1、DLZ-200 型等离子点火煤粉燃烧器使用及维护说明书20 版烟台龙源电力技术有限公司感谢您选择并使用烟台龙源电力技术有限公司燃控产品！烟台龙源公司研制开发的DLZ-200 型等离子点火煤粉燃烧器可以完全取代大型工业燃煤锅炉的点火及助燃的油枪。采用本装置配套的锅炉，可以实现自始至终的全过程的单一燃料运行，不仅简化了锅炉的燃料系统，同时节约了大量的试运耗油费用和运行耗油费用，是未来大型工业锅炉的首选的点火和稳燃设备。DLZ-200 系列等离子点火煤粉燃烧器具有以下特点： 电功率： 50 150KW 连续可调； 本装置适用于烟煤、贫煤、无烟煤等多种煤种； 全数字化的整流和控制系统； 引燃时间短；
2、方便的扩展和接口功能。我们相信我们和您的共同努力会使该技术在我们的手中发挥最大的作用，使您的锅炉彻底摆脱耗油的约束，全过程随您的需要发挥其作用，而不必像过去一样担心燃烧不稳而多投油，为您节约大量的资金。让我们共同享受新技术和新产品为我们带来的喜悦和成果。在这里，我们烟台龙源公司对广大用户和关心我公司产品的人士表示衷心的感谢。限于篇幅有限，本手册只介绍产品的基本信息，如您想进一步了解可以电话与我们联系，我们欢迎广大的同仁给我们的产品和服务多提宝贵意见。烟台龙源电力技术有限公司二一年九月七日目录0 安全措施第一章绪论第二章技术性能第三章系统构成第四章等离子点火煤粉燃烧器工作原理第五章电源柜及控制系
3、统第六章操作界面的使用第七章安装与连接第八章调试第九章检修维护附录 A6RA70参数表附录 B常见故障及排除方法01247101625363739420 安全措施本说明书未声明列出了等离子点火煤粉燃烧器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；如果在修理等离子点火煤粉燃烧器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
4、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！580358434.doc （ 2
5、.0 版）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，选用小油枪点火枪等等，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，必须采用同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做为点火源，可点燃挥发
6、份较低的（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有以下几大优点：1)经济：采用等离子点火器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）、）和电子等，可加速热化学
7、转换，促进燃料完全燃烧；离子（ O2、 H2、 OH、 O、 H4) 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，由百利而无一害，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。- 1 -580358434.doc （ 2.0 版）第二章技术性能2.1基本参数2.1.1电源要求：装置的电源： 三相电源 380+10%V- 5%V频率： 50 2%Hz最大消耗功率： 250KVA负荷电流工作范围： （200 375） 2%A电弧电压调
8、节范围： （250 400） 5%V等离子发生器电源：460VDC2.1.2压缩空气：最低气压： 0.2Mpa最高气压： 0.3Mpa空气压力调节范围：0.02 0.2Mpa最小消耗量： 60m3/h最大消耗量： 100m3/h2.1.3冷却水：最小压力： 0.25Mpa正常压力： 0.30Mpa最大压力： 0.4Mpa最大流量： 6T/h水质要求：除盐水，温度 402.1.4电功率：最低输出功率： 50KW极限输出功率： 150KW额定输出功率： 120KW2.1.5一次风：最低风速： 18m/s最高风速： 26m/s最低风温：常温- 2 -580358434.doc （ 2.0 版）最低风
9、粉量： 0.3 0.5煤粉出力： 13T/H( 贫煤 )2.1.6二次风：风速： 50m/s2.2 外形尺寸等离子发生器：880 430 660电源柜：2000 800 800隔离变压器：1100 800 4502.3 重量等离子发生器：80kg电源柜：500kg隔离变压器：800kg2.4性能2.4.1环境条件环境温度： 30 50空气相对湿度：45%80%线圈工作温度：1502.4.2可靠性指标? 电源柜平均无故障间隔时间： 5000 小时? 阳极规定使用期： 500 小时? 阴极头规定使用期： 50 小时? 设备规定使用期： 8 年本设备操作系统自动记录设备使用时间，并在其规定使用时间到
10、时提示检修人员检查设备并确定是否更换。- 3 -580358434.doc （ 2.0 版）第三章系统构成3.1概述该系统主要以下几部分组成? 等离子发生器产生电功率为50 150KW的空气等离子体；?直流电源柜（含整流变压器）用于将三项380V 电源整流成直流电，用于产生电弧；?点火燃烧器与等离子发生器配套使用，以点燃烧、燃烧煤粉；?控制系统由PLC、 CRT、通讯接口和数据总线构成;?辅助系统由冷却水、空气的供给系统组成；整流变压器直流电源柜#1CRT控制柜控制系统数据总线一次等离子发生器风冷却水DLZ-1点火燃烧器空气图一系统构成- 4 -580358434.doc （ 2.0 版）3.
