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1、QB-YTLY-102007-2003QB/YTLY国电电力烟台龙源电力技术有限公司企业标准QB/YTLY-102007-2003 DLZ-200型等离子点火装置使用及维护说明书2003-01-01发布 2003-01-01实施国电电力烟台龙源电力技术有限公司 发布QB/YTLY-102007-2003前 言为了科学地建立健全企业标准体系和部门管理体系，指导和规范本企业开展标准化工作，推动技术部的部门职能，发挥主导部门的作用，根据龙源电力技术有限公司烟电经字20021号文关于修编制定公司标准体系实施方案的通知的指示精神，按企业标准体系的构成和编写的基本规定的要求，以相关的国家标准、行业标准为依
2、据，结合公司产品的实际情况，特制定本标准，本标准适用于国电电力烟台龙源电力技术有限公司技术部的工作。本标准由烟台龙源电力技术有限公司总经理工作部提出。本标准由烟台龙源电力技术有限公司技术部起草。本标准由烟台龙源电力技术有限公司技术部负责管理和解释。起草人： 唐宏、陈学渊、纪少华、张孝勇、程跃彬、李春岩、刘鹏、李本伟、薛若连审 核： 张孝勇审 定： 唐 宏批 准： 王公林目 录 安全措施.0第一章 绪论.1第二章 等离子燃烧器工作原理.2第三章 等离子点火燃烧系统构成.5第四章 等离子点火系统的安装.22第五章 等离子点火系统的调试.28第六章 等离子点火系统的运行.39第七章 等离子点火系统的
3、维护.473QB/YTLY-102007-20030 安全措施本说明书声明 列出了等离子燃烧系统安全和可靠运行所需的所有措施。对特殊的应用，可能需要附加补充资料和说明书，如果遇到这种情况，请与烟台龙源公司最近的办事处或直接与本部联系，以求技术支援；如果在修理等离子燃烧设备时使用了未经厂家认可的零件，或是由不具备资格的人员进行不正确的操作将会增加出现危险的机会，这将导致事故的发生及设备损坏。 本手册所有安全提示请严格遵守。 请仔细阅读本说明书所提供的安全信息。警 告! 在设备运行过程中，本装置电子发射枪将出现危险电压，切勿触摸。否则，将导致死亡和严重的人身伤害以及财产损失。 本装置电子发射枪被罩
4、在一个安全防护罩内，防护罩下部为电气，冷却水进、出接口，此部位有可能引发故障，非专业维护人员切勿接近。 只有首先完全熟悉本使用说明书所包括的安全注意事项，结构安装，操作以及维护说明的相当熟练的人员才能从事本装置的工作。 本装置成功和安全的运行依赖于精心的运输和适当的保管，以及正确的连接，操作安装和维护。 即使是在等离子发生器不工作时，电源柜进线及隔离变压器亦带有危险电压，非停电状态，切勿进行任何工作，在从事任何维护和修理工作之前，电源柜所有电源必须切断并挂警示牌！第一章 绪 论大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是采用燃烧重油或天然气等稀有燃料来实现的，近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不
5、断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被做为一项重要的指标来考核，为了减少重油（天然气）的耗量，传统的做法是提高煤粉的磨细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度，采用预燃室燃烧器，选用小油枪点火等等，但是，这些方法已到了尽头，若要进一步减少燃油到最终不用油，必须采用与传统上完全不同的全新工艺，这种工艺应既可保证提高燃烧过程的经济性，又可以改善火电厂的生态条件DLZ-200型等离子煤粉点火燃烧器，采用直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥发分较低的（10%）贫煤，实现锅炉的冷态启动而不用一滴油，是未来火力发电厂点火和稳燃的首选设备，采用等离子点火燃烧器，点火和稳燃与传统的燃油相比
