1、2*330MW 机组等离子点火装置应用情况东胜发电有限公司（以下简称东胜公司）锅炉系上海锅炉厂制造的亚临界压力参数、自然循环汽包炉，单炉膛、一次中间再热、燃烧器摆动调温、平衡通风、四角切向燃烧、紧身封闭、固态排渣煤粉炉。锅炉燃用东胜本地烟煤。锅炉的制粉系统采用冷一次风机、正压直吹式制粉系统，配置 5 台液压变加载中速磨煤机。锅炉启动点火系统采用烟台龙源DLZ-200 型等离子体煤粉燃烧器，配有 2 层等离子体点火系统，配置在 A、B 层燃烧器上，无燃油系统。磨煤机选型为：ZGM95G 型中速、液压变加载、辊盘式磨煤机,出力 1046t/h。该型磨煤机特点适合低煤量长时间运行，主要原因：磨煤机加
2、载压力可以较大范围变化调整，以保持对煤种、煤量的适应性。等离子体煤粉燃烧器选型为烟台龙源电力技术股份有限公司的 DLZ-200 型等离子体煤粉燃烧器，采用直流空气等离子体做为点火源，可直接引燃煤粉，实现锅炉的冷态启动。该系统主要有以下几部分组成：等离子体发生器产生电功率为 50150kW 的空气等离子体；直流电源柜（含整流变压器）用于将三相 380V 电源整流成直流电，用于产生等离子体；等离子体煤粉燃烧器用于与等离子体发生器配套使用，以引燃烧煤粉；等离子体点火机理：原煤主要来自内蒙古东胜周边地区，燃煤水份大，挥发份高，易着火，易磨制。两年来累计启动 15 次，低负荷稳燃 56 次（负荷低于 1
3、20MW），锅炉灭火后恢复 3 次，等离子在上述事件发生时，其应用特点：经济：采用等离子体点火技术，2008 年至 2009 年全年使用等离子体点火系统耗时 329 小时，阴极头更换 6 次。若使用柴油，平均每小时耗油 4t/h，则消耗柴油 1316t。两者比较，其维护费仅是使用柴油费用的 10%以下，对于电厂，其经济费用节省是相当可观的；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；简单：电厂采用单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式；安全：取消炉前燃油系统，
4、也自然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故；升温、升压更易于控制：由于在升温、升压阶段，采取单一燃料、能维持少煤量长时间运行，其升温、升压平稳，过热器、再热器未使用喷水减温，从而有效防止了蒸汽温度大幅波动。1 影响等离子体点火启动的因素：1.1）载体风压力：根据上述载体风压力分析：等离子体在点火阶段对载体风压力要求较苛刻，57kPa 之间。在锅炉运行中，A、B 层等离子体四角燃烧器载体风压力是不完全一致，同时各角一次风速、煤粉浓度都是不均匀的，造成锅炉点火初期，各角着火效果有好有坏，此时若等离子体载体风压力发生波动，会导致个别等离子体燃烧器着火效果差存在局部煤粉爆燃隐患。等离子体点火系统通常在
5、机组启动、滑参数停机、及低负荷消缺过程中使用，在以上三个过程中，只有在冷态时，对等离子体载体风压力要求较为苛刻，而在热态时，对载体风压力要求不高，只要其风压在 712kPa 以内均可以引燃煤粉。因此建议：设一套等离子体载体风系统点火系统与一套载体风冷却系统，机组启动时由罗茨风机、自动调压阀提供载体风，保证载体风系统压力稳定。正常运行时，由压缩空气（或火检冷却风机）提供载体风，实现热态备用、稳燃、冷却目的，提高锅炉启动初期安全。1.2）煤粉细度：煤粉细度大小是影响锅炉冷态启动着火的主要因素，本锅炉启动初期控制煤粉细度在1215%（R90）之间，煤粉细度低，易着火且稳定性好。煤粉细度大，引燃煤粉相
6、对困难。#2 炉曾经发生过：A 层等离子体拉弧正常后，启动 A 磨后，加载压力调整至 23MPa（经验启动参数），点不着火现象。后将加载压力调整至 9.0MPa（上限），锅炉点火正常。事后分析原因：A 磨连续运行周期较长，磨棍、磨盘磨损严重，且此时加载压力低，煤粉未能充分磨制，煤粉细度大，造成点不着火事件。事后我们把磨煤机运行周期作为一个主要统计指标，来确定启动中加载压力。1.3）一次风速控制要求：等离子体点火初期短时内要求一次风速在 1316m/s，在多次点火过程中调整至 1314 m/s。风速高、风量大，携带煤粉量大，煤粉细度大，对等离子体燃烧器核心温度冷却量大，导致着火后效果差，火检弱。
7、风速低，风量小，一次风携带煤粉能力降低，容易造成磨组、粉管堵塞。由于一次风速在实际运行中不稳定，变化较大，不利于运行长期监视，通常采用控制一次粉管风压方式来控制风速。存在问题：一次风速控制不当，容易导致磨煤机堵塞。运行中采取措施：控制一次风速、防止磨煤机启动初期堵塞方法：跟踪磨煤机排渣情况，始终保持给煤量 = 燃烧量 + 排渣量，使三者达到动态平衡。其中燃烧量没法衡量的，只能根据磨煤机排渣量大小判断，渣量增加，磨煤机内存煤增加，说明此时一次风量偏小，需增加一次风量，减少煤量。若磨煤机内无渣，磨煤机振动大，说明一次风量偏大，需增加煤量减少风量。1.4）二次风门控制：点火初期，控制 A、B 层二次