11、2等离子发生器等离子发生器主要由阳极、电子发射枪、稳弧线圈三部分组成。图二 等离子点火装置示意图阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体构成，连续工作时间大于500 小时。电子发射枪由枪头、外套管、内套管、引弧器、进、出水口、上电接头等组成。电磁线圈由电缆及上电口等组成，用于产生强磁场。- 5 -580358434.doc （ 2.0 版）3.3点火燃烧器图三点火燃烧器结构图3.4 控制系统CRTRS232适配器RS485S7-300总线S7-200S7-2006RA70 .12 个6RA70I/O触发I/O触发引启功率组件引启功率组件动动弧_弧_条+条+器器件件DC电抗器DC电抗器发生器
12、发生器图四控制系统- 6 -580358434.doc （ 2.0 版）第四章等离子点火煤粉燃烧器工作原理4.1点火机理本装置利用直流电流（大于 200A）在介质气压大于0.1Mpa 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T 5000K 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，由于反应是在气向中进行，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
13、/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、 H 、 O、22）离 子 （ O 、 H、 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22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，这对于点燃贫煤强化燃烧有特别的意义。4.2等离子发生器工作原理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。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
14、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。其发火原理为：首、线圈2 、阳极3 、阴极4 、电源图五等离子发生器工作原理图- 7 -580358434.doc （ 2.0 版）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。具有0.03Mpa 左右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2105 106W/cm ，为点燃不同的煤种创造了良好的条件。4.3燃烧机理图六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，为此设计了多级燃烧
15、器。它的意义在于应用多级放大的原理，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，5000-10000 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20-80%，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
16、壁流动及挂焦，同时又解决了燃烧器的烧蚀问题。该区称为第一区。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- 8 -580358434.doc （ 2.0 版）将淡粉流贴墙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
17、火焰的长度。随烟气的温升燃尽率逐渐加大。- 9 -580358434.doc （ 2.0 版）第五章电源柜及控制系统5.1电源柜5.1.1电源柜外形电源柜选用德国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：图七电源柜外形图s电源柜为前后开门结构。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、系统给定电流表，下方为排气孔。5.1.2电源柜正面视图打开柜前门后，电源柜正面视图如图八所示：- 10-580358434.doc （ 2.0 版）图八电源柜正面视图其中主要部件为： 冷却风机 : 用来冷却柜内控制元件。功率组件: 内采用三相全桥控晶
18、闸管整流功率组件，晶闸管采用美国进口芯片，最大输出为1200A、 1600V。三相全桥控整流方式整流效率高，技术成熟，保证了电源长期工作的可靠性。其工作原理如下图所示：- 11-580358434.doc （ 2.0 版）图九功率组件原理图 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：采用西门子公司生产的先进的6RA70 系列全数字控制整流装置。该装置具有I/O扩展口和RS232、RS485 通讯功能，因此可以作为整流和等离子发生器的引弧控制接口、水流、风压保护接口，并且与其它计算机实现总线式的数字通
19、讯。6RA70为全数字整流，电压、电流的参数调整完全可以由上位机界面设定操作，实现过程全自动控制。 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，由于引弧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
20、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。- 12-580358434.doc （ 2.0 版）5.1.3电源柜背面视图打开电源柜后，其电源柜背面视图如下图所示：图十电源柜正面视图控制变压器：将柜内交流380V 电源转变成交流220V 电源供控制回路使用。 直流 24V 电源：用于电极的接触检测。11 交流接触器 。12 融断器 。13 直流输出接口。5.1.4电源柜原理图- 13-580358434.doc （ 2.0 版）电源进线L112L21212L3F10Q1113513141.B7246K31135246K121352465D126VUV
21、W2U2V6QG12 功2W率组件PGKV111C21D2LN561.B7L11R11R122MM12Q1213压流流电电电出出定输输设24P11P12P13T111365V12F11VAA2634220VF12F13F14D211452367UW111111551116RA70 系列控制器5422255901698765601000111333331114K1113K11121R13A1K11222C11A2NL）板面）（板板控面面机测闸遥（退进增减风检合护/控动止极极流流位却极流保位压本启停阴阴电电复冷电交水复风123456111111111110555555QKK002c.3313333
22、33305d11121111111123V 7E0004 .423444424422221/51121212111D301234567012345.0003000011111111111111111111EM-277S7-224可遥控控制器01234567PE1EL.LL.H HEN00000000LHM LLP1Q QQ Q23QQQQ1 2PPEPEH111A11F15红2A22K12c8dVE进退4 .2 1前后机极极t风阴阴PGK源4ra2t1101CD0011111.C2电P S234000111柜顶风机功率主回路电极检测输助电源SIEMEMS驱动器PLC数字量输出输助电源12UVW4390接线端子排列1.02353K3-1622517503KKN1K3-43134X220X121.00001234留0 1 2 311675032K3-371.035AA00000预0 0 0 01112R5LLL4K3-2R1 1 1 1 12 2 2 21.036506143903
