漏油现
10、象（漏粉现象要检查发生器附近锅炉密封是否不良，等离子燃烧器是否结焦以及输送弧烧损、磨损泄漏导致阳极处返粉）发生器内外是否漏水，漏气；电源线是否有松动发热现象；水压，风压是否合适，是否有波动；水循环是否良好，水温是否正常（发生器进水管应比回水管温度低）保证冷却水进水过滤器通畅无堵塞（冷却水进水过滤器堵塞冷却效果不好导致阴、阳极寿命短）载体风过滤器通畅无堵塞（载体风过滤器堵塞将导致阳极支架或输送弧的烧损）发生器保护罩的完好（保护罩的缺失将导致人员的触电伤亡及等离子发生器的损坏）四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容发发生生器器及及仪仪表表组组件件拉弧电机的控制电缆接线正确、牢靠（每次检修
11、接线完毕后应现场确认电机进退是否正确，否则将导致电机运动方向相反托扣损坏，无法起弧）拉弧电机的控制电缆及风、水压力开关电缆禁止对地短路（对地短路将烧损电源控制柜内的可编程控制器S7-200或电源块）定期校验等离子系统的压力表、压力开关，保证指示准确；在发生器停运时，发生器需通入冷却水冷却(否则将引起阳极O型密封圈损坏，阳极漏水)，使用压缩空气作载体风的在发生器停运时是否切换了吹扫风（不切换将导致阳极喉口污染），在每次等离子发生器投运前应将吹扫风切回压缩空气；保持发生器保护罩内外的清洁。四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容电电源源柜，柜，隔隔离离变变的的维维护护电源柜及隔离变所处环境
12、温度是否正常，应30，（环境温度异常将导致电源柜可控硅击穿、电子元件损坏、隔离变绝缘层老化，为此需保证房间内冷却空调或风扇制冷效果良好）电源柜内冷却风扇运转是否正常（风扇不转将导致可控硅击穿）定期清理柜内粉尘；检查各动力电缆接头有无松动发热现象。四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容电电源源柜柜隔隔离离变变及及等等离离子子火火检检探探头头的的 维维护护电电源柜隔离源柜隔离变变的的维护维护电源柜及隔离变所处环境温度是否正常，应30，（环境温度异常将导致电源柜可控硅击穿、电子元件损坏、隔离变绝缘层老化，为此需保证房间内冷却空调或风扇制冷效果良好）电源柜内冷却风扇运转是否正常（风扇不转将导
13、致可控硅击穿）定期清理柜内粉尘；检查各动力电缆接头有无松动发热现象。等离子火等离子火检检探探头头的的 维护维护保证探头有足够的冷却风冷却，无漏风现象；火检探头显示图像清晰可见，无兰屏（信号或电源线路中断）、变色（探头损害）、图像不清现象（探头脏污）为火检探头提供冷却风的风机在炉膛温度低于45时方可停止运行，否则火检探头将烧损。四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容冷冷却却水水系系 统统及及载载体体风风系系统统 的的维维护护冷却水系统冷却水系统按水泵厂家提供的设备使用说明书进行定期维护；冷却水温度，泵出口压力是否正常；水泵电机温度声音是否正常；冷却水独立水箱水位是否正常；系统及管路有无
14、泄漏现象。载体风系统载体风系统按风机厂家提供的设备使用说明书进行定期维护；载体风压力是否正常、有无波动；系统设有油水分离器的应定期排污及更换滤芯（否则将导致发生器断弧）定期清理风机入口过滤器（否则风压低将导致阳极支架及输送弧的烧损）四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容燃燃烧烧器器及及辅辅助助系系统统的的维维护护燃燃烧烧器及器及辅辅助系助系统统的的维护维护定期检查燃烧器的输送弧是否磨损、烧损；燃烧器的中心筒、二级筒、三级筒是否有结焦或烧损现象，进行即时清焦或焊补；燃烧器壁温测量热电偶是否良好、显示值是否准确（若损坏应立即更换以免壁温超温烧损燃烧器）；磨煤机冷磨煤机冷风风加加热热系系统