6、有以下几大优点：1) 经济：采用等离子点火运行和技术维护费仅是使用重油点火时费用的15%20%，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运行费用；2) 环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的环境；3) 高效：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；4) 简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式；5） 安全：取消炉前燃油系统，也自
7、然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故。结论：既然采用等离子技术点燃煤粉锅炉经济、高效、简单、安全、环保，有百利而无一害，当然是燃煤锅炉的首选设备，是目前燃油系统改造的最佳替代产品。第二章 等离子燃烧器工作原理2.1 点火机理本装置利用直流电流（280-350A）在介质气压0.01-0.03Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场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T5000K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。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因
8、而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，可比通常情况下提高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。2.2 等离子发生器工作原理图2.1 等离子发生器工作原理图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。
9、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。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。2.3 燃烧机理图2.2 燃烧机理图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
10、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。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2T/H扩达到10T/H。在建立一级点火燃烧过程中我们采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区，10000的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份的含量提高了80%，其点火延迟时间不大于1秒。点火燃烧器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1200。另外我们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
11、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壁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焓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（1998年获专利）。第四区为燃尽区，疏松碳的燃尽率，决定于火焰的长度。随烟气的温升燃尽率逐渐加大。第三章 等离子点火燃烧系统组成3.1 等离子点火燃烧系统3.1.1
12、 燃烧系统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。 等离子燃烧器IIIII等 离子 发生 器一次风I气膜风等离子弧周界风图3.1 等离子燃烧器示意图风箱中心筒撞击式浓淡块如图3.1所示，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T5000K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，
