等離子體鍋爐點火系統(tǒng)維護培訓(xùn)教材x

1、 武漢天和技術(shù)股份有限公司 WUHAN TIANHE TECHNOLOGY Co., Ltd 2Unity V2.0等離子發(fā)生器的操作培訓(xùn)教材一、等離子點火系統(tǒng)主要構(gòu)成部分二、等離子發(fā)生器運行原理三、等離子發(fā)生器的檢修與維護3Unity V2.0一、等離子點火系統(tǒng)主要構(gòu)成部分1.1.等離子煤粉點火系統(tǒng)由等離子點火設(shè)備及其輔助系統(tǒng)組成，如圖所示等離子煤粉點火系統(tǒng)由等離子點火設(shè)備及其輔助系統(tǒng)組成，如圖所示4Unity V2.0等離子點火設(shè)備由等離子發(fā)生器、等離子燃燒器組成，輔助系統(tǒng)主要由壓縮空氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)（含隔離變壓器、等離子電源柜、電抗器等）、圖像火檢系統(tǒng)、一次風(fēng)速在線檢測系統(tǒng)

2、、控制系統(tǒng)、冷爐制粉系統(tǒng)等組成。2、等離子發(fā)生器與燃燒器整體裝配等離子發(fā)生器與燃燒器整體裝配5Unity V2.0二、等離子發(fā)生器運行原理 等離子發(fā)生器是利用直流電將以壓縮空氣為介質(zhì)的氣體電離，產(chǎn)生功率穩(wěn)定、定向流動的直流空氣等離子體，該等離子體在燃燒器的一級燃燒筒中形成溫度大于4000K、梯度極大的局部高溫區(qū)，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，能在10-3秒內(nèi)迅速釋放出大量揮發(fā)份，同時也使煤粉顆粒破裂粉碎。揮發(fā)份迅速燃燒釋放熱量，從而使煤粉碳顆粒著火燃燒。 等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團（OH、H2、O2）、離子（O2、H2、OH、O、H）和電子等，可

3、加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，促進燃料完全燃燒。除此之外，等離子體對于煤粉的作用，可比通常情況下?lián)]發(fā)份析出量提高20%80%，即等離子體有再造揮發(fā)份的效應(yīng)，這對于點燃低揮發(fā)份煤粉強化燃燒有特別的意義。6Unity V2.0 THP-600-2型等離子發(fā)生器使用雙路載體風(fēng)來產(chǎn)生高溫等離子體，它由陰極、陽極、前進氣室、后進氣室、引弧裝置、開關(guān)電源、冷卻水腔等組成。等離子發(fā)生器采用同軸雙氣室結(jié)構(gòu)，等離子弧采用空氣壓縮形式，陽極和陰極在工作時固定不動，其間間距保持恒定。在陰、陽電極間加穩(wěn)定的大電流，將電極空心筒體中的壓縮空氣電離形成具有高溫導(dǎo)電特性等離子體。前進氣室進來的壓縮空氣將等離子體壓縮，并由后進氣室進來的壓

4、縮空氣將等離子體吹出陽極筒體，形成連續(xù)穩(wěn)定的高溫等離子體流。THP-600-2型等離子發(fā)生器功率在100-200KW范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。1.)1.)陽極陽極陽極由高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率及抗氧化的特殊金屬材料制成，陽極結(jié)構(gòu)為空心圓筒體。為保證安全性，采用水冷方式進行冷卻。2.)2.)陰極陰極陰極也由高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率及抗氧化的特殊金屬材料制成，其結(jié)構(gòu)也為空心圓筒體。采用水冷方式進行冷卻，能承受等離子體的高溫沖擊7Unity V2.03.)3.)冷卻水冷卻水 高溫等離子流的溫度高，等離子發(fā)生器的陰極和陽極通過水冷的方式來進行冷卻，否則很快會被燒毀。冷卻水系統(tǒng)由水泵、閥門、流量開關(guān)、壓力表、管路等組成，形成

