等離子點火系統(tǒng)存在的問題及對策探討

1、 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 國電費縣發(fā)電有限公司位于山東省沂蒙山革命老區(qū)臨沂市費縣境內(nèi)，規(guī)劃總裝機容量為730萬千瓦，一期工程裝機容量265萬千瓦。二期工程計劃安裝2臺100萬千瓦超超臨界凝汽式燃煤發(fā)電機組，已列入中國國電集團公司“1691”重點建設的6個500萬千瓦級大型電源項目，目前，已經(jīng)具備國家發(fā)改委核準條件。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)

2、電有限公司2022年5月2日 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 全國火電大

3、機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 等離子點火系統(tǒng)存在的問題及對策 祝富遠 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日我公司等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討我公司等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 國電費縣發(fā)電限公司等離子點火系統(tǒng)特點國電費縣發(fā)電限公司等離子點火系統(tǒng)特點 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 等離子點火及穩(wěn)燃技術(shù)以煤代油，實現(xiàn)煤粉鍋爐無油啟停與穩(wěn)燃，現(xiàn)已在很多電廠使用。國

4、電費縣發(fā)電有限公司在基建時期將B層燃燒器改為等離子燃燒器，至今已經(jīng)運行五年多的時間，在實現(xiàn)節(jié)能的同時也暴露了很多問題。此次交流準備對我廠等離子點火系統(tǒng)的特點做簡單介紹，針對我廠在等離子點火系統(tǒng)使用過程中存在的主要問題及對應策略進行探討。希望與同行共同探討難點問題的解決方案，促進等離子點火新技術(shù)在電廠中安全穩(wěn)定的運用。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 國電費縣發(fā)電限公司等離子點火系統(tǒng)特點n 國電費縣發(fā)電有限公司一期工程2臺600MW燃煤汽輪發(fā)電機組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固

5、態(tài)排渣、全鋼、全懸吊結(jié)構(gòu)型鍋爐。采用中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)，每爐配6臺磨煤機（5臺運行，1臺備用），前后墻對沖燃燒方式。將前墻最下層5臺煤粉燃燒器改造為兼有等離子點火及穩(wěn)燃功能的等離子燃燒器。在鍋爐點火和穩(wěn)燃期間，該燃燒器具有點火和穩(wěn)燃功能；在鍋爐正常運行時，該燃燒器具有主燃燒器功能，出力及燃燒工況與原來保持一致。等離子燃燒器按照鍋爐原有的煤粉燃燒器接口尺寸設計。兩臺爐等離子點火器需5150kVA 的AC 380V電源。從低壓開關(guān)柜接出5路，分別送至5臺等離子隔離變壓器，再接至等離子整流柜，輸出的直流電送至就地等離子點火器以產(chǎn)生等離子電弧。兩臺爐共用一套整流系統(tǒng)。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流

6、全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 國電費縣發(fā)電限公司等離子點火系統(tǒng)特點n冷卻水系統(tǒng)采用全廠閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，水質(zhì)為除鹽水，水壓為0.5MPa，水量為每臺爐50t/h。n等離子載體風選用高壓離心風機系統(tǒng)，該風機既為等離子發(fā)生器提供載體風,又為圖像火檢探頭提供冷卻風。n等離子點火及穩(wěn)燃系統(tǒng)可以在主控室內(nèi)DCS上進行遠方操作完成點火及穩(wěn)燃過程。n每臺等離子燃燒器噴口處安裝一只圖像監(jiān)測探頭。可在主控室等離子顯示器上監(jiān)視等離子燃燒器是否著火和煤粉著火情況。n等離子點火及穩(wěn)燃系統(tǒng)在冷態(tài)啟動過程中利用B磨煤機及等離子點火系統(tǒng)即可完成鍋爐啟動、汽輪機沖轉(zhuǎn)、