13、并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发生了变化，因而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，这对于点燃贫煤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结构，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，这部分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。为了扩大燃烧
14、器对一次风速的适应范围，等离子燃烧器的最后一级煤粉可不在燃烧室内燃烧而直接进入炉膛，因为煤粉燃烧后的热量使得空气体积迅速膨胀，受燃烧器内空间的限制，燃烧室内的风速会成倍提高，造成火焰扩散的速度小于煤粉的传播速度而使燃烧不稳，当采取前面所述措施后，有利于减小燃烧室内的风速，使燃烧稳定。实际的运行实践证明：采用最后一级煤粉进入炉膛内燃烧的结构，燃烧的稳定度大大提高，对风速的要求降低了30%，煤粉的燃尽度也大大提高（如图3.2所示）。煤粉的浓度影响煤粉的着火温度，在点火区适当提高煤粉浓度有利于点火。等离子燃烧器内通过采用撞击式浓缩块获得点火区的相对较高浓度。对于现场燃烧器前有弯头的锅炉，因弯头的离心
15、浓淡作用及现场安装位置的限制，有可能会造成中心筒点火区的浓度降低，为了解决这个问题同时减小改造工作量，可在弯头内加入弯板或扭转板，改变进入点火区的能浓度分布（如图3.2所示）。一次风最后一级煤粉热电偶无弯板时的高浓度煤粉位置有弯板时的高浓度煤粉位置中心筒点火区图3.2 示意图 由于等离子燃烧器采用内燃方式，燃烧器的壁面要承受高温，因此加入了气膜冷却风（如图3.1所示），避免了火焰和壁面的直接接触 ，同时也避免了煤粉的贴壁流动及挂焦。为了减小燃烧器的尺寸，也可采取用一次风直接冷却的办法但须在燃烧器壁面上增加壁温测点（如图3.2所示），以防止燃烧器因超温而被烧蚀。对温度的测量采用K分度凯装热电偶，
16、热电偶的外径3mm，具有很好的挠性，可直接从伸到炉外热电偶导管插入到测点，再用螺母固定到导管上，具有良好的可更换性。热电偶的测温范围为0800,燃烧器的长期壁温应控制在600以内，如果超温，可采取提高一次风速和降低一次风浓度的手段进行降温。图3.3为徐州电厂200MW机组等离子燃烧器壁温监测曲线。图3.3 徐州电厂等离子燃烧器壁温曲线等离子燃烧器的高温部分采用耐热铸钢，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。等离子燃烧器按功能可分为两类：1、仅作为点火燃烧器使用，这种等离子燃烧器用于代替原油燃烧器，起到启动锅炉和在低负荷助燃的作用。采用该种燃烧器需为其附加给粉系统
17、，包括一次风管路及给粉机；2、既作为点火燃烧器又作为主燃烧器使用，这种等离子燃烧器具有和1所述同样的功能，在锅炉正常运行时又可作为主燃烧器投入。采用此种方式不需单独铺设给粉系统。等离子燃烧器和一次风管路的连接方式做成和原燃烧器相同，改造工作量小。3.1.2 风粉系统3.1.2.1 给粉机为满足等离子燃烧器对于煤粉浓度和均匀性的要求并能做主燃烧器使用，与等离子燃烧器相匹配的给粉机选择，应满足做主燃烧器使用时燃烧器的最大出力，100MW及以下等级的锅炉，与等离子燃烧器匹配的给粉机额定出力以2-6t/h为宜。对200MW及以上容量的锅炉，一般选用给粉机的额定出力在3-9t/h为宜。3.1.2.2 磨
18、煤机A 对于新建机组，选定的点火用磨煤机，最低出力应能满足最低投入功率的要求，MPS中速磨宜采用可变加载型。B 根据磨煤机的型式，调整其出力和细度至最佳状态，例如：适当调整回粉门的开度、调整分离器开度，适当减小一次风量（但风量的调整应满足一次风管的最低流速，中速磨最低风量应保证允许的风环风速），对于MPS中速磨煤机还应适当调整碾磨压力。3.1.2.3 暖风器主要应包括暖风器进出口风道的连接方式、支吊架的位置、整体重量、入口蒸汽管道尺寸及连接方式、出口疏水管道尺寸及连接方式、投运前是否需要对蒸汽管道进行吹扫等。3.1.2.4 一次风系统A 应根据锅炉燃用煤种、炉型和容量、制粉燃烧系统各自的特点，