5、閉式循環(huán)。 為確?？煽坷鋮s，應(yīng)保證發(fā)生器冷卻水進水壓力和流量，進水壓力不低于0.2MPa，單臺發(fā)生器的冷卻水流量為4-6 t/h。每臺發(fā)生器冷卻進水管路裝有流量開關(guān)，流量滿足信號送至控制系統(tǒng)DCS。冷卻水采用電廠的閉式循環(huán)水，冷卻水泵兩臺互為備用。重點說明：發(fā)生器退出運行后仍然處在一次風(fēng)粉氣流中，無論是運行還是備重點說明：發(fā)生器退出運行后仍然處在一次風(fēng)粉氣流中，無論是運行還是備用，只要是鍋爐運行期間用，只要是鍋爐運行期間( (包括停爐后爐膛溫度大于包括停爐后爐膛溫度大于100100度時度時) )必須保證冷卻水必須保證冷卻水暢通，冷卻水系統(tǒng)應(yīng)納入運行巡檢范圍。暢通，冷卻水系統(tǒng)應(yīng)納入運行巡檢范圍。

6、8Unity V2.04.)4.)壓縮空氣壓縮空氣 作為等離子流的載體，要求作為介質(zhì)的壓縮空氣應(yīng)是潔凈、干燥的，且壓力穩(wěn)定（要求用儀用壓縮空氣）。 為了保證壓縮空氣的品質(zhì)，在壓縮空氣管道加裝過濾器，并在氣管道上設(shè)有壓力表和一個壓力開關(guān)，把壓力滿足信號送回控制系統(tǒng)，水氣就地控制柜內(nèi)有調(diào)節(jié)控制裝置，提供點火需要的壓力和流量。 等離子點火時壓縮空氣入口壓力要求在0.6MPa0.7MPa，每臺等離子裝置的壓縮空氣流量約為1.5 Nm3/min，每臺爐最大需要量為6.4 Nm3/min。重點說明：發(fā)生器備用期間（只要是鍋爐運行）必須保證該路保護壓縮空氣暢通，重點說明：發(fā)生器備用期間（只要是鍋爐運行）必須

7、保證該路保護壓縮空氣暢通，(每每臺發(fā)生器流量控制在臺發(fā)生器流量控制在 0.4 Nm3/min，以內(nèi)，以內(nèi))并納入運行巡檢范圍。并納入運行巡檢范圍。9Unity V2.0三、等離子發(fā)生器的檢修與維護等離子發(fā)生器的檢修與維護1 1、發(fā)生器常見問題及處理方法、發(fā)生器常見問題及處理方法1 1）發(fā)生器不能正常引弧，原因可能是：）發(fā)生器不能正常引弧，原因可能是：n直流電源控制柜不在遠(yuǎn)程位（將旋鈕打到遠(yuǎn)程控制位）n點火參數(shù)設(shè)置不正確（按照說明書要求重新設(shè)置各項啟弧參數(shù)）n點火條件不具備 （檢查點火條件是否具備）n高頻點火線接頭脫落或松動（將高頻點火線與電極連接牢固）n直流電源控制柜控制電源失電（檢查控制電源

8、，檢查控制電源保險管；）n陰陽極間沒有間隙，（將陰、陽極的間隙調(diào)整到合適范圍內(nèi)）n極面污染不導(dǎo)電（清理、打磨陰陽極表面后重新安裝）1.陰陽極間有水（加大壓縮空氣氣量吹掃10min；）10Unity V2.02 2）發(fā)生器拉弧操作后有電壓沒有電流發(fā)生器拉弧操作后有電壓沒有電流，原因可能是：，原因可能是：n引弧高壓線有問題（檢查引弧高壓線)n點火PCB板故障（更換點火PCB板)n陰陽極間隙過大(調(diào)整陰陽極間隙)n陰陽極極面有氧化層 (用砂紙打磨陰陽極后重新安裝)3)3)發(fā)生器運行時功率波動大、易斷弧發(fā)生器運行時功率波動大、易斷弧, ,原因可能是原因可能是: :n控制參數(shù)設(shè)定出錯(重新設(shè)定參數(shù))n陰

9、極燒蝕嚴(yán)重(查看陰極運行時間，達(dá)到更換陰極時間，立即更換)2 2、發(fā)生器檢修方式及檢修工具、發(fā)生器檢修方式及檢修工具11Unity V2.01 1）檢修方式：如圖）檢修方式：如圖12Unity V2.02 2）檢修工具）檢修工具陰極裝卸工具陰極裝卸工具陽極裝卸工具陽極裝卸工具13Unity V2.0手動升降工具手動升降工具陽極體裝配工具陽極體裝配工具14Unity V2.03.3.發(fā)生器陰、陽極檢修操作規(guī)程發(fā)生器陰、陽極檢修操作規(guī)程1）先斷電：先將等離子直流電源斷開，掛上“有人工作禁止合閘”牌。2）再將發(fā)生器從燃燒器陶瓷防磨套筒中抽出。 注意：在爐膛溫度較高的情況下應(yīng)先將發(fā)生器抽出到陶瓷防護套