8、风门在 20以下，随着着火强化，燃料量增加，两台磨煤机运行后，逐渐调整 A、B 层二次风门开度至 40左右。2 等离子体点火启动特点：2.1 磨煤机选型特点：东胜公司磨煤机选型为：ZGM95G 型中速、液压变加载、辊盘式磨煤机。该型磨煤机特点适合低煤量长时间运行，主要原因：磨煤机加载压力可以较大范围变化调整，以保持对煤量、煤种的适应。东胜公司磨煤机设计液压加载压力运行范围在 915 MPa，实际运行中，发现在少煤量运行时，磨煤机振动大，多次发生损坏，现将磨煤机加载压力调整至 1.59 MPa，磨煤机运行稳定。机组启动初期，为控制升温、升压率，要求单台磨煤机少煤量长时间运行，通常在 12t/h
9、以下约 34 小时，对固定加载方式磨煤机、及球磨机，低煤量运行容易发生磨煤机振动损坏、堵煤事件。采用液压变加载系统可以克服加载压力高导致磨煤机振动损坏事件。东胜公司为防止磨煤机振动损坏，先后将磨煤机加载压力下限由 9.0MPa 下调至 3.0MPa 和1.5MPa，彻底消除了磨煤机在低负荷时振动。2.2 启动过程中如何防止汽包壁温差大2.2.1 等离子体启动点火特点：燃油炉在点火初期，其燃尽率高，在 95%以上，其放热量也是一个连续的过程，随燃油增加，其放热量也在逐步增加。区别于燃油炉，等离子体点火初期，投入煤量少、燃尽率较低，导致初期升温、升压率慢。但随着炉膛温度的不断升高，其燃尽率跃升，尤
10、其是启动第二台磨煤机后，其燃尽率呈阶跃性变化，最终导致升温、升压率变化不规则性，控制不当将会造成汽包壁温差超限。2.2.2 锅炉汽包壁温差变化特点：对于锅炉汽包,锅炉点火后，炉水温度逐渐升高，产生蒸汽，但是，由于点火初期燃烧较弱，产生蒸汽量较少，此时，汽包内水流动很慢，由于水对汽包壁的放热系数小，汽包壁下半部金属温度升高并不多，而汽包壁的上半部与饱和蒸汽接触，蒸汽遇到较冷的汽包，壁面会凝结成水，由于蒸汽凝结放热系数比水对汽包壁的放热系数大很多，所以汽包上半部壁温上升较快，产生上、下壁温差。控制汽包内外、上下壁温差的关键是控制工质升温速度。升压速度越快，对应工质温升速度也越大。在低压阶段，升压速
11、度应控制的慢些，而在高压阶段则其升压速度可以快些。2.2.3 控制汽包壁温差上主要采取：冷态启动点火前，投入炉底蒸汽加热系统，（蒸汽参数：压力 1.01.2MPa，温度 300），通常需要 4 小时左右，汽包下壁温由 50加热至 8592，上下壁温差控制在 30以内。控制初期点火后燃料量，锅炉点火后燃料量控制在 812 t/h 以内，连续运行 23 小时，汽包压力升至 0.3MPa，在此过程中，汽包压力未达到 0.3MPa，禁止增加燃料量。通常在 34 小时后，汽包压力达到 0.4MPa 以上方允许启动第二台磨煤机（第二台磨煤机为非等离子体点火时，要求控制磨煤机入口一次风温在 110以上，方允
12、许启动）。2.3 低负荷稳燃、滑参数停机特点：东胜公司#1、2 炉在 2008 年 168 小时试运后，每周一、三、五上白班进行 A、B 层等离子体发生器拉弧试验，每次 25 分钟，以保证等离子体点火设备可靠备用。公司曾多次发生辅机故障、低负荷消缺事件，最低负荷减至 60MW，投入一层等离子体即可达到稳燃效果。2009 年 11 月 9 日，#2 炉因汽包水位调节异常发生锅炉 MFT 保护动作，锅炉灭火事件。从锅炉吹扫、汽轮机减负荷，到汽轮机带负荷正常，耗时 10 分钟，期间再热蒸汽温度最低降至 480，发电机未解列。2008 年2010 年，#1、2 机组滑参数停机共计 16 次，汽轮机中压
13、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。总结多次滑停成功经验：锅炉燃烧工况稳定，热负荷降低均匀；磨煤机煤量调整范围大，可少煤量长时间运行；滑停过程中经济成本低，无燃油，消耗等离子体发生器的阴阳极材料。滑停主要操作：最终保留两台磨煤机运行，保持一层或两层等离子体（A 或 B 磨故障时），维持 50t/h 左右煤量，机组负荷在 50MW 左右，降低汽缸温度。存在问题：滑停过程中，两台磨煤机运行中，其中一台磨煤机跳闸、或不出力，导致燃料释放热量大幅降低，使汽包水位发生大幅变化，调整不及时容易造成 MFT 保护动作。总结：东胜公司自 2008 年 1 月 24 日1 机组移交生产，6 月 28 日2 机组移交生产发电，两年来，在等离子体点火启动、低负荷消缺、辅机故障稳燃，锅炉灭火处理过程中，等离子点火系统着火稳定，稳燃效果好，启动投运快，故障率低，经济性好，得到充分证实。公司锅炉采用四角切园燃烧、固态排渣煤粉炉；制粉系统采用冷一次风、正压直吹式、液压变加载中速磨煤机；及两层等离子体点火燃烧器系统；在 300MW 机组中是一种非常典型组合，其适应低负荷、掺烧劣质煤能力好。满足当前环保、经济、可持续发展的要求。