19、进行系统配套、结构和参数选择。中储式制粉系统100MW及以下机组宜选择另设等离子燃烧器的系统；直吹式制粉系统宜采用主燃烧器兼有等离子点火功能的系统。B 采用直吹式制粉系统的锅炉，宜采用本炉冷炉制粉的方式C 制粉用热风的来源，在有条件时宜采用邻炉热风。在邻炉来热风有困难时，宜在磨煤机入口热风道上或专设旁路风道上加装空气加热装置，将磨煤机入口风温加热至允许启磨温度。加热装置宜采用蒸汽加热器。如热风温度要求较高时，可采取串联安装风道燃烧器加热等方式。D 磨煤机对应的所有煤粉输送管道，应设有进行冷态、热态输粉风（一次风）调平衡的阀门；宜加装煤粉分配器等措施，以尽可能保持各煤粉输送管道内风速一致、煤粉浓
20、度一致、煤粉细度一致。E 等离子燃烧器在锅炉点火启动初期，燃烧的煤粉浓度较好的适用范围在0.360.52kg/kg，最低不得低于0.3kg/kg。F 锅炉冷态启动初期，等离子燃烧器的一次风速保持在19m/s22m/s为宜。热态或低负荷稳燃时，一次风速保持2428m/s为宜。3.1.2.5 气膜风系统等离子燃烧器属于内燃式燃烧器，运行时燃烧器内壁热负荷较高，为了保护燃烧器，同时提高燃尽度，需设置等离子燃烧器气膜冷却风。气膜冷却风可以从原二次风箱取，也可从送风机出口引取。通过燃烧器气膜风入口引入燃烧器。 气膜冷却风控制，冷态一般在等离子燃烧器投入030min，开度尽量小，以提高初期燃烧效率，随着炉
21、温升高，逐渐开大风门，防止烧损燃烧器，原则是以燃烧器壁温控制在500600为宜。3.1.2.6 二次风系统对于单独设置等离子点火一次风管路（等离子燃烧器作为点火用燃烧器）的系统，除设置等离子燃烧器气膜风系统外，原则上还应设置二次风系统。其设计原则与电站锅炉常规燃烧器设计方案相同。3.2 等离子点火器系统3.2.1 等离子发生器等离子发生器是用来产生高温等离子电弧的装置，其主要由阳极组件、阴极组件、线圈组件三大部分组成，还有支撑托架配合现场安装。等离子发生器设计寿命为58年。阳极组件与阴极组件包括用来形成电弧的两个金属电极阳极与阴极，在两电极间加稳定的大电流，将电极之间的空气电离形成具有高温导电
22、特性等离子体，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。线圈通电产生强磁场，将等离子体压缩，并由压缩空气吹出阳极，形成可以利用的高温电弧。3.4 等离子点火器外形图3.2.1.1 阳极组件阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体等构成。阳极导电面为具有高导电性的金属材料铸成，采用水冷的方式冷却，连续工作时间大于500小时。为确保电弧能够尽可能多的拉出阳极以外，在阳极上加装压弧套。3.2.1.2 阴极组件阴极组件由阴极头、外套管、内套管、驱动机构、进出水口、导电接头等构成，阴极为旋转结构的等离子发生器还需要加装一套旋转驱动机构。阴极头导电面为
23、具有高导电性的金属材料铸成，采用水冷的方式冷却，连续工作时间大于50小时。3.2.1.3 线圈组件线圈组件由导电管绕成的线圈、绝缘材料、进出水接头、导电接头、壳体等构成。导电管内通水冷却，寿命为5年。3.2.2 等离子电气系统等离子发生器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。3.2.2.1 隔离变压器3.5 隔离变压器外形图等离子电源系统用隔离变压器参
24、数：额定电压：0.38/0.36KV额定功率：200KVA额定频率：50HZ相数：三相接线方式：/ Y冷却风式：自然冷却绝缘等级：F绝缘水平：AC3/3温升：100K选用材料：30Q130冷轧有取向硅钢片、环氧树脂真空浇注.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。3.2.2.2 整流柜整流柜选用德国RITTAL公司生产的PS4000型电源柜，柜体外形尺寸及安装尺寸如下图所视： 3.6 整流柜外形图整流柜为前后开门结构。前门上方安装有三块表从左到右分别为系统实际电压表、系统实际电流表、系统给定电流