10、內(nèi)后再斷水（3利用防磨套內(nèi)密封風(fēng)對發(fā)生器冷卻，保護好陰陽極密封圈）n將密封風(fēng)壓緊環(huán)拆除。n將直流電纜線拆除。n將發(fā)生器進回水總門都關(guān)閉，再將排水閥打開將水排盡。n將水汽管拆除（針對水汽管不夠長的項目）n將發(fā)生器拉出，需使用發(fā)生器支架裝置，并處理外表煤粉。15Unity V2.03）將陽極拆開檢查。n檢查陰陽極燒蝕情況，根據(jù)燒蝕情況判定是否需要更換。更換陰陽極需用陰陽極專用扳手。（記錄檢查時間、和運行時間，沒更換的陰陽極做出一定的預(yù)算使用時間）n更換陰極時時檢查陰極密封圈是否損壞。n沒有更換陰陽極的用100號細(xì)砂紙將陰陽極表面進行打磨處理。檢查陽極體密封墊（四氟墊）是否有破損，及時檢查更換。測量

11、墊厚度， 標(biāo)準(zhǔn)厚度為3.2mm，新墊誤差應(yīng)小于0.1mm，重復(fù)使用厚度不小于2.8mm。陰極密封圈陰極密封圈陽陽極極極極密密封封墊墊16Unity V2.04)將陰陽極回裝調(diào)整好陰陽極間隙。（通過計算公式算出間隙，要求在1.21.4mm范圍內(nèi)）計算公式計算公式：間隙=陽極深度-陰極高度-0.2mm(四氟墊壓縮量）陽極深度陽極深度陰極高度陰極高度四氟墊四氟墊17Unity V2.0將陽極體固定螺栓對角多次循環(huán)緊固，以防壓偏。將陽極體固定螺栓對角多次循環(huán)緊固，以防壓偏。（陽極與發(fā)生器隔板方向?qū)?zhǔn)）（陽極與發(fā)生器隔板方向?qū)?zhǔn)）將發(fā)生器裝入燃燒器內(nèi)將發(fā)生器裝入燃燒器內(nèi)隔板方向標(biāo)示隔板方向標(biāo)示18Uni

12、ty V2.05) 5) 聯(lián)接好水氣管路，將排水閥關(guān)閉，進回水閥總門打開，確認(rèn)無漏水漏氣現(xiàn)聯(lián)接好水氣管路，將排水閥關(guān)閉，進回水閥總門打開，確認(rèn)無漏水漏氣現(xiàn)象。象。 將密封風(fēng)裝置安裝上，再將發(fā)生器防護罩安裝上。清除滑道、防護罩將密封風(fēng)裝置安裝上，再將發(fā)生器防護罩安裝上。清除滑道、防護罩上的灰塵。上的灰塵。6) 6) 整體檢查整體檢查n檢查陰陽極水路（進回水管）、氣路（氣檢查陰陽極水路（進回水管）、氣路（氣1 1、氣、氣2 2）是否正確。）是否正確。n檢查陰陽極直流電纜是否正確。檢查陰陽極直流電纜是否正確。 n檢查發(fā)生器整體有無異常。檢查發(fā)生器整體有無異常。n檢查水氣柜內(nèi)外水、汽（進水、回水、進氣

13、）是否通暢，壓力是否滿足。檢查水氣柜內(nèi)外水、汽（進水、回水、進氣）是否通暢，壓力是否滿足。 以上程序確定發(fā)生器一切正常后通知送電進行拉弧。以上程序確定發(fā)生器一切正常后通知送電進行拉弧。19Unity V2.0題與解答問問20Unity V2.0n等離子點火系統(tǒng)電氣控制設(shè)備n等離子點火系統(tǒng)電氣控制設(shè)備提供等離子點火所需的直流電源、等離子載體壓縮空氣的控制 、等離子發(fā)生器冷卻水的控制、以及其他的設(shè)備控制。主要由以下設(shè)備組成： n 隔離變壓器n 直流柜n 電抗器n 就地接線箱 n 就地點火箱n 水氣就地柜21Unity V2.0主要構(gòu)成部分22Unity V2.0變壓器變壓器n隔離變壓器的主要作用是