7、發(fā)電機并網(wǎng)帶負荷。爐膛溫度達到較高水平后，對前后墻旋流燃燒的鍋爐，由于燃燒器自身的特點，可以投入較少的燃油即可啟動所在層的磨煤機繼續(xù)升負荷，使機組達到較好的節(jié)油效果。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 等離子點火系統(tǒng)有很多優(yōu)點，但也存在幾個先天的不足：1. 冷態(tài)啟動時對煤質(zhì)要求較高，點火性能差的煤很難點著，往往需對火檢進行強制，這就對爐膛安全留下了巨大隱患。2.點火初期由于爐膛溫度較低，煤粉燃燒不充分，鍋爐尾部積粉，容易造成二次燃燒。3.冷態(tài)啟動時升溫較快，鍋爐升溫率較難控

8、制，若控制不當會對受熱面造成應力損傷，留下事故隱患。4.等離子投用時由于煤粉在等離子發(fā)生器一級筒內(nèi)就已經(jīng)燃燒，當煤質(zhì)變化時，若調(diào)整不當，燃燒器出現(xiàn)結(jié)焦的情況較大，最終造成燃燒器的燒損；陰陽極漏水造成燃燒器結(jié)焦，粉管堵塞等。5.其他問題。 在此將國電費縣發(fā)電有限公司出現(xiàn)的問題提出，與同行共同探討。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 1、冷態(tài)啟動時對煤質(zhì)要求較高，點火性能差的煤很難點著。n這是等離子點火系統(tǒng)存在的固有缺陷，是難以克服的，為此廠家設計了等離子點火模式時延長跳磨保護

9、的邏輯，我廠為180S。冷態(tài)啟動過程中若點不著火，必須重新吹掃，查明原因重新點火；若因煤質(zhì)差原因要采用燃油點火方式。且不可采用強制火檢等違章手段，以避免爐膛爆炸和尾部燃燒事故的發(fā)生。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 2、鍋爐尾部發(fā)生二次燃燒n國電費縣發(fā)電有限公司雖然沒發(fā)生過尾部二次燃燒事故，但在某次點火后停爐檢修時發(fā)現(xiàn)，二次風道內(nèi)積灰含有未燃盡的煤粉。這是由于未燃盡的煤粉經(jīng)過空預器被帶回熱二次風系統(tǒng)造成的。因此防止等離子投用時鍋爐尾部二次燃燒事故是必要的。n等離子燃燒器是

10、內(nèi)燃式燃燒器，由于一次風率一般在1530，最大也不可能超過40，因此，在等離子燃燒器內(nèi)是不可能將全部燃料點燃并燃盡的，必然有一部分燃燒過程在爐膛內(nèi)進行。而等離子點火是在冷爐的條件下進行，啟動時為了滿足啟動曲線的要求，初始投入功率的限制爐膛熱負荷也不可能太高。因此，飛灰可燃物往往高于正常運行的飛灰可燃物。為了降低飛灰可燃物高所帶來的問題，一方面應當改進等離子燃燒器，改善燃燒調(diào)整方法；另一方面，加強運行管理措施，防止二次燃燒的發(fā)生。尤其對于高揮發(fā)份、低灰分煤種，飛灰可燃物達到30以上。采取管理措施來防止二次燃燒更應當作為重中之重的重點。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣

11、發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 2、鍋爐尾部發(fā)生二次燃燒對策n2.1等離子點火初期應加強飛灰可燃物的監(jiān)測，如飛灰可燃物偏高，應適當調(diào)整一、二次風速、磨煤機出力、煤粉細度、各一次風管間的流量分配、點火功率以至更換煤種等，盡可能改善燃燒情況。要防止風煤配比不當，一、二次風量過小，使可燃物進入尾部受熱面內(nèi)沉積；或者一、二次風量過大，使帶入煙道以至風道的可燃物過多。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 2、鍋爐尾部發(fā)生二次燃燒的對策n2

12、.2等離子點火過程中，空氣預熱器的吹灰裝置必須投入運行。遇下列情況時，應增加空氣預熱器吹灰次數(shù)以至連續(xù)吹灰，嚴防可燃物在空氣預熱器中自燃或被吹入煙、風道自燃、爆炸；應及時檢查省煤器下灰斗，空氣預熱器下部灰斗，除塵器灰斗、倉式泵、粉煤灰倉及其布袋除塵器，及時清除可燃物含量較高的飛灰，防止燒壞設備及堵塞下灰系統(tǒng)。 煤種偏離設計值，或有較大變動及煤中灰分較大，燃燒不良時； 等離子燃燒器不能正常投運，燃燒不穩(wěn)定而采用油煤混燒時； 當飛灰可燃物大于15，經(jīng)過調(diào)整無法有效降低時； 空氣預熱器進出口差壓增大時； 空氣預熱器運行期間發(fā)現(xiàn)“高溫”或“熱點”報警且復歸無效時。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大