25、表，下方为排气孔。整流柜技术参数如下：额定输入电压(1)： 3AC400(+15%/-20%)额定输入电流： 332A额定频率： 45-65HZ额定直流输出电压： 485V额定直流输出电流： 400A过载能力： 180%额定输出功率： 194KW额定直流电流下的功耗：1328W电子电路电源额定供电电压： 2AC380(-25%) 460(+15%); In=1A或1AC190(-25%) 230(+15%); In=2A(-35% 1 分钟)冷却风扇额定电压： 3AC400( 15%) 50HZ额定电流： 0.3A额定流量： 570m3/h噪音等级： 73dBA运行环境温度： 040(2) 强
26、迫风冷存储和运输温度： -25+70安装海拔高度： 额定直流电流下1000M (3)环境等级（DIN IEC 721-3-3） ：3K3防护等级(DIN 40050 IEC144)：IP00说明： (1) 整流柜进线电压可低于额定电压（由参数P078设置，400V装置可用于85V输入电压）。输出电压也相应降低。(2) 指定的直流输出电压，在进线电压低于5%（额定输入电压）时也能达到。(3) 负载系数K1(直流电流)同冷却温度有关。(4) 负载系数K2与安装高度有关。(5) 总的衰减系数K=K1K2。整流柜正面视图如图3.7所示，整流柜后视图如图3.8所示。3.7 整流柜正面图3.8 整流柜后视
27、图其中主要部件为： 冷却风机:用来冷却柜内控制元件。 整流装置。 熔断器：电流过载保护。 电源开关：控制电源柜内冷却风机的启停。 电源开关：电源柜控制电源。 端子排：电源柜与外部设备的接口。 直流控制器6RA70。 图十 直流控制器原理图 直流平波电抗器。 可编程控制器：对直流电源和电极动作进行控制，实现等离子点火器的自动点火。 机床变压器：用于产生控制电源及电极接触检测的直流24V电源。14图十一 电源柜原理图 3.9 整流柜原理接线图153.2.2.2.1 整流电路V1-V6六个晶闸管（KP1000A/1200V）接成三相全控整流桥。三相桥式全控整流电路为三相半波共阴极组与共阳极组的串联，
28、因此整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，才能形成导电回路，其中一个晶闸管是共阴极的，另一个晶闸管是共阳极的，所以必须对两组中要导通的一对晶闸管同时给触发脉冲。可采用两种办法：一种是给每个触发脉冲的宽度大于60（一般取80100），称宽脉冲触发；另一种是在触发某一号晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，相当于用两个窄脉冲等效替代大于60的宽脉冲，称双脉冲触发。等离子电源柜采用的是双脉冲触发方式。 3.10 整流原理图3.2.2.2.2 SIEMENS 大功率直流调速装置67RA70SIEMENS大功率直流调速装置6RA70是给直流调速电机配备的调速器，其内部有两套整流电路分别用于电机电枢
29、回路和电机的励磁回路。电机电枢回路采用的是三相全控桥式整流电路，励磁回路采用的是单向全控桥式整流电路。等离子电源柜正是采用6RA70的电枢回路来提供稳定的直流电源。3.2.2.2.3 直流电抗器直流平波电抗器，由于DLZ-200型等离子发生器是直流接触引弧，因此在启动阶段电源要工作在低电压（0 20V），大电流（260 00A）的短路状态，这对功率组件是极其不利的。同时，由于等离子发生器在引弧瞬间会产生强烈的冲击负荷，即使是在正常工作情况下，由于电弧在阴极和阳极之间旋转产生电压跳变，也要求电源要有极强的恒流能力。这就要求平波电抗器要有足够的感抗。从平波的角度讲当然是电感量越大越好，但是一味的增
30、加电感抗，不仅会增加设备的成本，同时由于其尺寸过于庞大而不利于设备的推广使用。因此，在电抗容量设计上，通过大量实验工作最后定为500A，2.1MH的电抗器，其平波效果较为理想。3.2.2.2.4 控制PLC选用S7-200 CPU224 可编程控制器来对直流电源和电极动作进行控制，实现等离子点火器的自动点火。具体方案如下： 使用USS协议通过CPU224上的通讯口PORT0与6RA70的通讯口X172之间的进行数据交换，以完成对主电路的操作控制和各类状态信息的读出和条件判断等，实现直流电源的控制。 电极控制信号及点火必须的压缩空气压力、冷却水压力等信号直接接入CPU224固有的开关量输入输出。