15、统的的维护维护暖风器投运前检查蒸汽压力，温度是否能够满足工作需要；投运暖风器时加热蒸汽及疏水管路是否通畅；疏水阀门，疏水器是否完好，阀门开度是否正确；一次风路是否畅通，磨煤机入口风温能否达到工作要求。四、四、等离子等离子燃烧器燃烧器检检修内容修内容电电弧弧断断或或波波动动大大的的原原因因发生器参数设定不合适：电流太低，电压过低过高，载体风压高或低；电源柜故障：通讯故障；环境温度过热；低电压保护（隔离变进线端电压低于325V）；柜内硬件损坏；发生器故障：阴极；阳极；电机，漏风漏水；风环损坏；线松动；燃烧器故障：燃烧器中心筒结渣或结焦；载体风故障：载体风中油多水多，压力不稳，漏风；冷却水故障；循环
16、不畅，压力不够，水温高，水中有脏物，过滤器阻塞。五、等离子燃烧器五、等离子燃烧器故障故障现现象及象及处处理方法理方法故故障障范范围围确确认认后后的的故故障障点点检检查查断弧，启弧难，不启弧，启弧就断，电弧波动大的原因：发生器参数设定不合适：电流太低，电压过低过高，载体风压高或低；电源柜故障：通讯故障；环境温度过热；低电压保护（隔离变进线端电压低于325V）；柜内硬件损坏；发生器故障：阴极；阳极；电机，漏风漏水；风环损坏；线松动；燃烧器故障：燃烧器中心筒结渣或结焦；载体风故障：载体风中油多水多，压力不稳，漏风；冷却水故障；循环不畅，压力不够，水温高，水中有脏物，过滤器阻塞。五、等离子燃烧器五、等
17、离子燃烧器故障故障现现象及象及处处理方法理方法故故障障范范围围确确认认后后的的故故障障点点检检查查燃烧器结焦的原因：煤质比设计煤种好；燃烧器设计有问题；灰熔点过低；风煤比调整不当，风速过低或出力过大；磨出口风温过高或热风送粉热风温度过高；壁温测点安装不到位，或测点损坏；发生器功率过大。五、等离子燃烧器五、等离子燃烧器故障故障现现象及象及处处理方法理方法故故障障现现象象及及处处理理方方法法风风扇跳扇跳闸闸现象:GP显示风扇跳闸，不能启弧；原因有：空气开关跳闸，风扇损坏，接线松脱。电电源柜超温源柜超温现象:无任何报警，经常断弧，且间隔时间逐渐缩短，原因有：隔离变电源柜冷却通风不好，设定电流偏高。五
18、等离子燃烧器五、等离子燃烧器故障故障现现象及象及处处理方法理方法故故障障现现象象及及处处理理方方法法发发生器故障生器故障现象：报警显示突然熄弧或启动超时，可复位重启；原因有：电流，电压，间隙设定调整不合适载体风中含油水过多，风压波动大，风压调整不合适水压过低，水温过高，循环不好 阴阳极使用时间过长，被污染，烧漏拉弧电机拒动，接线连接不好，电机损坏，阴极棒变形弯曲，旋流环损坏，拉弧电机连接销脱落 发生器电缆线连接松动或接线接反发生器接地不良或安装不到位旋流环损坏，断裂，阳极支架烧坏载体风管道内有金属杂质，使阴极棒和阳极间短路五、等离子燃烧器五、等离子燃烧器故障故障现现象及象及处处理方法理方法故
19、故障障现现象象及及处处理理方方法法燃烧器结焦现象：在等离子投粉时，燃烧器中心筒壁温超温 一次风速比其他燃烧器低 火焰比其他燃烧器明亮，无粉包火，火焰变细 阳极周围向外喷粉，换阴极时拔出阴极枪时有粉喷出 发生器功率曲线波动较大，经常断弧 磨煤机入口压力增加，开热风门时风量无明显变化原因：设计问题，燃烧器设计中心筒粉浓度过大；对于煤质较好的炉，发生器插入方式径向易结焦 没有使用设计煤种 调整原因：磨煤机参数调整不当，风粉比例调整不当，风温过高，一次风太小，磨出力过大；一次风管路没调平，风量低的管路易结焦 安装问题，温度测点安装不到位，致使检测温度值低于实际温度值五、等离子燃烧器五、等离子燃烧器故障
20、故障现现象及象及处处理方法理方法故故障障现现象象及及处处理理方方法法燃燃烧烧器器结结焦焦现象：在等离子投粉时，燃烧器中心筒壁温超温 一次风速比其他燃烧器低 火焰比其他燃烧器明亮，无粉包火，火焰变细 阳极周围向外喷粉，换阴极时拔出阴极枪时有粉喷出 发生器功率曲线波动较大，经常断弧 磨煤机入口压力增加，开热风门时风量无明显变化原因：设计问题，燃烧器设计中心筒粉浓度过大；对于煤质较好的炉，发生器插入方式径向易结焦 没有使用设计煤种 调整原因：磨煤机参数调整不当，风粉比例调整不当，风温过高，一次风太小，磨出力过大；一次风管路没调平，风量低的管路易结焦 安装问题，温度测点安装不到位，致使检测温度值低于实际温度值
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