13、機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 2、鍋爐尾部發(fā)生二次燃燒的對策n2.3若機組啟停過程中，等離子燃燒器較長時間投運或油煤混燒時間較長，可根據(jù)具體情況，鍋爐停運時對空氣預熱器、電氣除塵器、各部位灰斗進行檢查，如有問題應及時處理。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 3、冷態(tài)啟動時升溫較快，鍋爐升溫率較難控制，若控制不當會對受熱面造成應力損傷，留下事故隱患。 我廠雖然沒出現(xiàn)過因等離子投用造成受熱面損壞四

14、管泄漏事故，但發(fā)生了一起因等離子投用中因熱負荷增加較快出現(xiàn)預熱器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)的事件。n#1鍋爐預熱器在2006-12-26啟動過程中，發(fā)生停轉(zhuǎn)，手動無法盤車。分析原因為機組升負荷過快，造成預熱器熱態(tài)變形不均勻，與三項密封系統(tǒng)發(fā)生較大摩擦而引起驅(qū)動電機電流過大，過載保護跳機，然后引起預熱器進一步不均勻變形，密封片與密封板卡住，手動無法盤車。停機后，溫度降低，預熱器變形恢復冷態(tài)形狀，預熱器重新啟動。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 3、冷態(tài)啟動時升溫較快，鍋爐升溫率較難控制，對策

15、。 針對此問題，在鍋爐點火到升至滿負荷過程中應注意：n等離子體點火必須滿足機組啟動曲線的要求。n在啟動調(diào)試措施中應根據(jù)鍋爐初始允許投入熱功率的要求，確定等離子體點火的初始投入煤量。n當中速磨煤機最低出力無法滿足鍋爐初始允許投入熱功率要求時應采取以下措施調(diào)整磨煤機出力：n降低磨煤機磨輥加載力；n適當關(guān)小磨煤機出口分離器擋板；n在保證一次風管不堵粉、磨煤機石子煤管不堵塞的前提下，盡可能降低一次風量。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 4、燃燒器燒損，陽極漏水，粉管堵塞。n費縣電

16、廠投用至今因結(jié)焦燒損的燃燒器已經(jīng)多個，在大小修中進行了更換。也出現(xiàn)過兩次粉管堵塞現(xiàn)象。這也是費縣電廠在等離子使用過程中存在的最嚴重的問題，至今未能很好的解決。分析原因如下： 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 4、燃燒器燒損，陽極漏水，粉管堵塞原因及對策。 4.1煤質(zhì)原因，運行調(diào)整不當造成結(jié)焦。n對于煤質(zhì)較差的時候，等離子點火時燃盡率過低產(chǎn)生的灰和渣較多造成結(jié)焦現(xiàn)象，一般采用差壓和風速還有壁溫來檢測，如果出現(xiàn)這種現(xiàn)象，不及時進行處理將會燒損燃燒器，嚴重的將燃燒器外壁燒損漏粉到

17、二次風箱內(nèi)造成二次燃燒，是相當危險的。n對于著火性能較好，灰熔點較低的煤種，點燃較容易。在內(nèi)燃的方式下，由于一次風率一般在1530，在高度欠氧的還原性氣氛下燃燒，將使灰熔點下降100。因此，燃燒器結(jié)渣的情況更容易發(fā)生。 為了防止結(jié)渣，除了適當降低等離子發(fā)生器的功率或降低燃燒器功率之外，一種有效的措施是提高一次風速，但不可過高，防止燃燒效率下降較多，飛灰可燃物大幅度增加。尤其在利用等離子燃燒器低負荷穩(wěn)燃時，應當特別注意，避免因等離子燃燒器出力過大，造成燃燒器結(jié)渣、燒壞。磨煤機給煤量應嚴格控制在燃燒器在等離子狀態(tài)下的設計出力范圍內(nèi)。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電