31、 通过扩展EM277 DP 模块与主站S7-300完成数据交换，实现集中控制。EM277模块配置为16字入/16字出模式。 通过CPU224内部的逻辑运算，实现点火装置的自动控制。按等离子发生器工作的特点和要求编制的控制程序保证了点火过程可顺利地进行，并对点火工作过程各装置提供了有效的监控和保护。根据系统要求启动等离子点火装置要分遥控/本控两种方式。在本控操作时，通过电气操作柜对直流电流和阴极位置可以随时进行必要的调整，以适应不同煤种和工况条件下的点火参数需求。3.2.3 等离子空气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
32、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。具体实现方案如下：1） 压缩空气有空压机经过滤装置储气罐出口母管的管道分别送到等离子点火装置。2）等离子点火装置上的压缩空气管道上设有压力表和一个压力开关，把压力满足信号送回本燃烧器整流柜。3）等离子点火装置入口的压缩空气压力要求在0.02Mpa左右，每台等离子装置的压缩空气流量约为1.0NM3/min -1.5NM3/min。4）压缩空气系统中同时设计有备用吹扫空气管路，吹扫空气取自图像火检探头冷却风机出口母管，用于保证在锅炉高负荷运行、等离子点火器停用时点火器不受煤粉污染
33、。 3.11 压缩空气系统图3.2.4 等离子冷却水系统等离子电弧形成后，弧柱温度一般在5000K到10000K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的压力。另外，冷却水温度不能高于30，否则冷却效果差。为减少冷却水对阳极和阴极的腐蚀，要采用电厂的除盐化学水。具体设计方案如下：1）冷却水系统采用闭式循环系统，由冷却水箱、冷却水泵、换热器及阀门、压力表、管路组成，冷却水泵两台互为备用。系统材质均为不锈钢。2）冷却水箱、水泵安装保证不
34、振动。换热器根据现场情况安装。3）冷却水经母管分别送至等离子点火器，单个等离子点火器的冷却水用量约为10T/H，冷却水进入等离子装置后再分两路分别送入线圈和阳极，另一路进入阴极。回水采用无压回水（出口为大气压），等离子点火器回水经母管流经换热器冷却后返回冷却水箱。等离子装置来水管道上设有手动调节阀，用于调整等离子点火器冷却水流量，同时安装有冷却水压力表，过滤器及压力开关（CCS），压力满足信号送回本等离子整流柜。4）每台发生器来水管路装有压力开关，压力满足信号送至整流柜PLC，保证等离子点火燃烧器投入时冷却水不间断。5）冷却水采用除盐化学水，通过补水管路为冷却水箱供水。6）对于两台炉公用冷却水
35、系统，回水分管道加装截止阀。 3.12 冷却水系统图3.3 监控系统3.3.1 壁温测量3.3.1.1 壁温测量为了确保等离子燃烧器的安全运行，在燃烧器的相应位置安装了监视壁面温度的热电偶。热电偶的安装位置是根据数台等离子燃烧器的工业应用情况和燃烧器工作状态下的温度场确定的。安装位置如下图所示。热电偶的型号主要为K分度或铠装热电偶。图3.13 壁温测量热电偶的安装在等离子燃烧器的设计图中有明确要求，其基本原则是牢固、防磨、耐用、拆卸更换方便。3.3.1.2 风粉在线检测为了在等离子燃烧器运行时能够监测一次风速，控制一次风速在设计范围，在一次风管加装一次风速测量系统。3.3.1.2.1 一次风在
36、线测速装置的组成一次风在线测速装置的组成见下图。图3.14 一次风在线测速装置的组成3.3.1.2.2 测速管的选择 上图所示为靠背管，实际应用中还有笛形管。(1)靠背管靠背管全称靠背式动压测定管。两个测压管端的开口,一个开口迎向气流作为全压感压孔,另一个背向气流为静压感压孔;两个开口面应该成180对称布置。由于其开口较大,故不易堵塞,且对气流方向的偏斜敏感性很小,其偏转角在20内不会引起明显的误差。靠背管可以做成移动的,也可以根据管道的直径尺寸加工成固定安装的;固定的靠背管将其感压孔置于被测管道中心。靠背管既适用于含粉气流也可使用于清洁气流中。(2) 笛形管用笛形管可以测量含浓度较小的气流，
