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1、2011年5月,煤粉锅炉等离子体 点火及稳燃技术,目录,节能 环保 控制系统 工程服务 可再生能源,北京 上海 深圳 沈阳 武汉 成都 西安 呼和浩特 哈尔滨 乌鲁木齐 兰州 郑州 济南,公司简介,公司简介,主要从事煤粉燃烧领域技术的研究开发，设计制造及工程服务等业务。 等离子点火稳燃技术 低NOx燃烧技术 余热利用技术 锅炉综合改造,国家科技进步二等奖,中国电力科技技术一等奖,公司简介,2008 年 “煤粉锅炉等离子点火及稳燃技术”获得 世界产权组织 中国知识产权局 颁发的“中国专利金奖”,公司简介,等离子体点火技术原理,技术原理,8,等离子体是物质除了固态、液态、气态的第四种形态。 它对外
2、呈中性，内部有很多活跃的阴、阳离子。 它的温度可以高达4000K以上 。 当载体空气通过电弧时就产生了等离子体。,技术原理,9,启动阶段：稳定、高效的点火系统保证锅炉启动过程。 正常运行阶段：保持原来的燃烧器正常工作。 低负荷运行阶段：可在较低负荷下稳定锅炉的燃烧,技术原理,10,等离子体点火技术的工程应用,工程应用,12,截止目前煤粉锅炉等离子体点火技术已在国内560台机组上成功应用，装机容量超过2.4亿千瓦。 采用等离子体点火技术的1000MW机组有25台，600MW机组227台，300MW机组214台，200MW及以下机组94台。,工程应用,13,冷炉制粉系统 燃烧器的布置 控制系统 电
3、气系统 载体风系统 冷却水系统,工程应用,14,中储式制粉系统：使用粉仓中的煤粉或者邻炉来粉 直吹式制粉系统：使用冷风蒸汽加热器,工程应用,15,原制粉系統,热一次风,蒸汽,冷凝水,磨煤机,冷风蒸汽加热器,配有冷风蒸汽加热器的制粉系统,一次风管,煤粉分离器&分配器,中储式制粉系統：使用粉仓中的煤粉或者邻炉来粉 直吹式制粉系統：使用冷风蒸汽加热器,冷炉制粉,工程应用,16,冷炉制粉,工程应用,17,磨煤机&分离器,二次风箱,等离子体燃烧器,一次风管,等离子体燃烧器,二次风箱,磨煤机&分离器,一次风管,燃烧器布置,工程应用,18,燃烧器布置,工程应用,19,工程应用,20,独立控制系统 可以与DC
4、S连接，成为DCS系统的一部分,控制系统,工程应用,21,1.在FSSS中设计A磨煤机“正常运行”与“等离子运行”两种运行模式，并可相互切换，实现磨煤机FSSS逻辑切换功能 2.“正常运行模式”运行时，A磨煤机维持原有的FSSS逻辑 3.“等离子运行模式”运行时： A磨FSSS启动条件中增加4台等离子发生器运行正常 任一只等离子发生器断弧，联锁关该燃烧器对应的磨出口门 任意2只等离子装置工作故障，联锁停A磨煤机 4.A磨煤机跳闸，联锁等离子发生器跳闸 5. 锅炉MFT时，等离子发生器跳闸，并禁启,控制系统,工程应用,22,工程应用,23,相关技术问题及运行实践,相关技术问题及运行实践,等离子体
5、点火及稳燃技术对煤种的适应性,相关技术问题及运行实践,等离子体点火及稳燃技术对锅炉制粉系统的适应性,相关技术问题及运行实践,如何控制锅炉升温升压速率,锅炉冷态启动曲线,锅炉温态启动曲线,相关技术问题及运行实践,消除超临界机组对水冷壁壁温偏差的影响,相关技术问题及运行实践,热备用和快速投入,相关技术问题及运行实践,热备用和快速投入,等离子启动,相关技术问题及运行实践,低负荷稳燃和事故状态下的快速稳燃,相关技术问题及运行实践,关于锅炉最低稳燃负荷,理论上，在投用等离子体发生器稳燃的情况下，锅炉可以在任何负荷下稳定燃烧。 一般机组的最低稳燃负荷为35%BMCR，继续降低负荷还会出现水动力问题和蒸汽温
6、度过低的问题。 等离子体点火系统对解决上述问题都更有优势。,关于机组滑停问题,内蒙古某2330MW机组，2008年2010年，#1、2机组滑参数停机共计13次，汽轮机中压内缸高点金属壁温通常降至300以下，2009年4月21日#1机组滑停，缸温最低降至274，给检修预留了充足时间。 天津某600MW机组，2003年采用等离子体点火装置进行机组滑停试验，汽轮机调节级金属壁温降至261 。,相关技术问题及运行实践,改进之前,改进之后,以前阴极设计寿命50小时，实际工程累计使用寿命一般为20-100小时； 使用寿命不均等，原因不详； 使用前无法检验预知。,对材料成分和制造工艺进行许多改进； 产品随机
