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1、2012年2月,煤粉锅炉等离子体点火及稳燃技术,目錄,公司簡介,主要从事煤粉燃烧領域技术的研究开发，设计制造及工程服务等业务。等离子点火稳然技术低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,公司簡介,2008 年“煤粉锅炉等离子点火及稳燃技术”獲得世界产权组织中国知识产权局颁发的“中国专利金奖”,公司簡介,等离子体点火技术发展情况,技术原理,7,等离子体是物质除了固态、液态、气态的第四种形态。它对外呈中性，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,8,启动阶段：稳定、高效的点火系统保证
2、锅炉启动过程。In the start-up time: stable and high- efficient firing ensures the safety in the process of boiler start up.正常运行阶段：保持原来的燃烧器正常工作。In normal operating time: To keep the most performances of main burners at normal operation condition.低负荷运行阶段：可在较低负荷下稳定锅炉的燃烧In low load operating time: To keep the
3、stable combustion of the boiler at lower load condition.,技術原理,9,技术发展情况,10,电极寿命大幅提高：阴极寿命100h，阳极寿命400h结构改进，可长期稳定运行功率调节范围增大，点火能力提高,技术发展情况,11,技术发展情况,12,由公频相控模式变为高频开关功率变化模式电源稳定性好、抗干扰能力强、电源转换效率高功率因数达0.900.93等离子体电弧稳定性更强、电弧温度更高,技术发展情况,13,技术发展情况,14,煤种适应范围扩大煤粉燃烧效率提高着火稳定性增强防结渣、烧损能力提高,技术发展情况,15,改造前后煤粉燃尽率对比（启动过程
4、）,等离子体点火技术的工程应用,工程應用,17,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。,工程應用,18,冷炉制粉系统燃烧器的布置控制系统电气系统载体风系统冷却水系统,工程應用,19,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,工程應用,20,原制粉系統,熱一次風,蒸汽,冷凝水,磨煤機,冷風蒸汽加熱器,配有冷風蒸汽加熱器的制粉系統,一次風管,煤粉分離器&分配器,中儲式制粉系統：使用粉倉中
5、的煤粉或者鄰爐來粉直吹式制粉系統：使用冷風蒸汽加熱器,冷爐制粉,工程應用,21,冷炉制粉,工程應用,22,Pulverizer and separator,Secondary air box,Plasma ignition pulverized coal burner,Primary air conduit,Plasma ignition pulverized coal burner,Secondary air box,Pulverizer and separator,Primary air conduit,燃燒器佈置,工程應用,23,工程應用,24,独立控制系统可以与DCS连接，成为DCS系
6、统的一部分,控制系统,工程應用,25,工程應用,26,工程應用,27,相关技术问题及运行实践,相關技術問題及運行實踐,等离子体点火及稳燃技术对煤种的适应性,相關技術問題及運行實踐,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,鍋爐冷態啟動曲線,鍋爐溫態啟動曲線,相关技术问题及运行实践,消除超临界机组对水冷壁逼问偏差的影响,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
7、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,典型事故分析,典型事故1：600MW亚临界机组锅炉曝管分析,典型事
8、故分析,典型事故2：600MW超/超超临界机组锅炉曝管分析,典型事故分析,典型事故分析,典型事故分析,相关技术问题及运行实践,锅炉停炉：锅炉停炉后无特殊要求，通常采用闷炉自然降温控制锅炉的降温速率，如锅炉受热面有紧急检修，也尽量控制高温受热面不快速冷却。,关于机组滑停问题,相关技术问题及运行实践,为减缓氧化皮剥落，现阶段采取的“焖炉”方式实践证明是行之有效的，如果进一步采用等离子体点火技术滑压运行停炉，优越性更无可比拟，可大大减轻氧化皮的剥落。,改進之前,改進之後,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
9、制造工艺进行许多改进；产品随机抽样寿命达到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,相關技術問題及運行實踐,改进之前,改进之後,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400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,相關技術問題及運行實踐,关于等离子体点火系统的煤粉燃尽率的问题,相關技術問題及運行實踐,关于锅炉性能问题,表1：大唐盘山6
10、00MW机组3、4号锅炉热效率试验比较,摘自大唐盤山發電廠3、4號鍋爐性能試驗報告,相关技术问题及运行实践,关于锅炉性能问题,摘自華能汕頭發電廠3號鍋爐性能試驗報告,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,摘自康平發電廠1、2號锅炉性能試驗報告,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
11、程DL/T4352004,3.2.5 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
12、是取消了燃油点火系统，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空冷供热机组分别于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）；
13、滑参数停机13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
14、内蒙古东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2010年底，国内已建成无燃油电厂7座，正在建设中的无燃油电厂15座。,无燃油燃煤电厂,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,結束語,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！,68,