37、如中储式制粉系统给粉机前的一次风管，热风送粉可使用固定的笛形管，乏气送粉使用可以移动的笛形管。在保证刚度条件下,笛形管愈细愈好，一般d/D=0.040.09，(d为笛形管径,D为被测管道内径).而全压感压孔的孔径要愈小愈好,但是要避免被粉尘或锈浊堵塞。感压孔的总面积不得超过笛形管内截面积的30%。3.3.1.2.3 安装规范3.3.1.2.3.1 测孔的选择测孔应选择在与挡板支管或弯头等阻力件有一定距离的直通管道上。 笛形管的测孔前应有810D;测孔后应有3D的直管段。靠背管的测孔前应有810D;测孔后应有13D的直管段。（D为被测管道内径，对矩形通道D=2AB/(A+B);式中A、B为矩形通
38、道边长）。3.3.1.2.3.2 笛形管和靠背管的压差修正系数的标定双管式笛形管和靠背管,由于静压感压孔背向气流,它所测得的压头小于实际的静压值,故所测定的压差修正系数kd常小于1,其数值取决于结构形式和加工精确度,所以需要逐个进行标定。标定原则：(1)用标准皮托管和笛形管或靠背管在同一管道内同一工况(包括速度,静压,温度等)下进行标定,最好选定管道的风速与被测管道相同或比较接近。(2) 修正系数的计算Kd2 = Kd1(P1/P2)0.5式中: Kd1, P1-标准皮托管的修正系数和压差。.Kd2, P2 -被标定管的修正系数和压差。3.3.2 图像火焰监视将煤粉燃烧器的火焰直观的显示给运行
39、人员将对锅炉的安全运行及燃烧调整有极大的帮助。在DLZ-200等离子点火系统中为每个等离子点火燃烧器配置了一支高清晰图像火检探头。该探头采用军用CCD直接摄取煤粉燃烧的火焰图像，图像清晰，不失真。为使CCD避开炉内高温，每只探头均采用长工作距监测镜头。探头外层加装了隔热机构，有效组断二次风传导热及炉膛辐射热。探头前部采用特种耐温玻璃能抗1500熔融灰渣对镜面的冲刷，镜面长期光滑无损。每只探头均需通入冷却风，一方面冷却CCD和镜头，另一方面冷却风通过探头前端3通道风3组合弧形冷却风喷射机构，可避免飞灰、焦块污染镜头。图3.15 图象火焰监视系统组成图象火焰传感器主要技术参数：探头风阻：进口风质P
40、1=2000Pa时，冷却风风管Q=64Nm3/h探头外径：69mmCCD工作电压：U=12V/DC输出信号：标准Pal制式视频信号在冷却风正常工作情况下耐温1200第四章 等离子点火系统的安装4.1 设备到货及现场保管4.1.1 设备到货与验收1、设备运到现场后，用户应在起重、运输设备及人员等方面积极配合并对到货件数与箱件清单进行核对，及时将到货及包装损坏情况反馈至我公司市场部；2、对所发现的包装损坏应明确责任，现场修复后方可入库，对设备的缺损应做好记录。3、设备开箱时由用户与制造厂共同对设备逐一清点检查，双方共同签署设备到货交验单，标明设备到货情况、存在问题及责任归属，用户可根据此单向制造厂
41、提出修复或补供要求。4.1.2 设备的保管及存放1、设备到现场后，按电力基本建设火电设备维护保管规程(SDJ68-84)和本文要求保管存放。2、 对于发货部件的包装，其主要用于发货、运输，而不是现场防风避雨，防腐的主要手段，不能一律放置在露天不顾，一定要核实箱内部件，按以下规定来确定保管方式。（1）下列设备应在室内存放，尽可能存放在有湿度控制的库房内： A: 等离子发生器； B：直流电源柜、隔离变压器、干式变压器等； C: 水泵、空气压缩机、离心风机、换热器等； D: 所有控制设备、电气仪表元件及电缆、阀门等； E：火检探头； F：较贵重的金属件、不锈钢板、不锈钢管等。（2）、燃烧器起吊时必须
42、选择合适起吊点，严禁用拖拉方式移动燃烧器；严禁磕碰；存放场地要求地面坚固、平整；必须采取可靠的防雨措施及防积水浸泡措施，在有条件时最好将燃烧器于室内存放。燃烧器亦可半露天存放,但存放一定要垫平且用帆布等遮盖。（3）、无缝钢管、风道加热器等可以露天存放，存放场地要平坦、道路通畅，有良好的排水设施。（4）、所有设备应用经过防腐处理的枕木或相应的支座垫高，以免同泥水地接触。 4.2 等离子点火系统设备的安装4.2.1 燃烧器的安装 在煤粉锅炉等离子点火系统改造中，目前阶段燃烧器布置方式主要分为两种：、配中间储仓式制粉系统，另设等离子燃烧器及输粉系统；、配中间储仓式或直吹式制粉系统，采用主燃烧器兼有等离子点火功能。在进行等离子燃烧器安装应遵循以下原则：、安装之前应进行外观检查，不得有变形、裂纹等缺陷，否则应及时修复；、对于另设等离子燃烧器及输粉系统，确定燃烧器一、二次风进口方向时，应在风粉管道走向允许的情况下尽量减小管道阻力，并使发生器位于煤粉浓侧，易于点燃