7、抽样寿命达到297306小时的实验室水平； 实际工程中，产品的保证寿命达到100小时。,关于等离子体发生器阴阳极寿命问题,相关技术问题及运行实践,相关技术问题及运行实践,改进之前,改进之后,阳极的平均使用寿命在200-500小时左右； 阳极易污染，造成启弧困难。,开发了L2C4阳极，稳定性、可靠性大幅度提高，点火能力增强； 实验室累计寿命可达1000小时，正常使用条件下保证500小时； 更换作业简单，基本不需要维护。,关于等离子体发生器阴阳极寿命问题,相关技术问题及运行实践,关于等离子体点火系统的煤粉燃尽率的问题,相关技术问题及运行实践,关于锅炉性能问题,表1：大唐盘山600MW机组3、4号锅
8、炉热效率试验比较,摘自大唐盘山发电厂3、4号锅炉性能试验报告,相关技术问题及运行实践,关于锅炉性能问题,摘自华能汕头发电厂3号锅炉性能试验报告,BMCR工況，NOx排放平均值300mg/m3，低於保證值400mg/m3。,表2：华能汕头3号600MW机组锅炉效率测试结果比较,相关技术问题及运行实践,关于锅炉性能问题,摘自康平发电厂1、2号锅炉性能试验报告,表3：辽宁康平电厂600MW机组性能测试結果比较,是否满足锅炉炉膛防爆规程,美国多燃烧器锅炉炉膛防外爆内爆标准NFPA85： “除非每个主燃烧器都装有火焰监视器，否则禁止使用第三类特殊点火器。” 我国电站煤粉锅炉炉膛防爆规程DL/T43520
9、04,3.2.5 C ： “每个燃烧器煤粉喷口应配有点火器。如果某些不单独运行的燃烧器煤粉喷口，其相邻运行的燃烧器煤粉喷口能提供可靠的点火源时，可不设点火器。”,相关技术问题及运行实践,是否满足锅炉炉膛防爆规程,相关技术问题及运行实践,保护的正常投入 煤粉稳定高效的点燃 图像火检监视装置 断弧工况的措施 壁温测量系统在线装置投入 升负荷速率的控制,无燃油燃煤电厂,无燃油燃煤电厂,传统的燃煤发电厂都设计有燃油点火系统，安装了等离子体点火系统后可以实现无燃油运行，即主要采用等离子体点火系统实现锅炉的点火和稳燃，原设计的燃油点火系统作为等离子体点火系统的备用和补充。 无燃油燃煤电厂则是取消了燃油点火
10、系统，完全采用等离子体点火系统实现锅炉点火和稳燃。由于没有燃油系统作为备用，对等离子体点火系统的设备性能、系统配置方案和运行维护管理都提出了更高的要求。 在国电集团企业标准无燃油燃煤发电厂等离子体点火及稳燃系统的设计、调试与运行导则中规定：无燃油燃煤发电厂是指：采用等离子体点火及稳燃系统，不设燃油系统的燃煤电厂。,无燃油燃煤电厂,国电内蒙古东胜热电厂,无燃油燃煤电厂,国电内蒙古东胜热电厂,国电内蒙古东胜热电厂2330MW空冷供热机组分別于2008年1月24日和6月28日投产发电。,无燃油燃煤电厂,国电内蒙古东胜热电厂,三年来累计启动27次，低负荷稳燃67次（负荷低于120MW）；滑参数停机13
11、次；机组跳闸、锅炉灭火后恢复3次。,无燃油燃煤电厂,辽宁康平发电厂,1、2号机组分别于2008年12月10日、2009年8月15日通过了“168小时”试运行，投入商业运行。,无燃油燃煤电厂,辽宁康平发电厂,入厂煤中经常出现灰分高于55%，发热量10MJ/kg左右的劣质煤，有时还需要掺烧一部分褐煤。,无燃油燃煤电厂,辽宁康平发电厂,康平电厂两台机组正式投产至2010年底已连续运行16个月 在此期间，1号炉正常启停14次，非计划启停2次 2号炉正常启停13次，非计划启停2次。 等离子体点火设備均能够正常投入，点火效果良好，保证了康平电厂的安全运行。,无燃油燃煤电厂,其它无燃油电厂建设,国电内蒙古东
12、胜电厂 国网能源阜康电厂 宁夏发电集团六盘山电厂 吉林龙华延吉电厂 吉林江南电厂 陕西德源府谷能源有限公司 新疆哈密大南湖电厂 天津北塘热电厂 截至2011年3月，国内已建成的无燃油电厂8座，还有十余座正在建设中。,无燃油燃煤电厂,效益分析,效益分析,烟台龙源公司联合各相关电厂、设计及调试等单位编写了电力行业标准等离子体点火系统设计与运行导则，并于2010年由国家能源局颁布实施。 中国国电于2010年印发无燃油燃煤发电厂等离子体点火及稳燃系统的设计、调试与运行导则，用于规范集团内无燃油电厂的建设。,推动了相关标准的制定工作,效益分析,结束语,等离子体煤粉点火及稳燃技术实现以煤代油，符合国家能源产业政策，于国有利； 节省的效益留在了企业，对企业有利； 不与民争油，于民有利。,谢谢！,56,