14、隔離。由廠用電供電，一次繞阻接成“”形，使3次諧波能夠通過，減少高次諧波對廠用電的影響；二次繞組接成“Y”型。柜體布置有溫控器和冷卻風(fēng)扇，當(dāng)柜內(nèi)溫度在工作過程中超過設(shè)定的溫度時會自動啟動冷卻風(fēng)機進行冷卻。序序號號項目項目數(shù)值數(shù)值單位單位1 1隔離變壓器隔離變壓器 變壓器型式變壓器型式環(huán)氧澆注干式隔離變壓器環(huán)氧澆注干式隔離變壓器冷卻方式冷卻方式AFAF絕緣耐熱等級絕緣耐熱等級F F聯(lián)結(jié)組標(biāo)號聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 Dyn11 Dyn11 額定電流（一次側(cè)）額定電流（一次側(cè)）455455A A額定電壓（一次側(cè)）額定電壓（一次側(cè)）AC380AC380V V額定電流（二次側(cè)）額定電流（二次側(cè)）455455A A額

15、定電壓（二次側(cè)）額定電壓（二次側(cè)）AC380AC380V V額定頻率額定頻率5050HzHz重量重量16501650kgkg外型尺寸外型尺寸16001600（寬）（寬）800800（深）（深）22002200（高）（高）mmmm23Unity V2.0直流柜直流柜n電源柜內(nèi)主要有由六組大功率晶閘管組成的三相全控整流橋、大功率直流調(diào)速器 、交流接觸器、負(fù)荷隔離開關(guān)、熔斷器、控制PLC等。 n直流電源模塊采用進口英國歐陸590三相全橋控制晶閘管整流功率元件，將三相交流電源整流成450V、500A直流電，供給等離子發(fā)生器，用于產(chǎn)生等離子體電弧。n 控制系統(tǒng)采用施耐德的PLC模塊，編程軟件為施耐德的t

16、widosoft軟件，上位機融入與原DCS系統(tǒng)中，具備靈活的可操作性。每個發(fā)生器配置一套獨立的PLC控制系統(tǒng)，這樣可以保證每個發(fā)生器的相對獨立性。中央控制系統(tǒng)接入主機DCS，并配合鍋爐的FSSS邏輯保護，以保證整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。 24Unity V2.0直流柜直流柜n直流電源柜技術(shù)參數(shù)如下：n額定輸入電壓(1)： 3相，AC380Vn額定輸入電流： 455 An額定頻率： 4565HZn額定直流輸出電壓： 400Vn額定直流輸出電流： 500An過載能力： 130%n額定輸出功率： 200KWn安裝海拔高度： 額定直流電流下 1000 M n環(huán)境等級（DIN IEC 721-3-3）：3

17、K3n防護等級(DIN 40050 IEC144)：IP2325Unity V2.0平波電抗器平波電抗器n平波電抗器用于消除整流脈沖平波電抗器用于消除整流脈沖。n為保證等離子發(fā)生器在工作中，特別是在啟動過程中，需要電源要有極強的恒流能力。電抗器要能產(chǎn)生足夠的感抗，以保持電流的平穩(wěn)。n本工程中將2臺電抗器布置在一個密閉的柜體內(nèi)，柜體上布置有溫控器和冷卻風(fēng)扇，當(dāng)柜內(nèi)溫度在工作過程中超過設(shè)定的溫度時會自動啟動冷卻風(fēng)機進行冷卻。26Unity V2.0水氣就地柜水氣就地柜n就地水氣柜提供等離子發(fā)生器工作所需的壓縮空氣（載體風(fēng)）以及陰陽極冷卻水。n為了保證壓縮空氣的品質(zhì)，在壓縮空氣管道加裝過濾器，并在氣管道上設(shè)有壓力表和一個壓力開關(guān)，把壓力滿足信號送回控制系統(tǒng)，水氣就地控制柜內(nèi)有氣流調(diào)節(jié)控制裝置（比例閥），提供點火需要的壓力和流量。給氣指令開之后，比例閥顯示值應(yīng)為0.040.06 ；等離子功率自動指令投入后，比例閥顯示值應(yīng)在氣1終止設(shè)定值和氣2終止設(shè)定值之間循環(huán)變化，約每秒變化0.01。氣1與氣2的增減變化方向相反。n每臺發(fā)生器冷卻進水管路裝有壓力表和流量開關(guān)，流量滿足信號送至控制系統(tǒng)直流柜。一般設(shè)定為水流量大于 70L/min開關(guān)動作（