18、有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 4、燃燒器燒損，陽極漏水，粉管堵塞原因及對策。 4.1煤質(zhì)原因，運行調(diào)整不當造成結(jié)焦。n等離子燃燒器的壁溫監(jiān)視裝置，是防止燃燒器結(jié)渣的重要手段。等離子點火裝置投運過程中，應嚴密監(jiān)視等離子燃燒器壁溫，并記錄。在燃燒器顯示壁溫超過400或超過300且壁溫仍然上升較快時，應及時采取降低壁溫的措施，包括降低磨煤機出力、加大磨煤機的入口風量、降低等離子發(fā)生器功率等，燃燒器顯示壁溫超過500時，應停止該燃燒器進行檢查。因此加強運行管理是必要的。n但我廠等離子燃燒器壁溫測量原件由于設計、安裝原因，往往造成套管燒損，繼

19、而造成溫度原件損壞，運行期間無法處理，失去了對等離子壁溫的監(jiān)視手段。燃燒器的燒損也就成了必然。n因此建議廠家對燃燒器壁溫套管的材質(zhì)、測量乃至安裝方式重新設計，確保溫度測點不損壞。機務、熱控專業(yè)也要在檢修期間配合好，保證燃燒器壁溫測點的正常投用。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 4、燃燒器燒損，陽極漏水，粉管堵塞原因及對策。 4.2陽極漏水造成燃燒器結(jié)焦。n陽極漏水是造成等離子發(fā)生器結(jié)焦的原因之一，但等離子發(fā)生器結(jié)焦后溫度較高也會造成陽極溫度過高損壞，陽極漏水后無監(jiān)視手段，

20、往往分不出是先結(jié)焦還是先漏水，漏水嚴重時會造成粉管堵塞。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 4.2陽極漏水造成燃燒器結(jié)焦原因及對策。 1）陽極質(zhì)量問題。廠家承諾陽極使用壽命達到300小時以上，但往往達不到，且不可控。我廠在200小時左右就進行更換。 2）載體風問題。n載體風壓力過高，造成陽極拉弧后風將溫度集中點在陽極喉口處，溫度過高造成陽極燒漏，風壓設定值在8-10kpa為最佳。但應加強就地風壓表的維護，確保指示準確。n載體風太臟使等離子在進行電離時灰塵附著陽極表面造成陽極

21、過臟，導電性能下降，出現(xiàn)拉弧傷痕，時間一長陽極就會漏水，從而陽極壽命縮短。因此建議要加強等離子載體風機濾網(wǎng)的清洗維護。新上系統(tǒng)可將載體風取自壓縮空氣有利于陰陽極的使用壽命加長，采用一定的遠程操作手段在等離子不使用時停用載體風，可節(jié)約載體風機的投資。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 4.2陽極漏水造成燃燒器結(jié)焦原因及對策。 3）冷卻水問題。冷卻水流量低，造成陰陽極冷卻效果降低，使陽極達不到使用壽命。 4）燃燒器結(jié)焦。等離子發(fā)生器結(jié)焦后高溫造成陽極拉弧過程中溫度過高損壞。n等離子陰陽極漏水無好的監(jiān)視手段，但是漏水后會出現(xiàn)斷弧和拉弧不成功等異?，F(xiàn)象。因此運行人員要加強監(jiān)視，出現(xiàn)異常先將冷卻水進行關(guān)閉，檢查原因。n當發(fā)現(xiàn)粉管風速異常時，運行人員應及時隔離相對應發(fā)生器冷卻水進、回水門。檢查原因。n同時建議不拉弧時停運等離子冷卻水泵。這樣可以有效避免等離子漏水，即使漏水拉弧時異常也能及時發(fā)現(xiàn)，也起到一定的節(jié)能效果。 全國火電大機組競賽技術(shù)交流全國火電大機組競賽技術(shù)交流國電費縣發(fā)電有限公司國電費縣發(fā)電有限公司2022年5月2日 費縣電廠等離子點火系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策探討 5、其他問題 1、等離子燃燒器改造后，相應的熱控邏輯也需更改。 筆者調(diào)試期間曾參考